互换性论文
论文关键词：互换性；标准化；精度设计；教学模式
论文摘要：本文针对《互换性与测量技术》教学中标准的贯彻、应用与精度设计的关系提出看法，指出在强调精度设计的同时不能淡化互换性和标准化的意义；目前本课程有多种教学模式，为保持本学科的系统性和完整性，笔者认为本课程仍应单独设置；实验课应加强学生精度设计与标准应用能力的培养。
近年来，围绕《互换性与测量技术》课程内容与体系的改革，不少高校已将《互换性与测量技术》课程改为《几何精度设计与检测》，其目的在于培养学生的综合设计能力。基于这一思路，不少教材压缩和淡化了互换性标准的相关内容，力图改变过去传统教学中以贯彻标准为主线的灌输式教学方式。笔者认为这种思路应充分肯定，但对如何处理好互换性标准贯彻与提高学生精度设计能力的关系，笔者想就此谈一些自己的看法。
一、关于互换性与精度设计在课程中的定位问题
互换性与精度设计确实是两个完全不同的概念。互换性是指同一规格的零部件按规定的技术要求制造，不需经过任何挑选或修配就能够互相替换使用，而且替换后能达到规定的功能要求。精度设计则要求经济地满足零件的功能要求，无论零件是否要求互换，必须规定一定的公差。公差大，精度低，则加工容易，公差小，精度高，则加工难度大。
互换性是对重复生产零件的要求，只要按照统一的设计生产，就可实现互换性，互换性要靠公差来保证。互换性给定公差强调的是统一，精度设计给定公差强调的则是合理。由于现代工业生产具有互换性高的特点，公差必须标准化，标准化是互换性生产的基础。而精度设计不论从设计还是制造角度也都需要遵循标准化的原则。所以，以标准化为基础的互换性与精度设计是很难分开的。
《互换性与测量技术》的主要内容是尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度。工程应用的目标是在机械图上合理标注。合理标注的实质是合理的精度设计，所以本课程的核心还是精度设计，新的教学体系应该加强精度设计的概念，提高学生的综合设计能力。不过我们在强调精度设计的时候不能淡化互换性与标准化的重要意义。由于互换性在产品设计制造和使用维修过程中的巨大作用，已成为现代制造业中一个普遍运用的原则。精度设计在很大程度上是在满足零件的功能要求的前提下对互换性标准的选择与应用，即使不要求互换的场合，在设计制造等各种环节，也需要遵循互换性与标准化的原则。
《互换性与测量技术》课程具有很强的应
用性，尤其关于互换性与标准化方面的内容，在生产实际中有着大量的运用，但在其他课程中鲜有介绍，学生普遍缺乏这方面知识。随着全球经济一体化的到来，我国各项标准逐步与国际接轨，掌握标准化知识已成为时代的需要。这有利于开阔学生的眼界和知识面，对将来从事工程技术与管理工作非常有益，符合企业对人才知识结构的要求。所以笔者认为：在本课程的教学中，不应将互换性与精度设计人为地分割开来，应让学生在充分了解互换性原则和各项基础标准的前提下合理地进行精度设计。当然笔者并不赞同把《互换性与测量技术》课程变成纯粹的标准宣讲课，而应重在培养学生的综合设计能力与标准应用能力，对原来的教学模式应当进行改革。
二、关于新的教学模式
目前《互换性与测量技术》课程的教学改革有几种不同的模式：一是在原课程内容基础上拓展提高、组合后仍单独设课；二是将课程提高到机械精度设计的高度组合、拓展设置成一门课程；三是把教学内容分成几块，穿插到《机械制图》、《金工实习》、《机械设计》等课程中合作完成教学任务[1]。在这个问题上笔者以为：
第一种模式基本保持了原《互换性与测量技术》课程体系主要内容，系统阐述了互换性与测量技术的基本知识，分析介绍了我国极限与配合的新标准、工程应用以及测量技术的基本原理。这种课程体系把标准化与计量学领域有关知识紧密结合在一起，具有学科化特点，形成了自身的系统性和完整性[2]。但随着新的教学要求的提出及课程教学学时的减少，原来模式中认知性内容多、创造性内容少、以介绍基础公差标准为主的教学体系已不能完全适应发展要求，应该进行改革与创新。目前本课程一般只有30多学时，其中还包括几次实验。在有限的学时内要想获得良好的教学效果，必须优化教学内容，改进教学方法，采用多种教学手段。笔者认为标准方面的内容可主要从应用的角度去讲，其构成原理可适当简略，重点还是互换性与精度设计的基本概念与方法，其中又以尺寸公差、形位公差、表面粗糙度为主。有了这些基础，其它章节均可略讲，学生可通过练习、实验和综合实践环节进一步提高精度设计能力。
