应用型本科院校互换性与技术测量课程教学改革思考与实践

陈为林 刘军 王宇华 唐东炜 卢清华

摘要：分析了目前應用型本科院校互换性与技术测量课程教学存在的问题，并结合应用型本科院校特点与教学实践提出教学过程优化方法，提高学生对抽象概念的理解能力，解决理论教学学时不足的问题，增强学生对互换性的重视程度，为培养高水平应用型人才奠定了坚实的基础。

关键词：互换性与技术测量;应用型本科;教学改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）38-0164-02

一、引言

互换性与技术测量是高等工科院校机械类专业学生必修的主干技术基础课，是机械设计、机械制造工艺学等专业课的先修课程。该课程是连接机械设计类课程与机械制造类课程的纽带，主要包括机械精度设计与误差检测。本课程涉及的基础理论多，专业知识面广，综合应用实践性强。传统的互换性与技术测量课程教学方法来源于研究型大学，教学实践表明，将传统方法应用于应用型本科院校互换性与技术测量课程教学时存在诸多问题。如何提升互换性与技术测量课程教学效果已成为当前应用型本科教学改革所关注的重点[1，2]。

二、应用型本科院校互换性与技术测量课程教学存在的问题

首先，相比于其他技术基础课，该课程虽然理论性不强，但概念理解抽象，对于抽象思维能力相对薄弱的应用型本科院校学生而言，该课程部分基本知识难以融合应用。互换性与技术测量课程的数学公式推导较少，学生在初步接触时普遍认为该课程相对容易。然而，随着学习的深入，该课程代号符号多、术语定义多、标准规定多的特点逐步显现[3]。以最大（最小）实体状态、泰勒准则、包容要求、最大（最小）实体实效尺寸等为代表的术语定义抽象性强。通过教学实践可以发现，由于大部分学生已有尺寸误差检测仪器的实际操作经验，能够对极限与配合的基本术语和国家标准规定形成感性认识，故光滑圆柱尺寸公差的教学效果通常较好;然而，在几何公差部分，由于公差项目多，公差带方向、位置、大小及公差原则的理解对抽象思维能力要求高，而且学生普遍缺乏方向、位置、跳动公差检测仪器的使用经验，导致该部分教学效果相对欠佳。

其次，《关于引导部分地方普通本科院校向应用型转变的指导意见》重视复合应用型人才的培养，重视实验、实训、实习环节，要求实训、实习的课时占专业教学总课时的30%以上。在上述背景下，应用型本科院校机械类专业人才培养计划呈现如下变化趋势：开设的课程增多、实验实践学时增多、理论课学时减少，对互换性与技术测量课程教学方法提出新的挑战。在应用型本科机械类专业的人才培养计划中，该课程一般为30—50学时，其中包含6—8个实验教学学时，理论教学学时少，如何兼顾知识体系的系统性建构与技术基础课所要求的工程技术理论基础深入学习，是应用型本科院校互换性与技术测量课程教学的一个难题。

另外，互换性的意义体现在平衡批量生产的使用性能与经济性上，而批量生产难以在实验教学环节、学生科技竞赛中获得直观呈现，学生容易忽视该课程的重要性[4]。

三、应用型本科院校互换性与技术测量课程教学的优化方法

针对互换性与技术测量课程教学存在的概念抽象性强、理论教学学时少、学生重视程度不高等问题，结合应用型本科院校的特点，可采用如下优化方法：

第一，结合中英文教学、传统与现代教学手段，联系学生易于感知的工程实际，提高概念教学效果。例如，可以通过结合专业英语教学，避免学生将公差与偏差混淆（尤其是几何公差与几何偏差）。公差的英语表达是“Tolerance”，其词根为常用词汇“Tolerate”，词根本意是“容忍”，与公差概念“零件几何参数允许的变动量”相对应。通过中英文对应讲授，可加强学生对公差内涵的理解。以PPT、慕课等为代表的现代教学手段能有效提高教学效率，便于结合动画、视频等素材讲解概念知识点，为学生提供丰富的拓展知识，而板书等传统教学方法有利于逐步引导学生理解重难点知识。因此，将传统与现代教学方法有机结合，可有效提高概念教学效果。联系易于感知的工程实际，有利于学生建立直观的感性认识，辅助抽象思维的形成，并激发学生的学习兴趣。例如，在讲解螺纹螺距误差对互换性的影响时，可以首先抛出一个日常生活中常见的工程问题：螺栓与螺栓孔的公称尺寸匹配，但在旋紧螺栓的过程中出现越来越费劲的现象，可能的原因是什么？这个常见问题与螺距累积误差密切相关，学生在跟着老师的思路分析螺距误差累积规律时，能更好地将示意图与实际情况对应，有利于加深对螺距累积误差这一抽象概念的理解。

