以理论知识与工程实践有机结合为导向的精度与测量课程改革

尹宜勇 刘景云 张伟杰

[摘 要]针对精度与测量课程中概念多、术语多、标准多、符号多，造成近机类学生学习兴趣不高的问题。精选教学知识基本框架，优化教学案例，搭建在线教学平台，把工程训练和无碳小车中的精度设计问题融入office hour中，激发了学生对精度与测量课程的学习兴趣，提高了学生的动手能力和工程实践能力。

[关键词]精度与测量;工程实践;课程改革

[基金项目]2019—2020年度教育部产学合作协同育人项目“基于机器人运动学的技术培训与课程建设”（201901059051）

[作者简介]尹宜勇（1984—），男，山东汶上人，博士，讲师，硕士生导师，主要从事振动理论及测试技术教学与研究。

[中图分类号] TH16[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）47-0-02[收稿日期] 2020-05-25

精度与测量是高等院校机械类、近机类必修的一门实践性很强的技术基础课[1]（P10）。精度与测量的主要特点是概念多、术语多、标准多、符号多[2-3]，这样就导致了“概念性知识”比较多。对大学生来说许多名词都是初次听说，感到抽象难懂，难以入门，这严重影响了学生学习的积极性和主动性。另外由于涉农院校近机类的精度与测量课程学时多为24个短学时，在短学时中把孔轴尺寸极限与配合、测量技术基础、几何公差与检测、表面粗糙度与检测四个核心内容中的大量“概念性知识”讲授给学生，这将导致所学知识难度更大，进一步打击了近机类学生学习的积极性和主动性，形成恶性循环。

针对上述现状，为了让涉农院校近机类学生能够把这门技术基础课学好，本教学团队首先精选了教学知识基本框架，满足了学生的知识需求。其次增加教学案例，把“概念性知识”转化为“程序性知识”，增加教学内容的逻辑性。优化教学方法，结合工程训练中的机械加工过程与学生进行交流互动，提高教学效果。最后把本科生科技创新项目中无碳小车的精度设计融入office hour中，使得理论知识与实践有机结合，解决学生动手能力和工程实践运用及创新能力不足的问题。通过上述课程改革激发了涉农高校近机类学生对精度与测量课程的学习兴趣。

一、教学知识基本框架

近机类的学生应掌握有关国家标准的内容和原则，初步学会和掌握零件精度设计的内容和方法;能够查用公差表格，并能正确标注图样;了解各种典型的测量方法，学会常用计量器具的使用及数据处理的方法。根据学生的知识需求，教学知识基本框架如下表所示。

二、优化教学实施方案

通过把抽象的教学内容灌输给学生会造成教学质量不高，要增加同学们日常生活熟悉的案例让同学对讲授的内容产生兴趣。由于每节课的授课时间为50分钟，连续两节课的讲授内容大多数同学不能全部理解，需要后续的复习，可以把课程资源和讲课视频上传到学校的教学平台，让学生在课后解决自己不懂的知识。

（一）优选教学案例

选择日常生活和工程训练中的相关精度设计案例，通过讲授让学生快速进入知识点。比如在大学校园中普遍存在的共享单车，如果某个零件损坏需要怎么更换，经过学生的讨论后进入互换性概念的讲解。发动机中活塞销与活塞销孔存在加工精度高、生产成本低的矛盾，解决这个矛盾需要理解不完全互换性的概念并应用到工程中去。工程训练中的车、铣等加工过程中经常使用定制刀具加工孔，为了减少定制刀具的种类，一般情况下应优先选择基孔制配合。冷拉钢材外径不用加工直接可以作为农业机械中一般轴类使用，这样在配合种类中应选择基轴制。通过日常生活和工程应用中存在的问题，引出知识点，构建整个知识系统，激发学生的兴趣度。在课堂中鼓励学生简洁准确地表达自己的独到见解，增加学生之间的讨论环节，激发学生的参与感。

