龔嬋媛　張德義　陶麗佳　袁明新

【摘 要】通過對《互換性與技術測量》課程教學現(xiàn)狀的分析，結(jié)合蘇州理工學院“培養(yǎng)應用型人才”的教學宗旨，從優(yōu)化課程體系、梳理教學內(nèi)容、精選優(yōu)秀教材、轉(zhuǎn)變教學模式、創(chuàng)新教學手段、拓展課外科技活動等方面進行了探索和實踐。實踐證明，這些改革的實施有效地提高了教學質(zhì)量，增強了學生的工程實踐能力和創(chuàng)新設計能力。

【關鍵詞】互換性與技術測量；工程能力培養(yǎng)；教學改革

中圖分類號： TP311.12-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）17-0008-003

The Reform and Practice of "Interchangeability and Technology Measurement" Guided by Engineering Capacity

GONG Chan-yuan ZHANG De-yi TAO li-jia YUAN Ming-xin

（Jiangsu university of science and technology， suzhou institute of technology， school of electrical and

mechanical engineering，zhangjiagang jiangsu 2015600，China）

【Abstract】Interchangeability and technical measurement from the Angle of the curriculum teaching present situation analysis， combining with the Suzhou institute of technology， the teaching purpose of cultivating applied talents ， the optimization of curriculum system， teaching content， choice of excellent teaching material， change teaching mode， the development of innovative teaching methods， extracurricular activities and so on has carried on the exploration and practice of science and technology.Practice has proved that the implementation of the reform of teaching quality is improved effectively， enhance the students' ability of engineering practice ability and innovative design.

【Key words】Interchangeability and Measuring Technology； Engineering ability training ；Teaching reform

0 引言

《互換性與技術測量》課程作為機制專業(yè)的核心基礎課程之一，是以產(chǎn)品的設計、制造、檢測、質(zhì)量控制等諸環(huán)節(jié)為基本內(nèi)容，理論性和實踐性都很強，這門課為學生今后從事機械工程及機電產(chǎn)品設計提供了必要的基礎知識和基本技能。但從多年的教學實踐中，發(fā)現(xiàn)普遍存在一個嚴重的問題，學生并沒有“學以致用”，在課程設計、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)中無法熟練運用所學知識，致使理論與實踐嚴重脫節(jié)[1]。學生畢業(yè)之后無法很快地適應實際工作需要，由于學生工程能力的缺乏，導致很多用人單位不愿招聘剛畢業(yè)的大學生。究其原因，一是該課程的教學中沒有處理好理論知識和實踐應用的有機結(jié)合，二是傳統(tǒng)的課程體系、陳舊的教學模式等都制約著教學質(zhì)量的提高。

如何提高學生的工程應用能力，培養(yǎng)出受企事業(yè)單位歡迎的、既有扎實理論基礎、又能適應實際工作崗位需要的應用型人才，是教育教學工作者們面對的新課題。結(jié)合蘇州理工學院教學實際，筆者針對課程教學環(huán)節(jié)中存在的不足，以培養(yǎng)學生的工程能力為導向，對課程體系進行優(yōu)化，對教學內(nèi)容進行梳理，對教學方法、教學手段大膽嘗新，在實踐中探索課程的教學改革問題，旨在促進應用型人才培養(yǎng)模式下課程教學質(zhì)量的提高。

1 課程教學現(xiàn)狀分析

1.1 課程體系設置不夠清晰

筆者同時承擔“互換性”和“工程圖學”兩門課程的教學工作，發(fā)現(xiàn)兩門課程存在著過多的重復性教學，比如互換性課程中的“公差與配合”與工程圖學課程中的“零件的技術要求”存在交叉，且這兩門課程都在第3學期同時進行，學生有些不知所措。這種知識的重復性講解并沒有帶來好的教學效果，在后續(xù)的課程設計“零部件測繪”環(huán)節(jié)，圖樣上的標注千奇百怪、錯誤百出，或者依葫蘆畫瓢，知其然不知其所以然。

