公差配合与技术测量课程教学探讨

(天津石油职业技术学院，天津301607)

“公差配合与技术测量”，是机械类专业的一门重要的基础课程。该课程的知识和技能在机械制造业发挥着重要作用，是否掌握这些知识和技能，不仅对机械设计工程师的设计质量有着影响，还会在实际生产中影响着一线操作工人的操作，因此，提升该课程的教学质量十分有必要。高职教育，是以培养应用型、实用型人才为目标，加强理论知识学习和实践能力培养的结合，从而为学生的就业提供保障。公差配合与技术测量知识和技能作为职业教育的重点内容，在实际的教学过程中，应采用适宜的方法来增加学生的知识和增强学生的技能，从而使学生能够在工作岗位上有良好的表现。

一、公差配合与技术测量课程特点与难点分析

公差配合与技术测量课程主要包括公差配合、测量技术两部分，在教学过程中应了解和掌握该课程的特点和难点。具体来说，公差配合的主要内容为国家相关的技术标准，比如机械设计中零件的形位公差、尺寸公差、表面粗糙度等，通过制定该设计标准，可以保障零件设计和制造的质量，使得产生的误差在允许范围内，从而确保产品的整体质量符合设计要求。技术测量的主要内容是为确定被测目标数值所采用的测量、实验方法等。对一个零件来说，不仅仅有形位公差、尺寸公差、表面粗糙度，还有必须的机械性能和化学性能，才能满足零件设计的使用要求。而测量技术是保障产品质量的重要技术保障，通过测量或者检验方的测验，使得产品零件达到质量合格的标准，从而保障产品的质量。

该课程涉及多个抽象概念、术语定义、标准符号等，但相应的逻辑推理内容不多。其中，基本概念多、术语多是课程的最显著的特点，从总体角度来看，这些概念和术语可以分为两类，其一，符合设计要求的一类，比如配合公差、极限尺寸、最大实体尺寸等，这些概念与术语是与设计相关的，一旦完成相关产品的设计，并确定这些定义和术语，则可通过公式来表示两者的关系，且可以计算出具体的数值，并根据公差配合标准来确定；其二，体现零件实际情况的一类，比如实际尺寸、实际间隙、实际偏差等，这类概念和术语可以有效反映零件的实际状态。要想定量的确定零件尺寸的大小，则需了解零件的具体信息。上述两种类型是该课程的重要基础内容，在实际的教学过程中，这些概念共同构成一个网络，让学生对这些概念进行认识和理解、掌握概念之间的联系与区别才是教学难点的所在。概念和术语作为这个网络中的节点，本身并不复杂，而学生能够理解其中的每个节点，并从这个网络中选取合适的概念和关系实现自己所需要达到的目标，才是真正掌握了这么课程。例如：在《机械设计》课程中，常遇到的典型问题是对某零件的抗拉强度或者屈服强度提出要求，在计算时需要用到零件横截面积，从而计算零件的尺寸。同时，零件的装配关系会对零件的配合性质提出要求。由此，确定零件的配合公差，然后，可以得到零件的上下偏差及极限尺寸。机械类课程共同构成一个网络，学生需要能够完成查阅国家标准并确定零件尺寸的任务。

二、“公差配合与技术测量”教学方法

(一)综合教学内容，遵循应用为主的教学原则

在教学实践中，应以满足课程要求、培养专业目标为标准，综合教学内容，从而实现教学内容的整体把控。同时，学生也可以整体上认识该课程的理论知识，通过互换性概念，深入了解其他相关知识。比如机械行业的典型案例：教学过程中，以齿轮泵为切入点，并将一些相关零件(齿轮、轴承、箱体等)展示给学生看；通过零件的展示和介绍，引出多数零件配合使用才可保障机器的正常运行，同时会涉及一系列的公差与配合，从而介绍公差配合的相关概念和术语等。在此过程中，应先阐释互换性的原理，其次提出影响互换性的重要因素——几何量误差，并分析几何量误差的内容和概念，然后引出几何量精度的相关定义和术语，让学生了解和掌握公差的标准以及相关表格的制定，并鼓励他们提出自己不理解的内容，从而培养学生的思维能力、发现和解决问题的能力。另外，还应将实践教学应用到教学过程中，比如连杆，作为汽车发动机的重要零件，连杆的工艺要求几乎将《公差配合与技术测量》的内容全部覆盖，可以将连杆生产线为教学载体进行该课程的教学，并通过与院校合作的相关企业，了解和参观连杆生产线的整个过程。并按照根据零件或产品检测任务，对工作任务和职业能力项目进行设计，以企业产品图纸、产品等为参考依据，进行相应教学内容的设计，让学生能够真实地体会到零件产品的检测工作。

(二)针对不同的内容，采用不同的教学方法

1.加强概念、定义的总结和分类

“公差配合与技术测量”存在较多的概念，且内容比较复杂，为了便于学生对相似概念的理解、区分和记忆，应对相关的概念定义进行总结、分类。比如“形位公差项目及其公差带”定义讲解时，受形位公差带形状复杂的影响，倾斜度、垂直度、平行度等公差内容不利于学生的理解，为了让学生能够理解和领悟，可通过分类总结的方法来简化其内容，即按照基准要素、被测要素的几何特征，将公差项目进行分类，分为线线、线面、面线、面面四种形式，从而将项目进行详细化、具体化。

