羅鳳微
《數控車工》是中職數控專業的核心課程。數控車工是數控、模具專業學生必須掌握的專業技能。開設《數控車工》課程的任務是使學生掌握金屬材料加工的基礎知識和基本技能,初步了解現代工業生產的運作方式;熟練掌握數控車削加工的操作技能,了解產品生產過程,激發學生動手、動腦、勇于創新的積極性,培養學生嚴謹、認真、踏實、勤奮的學習精神和工作作風,提高學生的專業素質和職業能力。當前,很多學校的《數控車工》教學主要采取先知識講授,后實習操作的方式,造成了理論實踐兩層皮的現象,影響了課堂教學的效果。為改變這種現狀,筆者構建了任務驅動課型,把學生的學習活動與工作任務相結合,帶著真實的任務學習,以探求問題、完成任務來引導學生的學習興趣和學習行為,理論聯系實際地完成工作任務,提高教學的有效性。
一、課型的內涵
課堂教學的課型泛指課的類型或模型,是課堂教學最具有操作性的教學結構和程序。現代教學理論認為,教學過程結構是課型分類的主要依據之一,特定的課型必然有特定的教學過程結構。任務驅動課型是以培養學生的職業技能為目標,以任務為主線,以教師為主導,以學生為主體,以行動導向為原則,通過對典型工作任務的學習,掌握所要求的心智技能或操作技能的一種專業課教學課型。任務驅動課型的教學目的明確,教學過程具體,把理論知識巧妙地隱含在每個任務中,以崗位所需基本能力為核心,把握教材的主動脈,盡量縮短教學與實際的距離。《數控車工》的任務驅動課型強調學生在學習任務的引領下,主動應用學習資源,并在教師的指導和幫助下開展自主學習和合作學習。任務驅動課型將以往以傳授知識為主的傳統教學,轉變為以解決問題,完成任務為主的自主、探究式學習,通過對任務所提出的問題進行分析、交流、討論,使學生主動尋找解決問題的方法,加深學生對專業知識的理解運用,最后通過任務的完成實現對心智技能或操作技能的掌握。
二、課型的特征
任務驅動課型構建的理論依據是工學結合的理念和行動導向教學法,把學習和工作結合起來,“學習內容即工作,工作任務即學習”, 構建以行動為導向、以工作任務為載體的教學課型。由此可見,任務驅動課型與傳統教學課型具有本質的區別,具體有以下特點。
(一)任務驅動,突出學習自覺性
任務驅動課型設計的學習任務接近企業工作實際,需要學生主動學習,以問題來驅動學生學習,鼓勵學生發現問題、探討解決問題的方法,讓學生先產生疑問再解決疑問,通過實踐達到掌握技能的目的。
(二)工作情境,突出專業實踐性
任務驅動課型通過營造數控車工工作情境,使學生在完成工作任務的過程中,體驗崗位工作情境,經歷完整工作過程,學習專業知識,訓練專業技能,形成良好的專業技能和職業素養。學生融入任務情境中,不單學會編程及操作,而且培養學生設計、軟件操作、組織管理、分析問題等多方面能力,教學任務就是要通過有限的載體盡可能多地體現企業實際工作內容。
(三)小組研討,突出團隊合作性
任務驅動課型以學習小組來組織教學,要發揮學習小組的力量,促成學生學習過程中的良性競爭和學習交流,引起思維的碰撞,讓學生在學習中學會互助、合作。筆者在數控加工實踐教學中,在加工軸類零件綜合應用任務中,根據教學條件、學生人數將學生分成幾個小組,一般每組4~6人為宜,由學生自行選出組長,教師指導小組根據工作任務給每個進行分工,通過討論,分工合作查找資料,制定完成工作任務的計劃,包括工作流程(工作過程、工藝卡、工藝流程等)、工作內容及其分工、組織方式等等。整個活動過程充分體現小組的團隊合作精神。
三、任務驅動課型案例
任務驅動課型從學生職業生涯的發展出發,遵循行動導向原則,以工作任務來組織課堂教學,以問題來驅動學生學習和探究,以數控加工為教學工具,培養學生的專業技能和職業能力。其課型結構是:前置任務,引導自學—小組學習,研究任務—實際操作,嘗試練習—交流思維,總結評價。下面以“55度錐度凹槽加工”為例介紹任務驅動課型的實施。這個課題任務主要是完成企業工件圖樣中外圓輪廓55°錐形槽的加工及質量檢測。通過這個課題,讓學生能對一般性外圓槽類零件進行數控車削加工的工藝分析和制定合理的工藝規程,能正確編寫加工程序,完成凹槽的加工并使用相關量具對外圓槽表面進行質量檢測,以及對能對外圓槽表面質量評估并能初步分誤差原因后進行改進。在接受這個課題任務之前,大部分學生已經熟悉數控車床的工藝編制的基本技術,且熟悉機床的操作。對于加工槽所要使用的基本指令的格式以及走刀路線及格式都基本掌握,具備了開展該課題的驅動任務課型的條件。55°凹槽加工任務驅動型課實施過程如下:
(一)前置任務,引導自學
前置任務是根據總體目標,以及結合學生現有的技能狀況以及指令掌握的程度和由淺到深的原則,以加工中級數控車操作工題庫中實體圖中加工55°錐形槽的為任務,設計好任務書,提供生產產品圖樣,下發各小組,簡要提出加工要求,引導學生思考加工的問題,查找資料,分析加工方法,制定工藝,讓學生有自學的方向。
(二)小組學習,研究任務
