萬怡男，單瑞霞

（煙臺理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，山東 煙臺 264005）

0 引言

“互換性與技術(shù)測量”是高等院校機(jī)電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程。也叫“機(jī)械精度設(shè)計(jì)”，是設(shè)計(jì)類和制造類課程之間的銜接紐帶，主要教學(xué)產(chǎn)品的加工精度以及精度和經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，是一門綜合應(yīng)用課程。機(jī)械精度水平高低可以說是一個國家機(jī)械工業(yè)發(fā)展的一個重要衡量標(biāo)準(zhǔn)[1]。許多高校在“互換性與技術(shù)測量”課程教學(xué)改革方面做了大量研究工作。近幾年結(jié)合煙臺理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院應(yīng)用型高校的特點(diǎn)，“互換性與技術(shù)測量”課程組進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)等方面進(jìn)行了全面的改革，取得了較大的成績，授課內(nèi)容基本完善。由于互換性課程內(nèi)容多、標(biāo)準(zhǔn)多、應(yīng)用的選擇復(fù)雜，如果學(xué)生只滿足課堂上的死記硬背那么在今后的設(shè)計(jì)加工工作中將造成很大的困難。在教學(xué)改革方案實(shí)行過程中，我們深刻認(rèn)識到課堂教學(xué)改革要與時俱進(jìn)，要符合大學(xué)生腦科學(xué)關(guān)于思維的特點(diǎn)，大力發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新性思維，完善知識體系。本文概述煙臺理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院“互換性與技術(shù)測量”課程教學(xué)改革措施，為應(yīng)用型課程教學(xué)改革提供參考。

1 融合相關(guān)專業(yè)課程建立課程體系

“互換性與技術(shù)測量”這門課程與“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械制圖”和“機(jī)械制造工藝學(xué)”等課程之間密不可分。學(xué)生應(yīng)具有一定的零件結(jié)構(gòu)知識，才能對產(chǎn)品的精度進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，從而確定零件的質(zhì)量要求。以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)為例，首先修改培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置順序，把互換性這門課開設(shè)在“機(jī)械制圖”課程之后，與“機(jī)械設(shè)計(jì)”同期開設(shè)。以便把制圖中的減速器圖紙內(nèi)容作為鞏固性練習(xí)，“機(jī)械設(shè)計(jì)”的課程設(shè)計(jì)的零件選用、零件圖、裝配圖的公差、表面粗糙度標(biāo)注等內(nèi)容作為提升練習(xí)，使同學(xué)們在設(shè)計(jì)時更好地理解精度如何設(shè)計(jì)。后期的“機(jī)械制造工藝”課程設(shè)計(jì)內(nèi)容初步與實(shí)踐相結(jié)合，得到進(jìn)一步的能力提升；“數(shù)控編程”“模具設(shè)計(jì)”等專業(yè)課可以進(jìn)行精度設(shè)計(jì)內(nèi)容的驗(yàn)證，機(jī)電創(chuàng)新大賽、互聯(lián)網(wǎng)加等大賽進(jìn)行實(shí)際演練和應(yīng)用；最后通過校企合作項(xiàng)目與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)接軌。整個融合過程中遵循“循序漸進(jìn)”“六步逐步提升原則”。既要訓(xùn)練學(xué)生掌握基本原則、基本方法，又要訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，整個教學(xué)過程的練習(xí)以減速器的精度設(shè)計(jì)為主線，從尺寸設(shè)計(jì)到幾何公差設(shè)計(jì)、表面粗糙度設(shè)計(jì)，最后到加工及裝配，提高了學(xué)生的積極性和主動性，整體構(gòu)架如圖1所示。

圖1 知識體系構(gòu)架

2 從腦科學(xué)的角度重塑課堂教學(xué)過程，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的學(xué)生

作為教師要了解腦科學(xué)、善于分析教學(xué)過程、提高教學(xué)的技巧。使每一堂課都有豐富的內(nèi)容、符合心理科學(xué)與教育科學(xué)，達(dá)到很好的教學(xué)效果。在課堂上通過創(chuàng)造性的課題，使學(xué)生學(xué)會辯證性的思維、創(chuàng)造性的思維[4]。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需要有幾種特殊的思維情景，這些情景可分為3類：認(rèn)識（理論）情景、評價（批判）情景、生產(chǎn)（實(shí)踐）的情景。認(rèn)識的情景是運(yùn)用現(xiàn)有的知識獲得新知識，認(rèn)識新事物。評價情景即批改練習(xí)使學(xué)生能更深刻地理解所取得的知識，實(shí)踐情景是培養(yǎng)學(xué)生善于把知識運(yùn)用到實(shí)踐中，具有高度的觀察力和理解力。把這些教學(xué)理論用于“互換性與技術(shù)測量”的課堂上，形成了一套新的課堂教學(xué)流程：以實(shí)踐應(yīng)用為目標(biāo)，以問題為導(dǎo)向，學(xué)中練，練中學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題解決問題的能力、發(fā)現(xiàn)新問題、提出新問題以及創(chuàng)新能力。問、思、學(xué)、練、做、反思的一體化課堂教學(xué)模式。