2.科学合理地运用教学媒体

在教学资源不断发展的背景下，多媒体技术已经应用到教学过程中。就多媒体教学来说，其能够实现信息的集成化、多元化，在丰富信息的表达力、增加教学信息量的同时，能够提高课堂教学的效率、增强教学的效果，是教学过程中的一个重要途径。对于存在较多难以理解概念定义的《公差配合与技术测量》课程来说，可采用多媒体手段，通过生动形象的例子来向学生展示该课程的相关概念，帮助学生理解定义内容。此外，除了帮助教师完成教学的任务，实现教学资源的重复使用，多媒体的使用还可以调动学生学习的积极性，使其能更好地接受和理解一些比较抽象的理论知识，同时可以培养学生的立体空间思维和想象力，在一定程度上提高学生的学习效率。在应用多媒体技术过程中，为了达到多媒体教学的效果，则需要注意以下几点：一是教师备课时，应选择适宜的知识点，且内容长度不宜过长，从而有效引出其他知识点，提高学生课堂学习的效率；二是进行多媒体展示时，应注重图片、动画、色彩的合理搭配，给学生以生动形象、易于理解、视觉舒适的画面内容，保障学生学习的积极性；三是应加强课堂的互动，保障学生的思路紧跟教学思路，提高课堂的教学质量。

(三)有效结合其他课程，拓展教学方法

《公差配合与技术测量》课程是机械类专业的学生必不可少的一门学科，其内容也是必须要掌握的内容。实际上，该门课程中的内容与机械制图、机械制造工艺学等其他机械课程的内容存在一定的关联，因此在教学过程中，可以将该课程与其他机械课程进行结合，从而实现课程之间的联系，促进各个学科知识的有效学习。其中，设计类课程与制造工艺类课程的一个联系点就是公差配合，其在两类课程间发挥着纽带的作用，同时也是基础课学习转向专业课学习的衔接内容。具体表现为，机械设计图、工艺图等内容都会在机械课程学习中出现，这些图形的符号、标注等都是“公差配合与技术测量”的知识点。因此，在进行该课程的教学过程中，不仅要进行该课程的理论知识和技能的讲解，还要对其他机械课程涉及相关知识点进行详细讲解，从而加强学生对知识点的理解和掌握。例如在进行《机械制造基础》的学习时，可以将工艺尺寸学习、工序尺寸和公差的确定联系在一起，从而对尺寸和偏差的相关内容进行学习和应用。总之，该种方法的实施不仅可以帮助学生对该课程相关知识点的理解和掌握，还能提高教学的效率和质量。

三、“公差配合与技术测量”课程的混合式教学研究

所谓的混合式教学，是以构建主义理论为基础的一种教学，其强调学习者获取知识的情境、途径和过程；教师由知识的传播者转变为学习资源与环境的提供者，以学生为主体，帮助学生获取知识和巩固技能。

(一)课程内容的设置

从学生的学习需求角度出发，将公差配合与技术测量课程的内容进行相应的划分和设置。具体来说，以实际机械设计与加工过程为基础，将二级展开式齿轮减速器作为载体，并且该减速器应满足每组型号不同、参数不同要求，然后将课程内容设计为多个学习项目，如下表1所示

表1 公差配合与技术测量课程项目内容

(二)混合式教学的实施

混合式教学的实施过程如下图1所示：

图1 公差配合与技术测量课程实施过程

1.教师在线教学

教师作为混合式教学的一个教学活动引导者，应分析上表1中各项目的教学目标、教学内容、教学对象，并整理相关的教学资源、设计教学活动。其中，教学活动的设计是保障课堂教学效果的重要途径，在设计的过程中，应以教学目标为中心，设计学习任务，并通过恰当的案例分析、适宜的教学方法和手段，最终实现教学质量的提高。在课前，教师应将以适当的方式将学习任务单发布下去(如在教学平台中、或者微信群或者纸质形式等)；在课中，教师可借助网络资源作为教学的辅助手段；在课后，教师可通过线上、线下多种途径交叉应用，对学生进行辅导。

2.学生的在线学习

当学生接收到学习任务时，其可进行自主学习，可以通过教师提供的教学资料(视频、PPT、微课等)或者网络检索方式来完成相应的学习。同时还可以与教师、同学进行沟通交流，对课堂的内容进行提前了解，并对不懂的内容或者问题进行记录、汇总，之后在课堂上进行相关内容的重点听讲，难以解决的问题可以请教同学和教师，最终达到知识掌握、能力提升的目的。

3.团队与团队间的学习

在混合式教学过程中，通过将将学生分为多个学习团队，从而实现相互促进、共同学习的目标。受学习团队不同方法的影响，团队间的进度、问题都不一样。既要培养学生独立分析问题、解决问题的能力，又要加强团队间的交流和学习，培养的严谨求实的工作作风、在提高学习质量、能力的同时，增进同学间的友谊。

总而言之，在《公差配合与技术测量》课程教学过程中，教师应根据课程的难易程度、特点，选择适宜的教学方法，提高教学效率和质量的同时，保障学生知识体系的扩充和能力的提升，为其在今后其它课程的学习和工作实践奠定基础。