由学生实践情况探讨“公差配合与技术测量”课程教学效果

作者:查重猫     发表时间:2021-04-08 01:07:58   浏览次数:22



  摘要:“公差配合与技术测量”是高职机械类专业的专业基础课程,后续应用于多门课程。为了引导学生能够积极学习课程,提高学习效率、提升学习效果,则需要分析和研究该课程的教学方法,从而提高教学质量。主要概述了“公差配合与技术测量”课程,由学生实践及课程应用情况,研究了该课程的教学方法,提出了应用实训试件测量数据库系统、提高多媒体资源趣味性等方法,提高该课程教学效果的对策。

  关键词:公差配合与技术测量;教学方法;测量数据库系统

  “公差配合与技术测量”是机械制造及自动化、数控技术等机械类专业的一门专业基础课。同时进行或者后续课程会有:机械制造基础、特种加工、数控车床编程与操作、数控铣床编程与操作、以及“五轴加工中心”等课程。“公差配合与技术测量”中涉及的互换性、国家标准中公差和偏差的规定,各类计量器具的使用与选用等内容在各类加工课程中均会反复使用。

  一、教学案例分析

  以数控车床编程与操作课程为例。应用基本尺寸为大于30mm至50mm的轴、公差等级IT7(数控车床能保证的基本精度)的公差值为25μm,即0.025mm,而0-150mm的游标卡尺的分度值多为0.02mm,学生很容易因为读数不精确而错误判断。学生读数错误可能导致两个结果:一是将合格工件判定为不合格工件即误废;二是将不合格工件判定为合格工件即误收。两种情况导致的结果在实际生产中都是希望能够避免的。

  同时在实际应用中,需要进行粗车加工、半精车加工、精车加工的工艺过程保证尺寸精度,如果游标卡尺读数不精确,很可能导致最终尺寸的误差即产生废品。而通常情况下,在教学实践中,通过多次测量取平均值的方式减小读数误差。在教学过程中,同小组的同学相互验证,可以比较有效地避免读数误差,提高读数的准确性。

  应用基本尺寸为大于30mm至50mm的轴、公差等级IT7(数控车床能保证的基本精度)的公差值为25μm,使用分度值为0.01mm的外径千分尺,可以有效避免读数误差的情况发生。经对比可知,我们可以给学生更有效的说明,如何根据基本尺寸和公差等级选取计量器具。通过案例,学生更容易体会选取计量器具的实际意义。

  尺寸的设计,不仅仅是单一孤立的,而是建立在完成机器或者设备的功能的基础上。任一尺寸不合格或者形位公差项目不合格,可能导致的结果有:一是后续无法进行装配;二是装配后无法满足使用要求的结果。例如孔轴的过盈配合,如果过盈量不满足要求,在传递扭矩或者保持高转速的工作状态下,无法满足设计的工作时间即发生破坏。零件提前达到需要更换或者修整的状态,则影响机器的保养维护周期,进而影响整体的工作安排,导致加工中断,无法按期完成该设备所完成的工作。

  二、“公差配合与技术测量”教学方法

  (一)综合教学内容,遵循应用为主的教学原则

  在教学实践中,应以满足课程要求、培养专业目标为标准,综合教学内容,从而实现教学内容的整体把控。同时,学生也可以整体上认识该课程的理论知识,通过互换性概念,深入了解其他相关知识。比如机械行业的典型案例:教学过程中,以齿轮泵为切入点,并将一些相关零件(齿轮、轴承、箱体等)展示给学生看;通过零件的展示和介绍,引出多数零件配合使用才可保障机器的正常运行,同时会涉及一系列的公差与配合,从而介绍公差配合的相关概念和术语等。在此过程中,应先阐释互换性的原理,其次提出影响互换性的重要因素———几何量误差,并分析几何量误差的内容和概念,然后引出几何量精度的相关定义和术语,让学生了解和掌握公差的标准以及相关表格的制定,并鼓励他们提出自己不理解的内容,从而培养学生的思维能力、发现和解决问题的能力。

  另外,在进行该课程基本理论部分介绍时,需遵循应用为主、够用为度的原则,对实际工作应用较少或者不会应用到的内容应尽量少讲或者不讲,从而保障理论知识的实践性。一些具有较强理论性的知识内容可只讲理论,将提高学生分析、解决问题的能力作为重点,使其学会解决问题的方法。同时,还要重视学生对国家标准查用的能力培养,在课堂上可进行零件公差值的查阅和标注、查阅表格的演示和练习、公差基本理论和相关标准的使用等内容。

  (二)增加趣味性和互动性,提升学习兴趣

  课堂教学活动流程可以在课堂上及课堂后充分开展(见图1课堂活动流程)。在现在阶段的教学工作中,课堂后可以布置学习任务,安排学生学习相关视频、微课或者PPT等教学资源,也可以通过单选、多选、填空等等形式的答题进行预习或者学习巩固。答题过程可以适当增添趣味性,比如安排题目为拼图,学生答对一道题目,可以补充一块拼图,完成一定数量后、拼图完整。也可以通过题目积分兑换小道具,完成种植或者布置房间等游戏。适当的趣味性可以提高学生学习兴趣,通过积分排行榜等方式鼓励同学们获得更好的学习成绩。

  (三)实训试件测量数据库的应用,全面支撑教学

  在课堂部分,可以在线上提供实训试件测量数据库供学生参照对比,实时发现自己错误,通过请教同学或者求教教师,可以修正错误。有时,学生需要简单提示,即可及时弥补学习中的不足,加深正确知识点的印象。因此,修正错误的时效性与学习效果提升是正相关的。同时,该系统(该系统功能见图2测量标准数据库系统的功能模块)可以记录学生练习情况,给学生提供学习建议,并为教师的教学重点提供判断依据,对教学效果做出直观明确的反馈。

