应用型人才培养在互换性与技术测量课程中的实践

彭 丽，李 静，赵雪芹，林阳军

应用型人才培养在互换性与技术测量课程中的实践

彭 丽a，李 静a，赵雪芹a，林阳军b

(成都工业学院a.机械工程学院；b.保卫处，四川 成都 611730)

该文从高校互换性与技术测量课程教学的实际情况出发，结合应用型人才的培养特点，分析了课程的内容特点，提出了改进教学方法，增强课堂互动的教学改革。以绪论课的教学为例，提出从学生已学过的知识引入新的概念；以技术测量内容为例介绍了相关的重点、难点和知识点，以及将实验课和理论课有机结合起来的教学方法，并进行了实践。实践证明，此教学方法既增强了学生工程意识，又使课程内容生动有趣。

互换性与技术测量；教学方法；实验课；理论课；有机结合

互换性与技术测量课程是机械类专业及相关专业必修的一门综合性、实用型主干技术基础课，是连接基础课和专业课的桥梁，也是联系设计课程和制造工艺课程的纽带。课程包含几何量公差与选用及误差检测两方面的内容，将互换性原理、标准化生产管理以及误差检测等相关知识融合在一起；课程内容与一线生产实际密切相关，且涉及的知识面较广，同时也关系到学生后续课程的学习乃至毕业设计等；因此在培养机械专业应用型人才的过程中起着至关重要的作用，是培养本科应用型人才的一个重要环节。本文结合几所高校教学实际情况，对该课程的教学方法进行了改革实践，取得了良好效果。

1 课程的特点及要求

互换性与技术测量课程概念多，名词术语多，表格多，标准多，涉及的知识面非常广，与实践密切相关；同时，课程内容枯燥，概念抽象，初学者难以理解和掌握，给教学带来了一定的困难，很多教师感到课程难教。而对于缺乏生产实践经验和感性认识的学生来说，课程内容在理解和掌握上存在更大的难度，学生觉得很枯燥，觉得难学。课程教学要求教师既要有一定理论基础知识，也要有一定的实践能力；将互换性与技术测量课程理解透彻，融会贯通地教授给学生，使学生能深刻领悟这门课程的内容，教师不仅要不断提高自己的教学能力，还要不断探讨及改进教学方法；同时，教师要充分利用实验室的资源，将实验课与理论课有机结合起来进行教学。

2 存在的问题

1)理论课与实验课脱节。

在某些高校，实验课安排随意，实验课的具体内容、使用仪器以及实验目的，任课教师不清楚，学生更不清楚。学生对实验课不重视，学完课程后对所学内容依然模糊，在毕业设计及制造工艺的编制中仍然存在着不会应用的问题。

2)课本编制内容与工程实际联系较少。

很多课本没有整体的规划，缺少一个贯穿全书的实际零件；与工程实际的联系较少，学生缺乏对实际零件的认识。

3)教学方法落后。

教师教学基本上是按部就班，新的教学方法应用较少，教学上多借助多媒体，但实际效果不好；这也导致了教师觉得课程难教，学生觉得课程难学。教学计划的制定，特别是实验计划的安排不科学，再加上这门课程的特点，使学生感到课程枯燥乏味；随着课程难度的增加，认真听课的学生越来越少，甚至逃课的学生也越来越多。

但是，如果学生没有学好此课程，在后续的课程设计和毕业设计中，在进行精度设计和图样标注时，往往会觉得无从下手；例如在设计的图纸中大部分没有几何公差标注，即使有标注，错误也较多。要解决以上问题，必须根据该课程的特点和学生的接受能力，在教学方法上突出联系实际，从培养学生应用能力出发，合理制定教学计划，与所学课程有效衔接。