小組明確學習主要目標:編寫55°錐面槽的加工方法及編寫加工程序。教師引導學生開展小組合作學習,分析加工方法,探討加工方案的合理性和經濟性。通過探討以及研究,對于55°錐面凹槽的加工,3個小組選用的加工工藝是直接用外圓刀結合G71指令加工凹槽,而有2個小組是選用切槽刀結合G94指令加工槽,有2個小組是選用G73指令加工槽。課堂上,教師組織學生對這三種加工方案開展小組內討論,讓每個組員都參與進來,就這三種工藝的合理性和實施需要的條件展開交流,最后小組達到共識,選擇自己的方案。然后開展全班討論,每個組選出一名組員,作為交流大使,輪流到每個小組分享自己的加工工藝規程。力求每個小組對這三種工藝方案都理解和掌握。教師重點要解決的是在討論交流中碰到的重點,難點問題。比如使用G94指令切凹槽,對于R值的計算方法,對于數學基礎比較差的學生們,自己理解有困難,因此通過全班集中講解和數控仿真軟件的進行演示加快學生的理解。
(三)實際操作,嘗試練習
學生通過小組研究任務,制定槽的加工工藝,接下來進行任務的實施,實施環節以學生為主,操作機床分組完成工作凹槽的加工任務。首先,以小組為單位,按計劃流程及組長給組員分配加工任務,根據方案,選擇合適的刀具,輸入編程,進行加工。其次,在實施加工中,各小組要不斷的自查,小組互查,及時填寫檢查單,記錄自己組或者其他組出現的問題。教師在任務實施過程中,主要是觀察各組完成任務的過程進行檢查和記錄。
(四)交流思維,總結評價
小組在完成自身作品,獲得巨大的滿足感,此時交流評價是在嘗試練習之后通過學生之間、師生之間的相互交流,分享成果,對所用到知識進行整理,歸納任務過程中涉及的知識,幫助解決疑問;用評價體系提高學生完成任務的積極性,對每個小組的對加工工藝及產品質量情況進行綜合評價。交流評價環節從兩個方面著手評價,第一方面是專業能力的評價,比如學生的工藝分析能力,編程能力,以及加工過程中解決問題的能力。第二方面是學生的職業素養的評價,比如學生參與團隊的積極性,規范操作的程度,團隊精神等。具體評價交流,首先小組根據產品質量評價表對小組加工產品進行質量評價,指出加工問題,分析問題的原因。以及根據評價表對小組每個成員完成任務的情況以及體現的職業素養進行評價。然后是小組的互評,主要是評價各小組加工出現的問題和解決的方式以。最后是教師的總體評價,教師對學生的加工中規范操作及的整個過程進行評價,評選出“最合格的產品小組之星”;同時對所用到知識進行整理,歸納任務過程中涉及的知識,為后續專業課程打好基礎。
四、課型實施策略
根據上述課型例子的實踐體驗,課型實施過程應注意以下幾個問題:
(一)任務設計策略
設計任務時應該把學過的知識和即將要學的知識綜合進去,這樣學生既學到了新知識又復習了舊知識,同時還學會了綜合運用知識。任務驅動要求我們每個任務相互之間要瞻前顧后,密切聯系,不然課與課之間就會出現間隔,無法將整個學習過程連貫,造成學習的有效性降低。例如對于外螺紋車削加工任務,筆者設定學習任務講究由淺到深,層層遞進原則。
首先,任務1是對螺紋外加工指令廣數系統G92或者華中系統指令G82的指令格式的掌握及應用,其次,任務2是編寫外螺紋數控車削加工程序并用仿真軟件檢測。再者,任務3是能對外螺紋加工工藝分析并制定加工順序完成對外螺紋進行加工 ;最后,任務4是能對對螺紋質量進行評估和分析誤差原因。這個任務體現知識的連貫性和系統性。
(二)興趣激發策略
如果學生對提出的任務沒有興趣,那任務也是失敗的,所以設計的任務必須讓學生感興趣,必須有吸引力。例如在課程任務的后期,主要是回轉體軸類零件數車綜合應用加工,如果要學生不斷重復加工單一的零件,他們很快失去學習的興趣。因此后期筆者在設置數控技術教學任務中,制定小組內成員每次加工都有一個角色任務,如客戶:(任務是提出要求、評估結果)、技術員(工藝設計、技術處理、技術指導、資料查閱)、編程員(程序編制、模擬仿真、程序優化)、操作員(機床操作、工量刃具的選擇使用)等角色,完成工作任務后集體總結評價,分享經驗,并在下一輪工作任務中交換角色。由此保持他們的學習和動手的好奇心和興趣。教師設置教學任務時讓學生在實踐過程中能體現一種滿足感和成就感,
(三)問題意識策略
任務驅動課型所有的教學內容都蘊涵在任務之中,學生在完成任務的過程中,其實也就培養了學生提出問題,分析問題和解決問題的能力。例如,掌握數控車床的對刀方法的時候,學生在對刀試切工件端面時候,很多學生發現端面圓心試切不完整,總會留下小直徑圓柱,發現了問題,沒有急于問老師,而是通過小組的討論及查閱相關資料,發現是由于裝刀時,刀尖低于主軸軸心引起,于是他們把刀墊高,解決了該問題。
(四)合作學習策略
任務驅動課型教師可以根據實際情況,將學生分成若干個學習小組,可以互相討論、互相幫助,取長補短,學生的思維能力得以展現,學生之間的觀點、方法得以交流,體現出了團隊協作的精神,為他們今后的學習、生活和工作打下了堅實的基礎。