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摘 要：《互换性与技术测量基础》是应用型高等院校机械类相关专业的一门专业基础学科，具有内容涵盖广，知识体系庞杂，理论与实践联系紧密等特点。针对目前《互换性与技术测量基础》教学课程中出现的学生参与度低，知识点抽象难懂，理论课堂局限性等问题，将从教学方法、教学设计、实验课程等方面进行教改与探讨，以便达到更好的教学效果。
关键词：互换性与技术测量基础;教学方法;实验课程
The teaching reform and exploration of interchangeability
and technical measurement basis courses
Yang Lei Wang Shiqiang Zhao Yabin Li Zongyuan
School of Mechanical Engineering Zhengzhou University of Science and Technology HenanZhengzhou 450064
Abstract：As a professional basic subject related to mechanical majors in applied colleges and universities，"interchangeability and technical measurement basis" covers a wide range of topics，has a complex knowledge system，is closely linked between theory and practice.Aiming atthe problems of low student participation，abstract Knowledge points，and limitations of theory class in the current "interchangeability and technical measurement basis" course teaching，the article discusses the teaching methods，the teaching arrangements and practical courses to achieve better teaching effect.
Keywords：interchangeability and technical measurement basis;teaching methods;practical courses
1 緒论
《互换性与技术测量基础》是应用型高等院校机械类、仪器仪表类和机电结合类各专业重要的主干技术基础课程，是一门专业基础学科。课程内容涉及非常广泛，主要包括极限与配合、技术测量基础、几何公差、表面粗糙度、光滑极限塞规、常用结合件的公差与检测、渐开线圆柱齿轮传动精度与检测及尺寸链等。该课程是机械制图、机械设计、机械加工等机械类相关课程的基础，因此学好该课程的重要性不言而喻。但通过长期的授课过程察觉到学生的课堂活跃度低，大多数学生反映知识点晦涩难懂，课程体系庞杂，理论知识与工程实际结合困难。大部分学生都是通过死记硬背的方式应对考试，没能很好地吸收掌握课程精髓，实验课程内容陈旧，课程更新滞后于先进制造工艺，不能很好地突出知识点，实验器材落后操作烦琐，实验效果难以保证，因此互换性与技术测量基础课堂教学的方法亟待改进。
2 教学内容、教学设计及实验课程
2.1 教学内容整合优化
互换性与技术测量基础课程的重难点是孔轴的极限与配合、技术测量的基础知识、几何公差的分类与区别、表面粗糙度的概念与意义，光滑极限塞规的使用方法、尺寸链的概念与计算等。常用结合件的公差与检测、渐开线圆柱齿轮传动精度与检测是本门课程的举例。互换性与技术测量基础课程涉及标准多，术语定义多，内容枯燥，定义抽象。教材中对新技术、新标准的容量偏少且内容更新也不及时，教材配套教学资料不完整。在教材中，讲过滚动轴承的公差与配合、渐开线圆柱齿轮的公差与配合，而这些在实际的企业实践中很少用到。在实际的工作当中很多标准件都是直接采购的，标准件的公差都有行业标准，一般不需要设计师重新设计，只需提前根据已有数据计算出所需产品的参数，直接从产品手册上选用即可，出厂的时候也具有产品检测报告无须复检，非标产品除外。