4)教学大纲不太合理。

例如，很多相关课程对公差这一知识点都有要求，但在教学大纲中又没有详细说明，教师一般都是按照大纲要求制定教学计划；专业基础课程机械制图的教学环节，涉及的公差知识比较多。而各专业安排的授课计划是有差别的，互换性与技术测量课程按不同的专业安排在不同的学年完成；一小部分专业在本科第一学年的第二学期开设，和机械制图课程是重叠的；另一大部分专业安排在本科第二学年的第一学期；上述两种情况下课程的教学大纲和课时安排应该有所区别。随着互换性课程课时的不断减少，教师想在短时间教授这门课程是非常困难的，特别是如果增加了工程实例的讲解，将增加教师课堂上讲解的时间。而此课程讲课内容与很多课程息息相关，安排此课程开课的时间段就非常关键了。有些教学大纲还要求学生对尺寸链知识点的掌握，尺寸链更是与实际零件加工方法、加工工艺以及装配工艺密切相关。因此，相关教师在制定教学大纲时，应该考虑学生所学的课程内容及学生已经历过的实践环节，更加合理地制订教学大纲。

3 教学方法的探索

3.1 选好教材，精心备课

选取教材这个环节是非常重要的。教师应从众多教材中认真遴选适合本校不同专业学生的教材，对于应用型本科人才培养，应从实际应用出发进行教材的选取。教材选好后教师一定要把所讲章节认真通读，发现问题及错误一定要做好记号，及时在课堂上进行更正。现在很多教材由于排版问题，出现的错误很多，很多学生根本无法分辨，教材产生误导。

备好课是上好课的基础和前提，在详细了解了课程特点及教学大纲的基础上，教师应认真钻研教材和查阅有关参考书籍，自己觉得不能透彻理解的知识点一定要多看书进行深刻理解。教师一定要全面熟悉教材的课程体系和结构，根据课时安排制订出教学计划，合理进行删减，安排好教学进程。

任课教师一定要充分利用实验室的资源，把互换性与技术测量理论课与实验课有机地结合起来，安排好教学计划及进程，精心备好每一节课，认真编写每节课的教案，特别是实际例子，包括实验课的安排细节及要解决的问题。例如，精密内外径的测量(有些教材上称为尺寸的测量)这个实验(下文中称为实验1)，是教科书第3章尺寸公差、配合与检查内容结束后的必做实验。实验内容包括用内径百分表测量孔的直径和用立式光学计测量轴径这两个项目。这个实验是经典的比较测量实验。那么，做这个实验可以达到什么目的?教学过程中可提出问题:1)根据测量数据判断内外径是否合格?2)当实际尺寸在两个极限尺寸时会产生什么问题?3)在尺寸合格之后，装配时孔和轴什么尺寸起作用?

事实证明，教师对教材的理解越透彻，越有效地利用了实验课，学生对这门课程的理解就越深，感受力就越强。教师对讲解的内容理解透彻，才能融会贯通并生动地讲清楚这门课程的内容，更好地结合实例对教材进行分解和适当的处理，将新的概念尽量以学生能够接触的实物或事件巧妙引入，将抽象的概念直观化，从而提高课堂教学质量。

3.2 改进教学方法，增强课堂互动

绪论是课程的核心内容，是课程的灵魂，绪论部分的讲解对于课程的学习至关重要。教师怎样将绪论这一章的内容融会贯通后呈现给学生，是引导学生入门的关键[1]。教师一定要把握这一章的讲授方法，激发起学生学习的浓厚兴趣。如果学生已经做过某些零件的测绘，或对机加工有所了解和认识，教师讲解引用实际例子就可得心应手，反之就应该投入更多的精力去上好绪论课。

第一堂课，学生不仅对课程好奇，对教师也好奇，更对教师的教学方法好奇。怎样激发学生对新课程的学习兴趣?教师应充分利用学生对新课程的好奇心，提出问题，巧妙地将学生熟悉的知识和内容导入新课程。教师应尽量用通俗易懂的语言和生动的例子，密切联系日常生活实际，可以从学生爱使用的手机和电脑入手，由浅入深、循序渐进地结合专业讲清楚互换性的定义及其在生产生活中的现实意义以及课程在这个专业知识结构中的地位，明确课程的教学任务和要求，提出有效的学习方法，尤其要结合生产实际。使复杂的课程简单化，概念清晰化，让学生感到此课程容易理解，实用性强，从而激发学生对新课程的学习兴趣。

