王恒迪 武充沛 张发玉 马 伟

河南科技大学 河南洛阳 471003

刍议互换性与技术测量课程的教学

王恒迪 武充沛 张发玉 马 伟

河南科技大学 河南洛阳 471003

互换性与技术测量是机械类专业的重要技术基础课。本文结合教学实践，提出了突出课程重点和难点，教学内容紧扣最新国家标准，改进教学手段，设置综合性实验等教学方法。通过不断地教学改革与尝试，在教学课时不断被压缩的前提下，可以获得较好的教学效果。

互换性与技术测量；教学方法；课程改革；国家标准

互换性与技术测量是机械类专业的重要技术基础课，也是联系基础课与后续专业课的桥梁和纽带。该课程覆盖领域较广，特色也十分鲜明：概念术语多，符号多，授课内容与国家标准紧密相关，理论性、实践性和实用性强等。近年来随着高等教育改革的深化和课程体系的调整，互换性与技术测量的课时不断被压缩，以笔者所在学校为例，该课程的授课学时从最初的48学时调整到40学时，继而又压缩至32学时。如何在有限的时间内完成本科教育的培养目标，使学生掌握有关几何量公差与测量技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，是授课教师面临的新课题。笔者在多年的教学实践中，通过不断地尝试与探索，对互换性与技术测量的授课提出了自己的见解，在教学课时不断被压缩的前提下，可以获得较好的教学效果。

一、优化授课内容，突出重点和难点

互换性与技术测量覆盖的知识点众多，在有限的学时内既要完成理论教学又要完成实验教学，因此必须对教学内容进行调整，授课时不必追求面面俱到，而是在突出重点和难点的基础上注重内容的实用性和结构体系的合理性。

“光滑轴孔配合”“表面粗糙度”和“形位公差”(新修订的国标已经改为“几何公差”)是本课程的基础，应重点讲解相关的基本概念和基本理论。授课时可结合典型的工程图纸进行讲解，以激发学生的学习热情并培养学生的工程意识。

“滚动轴承结合”“键结合”和“圆柱齿轮传动”等内容属于典型零件或典型配合的互换性。授课时要提醒同学抓住每种零部件公差的特点，并结合前面所学的内容以做到融会贯通。讲授该部分时可通过实例教学使学生能做到正确查表和标注，使教学内容贴近生产实际。

对于课程中的难点内容，如形位误差的评定方法、齿轮以及齿轮配合的精度评定项目等，由于涉及的评定方法和评定项目较多，且普通本科生缺乏实践经验，对相关内容没有感性认识，因此学起来比较枯燥。教学时可选择典型内容，借助多媒体设备，利用图形、动画、视频等教学手段增强直观教学，激发学习的兴趣，同时通过实验加深学生对相关难点知识的理解和认识。

笔者选用的教材将几何精度检测部分单独列为一章，限于课时，在讲授各个章节时将长度尺寸检测、表面粗糙度检测、形位误差检测、圆柱齿轮检测等各几何精度检测内容分开介绍，实验课中再对相关检测设备和检测方法进行重点讲解，以增强学生的认识，培养学生理论联系实际和动手能力。

对于尺寸链、圆锥结合、螺纹结合、量规设计等与其他课程交叉重复内容或工程实践中不常用的内容，在修订教学大纲时进行了删减或安排自学，使课堂和实验教学更有针对性、实效性。

二、教学内容紧扣国家标准

互换性与技术测量课程的特点和国家标准密切相关，可以说该课程是以讲述国标为主。如今国内的机械工业发展迅速，为了适应行业的发展，实现与国际接轨，提高“中国制造”产品的竞争力和互换性，国家有关部门对互换性与技术测量课程涉及的一些标准陆续进行了修订，例如以GB/T1182–2008《产品几何技术规范(GPS)几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注》代替了GB/T1182–1996《形状和位置公差通则、定义、符号和图样表示法》；以GB/T10095–2008《圆柱齿轮 精度制》代替了GB/T10095–2001《渐开线圆柱齿轮 精度》；以GB/T4249–2009《产品几何技术规范(GPS) 公差原则》代替了GB/T4249–1996《公差原则》；以GB/ T16671–2009《产品几何技术规范(GPS) 几何公差最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》代替了GB/T16671–1996《形状和位置公差 最大实体要求、最小实体要求和可逆要求》，等等。

这些修订后的国标中，有些是名词的变更，例如将“形状和位置公差”改为“几何公差”，齿轮精度的多项评定指标中将“总公差”改为“总偏差”；有些是项目分类的变化，例如位置公差中将同心度与同轴度区分开，作为2个单独的项目；有些则变化较大，例如基准要素的标注符号、表面粗糙度的标注等。

受出版周期的限制，教材不可能及时反映国家标准的变化，这就要求授课教师及时关注学科和行业的发展动态，注意教学内容符合时代要求，将国标和ISO标准体系的最新内容在课堂上反映出来。为兼顾教材和以后的生产实际，笔者授课时还花费一定的时间解释新旧国标的异同，使学生对国标的发展有较完整的认识。