1.2 教材工程應用體現(xiàn)不足

目前各高校使用的教材大都雷同，多是強調(diào)課程內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，與工程應用聯(lián)系不夠緊密。教材分為理論基礎和技術測量兩大部分，其中理論部分側(cè)重于對國家標準的理解，缺乏對公差項目和公差等級如何選用的實例介紹；測量部分側(cè)重于對測量原理的理解和測量儀器的使用方法，各被測對象彼此孤立、沒有關聯(lián)。總而言之，現(xiàn)形教材的通病就是沒有從一臺設備或機器的精度設計與檢測的角度系統(tǒng)地展開各知識點的介紹。

1.3 實驗教學單調(diào)乏味

實驗教學是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，對學生工程應用能力的培養(yǎng)有著重要的作用[2]。盡管我院對實驗教學的重視程度較以前有很大提高，陸續(xù)引進了先進的實驗設備，提供了良好的實驗條件，但依然存在較多問題。實驗內(nèi)容單一，傳統(tǒng)內(nèi)容多，體現(xiàn)前沿科學技術的實驗少；演示驗證型實驗多，學生自主設計型實驗少；單一項目檢測實驗多，綜合測量實驗少。指導老師先給學生做示范，學生模仿完成實驗，得出實驗數(shù)據(jù)，簡單進行分析處理，然后填寫實驗報告。學生也就是擔當了“觀察員”“記錄員”的角色，僅有的收獲就是認識了一些量儀和量具而已。另外，因為實驗設備有限，學生需要分作多批次進行，實驗教師面對單調(diào)的重復性工作也苦不堪言。學生在這樣的實踐教學中無法獨自思考問題、分析問題和解決問題，實驗教學變得毫無意義。endprint

2 具體教學改革措施

2.1 優(yōu)化課程體系，梳理教學內(nèi)容，精選優(yōu)秀教材

根據(jù)課程的特點，從本院實際情況出發(fā)，在與相關教師進行良好的溝通之后，重新編訂了教學大綱和授課計劃，使之既能自成體系，又能與《工程圖學》、《零部件測繪》、《機械設計》、《機械制造工藝學》等專業(yè)基礎課緊密銜接。比如“公差與配合”、“表面粗糙度”等內(nèi)容在《工程圖學》課程中作為一般了解的要求，僅要求學生會按國家標準進行正確地標注，至于更深的內(nèi)涵安排在《互換性》課程中，作為重點掌握的內(nèi)容講解。互換性中原有“尺寸鏈”的內(nèi)容安排在《機械制造工藝學》課程中講解。在典型零部件的互換性中，將實際應用少或不用的“圓錐的公差與配合”、“螺紋的公差與配合”劃去不講，保留應用較多的“滾動軸承”、“鍵與花鍵”和“圓柱齒輪”等內(nèi)容。

再以模塊化思想為指導[3]，對教學內(nèi)容進行整合，整合后內(nèi)容如表1所示。從教學框架來看，原緒論中互換性、標準、優(yōu)先數(shù)等概念有機地融合在一塊；孔軸的極限與配合、幾何公差、表面粗糙度等內(nèi)容整合在一塊，使得學生能夠更好地從宏觀的角度理解零件實現(xiàn)互換性的必備條件。模塊一到模塊四由淺入深、循序漸進，教學過程符合認知規(guī)律。每一模塊的教學緊緊圍繞知識點展開，以學習目標和技能目標為準繩，理論內(nèi)容與實驗內(nèi)容緊密聯(lián)系，讓學生真正做到學以致用，有效提高學生的工程應用能力。

