任務驅動法在自動生產線實踐教學中的應用研究

朱 龍

(江蘇省東海中等專業學校，江蘇 東海 222300)

0 引言

隨著生產制造業技術和生產規模的不斷發展，企業對于生產設備的性能和可靠性提出了更高的要求，同時對自動生產線相關的技術技能人才需求量明顯增加，自動生產線實踐教學是機電專業學習過程中一項重要的實踐學習任務，實踐過程中涉及到機電專業很多專業基礎知識的應用，并參與機電設備安裝、調試、檢測、維護等工作，有利于學生將理論知識與實踐技能融合，保證學生打下堅實的理實基礎。在現階段的自動生產線實踐教學中，存在著理論與實踐聯系不緊密，教學模式與內容陳舊等問題，在一定程度上影響了學生的學習興趣和學習效果。在教學改革過程中，通過合理應用任務驅動教學法能有效提高實踐教學設計的合理性，更好的組織學生參與教學過程，全面提高教學質量。

1 任務驅動法的教學特征

任務驅動法是將傳統教學形式與生產實踐需求相結合產生的新的教學方法，其特點是通過教師將課程的教學內容與生產實踐中的任務相結合，利用多個任務合理設計引導學生的學習過程，實現教學知識、實踐能力、學生思考、學生學習的有機結合，有效增加教學過程的趣味性，提高課堂活躍程度。在理論知識方面，任務設計充分與重點知識相結合，學生在探索任務完成途徑和思考創新方法的過程中，能夠自主深化對基礎專業知識的理解，有利于建立良好的知識體系；在實踐動手方面，任務的設立激發了學生解決生產實際工作項目的熱情，在教師和企業專業技術人員的指導下，學生更容易體會專業生產線工作的流程與工作內容，通過切身動手進行安裝、調試等工作，提高實際工作能力；在師生關系方面任務的合理設計弱化了教師在教學過程中的主導地位，學生通過小組討論、教師引導、自主嘗試等方式完成任務要求，學生不再僅僅是教學活動的參與者，而是成為教學實施的主導者[1]。

2 自動生產線實踐教學課程需求

自動生產線的實踐教學通過校企合作的方式開展，教學實施的場所主要位于企業生產車間，教學的內容涉及到自動化生產線的結構、原理、裝配、調試、維修、保養等眾多方面，從教學內容來看，主要的實踐內容包括以下幾項：一是供料上料設備技術實踐，需要學生了解供料上料設備的控制要求，掌握設備裝配、調試的注意事項，能夠對搬運、輸送等設備進行控制回路設計及安裝、調試等工作；二是物料輸送設備技術實踐，需要學生了解輸送設備結構與原理，能夠完成電機、輸送帶、機架、光電傳感器等的安裝與調試，能夠對輸送設備進行控制設計，并能完成程序調試與故障排除工作；三是加工設備的技術實踐，了解加工設備的功能特點，完成對加工設備所需元件的設計、計算、選擇等工作，參與加工設備的安裝、調試，參與氣動、液壓設備的調試及供電線路設計；四是對檢測、包裝設備的技術實踐，了解稱重、金屬檢測、分選、裝袋、裝箱等設備的原理、設計過程及調試各設備的控制邏輯[2]。

自動生產線實踐課程需要學生掌握和應用以下知識點：自動生產線概述、氣動控制基礎、傳感器基本原理、汽缸機構及工作原理、機械手結構及工作原理、傳感器基本原理、變頻器基本原理、直流伺服系統工作原理、步進電機控制原理、PLC高速脈沖輸出程序、主站與從站組建等。此外，需要學生掌握電工安全技術、電磁閥調試檢測技術、旋轉手臂工作原理、真空發生器技術、通信模塊使用、通訊網絡硬件故障處理等技能。

3 任務驅動法實施流程設計

3.1 教學目標設計

自動化生產線的實踐教學具有明顯的知識綜合性和應用性特點，任務驅動法的教學目標應與人才培養方案相結合，充分考慮專業基礎知識、應用能力，保證學生在任務驅動教學法實施的過程中有以下收獲：知識方面，完善讀圖和根據圖紙裝配調試的能力，具備知識的綜合應用能力，并能利用知識解決實踐問題；技能方面，具備完善的實踐動手能力，并具備生產線調試和優化改造的能力；素質方面，學習并獲得企業生產過程中的敬業精神、鉆研精神、工匠精神，形成團隊合作意識。

