《互換性和測量技術(shù)》課程教學中標準貫徹應用和精度論文
論文摘要摘要：本文針對《互換性和測量技術(shù)》教學中標準的貫徹、應用和精度設(shè)計的關(guān)系提出看法，指出在強調(diào)精度設(shè)計的同時不能淡化互換性和標準化的意義；目前本課程有多種教學模式，為保持本學科的系統(tǒng)性和完整性，筆者認為本課程仍應單獨設(shè)置；實驗課應加強學生精度設(shè)計和標準應用能力的培養(yǎng)。
近年來，圍繞《互換性和測量技術(shù)》課程內(nèi)容和體系的改革，不少高校已將《互換性和測量技術(shù)》課程改為《幾何精度設(shè)計和檢測》，其目的在于培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計能力。基于這一思路，不少教材壓縮和淡化了互換性標準的相關(guān)內(nèi)容，力圖改變過去傳統(tǒng)教學中以貫徹標準為主線的灌輸式教學方式。筆者認為這種思路應充分肯定，但對如何處理好互換性標準貫徹和提高學生精度設(shè)計能力的關(guān)系，筆者想就此談一些自己的看法。
一、有關(guān)互換性和精度設(shè)計在課程中的定位新問題
互換性和精度設(shè)計確實是兩個完全不同的概念。互換性是指同一規(guī)格的零部件按規(guī)定的技術(shù)要求制造，不需經(jīng)過任何挑選或修配就能夠互相替換使用，而且替換后能達到規(guī)定的功能要求。精度設(shè)計則要求經(jīng)濟地滿足零件的功能要求，無論零件是否要求互換，必須規(guī)定一定的公差。公差大，精度低，則加工輕易，公差小，精度高，則加工難度大。
互換性是對重復生產(chǎn)零件的要求，只要按照統(tǒng)一的設(shè)計生產(chǎn)，就可實現(xiàn)互換性，互換性要靠公差來保證。互換性給定公差強調(diào)的是統(tǒng)一，精度設(shè)計給定公差強調(diào)的則是合理。由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)具有互換性高的特征，公差必須標準化，標準化是互換性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。而精度設(shè)計不論從設(shè)計還是制造角度也都需要遵循標準化的原則。所以，以標準化為基礎(chǔ)的互換性和精度設(shè)計是很難分開的。
《互換性和測量技術(shù)》的主要內(nèi)容是尺寸公差、外形和位置公差、表面粗糙度。工程應用的目標是在機械圖上合理標注。合理標注的實質(zhì)是合理的精度設(shè)計，所以本課程的核心還是精度設(shè)計，新的教學體系應該加強精度設(shè)計的概念，提高學生的綜合設(shè)計能力。不過我們在強調(diào)精度設(shè)計的時候不能淡化互換性和標準化的重要意義。由于互換性在產(chǎn)品設(shè)計制造和使用維修過程中的巨大功能，已成為現(xiàn)代制造業(yè)中一個普遍運用的原則。精度設(shè)計在很大程度上是在滿足零件的功能要求的前提下對互換性標準的選擇和應用，即使不要求互換的場合，在設(shè)計制造等各種環(huán)節(jié)，也需要遵循互換性和標準化的原則。
《互換性和測量技術(shù)》課程具有很強的應用性，尤其有關(guān)互換性和標準化方面的內(nèi)容，在生產(chǎn)實際中有著大量的運用，但在其他課程中鮮有介紹，學生普遍缺乏這方面知識。隨著全球經(jīng)濟一體化的到來，我國各項標準逐步和國際接軌，把握標準化知識已成為時代的需要。這有利于開闊學生的眼界和知識面，對將來從事工程技術(shù)和管理工作非常有益，符合企業(yè)對人才知識結(jié)構(gòu)的要求。所以筆者認為摘要：在本課程的教學中，不應將互換性和精度設(shè)計人為地分割開來，應讓學生在充分了解互換性原則和各項基礎(chǔ)標準的前提下合理地進行精度設(shè)計。當然筆者并不贊同把《互換性和測量技術(shù)》課程變成純粹的標準宣講課，而應重在培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計能力和標準應用能力，對原來的教學模式應當進行改革。
二、有關(guān)新的教學模式
目前《互換性和測量技術(shù)》課程的教學改革有幾種不同的模式摘要：一是在原課程內(nèi)容基礎(chǔ)上拓展提高、組合后仍單獨設(shè)課；二是將課程提高到機械精度設(shè)計的高度組合、拓展設(shè)置成一門課程；三是把教學內(nèi)容分成幾塊，穿插到《機械制圖》、《金工實習》、《機械設(shè)計》等課程中合作完成教學任務[1。在這個新問題上筆者以為摘要：