第二种模式是针对《互换性与测量技术》课程的教学内容改革而重新拓展设置成一门课程《几何精度设计与检测》。该课程已有多种版本的教材，从笔者了解到的一些版本来看，大多在绪论中已强化了几何精度设计的相关内容，并增加一些典型零件几何精度设计综合应用实例，但大部分章节与原教材体系没有实质变
化。也有的版本对原教材体系进行了大刀阔斧的改革，基本摆脱了以介绍基础公差标准为主的教学体系，但这种形式目前无论从教学还是学生自学角度看都还有些难度，几何精度设计离不开公差标准的应用，脱离互换性标准讲授几何精度设计，不利于标准化的贯彻与应用。
第三种模式把教学内容分成几块，穿插到《机械制图》、《金工实习》、《机械设计》等课程中合作完成教学任务。笔者感觉这种模式虽然避免了原来模式中各相关课程之间的交叉与重复，但打破了本学科的系统性和完整性，同时也增加了各相关课程之间的协调与配合难度，较难保证分块教学后的内容衔接与教学质量。
三、实践性环节的改革
《互换性与测量技术》课程的应用性很强，机械类图纸中大部分符号都与本课程有关，对学生今后从事机械设计与制造尤为重要。本课程必须很好地把握理论与实际的关系，在讲清基本概念的前提下，应特别注重理论联系实际，强调学生的实际应用能力。
从本课程的教学效果看，学生对精度设计与互换性标准的实际应用能力普遍较弱。在课程设计、毕业设计中，不知道怎样正确地运用国家标准进行精度设计；图样标注五花八门、漏洞百出，或者照葫芦画瓢，知其然不知其所以然。造成这种状况的一个重要原因是：课程教学内容缺乏应用性实践环节，学习内容没有通过相应实践环节消化、巩固。受学时数限制，课堂教学只能讲一些精度设计与标准运用的基本原则，学生对所学知识综合应用能力的锻炼，主要靠课程设计、毕业设计等后续课程。而后续课程随着教学内容与重点的转移，无论后续课程教师还是学生都难以对先开课程给予特别关注。
针对这一问题，已有高校探索本课程专门增设实践性教学环节——精度设计检测一条龙课程设计[3]，但上述方案存在时间安排与课时的矛盾。因此笔者赞同把机械零件课程设计与几何精度设计内容结合起来，作为一个综合性的课程设计。机械零件的课程设计题目一般是减速器设计，这类课题包含了很多典型零件精度设计的内容，是理想的精度设计课题。但在单纯的零件课程设计中学生往往忽视这部分内容，不求甚解。如作为综合性的课程设计，明确提出精度设计的具体要求，学生可通过一个课题，得到完整的设计能力的锻炼。
《互换性与测量技术》课程中，实验课占有较大的比重。目的是使学生进一步掌握和巩固课堂上所学的公差理论，初步熟悉某些计量器具的正确使用方法。这些实验可使学生较快获得有关内容的感性认识，加深对课堂上所学的
基础理论的理解，并锻炼了学生的动手能力。不足的是，目前这些实验与精度设计的联系还较少，主要是学生听老师介绍仪器，阅读实验指导书，按规定的实验步骤操作，从而获得测量结果。这种验证式实验，没有很好发挥学生的主观能动性，缺乏设计能力的锻炼。
为了适应本课程的教学改革，应对实验课程进行改革，加强学生实际应用能力的锻炼。在原来实验的基础上可设计一些综合性实验项目，让学生通过实际观察、装拆、测绘、精度设计等，得到相关标准应用与设计能力的综合锻炼。
以上是笔者对《互换性与测量技术》课程教学改革中有关标准的贯彻应用与提高学生精度设计能力关系的一些看法。如何更好的处理两者之间的关系，还需要在今后的教学实践中不断进行探索。
参考文献
[1]许菊若，沈爱红.《几何精度设计与检测》新教学体系的探索与实践[J].无锡教育学院学报，2004，（1）：85-86.
[2]杜文华，郑江.机械基础系列课程教改中机械精度设计的实现[J].华北工学院学报，2004，（3）：89-91.
[3]付凤兰等.培养互换性标准应用能力的一项有效措施——精度设计与检测课程设计[J].标准化报道，1999，（4）：35-36.
[4]高晓康.几何精度设计与检测[M].上海：上海交通大学出版社，2003.