為教師和學生選擇一本優(yōu)秀的教材是首要的任務。筆者承擔“互換性”這門課程近三年，用過好幾本口碑還不錯的教材，但發(fā)現(xiàn)這些教材還是有些通病。很難找到一本教材能夠?qū)⒗碚搩?nèi)容和實訓內(nèi)容融合在一起的，一般都是編輯成獨立的兩冊。做得稍好的也有，比如由機械工業(yè)出版的王伯平教授主編的《互換性與測量技術基礎》這本教材[4]，是將實驗指導書安排在章節(jié)的最后。但筆者認為，這種依然是換湯不換藥的做法，沒有從本質(zhì)上改變理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)狀。近年由同濟大學出版的《公差配合與技術測量》一書倒是讓人耳目一新，該書從實用性、可操作性和創(chuàng)新性的角度出發(fā)，以模塊化的方式將各知識點進行整合，以案例化的方式將檢測實訓項目分散融合到每一模塊中[5]。這種編排與工程能力培養(yǎng)理念不謀而合，讓學生通過實踐的方式將課程之間進行有機的聯(lián)系，能夠以項目為主導，在“做中學”和“學中做”。

2.2 轉(zhuǎn)變教學模式，改革教學方法，提高授課藝術

積極探索嶄新的教學模式，引入項目式、案例式、任務驅(qū)動式等多樣化的教學方法，注重課堂的講課藝術，提高教學效果。

（1）轉(zhuǎn)變教學模式，理論與實踐并重

打破傳統(tǒng)的“先理論課、后實驗課”的僵硬模式，靈活處理理論教學和實驗教學，使兩者能交叉進行，讓理論知識為實驗過程鋪路，讓實驗操作夯實理論基礎，兩者相輔相成、緊密結(jié)合。比如在講解尺寸公差與配合的內(nèi)容時，安排長度檢測實驗，讓學生根據(jù)被測工件圖紙要求，合理選用量具，判斷尺寸的合格性。在掌握了游標卡尺、千分尺、光學比較儀等量儀的使用方法的同時，也進一步加深了對基本尺寸、極限尺寸、誤差、公差、偏差等基本概念的深刻理解。

表1 模塊化互換性與技術測量教學內(nèi)容

（2）創(chuàng)新多種教學方法，提高教學效果

由于本門課程專業(yè)術語多、名詞概念多、國家標準多，學生普遍感覺晦澀難懂，提不起學習興趣。為了調(diào)動學生的學習興趣，可以針對不同教學內(nèi)容，靈活選取教學方法和手段。在講解概念、定義的時候，可以采用啟發(fā)式教學法，有效調(diào)動其學習的積極性和創(chuàng)造性。采用項目教學法實施實驗環(huán)節(jié)，將實驗任務以項目書的形式交給學生，學生需要去查閱資料手冊，弄懂相關原理和概念，提出質(zhì)疑、相互討論、找出解決任務的方法。這樣的方式激發(fā)了學生對知識的求索欲望，鍛煉了學生自主解決問題的實際操作能力，也培養(yǎng)了學生團隊合作的精神。比如以典型裝置減速器的精度檢測設計為例，該項目要求學生完成減速器裝配圖中配合尺寸的標注，零件圖中尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標注。

