◎魏常武

提高互換性與測量技術(shù)課程教學(xué)效果的體會

◎魏常武

互換性與測量技術(shù)是機械專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，針對如何提高這門課程教學(xué)效果，從提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、精心組織教學(xué)內(nèi)容和采用合適的教學(xué)方法、注重利用多媒體技術(shù)教學(xué)和重視實踐教學(xué)等多個方面進行了闡述。

互換性與測量技術(shù)是機械專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是聯(lián)系機械設(shè)計課程與機械制造課程的紐帶。這門課有名詞術(shù)語多、符號多、公式多、標準多、圖表多、涉及知識面廣的特點，其理論性和實踐性都很強，因此課堂教學(xué)相對枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果往往不理想。如何提高互換性與測量技術(shù)課程的教學(xué)效果，筆者有以下幾點體會。

強調(diào)課程的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

學(xué)生學(xué)習(xí)一門課程的效果與他們對課程的重視程度有很大關(guān)系。在第一次講授緒論課中，要介紹互換性與測量技術(shù)課程研究內(nèi)容，從而讓學(xué)生明白這門課在專業(yè)中地位和作用，從思想上重視起來，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。緒論介紹本課程的主要研究對象以及關(guān)于互換性、公差、標準以及優(yōu)先數(shù)系和優(yōu)先數(shù)等一些概念。磨刀不誤砍柴工，在介紹這些內(nèi)容之前，先說明本課程在機械專業(yè)的課程體系中作用和地位，以引起同學(xué)的對其重視。作為未來的工程技術(shù)人員，在今后的工作中會接觸到各種零件的圖紙。對于圖紙上技術(shù)要求，要能明白其含義。作為設(shè)計人員，要能正確地給出圖紙上的技術(shù)要求。這里的技術(shù)要求指的主要就是標在圖紙上的尺寸公差和形狀位置公差以及零件加工表面的粗糙度，如圖1所示。設(shè)計人員設(shè)計完產(chǎn)品，以圖樣的形式表示出來，機械制造廠根據(jù)圖紙加工零件，然后組裝成機器。在制造的過程中，就有加工精度。從產(chǎn)品的使用性能和壽命來說，當(dāng)然是加工精度越高越好，但是隨著加工精度提高，加工成本會上升，如圖2所示。從圖2可以看出，加工精度和加工成本是一對矛盾，如何合理解決這個矛盾，在加工精度和加工成本之間找到合適的平衡點，就有賴于設(shè)計人員在設(shè)計時候，對零件提出合理的尺寸公差和形狀位置公差以及合適的表面粗糙度。而如何提出合理的公差，正是互換性與測量技術(shù)課要研究解決的問題?；Q性與測量技術(shù)課把機械設(shè)計課程和后續(xù)的機械制造課程聯(lián)系起來。

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，是各個生產(chǎn)單位分工協(xié)作。一部機器的各個零件可能來自不同的企業(yè)，最后把這些零件集中在某個工廠組裝起來，成為一部完整的機器。生產(chǎn)的分工能使各個企業(yè)集中優(yōu)勢資源，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。要進行分工協(xié)作，就需要生產(chǎn)的零部件具有互換性，而要實現(xiàn)互換性就必須把零件的幾何參數(shù)控制在一定的范圍內(nèi)，即給定的公差范圍內(nèi)。這正是互換性與測量技術(shù)課所要研究問題。這門課不僅為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，而且在今后的課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計中也會用到。不管是從后續(xù)的課程學(xué)習(xí)角度，還是今后從事相關(guān)職業(yè)角度，都需要學(xué)好互換性與測量技術(shù)這門課。學(xué)是為了用，讓學(xué)生認識到這門課程不僅在今后學(xué)習(xí)中有用，對今后的工作也有用，自然就會重視起來，就有了積極學(xué)習(xí)的動力，就愿意付出辛勤的汗水去學(xué)習(xí)它。有了正確認識，課堂上就會專心聽講，課后作業(yè)也會認真去完成，這些都為學(xué)好互換性與測量技術(shù)課的基礎(chǔ)。

多媒體教學(xué)為主，輔以必要的板書教學(xué)