第二，采用传统课堂与翻转课堂相结合的模式，突出主干内容，增加分散进行的实验学时，以弥补理论教学学时的不足。传统教学的过程是课堂传授知识和课下通过作业或实践完成知识的内化，而“翻转课堂”教学模式刚好将上述两个过程颠倒，即学生在课前通过信息技术完成知识的接受学习，知识的内化则是在课堂上经老师的帮助与同学的协助而完成[5]。可以采用传统课堂教学模式重点讲授极限与配合、技术测量基础、几何公差、表面粗糙度等章节，确保学生具备扎实的互换性与技术测量基础知识与技能。进一步地，可运用翻转课堂形式，在有限的课时内引领学生对光滑极限量规、常用结合件互换性、圆柱齿轮传动互换性等章节进行研究性学习。将传统课堂教学与翻转课堂教学相结合，既突出主干内容，又保证了知识体系的完整性，还能培养学生自主学习的能力。此外，应改变传统的理论教学与实验教学相互独立的教学模式，将实验教学分散安排于相关章节，并利用应用型本科院校教学实验设备相对充足的优势，增加分散进行的实验学时，使学生在学习重点章节时能够及时通过实验建立直观认识，加强知识内化效果。可以利用多种手段增加分散进行的实验学时：（1）在先修课程金工实习的车床加工环节，增加跳动公差检测任务;（2）对于有实验教学安排的章节，可以将部分理论教学学时放在实验室中进行，例如表面粗糙度，既增加了分散进行的实验教学时间，又实现了理论与实际的结合。

第三，结合工程技术经济学案例讲解互换性基本概念。对于“互换性原则是组织现代化生产极为重要的技术经济原则[6]”，许多学生只是定性地了解互换性的作用，无法从思想上提高对互换性的重视程度。若在绪论部分结合批量生产中涉及机械精度设计的工程技术案例，让学生定量对比是否按互换性原则组织生产所带来的成本变化，可使学生在后续学习与机械设计过程中树立经济性意识。

四、结论

为提高应用型本科院校互换性与技术测量课程的教学效果，本文首先分析了教学过程存在的概念抽象性强、理论教学学时少、学生重视程度不高等问题，进而结合应用型本科院校的特点，提出了中英文教学相结合、传统与現代教学手段相结合、理论与实际相结合、传统课堂与翻转课堂相结合、技术知识与经济学知识相结合的课堂教学优化方法，为培养高水平应用型人才奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]胡凤兰，程玉兰，董丽君.应用型本科互换性与技术测量课程研究型教学的探索与实践[J].湖南工程学院学报：社会科学版，2013，23（04）：86-88.

[2]冯明佳，辛志遐，孙丽娜.应用型本科《互换性与技术测量》课程教学改革探索[J].黑龙江科技信息，2017，（12）：154-155.

[3]黄绍服.“互换性与技术测量”课程的教学与改革[J].科技视界，2015，（18）：64.

[4]徐锐，汪列隆，潘培道.基于《互换性与测量技术》课程的机械精度设计能力培养模式改革探讨[J].科技风，2019，（06）：51.

[5]华蕊，李伟，卢清华.翻转课堂在地方高校理论力学教学中的设计与实践[J].高教论坛，2017，（6）：44-48.

[6]胡凤兰.互换性与技术测量基础[M].高等教育出版社，2010.

Thinking and Practice of the Educational Reform for Interchangeability and Technological Measuring in Applied Undergraduate College

CHEN Wei-lin，LIU Jun，WANG Yu-hua，TANG Dong-wei，LU Qing-hua

（School of Mechatronics Engineering，Foshan University，Foshan，Guangdong 528225，China）

Abstract：This paper analyzes the existed problems of teaching for interchangeability and technological measuring.Combing the characteristics of applied undergraduate colleges and the teaching practice，the optimization methods of teaching process are proposed，which can improve the comprehension of students for the abstract conception，solve the problem that the theoretical teaching time is not enough，and enhance the emphasis of students for the interchangeability.The researches in this paper benefit developing the high-level applied talents.

Key words：interchangeability and technological measuring;applied undergraduate colleges;educational reform