  现在的很多教学平台多为视频及学习内容的资源,辅助提问回答式的学习模式,如果提供更多趣味性的互动环节或测量标准数据库系统,可以进一步提升学习效果,辅助教师更好完成教学工作。

  (四)考核方法的变革与提升

  传统考核方法是笔试。随着高职院校教学改革的推进、理实一体化课程的发展,逐渐转变为笔试与实践操作成绩的结合。起初,项目化教学方法主要应用于实践性强的学科,近年来,随着教师对课程的不断挖掘和建设,理论知识点多,实践技能全面的课程也开始采用项目化教学方法。而项目化教学方法主要采用的考核方法就是过程性评价与结果性评价相结合的方式。

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  随着实训试件测量数据库的使用,过程性评价可以更细腻更全面地伴随整个教学过程。可以全面反映学生学习的提升情况。例如在游标卡尺的项目中,学生没有完全掌握游标卡尺的使用和读数方法,但后续项目中,学生的测量结果显示:与游标卡尺有关的测量结果全部正确,即反映出学生已经掌握游标卡尺使用的相关知识点,在最终的成绩中,该学生即可得到相应的分数。这种考核方式,正是依托软件才能便捷实现,大大减轻教师的工作量,从而辅助教学工作。

  三、提高“公差配合与技术测量”课程教学效果的对策

  (一)创造良好的学习氛围,培养学生的主体意识

  在高职教育教学中,大多数学生对机械类课程的学习的兴趣不甚浓厚,对“公差配合与技术测量”这一课程的学习更是丢失了学习主体的状态。为了强化以学生为主体的教学理念,激活学生的主体意识,创造利于学生学习的氛围,则需从以下几方面入手:其一,教师应做好课程入门的引导工作,在讲授新课程之前,应向学生提出具体的学习目标,让学生了解学习的目的、任务和要求,在实际的教学过程中,讲授相关理论知识的同时,还要讲解该课程在知识体系的重要地位,从而提高学生对该课程的重视程度;其二,制定适当的激励机制,教师应具有一定的亲和力,关心和鼓励学生,及时了解学生学习中遇到的困难和问题,对于有进步的学生可予以一定的奖励,从而提高学生的学习主动性。

  (二)强调课程的相关标准要求

  该门课程的前导课是“机械制图”,关于各种尺寸和公差代号的标注均已经有所介绍。标准意味着通用性和可辨识性。而课程涉及的形位公差标准、尺寸公差、偏差代号和表面粗糙度等的标注均应符合国家标准。这些标准在机械行业中具有广泛的应用,且是其重要的基础技术标准。这些技术标准会贯穿学习和今后相关岗位的工作中。在企业调研中,发现部分从业人员基础知识不扎实,识图能力有待提升,标准不规范现象时有发生。中专、大专学历或者本科学历均会出现此类情况。因此在实际教学过程中,教师应加强相关标准重要性的阐释,让学生认识到标准的重要意义,并要求学生按照标准要求进行使用和操作,从而减少学生对标准使用的错误,真正提高学生的知识的应用能力。

  (三)采取灵活多样的教学方法

  为了达到公差配合与技术测量课程教学的最佳效果,教师应通过灵活多样的教学方法进行教学。除了上述多媒体的应用教学外,还包括以下几种教学方法:一是引导和提问的方法,讲解课程相关概念的同时,还要加以事实说明,通过列举生活中的实例或者企业中的应用实例的方法,让学生走出理解误区,在课堂上还可通过提问的方式来了解学生的掌握情况,同时能够提升学生知识输出的能力、从而实现教学效果的提升;二是图表结合的教学方法,在进行《公差配合与技术测量》课程讲解时,应将图片和表格结合进行相关知识点的讲解,从而加深学生对课程中图表的理解;三是适当安排练习,增强教学效果,在实际的教学过程中,教师在课堂上不能一味地向学生进行知识的灌输,还应结合课程的特点,进行适当的习题练习,从而巩固学生的知识体系。

  (四)理论和实践相结合

  公差配合与技术测量课程本身知识点多、实践性强,因此理论知识点可以适当分布在不同实践项目中,而不是集中完成授课,这样减轻了学生对理论灌输的反感和抗拒,通过知识点在不同实践项目中的渗透,理论知识和实践技能程双螺旋状、共同提升。

  在具体完成具体项目时,需要在教师预先设计好项目情景,通过小组讨论、案例分析等教学方法让学生认识零件的工作环境,理解重要的配合尺寸的具体要求,结合实际渗透几何公差的含义。教师在此过程中通过课件动画等形式展示几何公差项目出公差带形状、位置,使学生能够直观建立相应的概念。该项目的重点是区别几何公差是否存在基准要素;中心要素和轮廓要素在被测要素、基准要素标注中的注意事项。要求学生掌握这个知识点并能够熟练加以运用。在教学过程中,学生通过实物观察,对照零件图上技术要求的标注,通过自己思考、小组讨论等,得出结论,完成本项目任务。学生在整个过程中,理论与实践相结合,对抽象理论知识的理解就相对容易。

  四、总结

  实践项目的不断更新和丰富对教师的教学能力和教学水平提出了更高的要求,促使教师不仅积极了解本学科发展动态、更要与其他学科结合,打破不同课程内容的界限,通过构建更多情景,项目化教学或者混合式教学的方式加深印象,提高学生动手能力的同时,完成理论内容的教学,在做中学,在做中会,在做中达成教学目标,获得相应的能力。——论文作者:李宏杰

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