《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程教學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)貫徹應(yīng)用和精度論文
論文摘要摘要：本文針對(duì)《互換性和測(cè)量技術(shù)》教學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)的貫徹、應(yīng)用和精度設(shè)計(jì)的關(guān)系提出看法，指出在強(qiáng)調(diào)精度設(shè)計(jì)的同時(shí)不能淡化互換性和標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)性和完整性，筆者認(rèn)為本課程仍應(yīng)單獨(dú)設(shè)置；實(shí)驗(yàn)課應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生精度設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
近年來(lái)，圍繞《互換性和測(cè)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(cè)量技術(shù)》課程改為《幾何精度設(shè)計(jì)和檢測(cè)》，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。基于這一思路，不少教材壓縮和淡化了互換性標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，力圖改變過(guò)去傳統(tǒng)教學(xué)中以貫徹標(biāo)準(zhǔn)為主線(xiàn)的灌輸式教學(xué)方式。筆者認(rèn)為這種思路應(yīng)充分肯定，但對(duì)如何處理好互換性標(biāo)準(zhǔn)貫徹和提高學(xué)生精度設(shè)計(jì)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(jì)在課程中的定位新問(wèn)題
互換性和精度設(shè)計(jì)確實(shí)是兩個(gè)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(guò)任何挑選或修配就能夠互相替換使用，而且替換后能達(dá)到規(guī)定的功能要求。精度設(shè)計(jì)則要求經(jīng)濟(jì)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(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(duì)重復(fù)生產(chǎn)零件的要求，只要按照統(tǒng)一的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，就可實(shí)現(xiàn)互換性，互換性要靠公差來(lái)保證。互換性給定公差強(qiáng)調(diào)的是統(tǒng)一，精度設(shè)計(jì)給定公差強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化是互換性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。而精度設(shè)計(jì)不論從設(shè)計(jì)還是制造角度也都需要遵循標(biāo)準(zhǔn)化的原則。所以，以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)的互換性和精度設(shè)計(jì)是很難分開(kāi)的。
《互換性和測(cè)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(yīng)用的目標(biāo)是在機(jī)械圖上合理標(biāo)注。合理標(biāo)注的實(shí)質(zhì)是合理的精度設(shè)計(jì)，所以本課程的核心還是精度設(shè)計(jì)，新的教學(xué)體系應(yīng)該加強(qiáng)精度設(shè)計(jì)的概念，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。不過(guò)我們?cè)趶?qiáng)調(diào)精度設(shè)計(jì)的時(shí)候不能淡化互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義。由于互換性在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和使用維修過(guò)程中的巨大功能，已成為現(xiàn)代制造業(yè)中一個(gè)普遍運(yùn)用的原則。精度設(shè)計(jì)在很大程度上是在滿(mǎn)足零件的功能要求的前提下對(duì)互換性標(biāo)準(zhǔn)的選擇和應(yīng)用，即使不要求互換的場(chǎng)合，在設(shè)計(jì)制造等各種環(huán)節(jié)，也需要遵循互換性和標(biāo)準(zhǔn)化的原則。
《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，尤其有關(guān)互換性和標(biāo)準(zhǔn)化方面的內(nèi)容，在生產(chǎn)實(shí)際中有著大量的運(yùn)用，但在其他課程中鮮有介紹，學(xué)生普遍缺乏這方面知識(shí)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的到來(lái)，我國(guó)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)逐步和國(guó)際接軌，把握標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)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(shí)面，對(duì)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(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求。所以筆者認(rèn)為摘要：在本課程的教學(xué)中，不應(yīng)將互換性和精度設(shè)計(jì)人為地分割開(kāi)來(lái)，應(yīng)讓學(xué)生在充分了解互換性原則和各項(xiàng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的前提下合理地進(jìn)行精度設(shè)計(jì)。當(dāng)然筆者并不贊同把《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程變成純粹的標(biāo)準(zhǔn)宣講課，而應(yīng)重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用能力，對(duì)原來(lái)的教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)進(jìn)行改革。
二、有關(guān)新的教學(xué)模式
目前《互換性和測(cè)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(nèi)容基礎(chǔ)上拓展提高、組合后仍單獨(dú)設(shè)課；二是將課程提高到機(jī)械精度設(shè)計(jì)的高度組合、拓展設(shè)置成一門(mén)課程；三是把教學(xué)內(nèi)容分成幾塊，穿插到《機(jī)械制圖》、《金工實(shí)習(xí)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》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(cè)量技術(shù)》課程體系主要內(nèi)容，系統(tǒng)闡述了互換性和測(cè)量技術(shù)的基本知識(shí)，分析介紹了我國(guó)極限和配合的新標(biāo)準(zhǔn)、工程應(yīng)用以及測(cè)量技術(shù)的基本原理。這種課程體系把標(biāo)準(zhǔn)化和計(jì)量學(xué)領(lǐng)域有關(guān)知識(shí)緊密結(jié)合在一起，具有學(xué)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(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(rèn)知性?xún)?nèi)容多、創(chuàng)造性?xún)?nèi)容少、以介紹基礎(chǔ)公差標(biāo)準(zhǔn)為主的教學(xué)體系已不能完全適應(yīng)發(fā)展要求，應(yīng)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(yàn)。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)要想獲得良好的教學(xué)效果，必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，采用多種教學(xué)手段。筆者認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)方面的內(nèi)容可主要從應(yīng)用的角度去講，其構(gòu)成原理可適當(dāng)簡(jiǎn)略，重點(diǎn)還是互換性和精度設(shè)計(jì)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(xué)生可通過(guò)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)一步提高精度設(shè)計(jì)能力。