（3）講好緒論課，激發(fā)學生學習興趣

興趣是學習的原動力，它可以引導求知者去主動探索事物的底蘊，直接促進學習效率的提高。緒論課是學生初次認知該門課程的窗口，上好緒論課對于激發(fā)學生的學習熱情、提高學習興趣起著重要的作用[6]。筆者精心設計了緒論課的講課內(nèi)容，在上課開始先給同學們播放了第七屆環(huán)太湖國際公路自行車賽的精彩視頻，該賽事于2016年在毗鄰城市江蘇無錫舉辦，一下子拉近了和學生的距離，吸引了學生的眼球。然后由賽車自然過渡到同學們?nèi)粘Ｉ钪序T行的普通自行車，給出幾種不同品牌的自行車圖片和單價，提問學生為什么價格懸殊這么大，讓學生積極參與討論，如果是你會選購什么價位的自行車。在輕松活躍的氣氛中，引入機械產(chǎn)品零部件的加工精度問題，零部件的加工精度直接影響整機的性能和質(zhì)量，逐漸切入本門課程的主要內(nèi)容----機械產(chǎn)品的精度設計與檢測。在講解標準化是實現(xiàn)互換性的前提時，通過引入老爺車的輝煌歷史，曾經(jīng)創(chuàng)下史無前例的銷量的根本原因，就是其所有的零部件的生產(chǎn)制造都標準化，從而讓學生明白標準化的重要性。在介紹優(yōu)先數(shù)的由來的過程中，穿插19世紀法國軍官雷偌先生的趣味故事，讓學生在領略科學巨匠的風姿中了解專業(yè)術語的含義。就這樣使學生們逐漸從感性上接受這門課程并產(chǎn)生了濃厚的興趣，并深刻體會到這門課程的重要性和工程實用性。

2.3 充分利用科技競賽活動，提高學生的實踐應用能力

教師應該鼓勵學生積極參與各類科技競賽活動、教師科研項目，并能將互換性課程的理論知識應用到創(chuàng)新設計中，實現(xiàn)理論知識與實踐應用的有機結(jié)合。在創(chuàng)新設計的圖紙標注環(huán)節(jié)，指導教師對如何進行公差與配合的選取、表面粗糙度的選用等理論內(nèi)容進行點撥，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，實現(xiàn)理論教學和科技實踐的良好循環(huán)。比如在第七屆“浩辰杯”華東區(qū)CAD應用技能競賽中蘇州理工學院斬獲佳績，獲得團體和個人的多項機械工程圖、機械三維建模的獎項。指導教師在工程圖樣的標注中，向?qū)W生借機滲透執(zhí)行國家標準的意識，使得圖紙中的尺寸、公差、粗糙度等標注符合標準要求。又如在2017年中國工程機器人大賽中，蘇州理工學院學生在仿人競速、競技體操、仿人搏擊、搬運工程等賽項中也獲得佳績（圖2、圖3所示）。

圖2 學生賽前調(diào)試程序

圖3 站在領獎臺的學生們

3 改革實施后的效果及分析

2016-2017學年第二學期，我院將機械設計制造及自動化專業(yè)作為改革實驗班，在期末考試中，學生成績與往屆相比有很大的提高，優(yōu)秀率為28%，良好率為30%，分別高出往屆8和3分百分點，不及格率僅4%，比往屆少13個百分點，具體情況見表2和表3所示。這表明改革實施后的教學效果顯著。

4 結(jié)束語

總之，為了提高教學效果和學習效果，蘇州理工學院互換性與技術測量課題組根據(jù)教學現(xiàn)狀及存在的問題，采取了一系列卓有成效的改革措施，在短短的時間內(nèi)取得了比較好的教學效果，提高了學生的工程應用能力和創(chuàng)新設計能力。

【參考文獻】

[1]李學磊，劉唯，蔡池蘭，等.基于企業(yè)項目導向的互換性及測量技術課程的建設與探索[J].上海第二工業(yè)大學學報，2014，31（3）：268-271.

[2]胡鳳蘭，程玉蘭，董麗君.應用型本科互換性與技術測量課程研究型教學的探索與實踐[J].湖南工程學院學報，2013，23（4）：86-88

[3]白琨，趙茂俞，蒙爭爭.基于模塊化教學的互換性于技術測量實驗教學研究[J].赤峰學院學報（自然科學版），第32卷第4期，2016年4月。

[4]王伯平.互換性與技術測量基礎（第三版）[M].機械工業(yè)出版社，2012.2

[5]吳爽，李健，等.公差配合與技術測量[M].同濟大學出版社，2015.11.

[6]劉桂珍，殷寶麟.互換性與測量技術基礎課程教學改革與實踐[J]. 黑龍江高教研究，2010，No.8：167-169.endprint