适时引入本课程不同名称的参考书籍，比如:《互换性与技术测量》[2]《公差配合与技术测量》[3]《极限配合与技术测量》《公差配合与精度检测》[4]《几何量公差与检测》[5]《机械精度设计与检测》[6]和 《精度设计与质量控制基础》[7]等，书籍名称不一样，但实质表达的内涵是相同的，至于为什么这样，留下课题让学生们思考。绪论这一章节涉及的概念比较多，由日常生活例子引出 “互换性的概念”，提出怎样实现互换，引出 “公差”的概念；由实际加工零件进一步加深理解为什么要有一定公差，没有公差的实际零件是不可能绝对实现的；由加工出的实际零件是否符合要求，引出 “检测”的概念；举例检测出的数据，引出 “合格”的概念；给学生思考题:“公差是不是由我们随意确定的?”引出 “标准化及标准”的概念。这样一环扣一环，学生对 “互换性” 与 “公差” “检测” “标准化”之间的关系一目了然。

特别重要的是 “公差”和 “检测”概念的引入，对后续学习重要知识环节 “尺寸的公差、配合与检测以及几何公差与检测”可以起到重要的作用。虽然这两个概念对于学生来说完全是陌生的，但我们从学生学过的代数出发，从学生熟悉的区间出发，由一个未知数满足在两个实数之间的范围，相当于公差值在一个闭区间的范围[上偏差，下偏差]，数据是在上偏差和下偏差之间，并且数据是连续的，任意一个数都可以，可以等于但不能超越。如果实际零件加工出来测量的数据也在这个区间范围，则说明这个实际零件是合格的。其他例子的引入不再赘述。这样不仅使学生清楚地理解了概念，学生感觉就是学过的知识在不同学科的应用及延伸，巧妙地引入了新的知识。

3.3 因材施教，理论与实践融合

众所周知，高校各专业各班级学生的层次参差不齐，学生学习的态度也有所不同，教师所设计的教学方式和实际情况可能出现偏差，进度可能和计划有出入，怎样协调这一矛盾，是教学计划里一定要考虑的问题。教学计划应该能够根据教师讲课进度进行适度调整；实验课的安排一定要有的放矢，应针对学生难以理解的概念来做实验，使学生对有关概念的理解更加清楚明白，为后续课程的讲解奠定基础及进行有效衔接。

本课程是机械类专业的技术基础课，包括“公差配合”与 “技术测量”两大部分[8]。实际上“技术测量”是一个专业的分支，与 “数据与误差处理”课程紧密相关，用短短的实验课时间是无法掌握 “技术测量”这个专业性较强的实践课程，只能引导学生有一个初步的认识，引领学生知道技术测量的重要性，明确是实现互换性的一个保障手段，是质量控制与管理的前提。要真正掌握 “技术测量”还要学习很多其他课程，可以激起学生多钻研这方面知识的兴趣。教师要清楚真正做实验的目的不仅是简单的测量，还应该帮助学生理解一些难以理解的抽象概念[9]。例如，尺寸公差圆柱结合的互换性，课堂上讲过 “间隙” “过盈”和“过渡”这3种不同的配合后，学生感受不深，不能完全理解这些概念，特别是在计算后进行判断；教师可在实验室进一步对这些概念进行讲解并验证，在前面提到的实验1中，完成从图纸到实际零件的装配，准备一套简单零件、一个带孔的小平板和3根偏差不同的光轴；有图纸，有工艺，要求学生将测量的实际数据按照规定明确填写，教师在学生测量完成后提问；学生自己进行装配。实验中，学生会非常清楚地了解3种配合性质的形成，对相关概念理解并记忆深刻。有图纸、有加工工艺，不仅真实模拟了工程环境[10]，而且使学生增强了运用实验1“精密内外径测量”于实际的能力。

