張雷雨，李劍鋒，高亞楠

0　引言

《公差與配合》是高等院校機械類、儀器儀表類和機電結(jié)合專業(yè)類必需的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，是與機械工業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系的基礎(chǔ)學科[1]。該課程對我國機械設(shè)計與制造業(yè)的發(fā)展具有重大促進作用，尤其對工程師及科技工作人員的設(shè)備研制與開發(fā)至關(guān)重要?！豆钆c配合》課程內(nèi)容覆蓋面廣、系統(tǒng)性和理論性強，作為本科教育的專業(yè)必修課，學生需掌握尺寸公差和形位公差的含義與標注方法，同時，理解零件結(jié)構(gòu)設(shè)計中的誤差分布及傳遞規(guī)律，為本科生攻讀碩士、博士和從事科技工作儲備專業(yè)知識。

《公差與配合》作為一門傳統(tǒng)的課程，眾多教師對該課程的教學方法進行了分析與研究，提出多種改善授課效果的方法，如理實一體化教學模型[2～3]、項目教學[4]、案例模型授課法[5]等，結(jié)合課程特點，因地適宜地制定相應(yīng)的教學方案和方法。現(xiàn)有的教學方法研究主要在于提高公差測量能力，降低課程的理論深度，尤其是公差設(shè)計及誤差傳遞方面，難以達到本科教育和未來承擔科研項目的要求。機械系統(tǒng)中的零件公差設(shè)計對該課程零件結(jié)構(gòu)強度、疲勞壽命至關(guān)重要，通過實踐訓練提高對公差設(shè)計的認識和理解。因此，針對該課程教學中存在的問題，結(jié)合北京工業(yè)大學的授課內(nèi)容和實踐方式，進行該課程的教學方法探討。

1　《公差與配合》的教學現(xiàn)狀

在課堂教學中，基于學生的聽課狀態(tài)、抬頭率、課堂提問等方面，對兩班級（39人）的教學現(xiàn)狀進行分析和總結(jié)。

1.1　缺乏相關(guān)基礎(chǔ)課程的學習

《公差與配合》安排在大二上學期，在大學第一年主要進行專業(yè)基礎(chǔ)課的學習，涉及到機械結(jié)構(gòu)、工程材料、加工方式、儀表測量等方面，相關(guān)課程如《工程力學》、《機械設(shè)計》、《工程材料》、《機械加工》等。由于機械工程專業(yè)的相關(guān)專業(yè)知識具有較強的相關(guān)性，在課程安排上難以同時進行，學生對該課程中的專業(yè)知識缺乏學習基礎(chǔ)。同時，該課程存在理論性強、實踐要求高的特點，學生感到授課內(nèi)容枯燥、理解難度大，進而造成知識吸收率較低。

1.2　缺乏對測量工具及加工方式的了解

與該課程緊密相關(guān)的兩個基礎(chǔ)知識為：測量工具和加工方式。在尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等參數(shù)的測量中，涉及到多種高精度測量工具，需要理解測量工具的測量原理，如百分表、杠桿千分尺等，不同的測量原理直接決定了測量方法和安裝方式。

在配合類型中，軸與孔的配合公差代號與機械加工方式相對應(yīng)，表面粗糙度的大小與加工方式及機床系統(tǒng)精度有關(guān)。學生對測量工具和加工方式缺乏必要的認識和了解，造成難以理解誤差的產(chǎn)生原因和補償方法，進而無法深入學習該課程的專業(yè)知識，達到學以致用的效果。