对于这些部分学生们只需要做到了解即可，无须花费过多的课时阐述，因此在课时安排和备课讲课时要有侧重点，突出重难点的讲解和学习，在有限的课堂上到达更好的教学效果。 鉴于互换性与技术测量基础课程知识点抽象的特点，学生僅仅通过理论阐述是很难掌握的，更多需要结合具体演示和工程实例来讲解。具体演示可以是具体的实物展示也可以是通过动画演示，如在圆柱度的概念讲解时，圆柱度表示零件上圆柱面要素外形轮廓各点对其轴线保持等距的状态，定义本身晦涩难懂，然而我们可以通过对圆柱度测量方法的讲解反过来理解圆柱度概念，因为画面比文字承载的东西更多且给人记忆更深刻。考虑到某些高校不具备圆柱度测量装置的硬件条件，可以通过动画演示的方式达到直观而具体的讲解效果，从而达到对抽象概念的吸收和掌握。因此这门课程的讲解可以多配图多举例，也可以在讲解中穿插动画演示的方式，同样也可以把网上共享的视频或者自己制作的动画转化成二维码的方式穿插在书目中，即可便捷地通过扫描二维码看动画的方式，这样学生可以随时观看动画演示。因此要把更多的教学内容转化为具体的动画演示，以便于学生获取准确深刻的直观感知。
2.2 教学设计灵活多变
教学设计是为了提高教学效率和教学质量，使学生在单位时间内能够学到更多的知识，更大幅度地提高学生各方面的能力，从而使学生获得良好的发展。但教学设计并不是一成不变的，要以学生对讲授知识的接受程度为前提，以灵活多变的教学手法为媒介。从传统的以老师为中心，一味单向的知识输出方式，转变为以学生为中心自主思考的方式，激发学生自主的动手能力，充分发挥学生的主观能动性。由于互换性与技术测量基础这门课程具有抽象性的特点，抽象的理论概念需要动画演示来加深理解，让学生们通过已学习的软件去建模仿真，激发学生们各学科之间的联动，做到学以致用。这样的教学设计凸显以学生为中心，充分激发学生的自主学习能力，在多学科交叉融合中理解运用。
教学设计时要注重多媒体与板书的有效结合。多媒体的教学手段在教学中广泛应用，得益于其提供丰富的视听感受、出彩的展示功能，强大的运算能力，使课堂教学形象、直观、高效。但多媒体的教学手段也并不是尽善尽美的，也存在一些缺点：多媒体教学传递的信息量大、讲授过程中重难点不突出、演示的课件翻页太快来不及思考等。而板书的过程是多方位向学生传递知识的过程，更加便于学生对相关知识产生联想，也增加了学生思考问题的时间，做到在课堂上把知识牢牢掌握的目的。因此要在注重多媒体教学的同时也不能丢掉板书教学，要把多媒体与板书有机结合起来，从而达到更好的教学效果。
2.3 实验课程精心设计
机械类学科具有很强的工程应用背景，单纯的理论课程讲授远远达不到人才培养目标的要求，因而实验课程显得尤为重要。结合新工科的建设背景，对互换性与技术测量基础实验课程的要求是：实验课程要能满足中国制造2025对人才的需求，能够紧密结合工程实际，紧跟先进的制造加工水平，实验平台能够培养创新能力，激发学生自主思考，培养创新意识，注重人才培养过程，并在考核上体现出来。因此针对本门课程的性质以及应用型本科院校的定位标准，对于互换性与技术测量基础知识的讲解其目的主要是在工程实际中去解决加工和装配等问题，因此应借助学校实验室以及工程实际问题分析，在实验中加深对于公差配合与装配互换性的讨论及分析。
实验课程的一般分为：基础性实验、综合性实验、设计性实验。在做实验课程设计时要重视基础性实验，加强综合性实验，提升设计性实验。在兼顾夯实基础之上，发挥学生学科交叉的优势，增加学生自主设计能力，激发学生创造潜力，为培养创新型和应用型人才打下坚实的基础。实验课程内容设计的同时还要兼顾评价形式的优化，由于很多学生对实验课程的重要性认知存在问题，上实验课就是应付，并不认真的获取实验数据，课后抄袭或编造数据来完成实验报告，实验报告大多雷同，这种实验课程评价机制是有待改变的。优化的评价机制要能真实地反映学生们做实验的效果，应该包括课前自主学习、课上讨论、课堂互动、实验报告等多方面，通过这些方面的成绩占比综合评价学生的实验课情况。
