《互換性和測量技術(shù)》課程教學(xué)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(xué)中標準的貫徹、應用和精度設計的關(guān)系提出看法，指出在強調精度設計的同時(shí)不能淡化互換性和標準化的意義；目前本課程有多種教學(xué)模式，為保持本學(xué)科的系統性和完整性，筆者認為本課程仍應單獨設置；實(shí)驗課應加強學(xué)生精度設計和標準應用能力的培養。
近年來(lái)，圍繞《互換性和測量技術(shù)》課程內容和體系的改革，不少高校已將《互換性和測量技術(shù)》課程改為《幾何精度設計和檢測》，其目的在于培養學(xué)生的綜合設計能力。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)內容，力圖改變過(guò)去傳統教學(xué)中以貫徹標準為主線(xiàn)的灌輸式教學(xué)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(xué)生精度設計能力的關(guān)系，筆者想就此談一些自己的看法。
一、有關(guān)互換性和精度設計在課程中的定位新問(wèn)題
互換性和精度設計確實(shí)是兩個(gè)完全不同的概念。互換性是指同一規格的零部件按規定的技術(shù)要求制造，不需經(jīng)過(guò)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定的功能要求。精度設計則要求經(jīng)濟地滿(mǎn)足零件的功能要求，無(wú)論零件是否要求互換，必須規定一定的公差。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，只要按照統一的設計生產(chǎn)，就可實(shí)現互換性，互換性要靠公差來(lái)保證。互換性給定公差強調的是統一，精度設計給定公差強調的則是合理。由于現代工業(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。而精度設計不論從設計還是制造角度也都需要遵循標準化的原則。所以，以標準化為基礎的互換性和精度設計是很難分開(kāi)的。
《互換性和測量技術(shù)》的主要內容是尺寸公差、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(shí)質(zhì)是合理的精度設計，所以本課程的核心還是精度設計，新的教學(xué)體系應該加強精度設計的概念，提高學(xué)生的綜合設計能力。不過(guò)我們在強調精度設計的時(shí)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)品設計制造和使用維修過(guò)程中的巨大功能，已成為現代制造業(yè)中一個(gè)普遍運用的原則。精度設計在很大程度上是在滿(mǎn)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(chǎng)合，在設計制造等各種環(huán)節，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容，在生產(chǎn)實(shí)際中有著(zhù)大量的運用，但在其他課程中鮮有介紹，學(xué)生普遍缺乏這方面知識。隨著(zhù)全球經(jīng)濟一體化的到來(lái)，我國各項標準逐步和國際接軌，把握標準化知識已成為時(shí)代的需要。這有利于開(kāi)闊學(xué)生的眼界和知識面，對將來(lái)從事工程技術(shù)和管理工作非常有益，符合企業(yè)對人才知識結構的要求。所以筆者認為摘要：在本課程的教學(xué)中，不應將互換性和精度設計人為地分割開(kāi)來(lái)，應讓學(xué)生在充分了解互換性原則和各項基礎標準的前提下合理地進(jìn)行精度設計。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，而應重在培養學(xué)生的綜合設計能力和標準應用能力，對原來(lái)的教學(xué)模式應當進(jìn)行改革。
二、有關(guān)新的教學(xué)模式
目前《互換性和測量技術(shù)》課程的教學(xué)改革有幾種不同的模式摘要：一是在原課程內容基礎上拓展提高、組合后仍單獨設課；二是將課程提高到機械精度設計的高度組合、拓展設置成一門(mén)課程；三是把教學(xué)內容分成幾塊，穿插到《機械制圖》、《金工實(shí)習》、《機械設計》等課程中合作完成教學(xué)任務(wù)[1。在這個(gè)新問(wèn)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)》課程體系主要內容，系統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(xué)領(lǐng)域有關(guān)知識緊密結合在一起，具有學(xué)科化特征，形成了自身的系統性和完整性[2。但隨著(zhù)新的教學(xué)要求的提出及課程教學(xué)學(xué)時(shí)的減少，原來(lái)模式中認知性?xún)热荻唷?chuàng )造性?xún)热萆佟⒁越榻B基礎公差標準為主的教學(xué)體系已不能完全適應發(fā)展要求，應該進(jìn)行改革和創(chuàng )新。目前本課程一般只有30多學(xué)時(shí)，其中還包括幾次實(shí)驗。在有限的學(xué)時(shí)內要想獲得良好的教學(xué)效果，必須優(yōu)化教學(xué)內容，改進(jìn)教學(xué)方法，采用多種教學(xué)手段。筆者認為標準方面的內容可主要從應用的角度去講，其構成原理可適當簡(jiǎn)略，重點(diǎn)還是互換性和精度設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，其它章節均可略講，學(xué)生可通過(guò)練習、實(shí)驗和綜合實(shí)踐環(huán)節進(jìn)一步提高精度設計能力。
