1、淺談互換性與測量技術課程教學中標準貫徹應用與精度設計的關系             論文關鍵詞：互換性；標準化；精度設計；教學模式 論文摘要：本文針對互換性與測量技術教學中標準的貫徹、應用與精度設計的關系提出看法，指出在強調(diào)精度設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置；實驗課應加強學生精度設計與標準應用能力的培養(yǎng)。 近年來，圍繞互換性與測量技術課程內(nèi)容與體系的改革，不少高校已將互換性與測量技術課

2、程改為幾何精度設計與檢測，其目的在于培養(yǎng)學生的綜合設計能力。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與提高學生精度設計能力的關系，筆者想就此談一些自己的看法。 一、關于互換性與精度設計在課程中的定位問題 互換性與精度設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

3、容易，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)具有互換性高的特點，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與精度設計是很難分開的。 互換性與測量技術的主要內(nèi)容是尺寸公差、形狀和位置公差、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)是合理的精度設計，所以本課程的核心還是精度設計，新的教學體系應該加強精度設計的概念，提高學生的綜合設計能

4、力。不過我們在強調(diào)精度設計的時候不能淡化互換性與標準化的重要意義。由于互換性在產(chǎn)品設計制造和使用維修過程中的巨大作用，已成為現(xiàn)代制造業(yè)中一個普遍運用的原則。精度設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與應用，即使不要求互換的場合，在設計制造等各種環(huán)節(jié)，也需要遵循互換性與標準化的原則。 互換性與測量技術課程具有很強的應用性，尤其關于互換性與標準化方面的內(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，我國各項標準逐步與國際接軌，掌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與管理

5、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：在本課程的教學中，不應將互換性與精度設計人為地分割開來，應讓學生在充分了解互換性原則和各項基礎標準的前提下合理地進行精度設計。當然筆者并不贊同把互換性與測量技術課程變成純粹的標準宣講課，而應重在培養(yǎng)學生的綜合設計能力與標準應用能力，對原來的教學模式應當進行改革。 二、關于新的教學模式 目前互換性與測量技術課程的教學改革有幾種不同的模式：一是在原課程內(nèi)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、機械設計等課程中合作完成教學任務1。在這個問

6、題上筆者以為： 第一種模式基本保持了原互換性與測量技術課程體系主要內(nèi)容，系統(tǒng)闡述了互換性與測量技術的基本知識，分析介紹了我國極限與配合的新標準、工程應用以及測量技術的基本原理。這種課程體系把標準化與計量學領域有關知識緊密結合在一起，具有學科化特點，形成了自身的系統(tǒng)性和完整性。         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，應該進行改革與創(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

7、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，其構成原理可適當簡略，重點還是互換性與精度設計的基本概念與方法，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(jié)均可略講，學生可通過練習、實驗和綜合實踐環(huán)節(jié)進一步提高精度設計能力。 第二種模式是針對互換性與測量技術課程的教學內(nèi)容改革而重新拓展設置成一門課程幾何精度設計與檢測。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計的相關內(nèi)容，并增加一些典型零件幾何精度設計綜合應用實例，但大部分章節(jié)與原教材體系沒有實質(zhì)變化。也有的版

8、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計，不利于標準化的貫徹與應用。 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課程之間的交叉與重復，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課程之間的協(xié)調(diào)與配合難度，較難保證分塊教學后的內(nèi)容銜接與教學質(zhì)量。 三、實踐性環(huán)節(jié)的改革 互換性與測量技術課程的應用性很強，機械類圖紙中大部分符號都與本課程有關，對學

9、生今后從事機械設計與制造尤為重要。本課程必須很好地把握理論與實際的關系，在講清基本概念的前提下，應特別注重理論聯(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，學生對精度設計與互換性標準的實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行精度設計；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：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計與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，主要靠課程設計、畢業(yè)設計等后續(xù)課程。而后續(xù)課程隨著教學

10、內(nèi)容與重點的轉移，無論后續(xù)課程教師還是學生都難以對先開課程給予特別關注。 針對這一問題，已有高校探索本課程專門增設實踐性教學環(huán)節(jié)精度設計檢測一條龍課程設計，但上述方案存在時間安排與課時的矛盾。因此筆者贊同把機械零件課程設計與幾何精度設計內(nèi)容結合起來，作為一個綜合性的課程設計。機械零件的課程設計題目一般是減速器設計，這類課題包含了很多典型零件精度設計的內(nèi)容，是理想的精度設計課題。但在單純的零件課程設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計，明確提出精度設計的具體要求，學生可通過一個課題，得到完整的設計能力的鍛煉。 互換性與測量技術課程中，實驗課占有較大的比重。目的是使學生進一

11、步掌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內(nèi)容的感性認識，加深對課堂上所學的基礎理論的理解，并鍛煉了學生的動手能力。不足的是，目前這些實驗與精度設計的聯(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。在原來實驗的基礎上可設計一些綜合性實驗項目，讓學生通過實際觀察、裝拆、測繪、精度設計等，得到相關標準應用與設計能力的綜合鍛煉。 以上是筆者對互換性與測量技術課程教學改革中有關標準的貫徹應用與提高學生精度設計能力關系的一些看法。如何更好的處理兩者之間的關系，還需要在今后的教學實踐中不斷進行探索。 參考文獻 1許菊若，沈愛紅.幾何精度設計與檢測新教學體