第二種模式是針對(duì)《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容改革而重新拓展設(shè)置成一門(mén)課程《幾何精度設(shè)計(jì)和檢測(cè)》。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(qiáng)化了幾何精度設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，并增加一些典型零件幾何精度設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用實(shí)例，但大部分章節(jié)和原教材體系沒(méi)有實(shí)質(zhì)變化。也有的版本對(duì)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(chǔ)公差標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)離不開(kāi)公差標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，脫離互換性標(biāo)準(zhǔn)講授幾何精度設(shè)計(jì)，不利于標(biāo)準(zhǔn)化的'貫徹和應(yīng)用。
第三種模式把教學(xué)內(nèi)容分成幾塊，穿插到《機(jī)械制圖》、《金工實(shí)習(xí)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》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(fù)，但打破了本學(xué)科的系統(tǒng)性和完整性，同時(shí)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(xué)后的內(nèi)容銜接和教學(xué)質(zhì)量。
三、實(shí)踐性環(huán)節(jié)的改革
《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程的應(yīng)用性很強(qiáng)，機(jī)械類(lèi)圖紙中大部分符號(hào)都和本課程有關(guān)，對(duì)學(xué)生今后從事機(jī)械設(shè)計(jì)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(yīng)非凡注重理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。
從本課程的教學(xué)效果看，學(xué)生對(duì)精度設(shè)計(jì)和互換性標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用能力普遍較弱。在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不知道怎樣正確地運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精度設(shè)計(jì)；圖樣標(biāo)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(nèi)容缺乏應(yīng)用性實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)內(nèi)容沒(méi)有通過(guò)相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)消化、鞏固。受學(xué)時(shí)數(shù)限制，課堂教學(xué)只能講一些精度設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用的基本原則，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)綜合應(yīng)用能力的鍛煉，主要靠課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等后續(xù)課程。而后續(xù)課程隨著教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，無(wú)論后續(xù)課程教師還是學(xué)生都難以對(duì)先開(kāi)課程給予非凡關(guān)注。
針對(duì)這一新問(wèn)題，已有高校探索本課程專(zhuān)門(mén)增設(shè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)——精度設(shè)計(jì)檢測(cè)一條龍課程設(shè)計(jì)[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(jī)械零件課程設(shè)計(jì)和幾何精度設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，作為一個(gè)綜合性的課程設(shè)計(jì)。機(jī)械零件的課程設(shè)計(jì)題目一般是減速器設(shè)計(jì)，這類(lèi)課題包含了很多典型零件精度設(shè)計(jì)的內(nèi)容，是理想的精度設(shè)計(jì)課題。但在單純的零件課程設(shè)計(jì)中學(xué)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(jì)，明確提出精度設(shè)計(jì)的具體要求，學(xué)生可通過(guò)一個(gè)課題，得到完整的設(shè)計(jì)能力的鍛煉。
《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程中，實(shí)驗(yàn)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(jì)量器具的正確使用方法。這些實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生較快獲得有關(guān)內(nèi)容的感性熟悉，加深對(duì)課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)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(yàn)和精度設(shè)計(jì)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(yàn)指導(dǎo)書(shū)，按規(guī)定的實(shí)驗(yàn)步驟操作，從而獲得測(cè)量結(jié)果。這種驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有很好發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，缺乏設(shè)計(jì)能力的鍛煉。
為了適應(yīng)本課程的教學(xué)改革，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的鍛煉。在原來(lái)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上可設(shè)計(jì)一些綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際觀察、裝拆、測(cè)繪、精度設(shè)計(jì)等，得到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力的綜合鍛煉。
以上是筆者對(duì)《互換性和測(cè)量技術(shù)》課程教學(xué)改革中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹應(yīng)用和提高學(xué)生精度設(shè)計(jì)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。
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