教师上课适当减少对PPT的依赖性，主动与学生进行交流互动。教师要在每章结束前对日常生活和工程应用中的问题结合知识点给予评价，对知识体系进行回忆总结，使得学生感性的认识和片段的思考转变为系统的知识体系。最终把课程中的“概念性知识”转化为“程序性知识”，使得教学概念清楚、重点内容突出、难点便于理解。

（二）搭建在线教学平台

随着互联网技术的高速发展，“混合式教学”[4]在各个高校开始逐步实施，在线教学也越来越重要。

为了课程教学之前让同学预习课堂讲授内容，提前一周把PPT、重点难点内容、日常生活和工程应用的问题上传学校的本科生在线教育综合平台，让学生脑洞大开的在线上讨论怎么才能解决日常生活和工程应用中的精度设计问题，在上课之前就把课堂内容传递给学生。为了让同学及时复习，在课堂教学之后就把教学视频、课题作业和作业答案上传到本科生在线教育综合平台，对作业的提交时间进行限制，提交作业时间截止后作业答案就会公布，学生可以通过教学视频反复学习没有掌握的知识点，通过课题作业对重点难点内容进行消化吸收，提高教学质量。

为了在精度检测实验之前让同学对计量器具有较好的认知，提前一周把实验指導书和实验报告书上传学校的本科生在线教育综合平台。由传统的实验员演示操作改革为让学生根据指导书自主探索实验如何操作，让学生掌握仪器的工作原理和读数原理。增加了实验板块的趣味性和实践性。最后学生把实验报告书上传本科生在线教育综合平台，便于文件的存档和教师批改，节省了时间和纸张。

三、理论知识与工程实践有机结合

通常的office hour是指授课教师在固定的时间段对学生的疑问进行解答。解答的问题多是作业和考试范围等常规性疑问。经过office hour改革，增加科技创新项目和工程训练中无碳小车图纸中尺寸公差、几何公差及表面粗糙度等相关技术要求的标注指导工作，解决学生动手能力和工程实践能力不足的问题。比如无碳小车中车轮圆度的控制是决定小车高效稳定前行的重要因素，但是圆度要求不是越高越好，而是在满足使用性能的条件下，尽量选择低的精度等级，这样才能在工程中获得最佳的经济效益，培养学生的工程意识。通过office hour的讨论让学生懂得不同的精度设计和检测方案对产品的市场竞争力会造成巨大的影响，切实让学生感觉到机械工程师需要在设计阶段就要考虑产品零件的精度指标和制造成本。

四、結语

针对涉农院校近机类学生在精度与测量课程学习中存在的问题，精选了教学知识基本框架，优化了教学案例，搭建了在线教学平台，把工程训练和无碳小车中的精度设计问题在office hour中解答。通过一年的教学改革探索，激发了学生学习的兴趣，提高了学生的动手能力和工程实践能力。

参考文献

[1]孔晓玲.公差与测量技术[M].北京：北京大学出版社，2009.

[2]张雷雨，李剑锋，高亚楠.《公差与配合》课程教学方法探讨[J].机电产品开发与创新，2018，31（2）：83-84.

[3]王翔，郑高峰，李文望.新工科背景下《互换性与技术测量》教学模式改革研究[J].教育教学论坛，2019，（52）：122-124.

[4]吴彦春，胡业发，吴华春，宋春生，张锦光，程鑫.互换性课程混合式教学实践的关键性问题研究[J].机械设计，2018，35（增2）： 380-382.

Abstract： There are many concepts， terms， standards and symbols in Accuracy and Measurement. This situation results in the low interest of near enginery students when they study this course. The teaching team selects the basic framework of teaching knowledge， optimizes teaching cases， and builds an online teaching platform. And the teaching team integrates the engineering training and accuracy design of carbon-free car into the office hour. These reforms stimulate students' interest in the course of Accuracy and Measurement， and improve their practical ability and engineering practice ability.

Key words： Accuracy and Measurement; engineering practice; curriculum reform