在现有的实验室平台上，很多实验设备过于简陋，设备损坏，配件缺失现象也屡有发生。测量精度难以达到计算要求，设备老旧操作难度增加，这些都是亟待解决的客观现实问题。实验课程内容设计方面更新滞后，不能体现先进的制造理念。例如零件表面粗糙度的测量实验，如果实验仪器的精度达不到要求，透过显微镜是无法观察到工件表面微小的峰谷，那么测量表面粗糙度实验的意义就不复存在。在测量表面粗糙度实验操作之前，先对比讲解表面粗糙度与形位公差的区别和联系，表面粗糙度的形成原因，以及各种常见加工工艺所形成粗糙度的区别，再通过实验仪器验证理论知识的正确性，加深巩固对理论知识的理解记忆。表面粗糙度的测量实验中用到的仪器是双管显微镜，测量的对象是不同加工工艺的圆柱体45号钢。在一段取样长度L内，从平行于轮廓中线m的任意一条线算起，到被测轮廓的最高点（波峰）和最低点（波谷）之间的距离。需测量五组最大轮廓波峰与最大轮廓波谷距离之差并求取平均值。通过本次实验，学生可以很直观地看到粗糙度波峰波谷的形态，能更好理解表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系。故在互换性与技术测量基础的教学改革中，实验课程内容精心设计对于提升互换性与技术测量基础教学效果来说是很重要且必不可少的环节。
3 结语
本文通过对《互换性与技术测量基础》课程的教学现状进行简单介绍，并对造成此现状的原因进行浅显探究，基于以上对该门课程的教学方法及教学设计进行教学讨论，提出从做好教学内容整合优化、教学设计灵活多变、实验课程精心设计三个方面进行教改，使得学生对于理论知识及实际运用知识的能力都得到一定程度提升。让学生在具备足够专业知识的前提下，养成发现问题、分析问题及解决问题的综合能力，为今后快速适应工作岗位奠定了牢固的基础。
参考文献：
[1]刘素明，赵强，张令.互换性与技术测量研究性教学研究与实践[J].河北工程大学报（社会科学版），2011（6）：9091.
[2]于雪.互换性与技术测量教学方法初探[J].中国科教创新导刊，2009（14）：36.
[3]王伯平，孙大刚，武美先.建设互换性与技术测量精品课程的实践与探索[J].高教论坛，2011（02）：5455.
[4]杨欣怡，刘洋，吕超颖.理论力学课程的教改认识[J].时代汽车，2020（15）：3738.
[5]何红华，马振宝.互换性与测量技术[M].清华大学出版社，2008，1.
[6]李建超，高明，刘缠劳.互换性与测量测量课程教学改革的探讨[J].科技创新导报，2011（4）：175.
作者简介：杨磊（1991— ），男，汉族，河南周口人，硕士，助教，研究方向：无人机结构设计优化。
关键词：互换性与技术测量基础;教学方法;实验课程
The teaching reform and exploration of interchangeability
and technical measurement basis courses
Yang Lei Wang Shiqiang Zhao Yabin Li Zongyuan
School of Mechanical Engineering Zhengzhou University of Science and Technology HenanZhengzhou 450064
Abstract：As a professional basic subject related to mechanical majors in applied colleges and universities，"interchangeability and technical measurement basis" covers a wide range of topics，has a complex knowledge system，is closely linked between theory and practice.Aiming atthe problems of low student participation，abstract Knowledge points，and limitations of theory class in the current "interchangeability and technical measurement basis" course teaching，the article discusses the teaching methods，the teaching arrangements and practical courses to achieve better teaching effect.
