任務驅動法在機械工程材料教學中的應用探索

鐘燕春 郭雄 趙英娜

摘要：針對應用型本科常開課程《機械工程材料及熱加工工藝》的課程特點、教學現狀以及課程學習中存在的問題，結合學生基礎和專業特點，分析“任務驅動”教學模式的優越性，在實踐教學中應用任務驅動法來分析和主導教學過程。在教學過程中，將課程和和任務相結合，引導學生將知識應用到實際中，在實例講解過程中穿插知識點，并鼓勵學生多提問、相互協助和自主學習。文中同時對實施過程、相關知識及任務的導入以及可能遇到的問題進行詳細的闡述。

Abstract： According to the characteristics， teaching status and problems of the application-oriented undergraduate course "Engineering materials and forming technology"， this paper analyzes the advantages of the "task driven" teaching mode combined with the students' basic and professional characteristics， and applies the task driven method to analyze and guide the teaching process in practice teaching. In the process of teaching， the course and task are combined to guide students to apply knowledge to practice. Knowledge points are interspersed in the process of explaining examples， and students are encouraged to ask more questions， help each other and learn independently. At the same time， the implementation process， the introduction of relevant knowledge and tasks and the possible problems are described in detail.

關鍵詞：機械工程材料及熱加工工藝;任務驅動法;課程;任務

Key words： mechanical engineering materials and thermal processing technology;task-driven method;course;task

中圖分類號：G424.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）16-0234-02

0? 引言

在應用型本科院校中，《機械工程材料及熱加工工藝》是機械類專業的一門專業基礎課，該課程的理論性較強，許多內容都比較抽象。因此，想要提高這門課程的實用性，應當結合應用型本科學生的特點，在學習和掌握機械工程材料與熱處理工藝的基本理論和知識的基礎上，讓學生掌握常用金屬材料的性能特點及用途，了解機械零部件在設計過程中合理選用材料的方法，初步掌握熱處理工藝的合理選用及工藝路線安排，將實踐與理論結合到一起，讓學生們能夠做到學有所用。本文采用“任務驅動”的教學模式來對課程的多個環節進行改革，具體包括教學理念、方法和手段、實踐環節等多個方面，希望以此來激發學生對本門課程的求知欲，提高學生的理論水平、實踐能力和創新能力。

1? 機械工程材料及熱加工工藝課程特點

第一，《機械工程材料及熱加工工藝》對機械類專業而言，是一門非常重要的專業技術基礎課。該課程主要分為兩大模塊：機械工程材料和熱加工工藝。在機械工程領域，無論是設計還是加工制造方面，都需要對工程材料及熱加工工藝進行選擇與使用。因此，對應用型本科院校機械類專業學生而言，工程材料及熱加工工藝的理論及專業知識是必不可少的。

第二，《機械工程材料及熱加工工藝》課程在學習過程中存在一定的困難。該課程各章節的知識點多且廣泛，內容比較抽象，理論性比較強，如果僅靠死記硬背，不與實際操作相聯系，則學習起來會存在一定的困難。而且傳統的課堂教學多以教師填鴨式教學為主，即教師是課堂的主體，學生被動的接收知識，因此學生的學習積極性不高，課堂整體氛圍壓抑，教學質量較低。

2? “任務驅動”教學模式的優越性

任務驅動教學模式是以項目和任務貫穿整個教與學的過程，教師引導學生積極主動、互相協助進行探索學習，在完成既定的任務和項目的同時，可以讓學生將學習的過程和行為過程有效的結合起來。任務驅動教學模式可以使學生在學習的過程中始終帶著真實的項目或者任務，不斷激發學生對知識的求知欲，使學生在這個過程中獲取成就感，進而提高學生的獨立思考、積極進取、勇于探索的能力[1]。

2.1 調動學生的學習興趣

如果學生能夠對學習產生更多的興趣，那么在這過程中他的各方面能力均能得到更好的培養，如分析和解決問題的能力、自主學習能力以及團隊協作的能力等。《機械工程材料及熱加工工藝》的教材多以敘述性內容為主，多理論概念，因此，學生在學習過程中難免會感到枯燥乏味。此外，當前的教學方式也還是以填鴨式為主，沒有科學合理地對教學方法做出調整，這使得教師在進行教學時未能做到主次分明。而任務驅動教學法剛好能夠彌補傳統“填鴨式教學”的不足，其倡導“任務是主線，教師是主導，學生是主體”，這使得以往被動的教學模式得到了改變。由此可見，“任務驅動”式教學方法可以調動學生的積極性，讓他們自主的參與到課堂學習中，從而使得課堂教學質量得到有效的提升。

2.2 科學合理的教學課程設置，提高學生對知識的應用能力

應用型本科的教育重點在于培養優秀的技術應用人才，提倡在教學過程中將理論與實際結合到一起，為社會和企業輸送高素質的應用型人才。《機械工程材料及熱加工工藝》的課程內容難度大，不僅包含理論教學，還包括實踐教學。而相關的教材在理論和實踐之間的銜接性較差，這使得學生在自主學習和充分發揮創新能力方面的空間幾乎為零，更別談要培養學生發現和解決工程實際問題的能力了。而任務驅動教學法是把傳統的以教授知識為主的教學思想轉變為以分析和解決問題、完成任務的多維互動教學方式，以提高學生獨立自主思考問題、解決問題以及完成任務的能力。