第一種模式基本保持了原《互換性和測量技術(shù)》課程體系主要內(nèi)容，系統(tǒng)闡述了互換性和測量技術(shù)的基本知識，分析介紹了我國極限和配合的新標準、工程應用以及測量技術(shù)的基本原理。這種課程體系把標準化和計量學領(lǐng)域有關(guān)知識緊密結(jié)合在一起，具有學科化特征，形成了自身的系統(tǒng)性和完整性[2。但隨著新的教學要求的提出及課程教學學時的減少，原來模式中認知性內(nèi)容多、創(chuàng)造性內(nèi)容少、以介紹基礎(chǔ)公差標準為主的教學體系已不能完全適應發(fā)展要求，應該進行改革和創(chuàng)新。目前本課程一般只有30多學時，其中還包括幾次實驗。在有限的學時內(nèi)要想獲得良好的教學效果，必須優(yōu)化教學內(nèi)容，改進教學方法，采用多種教學手段。筆者認為標準方面的內(nèi)容可主要從應用的角度去講，其構(gòu)成原理可適當簡略，重點還是互換性和精度設(shè)計的基本概念和方法，其中又以尺寸公差、形位公差、表面粗糙度為主。有了這些基礎(chǔ)，其它章節(jié)均可略講，學生可通過練習、實驗和綜合實踐環(huán)節(jié)進一步提高精度設(shè)計能力。
第二種模式是針對《互換性和測量技術(shù)》課程的教學內(nèi)容改革而重新拓展設(shè)置成一門課程《幾何精度設(shè)計和檢測》。該課程已有多種版本的教材，從筆者了解到的一些版本來看，大多在緒論中已強化了幾何精度設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，并增加一些典型零件幾何精度設(shè)計綜合應用實例，但大部分章節(jié)和原教材體系沒有實質(zhì)變化。也有的版本對原教材體系進行了大刀闊斧的改革，基本擺脫了以介紹基礎(chǔ)公差標準為主的教學體系，但這種形式目前無論從教學還是學生自學角度看都還有些難度，幾何精度設(shè)計離不開公差標準的應用，脫離互換性標準講授幾何精度設(shè)計，不利于標準化的'貫徹和應用。
第三種模式把教學內(nèi)容分成幾塊，穿插到《機械制圖》、《金工實習》、《機械設(shè)計》等課程中合作完成教學任務。筆者感覺這種模式雖然避免了原來模式中各相關(guān)課程之間的交叉和重復，但打破了本學科的系統(tǒng)性和完整性，同時也增加了各相關(guān)課程之間的協(xié)調(diào)和配合難度，較難保證分塊教學后的內(nèi)容銜接和教學質(zhì)量。
三、實踐性環(huán)節(jié)的改革
《互換性和測量技術(shù)》課程的應用性很強，機械類圖紙中大部分符號都和本課程有關(guān)，對學生今后從事機械設(shè)計和制造尤為重要。本課程必須很好地把握理論和實際的關(guān)系，在講清基本概念的前提下，應非凡注重理論聯(lián)系實際，強調(diào)學生的實際應用能力。
從本課程的教學效果看，學生對精度設(shè)計和互換性標準的實際應用能力普遍較弱。在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計中，不知道怎樣正確地運用國家標準進行精度設(shè)計；圖樣標注五花八門、漏洞百出，或者照葫蘆畫瓢，知其然不知其所以然。造成這種狀況的一個重要原因是摘要：課程教學內(nèi)容缺乏應用性實踐環(huán)節(jié)，學習內(nèi)容沒有通過相應實踐環(huán)節(jié)消化、鞏固。受學時數(shù)限制，課堂教學只能講一些精度設(shè)計和標準運用的基本原則，學生對所學知識綜合應用能力的鍛煉，主要靠課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等后續(xù)課程。而后續(xù)課程隨著教學內(nèi)容和重點的轉(zhuǎn)移，無論后續(xù)課程教師還是學生都難以對先開課程給予非凡關(guān)注。
針對這一新問題，已有高校探索本課程專門增設(shè)實踐性教學環(huán)節(jié)——精度設(shè)計檢測一條龍課程設(shè)計[3，但上述方案存在時間布置和課時的矛盾。因此筆者贊同把機械零件課程設(shè)計和幾何精度設(shè)計內(nèi)容結(jié)合起來，作為一個綜合性的課程設(shè)計。機械零件的課程設(shè)計題目一般是減速器設(shè)計，這類課題包含了很多典型零件精度設(shè)計的內(nèi)容，是理想的精度設(shè)計課題。但在單純的零件課程設(shè)計中學生往往忽視這部分內(nèi)容，不求甚解。如作為綜合性的課程設(shè)計，明確提出精度設(shè)計的具體要求，學生可通過一個課題，得到完整的設(shè)計能力的鍛煉。
《互換性和測量技術(shù)》課程中，實驗課占有較大的比重。目的是使學生進一步把握和鞏固課堂上所學的公差理論，初步熟悉某些計量器具的正確使用方法。這些實驗可使學生較快獲得有關(guān)內(nèi)容的感性熟悉，加深對課堂上所學的基礎(chǔ)理論的理解，并鍛煉了學生的動手能力。不足的是，目前這些實驗和精度設(shè)計的聯(lián)系還較少，主要是學生聽老師介紹儀器，閱讀實驗指導書，按規(guī)定的實驗步驟操作，從而獲得測量結(jié)果。這種驗證式實驗，沒有很好發(fā)揮學生的主觀能動性，缺乏設(shè)計能力的鍛煉。
為了適應本課程的教學改革，應對實驗課程進行改革，加強學生實際應用能力的鍛煉。在原來實驗的基礎(chǔ)上可設(shè)計一些綜合性實驗項目，讓學生通過實際觀察、裝拆、測繪、精度設(shè)計等，得到相關(guān)標準應用和設(shè)計能力的綜合鍛煉。
以上是筆者對《互換性和測量技術(shù)》課程教學改革中有關(guān)標準的貫徹應用和提高學生精度設(shè)計能力關(guān)系的一些看法。如何更好的處理兩者之間的關(guān)系，還需要在今后的教學實踐中不斷進行探索。
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