三、合理运用多媒体，改进教学手段

讲授互换性与技术测量时需要用到大量的插图，若采用传统的板书和手工绘图授课，不仅花费课时多，而且效果不好。借助多媒体教学，通过表现形式多样、内容丰富的文本、图形、视频等将书本上静态抽象的概念以形象直观的方式展现在学生面前，既可提高教学效率又能获得良好的教学效果。

笔者在运用多媒体进行教学过程中，将实验室现有的检测仪器和相关检测过程拍成照片和视频，制作于课件中，这样不仅有利于突出课程重点，化解难点，还可发挥教师的主导作用和学生的主体作用，调动学生的观察力、想象力和求知欲，增强教学的趣味性，激发学习的积极性。

多媒体教学信息量大，表现形式生动，但是制作符合自身教学实际、内容系统、条理清晰、界面布局简洁明快、色彩搭配赏心悦目的课件绝非易事，有时为了表达一项内容需要寻找或制作大量的素材。笔者已经将互换性与技术测量课程的相关课件链接在校内的精品课程网站上，学生需要时可打开链接直接下载。

四、设置综合性实验，巩固教学成果

互换性与技术测量课程的综合性和实践性较强，为了巩固教学成果，必须合理安排实验教学，通过实际操作，增加学生的感性认识，加深对概念的理解和融会贯通，提高动手能力，并掌握基本的测量方法。

该课程以前的实验均为验证性实验，学生按照要求进行测量，一项实验仅锻炼学生对单一项目的检验知识。为了提高学生的综合能力，笔者对实验项目进行了梳理整合，重新编写了实验指导书，在有限的学时内，合并了一些验证性实验，增加了一些综合性实验。使实验内容与工程应用尽量保持一致，同时提高学生综合运用所学知识的能力。

实验前要求学生根据实验指导书的要求做好充分预习，实验时首先抽出一定时间带领学生参观实验室，介绍常用的检测仪器和一些较为新颖的测量仪器，如三坐标测量仪、光学投影仪和气动量仪等，拓宽学生的知识面。进行综合性实验时，要求学生根据测量精度合理选择测量器具，针对待检项目选定测量方法，并对测量数据进行处理，给出合格性判断。

五、综合多种实训环节，拓宽教学内容

高等学校担负着培养高级专门人才和发展科学技术文化的重要任务。为此笔者结合自身的科研实际，利用多种实训环节，如大学生训练计划(SRTP)、“挑战杯”竞赛、毕业设计等，组织学生结合专业课进行科研。实践过程中，教师对学生的科研兴趣进行积极引导，帮助选择题目，指定参考资料，确定实施方案。近年来，学生先后完成了多项科研项目，如“智能齿轮双面啮合综合测量仪软件设计”“基于虚拟仪器的滚动轴承几何精度测量仪”“直线度和平面度误差测量的不确定度分析”“内齿轮径向跳动测量仪设计”“广义极坐标法在测量渐开线齿轮中的应用”等在河南省和笔者所在学校组织的各类竞赛中获奖。

通过实训教学环节，拓宽了互换性与技术测量课程的教学内容，调动了学生学习专业课的积极性和主动性。更重要的是通过参与科学研究，提高了学生的综合素质，强化了学生分析和解决问题的能力，培养了脚踏实地、实事求是的科学素养，为其科研能力的提升奠定了基础。

随着科学技术的快速发展，对人才的培养也提出了更高的要求，在有限的学时内，既要满足教学要求，又要保证培养目标的实现，这也对互换性与技术测量课程的授课教师提出了更高的要求。要求我们不断提高自身的业务能力，更新教育理念，加快课程内容和教学方法的改革，更好地促进学科发展。

[1]何永熹，武充沛.几何精度规范学[M].北京：北京理工大学出版社，2006

[2]于峰.互换性与技术测量理论在实验教学环节中的应用[J].黑龙江高教研究，2008，8：172～173

[3]赵晴，叶建华.互换性与测量技术基础课程实验改革[J].实验室研究与探索，2005，24(12)：92～93

Discussion on the teaching of interchangeability and measurement technology

Wang Hengdi, Wu Chongpei, Zhang Fayu, Ma Wei
Henan university of science & technology, Luoyang, 471003, China

Interchangeability and measurement technology is an important basic course for machinery majors. Based on teaching practice, some effective teaching methods are proposed in the paper. Those are emphasizing stresses and difficulties, the teaching content closely sticking to the up-to-date national standards, developing teaching methods and means, setting up the comprehensive designs for the experiment. With the constant reformations, a better effect can be achieved while the less class hours are given.

interchangeability and measurement technology; teaching method; curriculum reformation; national standard

2010-06-18

王恒迪，硕士，副教授，教研室主任。武充沛，本科，副教授。张发玉，硕士，副教授。马伟，硕士，教授，机电工程学院书记。