Keywords：interchangeability and technical measurement basis;teaching methods;practical courses
1 緒论
《互换性与技术测量基础》是应用型高等院校机械类、仪器仪表类和机电结合类各专业重要的主干技术基础课程，是一门专业基础学科。课程内容涉及非常广泛，主要包括极限与配合、技术测量基础、几何公差、表面粗糙度、光滑极限塞规、常用结合件的公差与检测、渐开线圆柱齿轮传动精度与检测及尺寸链等。该课程是机械制图、机械设计、机械加工等机械类相关课程的基础，因此学好该课程的重要性不言而喻。但通过长期的授课过程察觉到学生的课堂活跃度低，大多数学生反映知识点晦涩难懂，课程体系庞杂，理论知识与工程实际结合困难。大部分学生都是通过死记硬背的方式应对考试，没能很好地吸收掌握课程精髓，实验课程内容陈旧，课程更新滞后于先进制造工艺，不能很好地突出知识点，实验器材落后操作烦琐，实验效果难以保证，因此互换性与技术测量基础课堂教学的方法亟待改进。
2 教学内容、教学设计及实验课程
2.1 教学内容整合优化
互换性与技术测量基础课程的重难点是孔轴的极限与配合、技术测量的基础知识、几何公差的分类与区别、表面粗糙度的概念与意义，光滑极限塞规的使用方法、尺寸链的概念与计算等。常用结合件的公差与检测、渐开线圆柱齿轮传动精度与检测是本门课程的举例。互换性与技术测量基础课程涉及标准多，术语定义多，内容枯燥，定义抽象。教材中对新技术、新标准的容量偏少且内容更新也不及时，教材配套教学资料不完整。在教材中，讲过滚动轴承的公差与配合、渐开线圆柱齿轮的公差与配合，而这些在实际的企业实践中很少用到。在实际的工作当中很多标准件都是直接采购的，标准件的公差都有行业标准，一般不需要设计师重新设计，只需提前根据已有数据计算出所需产品的参数，直接从产品手册上选用即可，出厂的时候也具有产品检测报告无须复检，非标产品除外。对于这些部分学生们只需要做到了解即可，无须花费过多的课时阐述，因此在课时安排和备课讲课时要有侧重点，突出重难点的讲解和学习，在有限的课堂上到达更好的教学效果。 鉴于互换性与技术测量基础课程知识点抽象的特点，学生僅仅通过理论阐述是很难掌握的，更多需要结合具体演示和工程实例来讲解。具体演示可以是具体的实物展示也可以是通过动画演示，如在圆柱度的概念讲解时，圆柱度表示零件上圆柱面要素外形轮廓各点对其轴线保持等距的状态，定义本身晦涩难懂，然而我们可以通过对圆柱度测量方法的讲解反过来理解圆柱度概念，因为画面比文字承载的东西更多且给人记忆更深刻。考虑到某些高校不具备圆柱度测量装置的硬件条件，可以通过动画演示的方式达到直观而具体的讲解效果，从而达到对抽象概念的吸收和掌握。因此这门课程的讲解可以多配图多举例，也可以在讲解中穿插动画演示的方式，同样也可以把网上共享的视频或者自己制作的动画转化成二维码的方式穿插在书目中，即可便捷地通过扫描二维码看动画的方式，这样学生可以随时观看动画演示。因此要把更多的教学内容转化为具体的动画演示，以便于学生获取准确深刻的直观感知。
2.2 教学设计灵活多变
教学设计是为了提高教学效率和教学质量，使学生在单位时间内能够学到更多的知识，更大幅度地提高学生各方面的能力，从而使学生获得良好的发展。但教学设计并不是一成不变的，要以学生对讲授知识的接受程度为前提，以灵活多变的教学手法为媒介。从传统的以老师为中心，一味单向的知识输出方式，转变为以学生为中心自主思考的方式，激发学生自主的动手能力，充分发挥学生的主观能动性。由于互换性与技术测量基础这门课程具有抽象性的特点，抽象的理论概念需要动画演示来加深理解，让学生们通过已学习的软件去建模仿真，激发学生们各学科之间的联动，做到学以致用。这样的教学设计凸显以学生为中心，充分激发学生的自主学习能力，在多学科交叉融合中理解运用。
教学设计时要注重多媒体与板书的有效结合。多媒体的教学手段在教学中广泛应用，得益于其提供丰富的视听感受、出彩的展示功能，强大的运算能力，使课堂教学形象、直观、高效。但多媒体的教学手段也并不是尽善尽美的，也存在一些缺点：多媒体教学传递的信息量大、讲授过程中重难点不突出、演示的课件翻页太快来不及思考等。而板书的过程是多方位向学生传递知识的过程，更加便于学生对相关知识产生联想，也增加了学生思考问题的时间，做到在课堂上把知识牢牢掌握的目的。因此要在注重多媒体教学的同时也不能丢掉板书教学，要把多媒体与板书有机结合起来，从而达到更好的教学效果。