3? 在實際課程中如何合理運用“任務驅動”教學模式

“任務驅動”教學模式的具體實施過程如下：

①將課程內容與任務緊密的結合在一起，即在課程中多講解一些具體的實例，由此來引出任務，引導學生在具體實際中找到學習的重點，讓他們能夠將學習到的知識切實地運用于實際生產。

②在實例中穿插重要知識點，教師引導學生來提出問題，鼓勵學生積極進行相互協作以及自主學習，最終找到問題的答案，即在這個過程當中老師的角色不再只是教授，而是更加注重引導。

③在解決問題的過程當中不同小組可以提出不同的想法和觀念，最后由老師進行指引，找出最合適的解決問題的方法。為了更好的說明“任務驅動”教學模式是如何在《機械工程材料及熱加工工藝》當中發揮作用的，我們舉幾個具體的實例來說明。

任務一：如何延長內燃機氣缸使用壽命

內燃機氣缸是內燃機的重要組成部分，引導學生查閱相關資料進一步了解到，影響內燃機氣缸使用壽命的最主要因素是磨損，氣缸的磨損程度直接決定其使用壽命。因此，本任務要求學生，從材料的選擇和熱處理角度出發，研究如何提高內燃機氣缸的耐磨損能力，進而延長其使用壽命。通過解決該任務，可以使學生深刻感受到學以致用，將學到的知識應用到工程實際中，不僅可以鞏固加深所學的知識點，同時可以提高學生的學習興趣，激發他們解決問題的好奇心。

任務二：彈簧鋼加工

彈簧鋼的含碳量一般為0.45%-0.85%，主要為中、高碳鋼，具有較高的屈服點、彈性極限、疲勞強度和屈強比，主要用于制造各類彈簧及其他彈性元件[2]。60Si2Mn是目前應用比較廣泛的合金彈簧鋼，常用來制造機車板簧或者測力彈簧，其主要的工藝流程如圖1所示。通過這個任務可以引入鍛造加工，鋼的熱處理工藝，以及如何選擇合金復合的材料等方面的知識。通過讓學生分組進行實際的加工操作，在提高他們動手能力的同時，提升他們的專業技能。

任務三：汽車外殼用材及其工藝性能分析

材料是影響汽車質量的一個重要因素，目前汽車外殼常用材料多為鋼板、鋁等金屬材料。但是隨著社會的發展，人們對汽車更加傾向于經濟性、輕量化以及節能減排等方面的追求，因此，一些非鋼鐵材料，如：鋁、塑料、鎂合金等材料，在汽車外殼的制造中發揮其重要作用。借助此任務，引導學生對金屬材料及非金屬材料的力學性能及加工工藝性能進行對比分析，進而使學生更好的理解材料的多樣性以及材料對工業制造的重要性，讓學生更好的掌握材料的使用性能，為后續學習和應用材料做鋪墊。

4? 采用“任務驅動”教學模式時需關注的問題

4.1 任務與實際結合

在制定任務時要充分考慮學生的學習情況、本專業的特色等，并將這些因素作為參考來設定任務，爭取做到設計任務緊密結合專業并能夠滿足不同層次學生的學習要求。

4.2 采用“任務驅動”教學模式

分組后，由于學生的水平有所差異使得小組任務的進展程度各不相同，有可能會出現有些小組提前完成任務，而部分小組一無所獲的情況。因此，這就對老師的課程安排提出了更高的要求，即為了順利保障教學任務的完成，老師需要把握好課堂節奏。

4.3 評價困難

分組學習過程當中，難免會出現部分學生混水摸魚的情況，這就使得教師難以對學生的學習情況進行真實客觀的評價。

5? 結論

“任務驅動”式教學模式能夠活躍課堂氛圍，調動學生的學習積極性，這有助于培養他們獨立思考以及分析和解決問題的能力。整體來看，當下的教學應進行改革和創新，即應當將以教師為主導的課堂轉變為以學生為主導的課堂，應重視學生綜合能力以及創新思維的培養，并讓他們主動的投入到課堂學習當中，將教師傳授的知識轉化為分析問題和解決問題的能力，以此培養更多符合社會需求的高素質應用型人才。

參考文獻：

[1]鄭金州.教學方法應用指導[M].上海：華東師范大學出版社，2006.

[2]呂廣庶，張遠明.工程材料及成形技術基礎[M].二版.北京：高等教育出版社，2011.

[3]李旋，巨佳，李華冠，等.“工程材料”課程教學的初步探索[J].教育現代化，2018（49）：300-301.

[4]李英，楊莉，郭國林.面向應用型人才培養的《工程材料及成型技術基礎》[J].教育現代化，2016-6（32）：28-30.

[5]田娜，白力靜.面向“卓越計劃”的“材料及熱加工工藝”課程教改[J].科技風，2015（1）：56.

[6]唐福明.任務驅動教學法在虛擬機器人教學中的應用[J].教育信息技術，2014（9）：15-17.

[7]趙曉云.SPOC模式下《工程材料及熱加工工藝》課程混合式教學方法探究[J].科技視界，2019（11）：109-110.

[8]劉曉潔.基于信息技術的任務驅動教學模式下學生自主學習能力的培養[J].教育現代化，2019，6（26）：186-187，186.

[9]黃政杰，郭春潔.汽車外殼零件用新型鎂合金的壓鑄工藝優化[J].熱加工工藝，2020，49（15）：51-53，63.