第二種模式是針對《互換性和測量技術(shù)》課程的教學(xué)內容改革而重新拓展設置成一門(mén)課程《幾何精度設計和檢測》。該課程已有多種版本的教材，從筆者了解到的一些版本來(lái)看，大多在緒論中已強化了幾何精度設計的相關(guān)內容，并增加一些典型零件幾何精度設計綜合應用實(shí)例，但大部分章節和原教材體系沒(méi)有實(shí)質(zhì)變化。也有的版本對原教材體系進(jìn)行了大刀闊斧的改革，基本擺脫了以介紹基礎公差標準為主的教學(xué)體系，但這種形式目前無(wú)論從教學(xué)還是學(xué)生自學(xué)角度看都還有些難度，幾何精度設計離不開(kāi)公差標準的應用，脫離互換性標準講授幾何精度設計，不利于標準化的'貫徹和應用。
第三種模式把教學(xué)內容分成幾塊，穿插到《機械制圖》、《金工實(shí)習》、《機械設計》等課程中合作完成教學(xué)任務(wù)。筆者感覺(jué)這種模式雖然避免了原來(lái)模式中各相關(guān)課程之間的交叉和重復，但打破了本學(xué)科的系統性和完整性，同時(shí)也增加了各相關(guān)課程之間的協(xié)調和配合難度，較難保證分塊教學(xué)后的內容銜接和教學(xué)質(zhì)量。
三、實(shí)踐性環(huán)節的改革
《互換性和測量技術(shù)》課程的應用性很強，機械類(lèi)圖紙中大部分符號都和本課程有關(guān)，對學(xué)生今后從事機械設計和制造尤為重要。本課程必須很好地把握理論和實(shí)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(shí)際，強調學(xué)生的實(shí)際應用能力。
從本課程的教學(xué)效果看，學(xué)生對精度設計和互換性標準的實(shí)際應用能力普遍較弱。在課程設計、畢業(yè)設計中，不知道怎樣正確地運用國家標準進(jìn)行精度設計；圖樣標注五花八門(mén)、漏洞百出，或者照葫蘆畫(huà)瓢，知其然不知其所以然。造成這種狀況的一個(gè)重要原因是摘要：課程教學(xué)內容缺乏應用性實(shí)踐環(huán)節，學(xué)習內容沒(méi)有通過(guò)相應實(shí)踐環(huán)節消化、鞏固。受學(xué)時(shí)數限制，課堂教學(xué)只能講一些精度設計和標準運用的基本原則，學(xué)生對所學(xué)知識綜合應用能力的鍛煉，主要靠課程設計、畢業(yè)設計等后續課程。而后續課程隨著(zhù)教學(xué)內容和重點(diǎn)的轉移，無(wú)論后續課程教師還是學(xué)生都難以對先開(kāi)課程給予非凡關(guān)注。
針對這一新問(wèn)題，已有高校探索本課程專(zhuān)門(mén)增設實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節——精度設計檢測一條龍課程設計[3，但上述方案存在時(shí)間布置和課時(shí)的矛盾。因此筆者贊同把機械零件課程設計和幾何精度設計內容結合起來(lái)，作為一個(gè)綜合性的課程設計。機械零件的課程設計題目一般是減速器設計，這類(lèi)課題包含了很多典型零件精度設計的內容，是理想的精度設計課題。但在單純的零件課程設計中學(xué)生往往忽視這部分內容，不求甚解。如作為綜合性的課程設計，明確提出精度設計的具體要求，學(xué)生可通過(guò)一個(gè)課題，得到完整的設計能力的鍛煉。
《互換性和測量技術(shù)》課程中，實(shí)驗課占有較大的比重。目的是使學(xué)生進(jìn)一步把握和鞏固課堂上所學(xué)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(shí)驗可使學(xué)生較快獲得有關(guān)內容的感性熟悉，加深對課堂上所學(xué)的基礎理論的理解，并鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。不足的是，目前這些實(shí)驗和精度設計的聯(lián)系還較少，主要是學(xué)生聽(tīng)老師介紹儀器，閱讀實(shí)驗指導書(shū)，按規定的實(shí)驗步驟操作，從而獲得測量結果。這種驗證式實(shí)驗，沒(méi)有很好發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，缺乏設計能力的鍛煉。
為了適應本課程的教學(xué)改革，應對實(shí)驗課程進(jìn)行改革，加強學(xué)生實(shí)際應用能力的鍛煉。在原來(lái)實(shí)驗的基礎上可設計一些綜合性實(shí)驗項目，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際觀(guān)察、裝拆、測繪、精度設計等，得到相關(guān)標準應用和設計能力的綜合鍛煉。
以上是筆者對《互換性和測量技術(shù)》課程教學(xué)改革中有關(guān)標準的貫徹應用和提高學(xué)生精度設計能力關(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(xué)實(shí)踐中不斷進(jìn)行探索。
參考文獻
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