2.3 实验课程精心设计
机械类学科具有很强的工程应用背景，单纯的理论课程讲授远远达不到人才培养目标的要求，因而实验课程显得尤为重要。结合新工科的建设背景，对互换性与技术测量基础实验课程的要求是：实验课程要能满足中国制造2025对人才的需求，能够紧密结合工程实际，紧跟先进的制造加工水平，实验平台能够培养创新能力，激发学生自主思考，培养创新意识，注重人才培养过程，并在考核上体现出来。因此针对本门课程的性质以及应用型本科院校的定位标准，对于互换性与技术测量基础知识的讲解其目的主要是在工程实际中去解决加工和装配等问题，因此应借助学校实验室以及工程实际问题分析，在实验中加深对于公差配合与装配互换性的讨论及分析。
实验课程的一般分为：基础性实验、综合性实验、设计性实验。在做实验课程设计时要重视基础性实验，加强综合性实验，提升设计性实验。在兼顾夯实基础之上，发挥学生学科交叉的优势，增加学生自主设计能力，激发学生创造潜力，为培养创新型和应用型人才打下坚实的基础。实验课程内容设计的同时还要兼顾评价形式的优化，由于很多学生对实验课程的重要性认知存在问题，上实验课就是应付，并不认真的获取实验数据，课后抄袭或编造数据来完成实验报告，实验报告大多雷同，这种实验课程评价机制是有待改变的。优化的评价机制要能真实地反映学生们做实验的效果，应该包括课前自主学习、课上讨论、课堂互动、实验报告等多方面，通过这些方面的成绩占比综合评价学生的实验课情况。
在现有的实验室平台上，很多实验设备过于简陋，设备损坏，配件缺失现象也屡有发生。测量精度难以达到计算要求，设备老旧操作难度增加，这些都是亟待解决的客观现实问题。实验课程内容设计方面更新滞后，不能体现先进的制造理念。例如零件表面粗糙度的测量实验，如果实验仪器的精度达不到要求，透过显微镜是无法观察到工件表面微小的峰谷，那么测量表面粗糙度实验的意义就不复存在。在测量表面粗糙度实验操作之前，先对比讲解表面粗糙度与形位公差的区别和联系，表面粗糙度的形成原因，以及各种常见加工工艺所形成粗糙度的区别，再通过实验仪器验证理论知识的正确性，加深巩固对理论知识的理解记忆。表面粗糙度的测量实验中用到的仪器是双管显微镜，测量的对象是不同加工工艺的圆柱体45号钢。在一段取样长度L内，从平行于轮廓中线m的任意一条线算起，到被测轮廓的最高点（波峰）和最低点（波谷）之间的距离。需测量五组最大轮廓波峰与最大轮廓波谷距离之差并求取平均值。通过本次实验，学生可以很直观地看到粗糙度波峰波谷的形态，能更好理解表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系。故在互换性与技术测量基础的教学改革中，实验课程内容精心设计对于提升互换性与技术测量基础教学效果来说是很重要且必不可少的环节。
3 结语
本文通过对《互换性与技术测量基础》课程的教学现状进行简单介绍，并对造成此现状的原因进行浅显探究，基于以上对该门课程的教学方法及教学设计进行教学讨论，提出从做好教学内容整合优化、教学设计灵活多变、实验课程精心设计三个方面进行教改，使得学生对于理论知识及实际运用知识的能力都得到一定程度提升。让学生在具备足够专业知识的前提下，养成发现问题、分析问题及解决问题的综合能力，为今后快速适应工作岗位奠定了牢固的基础。
参考文献：
[1]刘素明，赵强，张令.互换性与技术测量研究性教学研究与实践[J].河北工程大学报（社会科学版），2011（6）：9091.
[2]于雪.互换性与技术测量教学方法初探[J].中国科教创新导刊，2009（14）：36.
[3]王伯平，孙大刚，武美先.建设互换性与技术测量精品课程的实践与探索[J].高教论坛，2011（02）：5455.
[4]杨欣怡，刘洋，吕超颖.理论力学课程的教改认识[J].时代汽车，2020（15）：3738.
[5]何红华，马振宝.互换性与测量技术[M].清华大学出版社，2008，1.
[6]李建超，高明，刘缠劳.互换性与测量测量课程教学改革的探讨[J].科技创新导报，2011（4）：175.
作者简介：杨磊（1991— ），男，汉族，河南周口人，硕士，助教，研究方向：无人机结构设计优化。