2　探索新的課程教學方法

針對《公差與配合》的教學現(xiàn)狀，進行課程教學方法探討，采用理論和實踐一體化教學模式，先完成24學時的課堂授課，再進行24學時的實踐訓練，兩者的內(nèi)容與對應(yīng)關(guān)系如圖1所示。該課程的課堂授課目的：通過課堂授課，使得學生理解和掌握該課程的理論知識，獲得公差計算及推導(dǎo)的能力。根據(jù)課程教學要求和實際應(yīng)用需求，課堂授課主要包括6個部分，主要為理論尺寸公差與形位公差、測量工具、測量方法、軸與孔的表面粗糙度及滾動軸承的互換性。采用多媒體教學的方法，同時，結(jié)合板書與作圖的方式，增強學生對公差帶圖、形位公差及誤差分析的理解。為了提高學生對相關(guān)知識的吸收率和學習興趣，在授課過程中增加以下內(nèi)容：

圖1　授課內(nèi)容與實踐訓練的對應(yīng)關(guān)系Fig.1 Corresponding relation of the classroom session and the practical training

（1）在課件中插入多種通用測量器具的圖片，講解器具的使用方法和測量原理，同時，盡可能展示測量器具實物。

（2）重點講解軸與孔的常用加工方式，如車、銑、鏜、磨等，讓學生對軸與孔的加工有一定的直觀認識。

（3）在授課結(jié)尾播放約5分鐘的相關(guān)視頻，如曲軸的加工及測量、發(fā)動機總成及裝配、測量器具的使用等，以緩解課程內(nèi)容的單調(diào)，提高學生的興趣。

在實踐訓練環(huán)節(jié)中，借助指導(dǎo)書，系統(tǒng)地指導(dǎo)學生完成零件尺寸和形位誤差檢測訓練，并使學生在檢測過程中加深對誤差、公差及技術(shù)測量概念的進一步理解。同時，使同學們在提高檢測技能的過程中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。實踐訓練的內(nèi)容包含基本訓練與拓展訓練，如圖1所示；基本訓練主要是依據(jù)授課內(nèi)容確定，分別為實踐訓練的內(nèi)容 1、2、6、7、9，拓展訓練則基于機械工程專業(yè)的常用零件（平鍵、螺紋零件、齒輪、軸承等）確定，分別為實踐訓練的內(nèi)容3、4、5、8。實踐訓練使用零件尺寸測量工具箱和零件形位誤差測量工具箱，如圖2所示，前者包含游標卡尺、千分尺及百分表等通用兩具，后者包含形位誤差測量的零件和工裝。在授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進行實踐訓練9個訓練單元，在測量中熟悉和掌握各測量器具的使用方法和原理，通過不同工裝的組合和測量器具的裝夾，實現(xiàn)對復(fù)雜零件的形位公差測量與檢驗。

圖2　實踐訓練的工具箱Fig.2 Measuring boxes of the practical training

圖3　表面粗糙度對比檢驗Fig.3 Comparison and measurement of the surface roughness

為了增加學生對零件表面粗糙度的直觀認識，增加了表面粗糙度對比檢驗訓練，采用車、銑、刨、磨的加工方式，將零件表面分別加工至Ra0.8、1.6、3.2及6.4，如圖3所示。通過直觀地觀察和觸摸零件表面凸凹特征，了解加工方式和粗糙度大小對表面特征的影響。

3　結(jié)束語

《公差與配合》課程采用課堂授課與實踐訓練相結(jié)合的教學方式，在課堂授課中提前增加測量器具及加工方式的基礎(chǔ)知識講解，實踐訓練則進一步強化授課內(nèi)容和對尺寸公差與形位公差的理解，提高了該課程的實際應(yīng)用能力。

參考文獻：

[1]王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]浦紹榮.對高職公差配合與測量技術(shù)課程教學改革的探索[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2012，6.

[3]強軍.《公差配合與測量技術(shù)》理實一體化教學改革與實踐[J].佳木斯職業(yè)學院學報，2017，5.

[4]苗子寧.項目教學在公差配合與技術(shù)測量中的應(yīng)用[J].考試周刊，2014，6.

[5]王愛平，武振平.公差配合的實踐教學探索[J].科技展望，2016，33.

[6]孫志忠，汪治鵬.《公差配合與技術(shù)測量》課程教學現(xiàn)狀與教學改革[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010，5.