互換性與測量技術(shù)課內(nèi)容多，課時少，而且其中需要圖示的地方比較多，這個特點決定了這門課適合多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)可以將一些復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)、配合關(guān)系、器件表面微觀形貌、機械零件工作實際狀態(tài)等清晰地演示出來，多媒體教學(xué)可以節(jié)約大量的板書時間，鼠標一點需要講解的內(nèi)容就出現(xiàn)在屏幕上。但在實際教學(xué)中，多媒體教學(xué)要注意幾個方面：1）ppt每一頁展現(xiàn)文字不能太多，文字要簡潔。像那種整頁大段文字的ppt，容易讓學(xué)生抓不住重點，而且會產(chǎn)生視覺疲勞。2）ppt的每頁內(nèi)容不要一次展現(xiàn)出來，要設(shè)置不同播放動作。這是讓學(xué)生有時間思考展現(xiàn)的內(nèi)容，能理解消化展現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容。3）多媒體播放時候要把握好節(jié)奏。根據(jù)展現(xiàn)的內(nèi)容難易程度，控制好播放節(jié)奏。這一點對教師來說尤其值得注意的。由于不需要在黑板上書寫，節(jié)約了時間，但同時對學(xué)生來說，就減少了思考的時間，學(xué)生在同樣的時間內(nèi)，需要接受更多的信息。如果節(jié)奏把握不好，ppt內(nèi)容切換過快，容易導(dǎo)致學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容理解困難，反而影響教學(xué)效果。多媒體播放的內(nèi)容配合著教師的講解，從語言（聲音）和文字（視覺）兩個方面幫學(xué)生更好的掌握教學(xué)內(nèi)容。4）在多媒體課件的制作上，精心設(shè)計內(nèi)容，要真正做到是多媒體。課件內(nèi)容不僅有文

字，還需要圖片、動畫和一些視頻。圖表和動畫更能在表達內(nèi)容上讓觀者更一目了然，所以要盡可能用圖表和動畫代替大段文字。在文字的設(shè)計方面，要考慮觀看者的視覺效果。比如有的課件，顏色過于豐富，文字和背景搭配不合適，影響觀看效果。

黑板板書的傳統(tǒng)教學(xué)手段也有其固有的優(yōu)勢, 它便于學(xué)生跟蹤知識的推演過程，有利于思維的連續(xù)性及其與教學(xué)進度的同步性。如在講解孔軸配合時公差選擇例題的過程中，傳統(tǒng)板書更有助于學(xué)生理解計算推理的過程。因此，針對互換性與測量技術(shù)課程的特點，宜采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)黑板教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)手段，從而提高教學(xué)效果。

精心組織教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計教學(xué)方法

互換性與測量技術(shù)課理論課只有32學(xué)時，相對學(xué)時數(shù)來說教學(xué)內(nèi)容偏多，作為教學(xué)的主導(dǎo)者，教師應(yīng)該精心備課，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，尤其是對講課內(nèi)容的重點和難點的把握。對重點和難點內(nèi)容要精講，要講透，做到不留“夾生飯”。在有限的課時里，若想面面俱到，貪多求細，教學(xué)效果反而不好。故而對一些非重點、容易懂的內(nèi)容可以少講，或者略過，讓學(xué)生自學(xué)。根據(jù)該課程的基本教學(xué)要求和特點，結(jié)合學(xué)時的安排，從教材的整體內(nèi)容出發(fā)，有側(cè)重地進行取舍，篩選出學(xué)生必須掌握的基本教學(xué)內(nèi)容。例如教材第2章“極限與配合”、第 3 章“幾何公差及檢測”、第4 章“表面粗糙度及其檢測”為本課程的基礎(chǔ)理論部分，也是本課程重點內(nèi)容，要進行精講。對后面第五、六、七、八、九、十章，有的章節(jié)可以不講，有的有選擇的講。教學(xué)方法可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，比如對緒論，采用問題教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法，從問題入手，引起學(xué)生興趣，逐步過渡到概念、定義。比如互換性定義，從日常生活常見的現(xiàn)象入手。家里燈泡壞了，買一個新燈泡上；自行車螺絲掉了，買一個螺絲換上。從這些現(xiàn)象引入互換性概念。接著可以提問，兩個產(chǎn)品（零件）具備什么樣條件，才可以互換，即具有互換性。答案就是兩個產(chǎn)品盡可能相同（相似），很自然引入誤差和公差概念。接著可以再提問，如何保證產(chǎn)品或零件具有互換性，從而又引進標準和標準化概念。這樣一環(huán)套一環(huán)，帶著問題逐漸深入，學(xué)生容易理清楚概念間的關(guān)系。而對于學(xué)生容易混淆的概念，可以采用比較法教學(xué)。比如在講解偏差和公差，偏差是代數(shù)量，有正負，表示偏離公稱尺寸的程度。公差是絕對值，是尺寸變動范圍。上下偏差的代數(shù)差等于公差。偏差影響配合性質(zhì)，公差影響配合精度，反映加工難易程度。通過比較，讓學(xué)生知道這兩個概念的區(qū)別和內(nèi)在聯(lián)系，從而加深對其理解和掌握。又比如對于“幾何公差及檢測”一章，可以采用目標教學(xué)法。在教學(xué)開始之前，發(fā)給學(xué)生兩個題目，一個是形狀位置公差的標注，一個形狀位置公差標注的改錯，告訴學(xué)生上完本章要能夠解決這兩個問題。這樣，學(xué)生學(xué)習(xí)就帶有很強的解決問題的目的性，學(xué)習(xí)目標明確，學(xué)習(xí)積極性高。