学生对作用尺寸和公差原则的理解也是一个难题，再将实验1中测量孔和轴的实际数据以升序或降序方式排序，每个截面一组尺寸排序，用列表的方式写下来。找出孔所有截面中实际测量值中最小的尺寸做记号，找出轴所有截面中实际测量值中最大的尺寸做记号，留下思考题， “孔和轴在装配时，什么尺寸起作用”，为后续章节的作用尺寸及公差原则讲解打下基础。实践证明，通过测量具体的实验数据可以使学生在实践中轻松掌握理论知识；学生感觉这门课程的学习没有那么难了，没有那么多需要死记硬背的知识。这样，不仅训练了学生的动手能力及实际应用知识的能力，更逐步增强学生对本课程的兴趣[11]。

同时，为了使学生认真对待每一堂课，引起学生高度集中，提出了在课堂上如有学生发现教师讲错了，可以奖励学生1分加入到期末总评成绩中。这样不仅能促使教师认真备好每一节课，提高其教学水平和教学质量，更增强了学生上课时的专注度，师生之间的互动性更强。实践证明，学生上课热情度高，出勤率百分之百。

4 结束语

绪论课给学生留下不同教科书的名称也激发学生对这门课程的兴趣和好奇，课程结束后学生会清楚书籍名称不同但其实质是相同的。应用型本科学校是培养工程师的摇篮，应该培养学生的工程意识；在学校不断改革和绩效考核的冲击下，教师要利用实验室资源，将每个实验与理论课有机结合[12]，不断改进教学方法，从培养学生解决问题的实际能力出发，以测量实际零件为基础，使学生在实践中轻松学习理论知识[13]。实践证明该教学方式效果良好。

[1]张小燕.《公差配合与技术测量》课程的教学与改革探讨[J].武汉工程职业技术学院学报，2005，17(3):80-82.

[2]廖念钊.互换性与测量技术基础[M].北京:中国质检出版社，2013.

[3]姜明德，杨福泉.公差配合与技术测量[M].长沙:湖南科学技术出版社，1996.

[4]张秀芳，许晖.公差配合与精度检测[M].北京:电子工业出版社，2014.

[5]甘永立.几何量公差与检测[M].上海:上海科学技术出版社，2014.

[6]陈晓华.机械精度设计与检测[M].北京:中国标准出版社，2015.

[7]张琳娜.精度设计与质量控制基础[M].北京:中国计量出版社，2011.

[8]彭丽.互换性与技术测量课程实验教学探索[J].实验科学与技术，2010，08(3):108-111.

[9]刘玉梅，张雪粉，马强.互换性与技术测量实践教学改革的实践[J].中国现代教育装备，2012(1):62-64.

[10]卢清华，李先祥，叶树林，等.面向卓越工程师培养的实践教学改革探索[J].实验科学与技术，2013，11(3):39-42.

[11]郭亚利，冯辉宗，穆仁龙，等.以实践能力培养为核心的实践教学体系构建与实践[J].实验室研究与探索，2011，30(7):337-339.

[12]徐恺，武充沛，王恒迪.“互换性与技术测量”课程启发式教学的改革与实践[J].中国电力教育，2014(6):48-49.

[13]赵学海.《互换性与技术测量》课程的教改探究与实践[J].装备制造技术，2012(4):193-195.

Practice of Applied Talents Training in the Course of Interchangeability and Technical Measurement

PENG Lia， LI Jinga，ZHAO Xueqina， LIN Yangjunb
(a.College of Mechanical Engineering； b.Security department， Chengdu Technological University， Chengdu 611730， China)

This paper based on the actual situation of the teaching of interchangeability and technical measurement in colleges and universities， combined with the characteristics of training applied talents， it analyzes the characteristics of the course content， and puts forward the teaching reform which improves the teaching method and enhances the interaction of the classroom.Taking the introduction of teaching as an example，it is proposed to introduce new concepts from the knowledge that students have learned.Taking the technical measurement content as an example to introduce the relevant key points，difficulties and related knowledge，as well as the experimental courses and theory courses of the combination of teaching methods and practice.Practice has proved that the teaching method not only enhances the students'engineering consciousness，but also makes the content of the course interesting.

interchangeability and technical measurement； teaching reform； experimental lesson； theoretical course；organic combination

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.05.021

2016-12-08；修改日期:2017-02-20

彭丽(1964-)，女，学士，高级实验师，主要从事机械工程方面的研究工作。