2.1 教學(xué)總流程

課前教師提出發(fā)展思維的各種探索性問題；學(xué)生根據(jù)問題利用線上資源進(jìn)行預(yù)習(xí)，大部分問題都能得到解決，少數(shù)不能解決的問題帶到課堂從老師的授課中解決。極少數(shù)問題通過和老師、同學(xué)的共同討論探索得到解決。隨后通過練習(xí)進(jìn)一步加強(qiáng)理解，練習(xí)的難度從基礎(chǔ)練習(xí)到拓展提升到批改練習(xí)最后到實(shí)踐應(yīng)用。課后通過線上資源進(jìn)行拓展提升[2]。每個章節(jié)學(xué)生課后用思維導(dǎo)圖形式寫出反思。

2.2 融入思政內(nèi)容

根據(jù)互換性的課程特點(diǎn)，提煉出互換性的思政內(nèi)容，形成我校的思政特色：在教學(xué)過程中體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)意識、誠信意識、質(zhì)量意識、辯證唯物意識、大國工匠意識、民族自豪意識。不同的課題融入不同的思政。

2.3 課堂教學(xué)過程

以表面粗糙度及檢測章節(jié)為例詳細(xì)說明課堂教學(xué)過程。課前布置問題：①日常生活中的粗糙度和機(jī)械制造中的粗糙度是否相同；②粗糙度對機(jī)械產(chǎn)品有哪些影響，如何評定粗糙度；③機(jī)械制造中粗糙度如何正確選擇標(biāo)注。

導(dǎo)課：通過北京冬奧會的100 m速滑比賽視頻，引出冬奧會我國首次采用二氧化碳環(huán)保制冰技術(shù)，被世界稱為最環(huán)保的奧運(yùn)會。既增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，又引出粗糙度的概念。

授課過程：在授課中采用比較、啟發(fā)的教學(xué)方法使學(xué)生理解粗糙度的概念及作用，用虛擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)物實(shí)驗(yàn)輔助講述輪廓算數(shù)平均偏差參數(shù)。學(xué)生采用小組討論、互批互評的方式完成練習(xí)題，最后是大作業(yè)。粗糙度參數(shù)部分老師重點(diǎn)講述輪廓算數(shù)平均偏差參數(shù)的含義，并展示3種檢驗(yàn)方式：比較法（企業(yè)車間常用）、針描法（能很好理解參數(shù)的含義）、便攜測量儀（科技發(fā)展的結(jié)果，現(xiàn)在被一些較大企業(yè)廣泛采用）。輪廓最大高度及寬度幅度參數(shù)作為拓展自學(xué)內(nèi)容。粗糙度的選擇部分學(xué)習(xí)流程：復(fù)習(xí)在機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中所學(xué)的車削、銑削、磨削等加工方法的特點(diǎn)、表面特征所及對應(yīng)的Ra參數(shù)值，引導(dǎo)學(xué)生用辯證的思維理解選擇原則，即在滿足使用要求的前提下選擇較大Ra參數(shù)提高經(jīng)濟(jì)效益。粗糙度的符號以機(jī)械切削加工小視頻輔助學(xué)生理解記憶，符號在圖紙上的畫法使用順口溜幫助記憶：腳踩大地高舉右手，尖端從材料外指向材料內(nèi)等。隨后的練習(xí)先讓學(xué)生標(biāo)注常見零件的粗糙度，然后提高難度通過觀看減速器視頻分組討論評價在課程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的減速器圖紙，最后各小組展示評價結(jié)果圖2所示。最后布置課后大作業(yè)減速器齒輪軸的表面粗糙度設(shè)計(jì)，要求同學(xué)們翻閱大量文獻(xiàn)資料，進(jìn)行拓展提高[2]。

圖2 減速器輸出軸練習(xí)

這樣的課堂設(shè)計(jì)能很好地利用三類情景、線上線下資源、實(shí)驗(yàn)資源等提高學(xué)生興趣及探究精神。特別是評價情景能使學(xué)生更深刻地理解所學(xué)的知識，擴(kuò)大運(yùn)用知識到實(shí)踐的可能性，才可能有創(chuàng)造性活動。

3 結(jié)語

信息時代、智能時代的到來，對教師提出了更高的要求，教學(xué)方式不能墨守成規(guī)，要不斷學(xué)習(xí)掌握學(xué)生的心理特點(diǎn)、記憶理解特點(diǎn)、思維方法的知識，靈活運(yùn)用線上線下學(xué)習(xí)資源及實(shí)驗(yàn)等相關(guān)資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)精神，遵循學(xué)生的性格特征，培養(yǎng)學(xué)生的探究愿望，使大部分學(xué)生具有創(chuàng)造性，創(chuàng)造性只有在真正發(fā)展和培養(yǎng)性教學(xué)的條件下才能實(shí)現(xiàn)。