重視課堂外的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

學(xué)習(xí)過程除了課堂聽課，還要有課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。課前預(yù)習(xí)是學(xué)生汲取知識的起點，是提高教學(xué)效果的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是互換性與測量技術(shù)課教學(xué)的有機組成部分。學(xué)生一般是通讀老師將要講授的內(nèi)容，找出教材中自己認為的重點及難點，對所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有個總體上的了解和熟悉，學(xué)生可以試著做做課后的練習(xí)等。有參考資料的話，也可以在課前翻閱一下，幫助熟悉課堂所要學(xué)習(xí)的知識，以便在老師講授重點、難點時能使自己思路跟得上。預(yù)習(xí)可以使學(xué)生做好課前的知識準備和心理準備，有的放矢地去聽課，抓住重點，搞清楚自己預(yù)習(xí)時候遇到的困惑。為了督促學(xué)生預(yù)習(xí)，教師提前可以預(yù)留兩到三個問題，以便下次上課之前檢查預(yù)習(xí)效果。簡言之，預(yù)習(xí)就是上課前的自主學(xué)習(xí)，也是教師在上課前，學(xué)生先獨立地學(xué)習(xí)新課內(nèi)容，使自己對新課有初步的理解和掌握的過程。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生逐漸培養(yǎng)自己獨立學(xué)習(xí)能力，為今后進入社會終身學(xué)習(xí)的做準備?；Q性與測量技術(shù)課時少，每堂課講授的內(nèi)容多，學(xué)生為了鞏固所學(xué)內(nèi)容，課后還需要及時復(fù)習(xí)，完成一定量的作業(yè)。課堂外學(xué)習(xí)，不僅可以提高課堂學(xué)習(xí)效果，還是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的重要途徑，因此要給于足夠的重視。

重視實踐性環(huán)節(jié)

實驗教學(xué)是互換性與測量技術(shù)課的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。在工程技術(shù)人才培養(yǎng)中，實踐教學(xué)的意義是不言而喻的。通過實踐教學(xué)可以驗證基本理論的正確性，可以驗證工程技術(shù)的可行性；在實踐中可以發(fā)現(xiàn)新的問題，提出解決問題的新方法。因而，新理論和新技術(shù)的實驗技術(shù)和方案的制定、實施是每一個工程技術(shù)人員和科技工作者都應(yīng)具備的基本能力。這種能力是需要逐漸培養(yǎng)的。實驗一方面能促進學(xué)生動手能力，同時也加深學(xué)生對理論的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課時候覺得枯燥乏味，而讓學(xué)生自己動手做實驗，他們會感到新鮮，實驗需要理論來指導(dǎo)，這又反過來促進他們學(xué)習(xí)理論。比如在學(xué)習(xí)幾何量公差內(nèi)容，有很多的概念和定義，聽起來比較乏味。通過做實驗，測量直線度誤差，不但學(xué)會了如何測量直線度的誤差，以及如何處理測量數(shù)據(jù)，還對直線度概念有了更深的理解。再比如平行度和垂直度的測量實驗，能幫助加深對垂直度和平行度概念的掌握。粗糙度測量實驗，可以讓學(xué)生對粗糙度評定指標高度參數(shù)Ra和Rz有更深入的理解?？傊瑢嶒炐枰煜嶒炏嚓P(guān)的理論知識，需要熟悉實驗儀器的操作，讓學(xué)生既動手又動腦，更能牢固掌握相關(guān)概念，更愿意學(xué)習(xí)理論知識。

總之，互換性與測量技術(shù)課教學(xué)效果涉及到多方面因素，教學(xué)方法、教材、考核方式、學(xué)生的積極性和主動性以及教師的主導(dǎo)作用和課堂教學(xué)，其中學(xué)生是居于主體地位?；Q性與測量技術(shù)課要以有利于加強學(xué)生自學(xué)能力、獨立分析和解決問題能力的培養(yǎng)，有利于加強學(xué)生創(chuàng)新思維和實際創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標。但是，如何合理地采用各種教學(xué)手段和方法提高互換性與測量技術(shù)課教學(xué)效果是一個需要長期實踐，不斷探索才能解決的問題，本文只是筆者在教學(xué)過程中的一些體會，一些做法還需要在教學(xué)實踐中逐漸完善。

（作者單位：安徽建筑大學(xué)）