3.2 教學形式與任務設計

自動化生產線實踐教學適宜采用分組教學的模式，學生以小組為單位，更容易通過集體智慧和相互配合解決學習過程中的各項任務。教師應根據全班學生的特點和能力情況合理分配小組，通常每小組為4～6人，并選定一名組長負責任務實施過程的組織和組內工作內容分配。教學過程教師根據自動化生產線相關的重點、難點知識進行指導和引導，使小組盡量自主完成教學任務。項目的任務設計應做到由淺入深，并覆蓋學習過程中和生產實踐中的關鍵知識點。

3.3 課程組織與學生管理

在任務驅動教學實施過程中，要求各小組組長在學習過程中組織學生認真了解任務內容和相關要求，教師重視生產車間的學生組織，確保學生能夠跟上授課節奏，授課過程中合理設計時間節點咨詢學生的理解情況，對難以理解和不明確的知識內容和要求進行補充。任務驅動教學實施時，教師要明確學生的主體地位，而教師更多起到的是引導的作用，但同時，教師的參與度不應隨之減少，而應起到更重要的作用，這種教學方式對于教師而言難度更大，教師應當在全面掌握學生學習情況、能力特點、難點要點的基礎上合理對教學任務進行引導，確保教學任務的設置引起更多學生的參與熱情，使學生有信心、有思路、會創新的完成任務[3]。

3.4 課程評價管理

課程評價是對學生學習過程的總結，任務驅動教學的任務評價也要充分結合任務教學的特點，由于自動化生產線的實踐教學過程不強調期末理論考試，因此考核的內容應更偏向實踐過程評價，可考慮將課程評價的成績劃分按照平時表現30%、任務完成度30%、實踐技能分項考核40%的比例對學生進行評分，通過評價體系的合理設置也能夠更好的調動學生參與課程學習的積極性，使學生更加重視日常表現，使每一個小組、每一個成員都更積極主動地完成教學任務。

4 實施過程的注意事項

4.1 任務設計需與真實工作相結合

教師在任務設計過程中應突破傳統實踐教學思維，不能一味注重理論知識的應用，任務設計必須與生產實際相結合，既保證任務的趣味性，又保證任務設計具有指導性，避免任務內容過于理論化而不能引起學生的參與興趣，鼓勵學生利用自身知識解決實際問題。

4.2 避免任務設計過于簡單

任務的設計在于激發學生思考和分析能力，因此，任務設計應避免過于簡單，任務要從基礎出發，但同時具備良好的可擴展性，學生在完成任務的過程中通過自身努力克服任務過程中的一個個難題，使學生最終完成任務的時候獲得相應的成就感。但若任務設計不合理、過于簡單，學生在完成任務過程時間段僅按流程完成，不僅難以鍛煉學生的實踐能力，學生也很難對任務產生足夠的興趣和重視程度[4]。

4.3 重視虛擬任務的應用

在教學過程中應用任務教學法常受到學校硬件設施的制約，由于在硬件配套上，學校很難跟真實的企業相一致，導致很多任務在設計時難于實施，在一定程度上降低了任務教學的效果。基于此，教師應加強對虛擬仿真軟件的應用，利用學校引進的虛擬軟件等相關功能彌補任務教學過程中的不足，使學生有機會接觸更全面的任務內容，突破學校硬件設施的局限，近一步開闊眼界，與未來的工作內容接軌，實現教學過程與學生未來的就業深度貼合[5]。

4.4 避免打擊學生的創造力

在校學生群體其年齡普遍在15～20歲之間，其創新思維的可塑性很強，很多學生在完成教師設計的任務過程中常常會提出很多獨到的見解，很多學生的想法并不能完全解決相關的任務，但教師不應對學生的見解和設計的方案進行全盤否定，應重點提取學生方案中的亮點和創新點并給予肯定。再以此為基礎，給出更合理的解決方案，或償試引導學生探索更合理的方案，在此過程中要注意學生創造力的保持，不應將教師的思維強加于學生，尤其對于較好的方案要重點給予鼓勵。與此同時，在以小組為單位解決教學任務的過程中，教師要鼓勵組內的每一位學生積極思考，主動尋找解決問題的途徑與思路，使學生在解決問題的過程中獲得成就感，在提高參與度的同時，增強解決實際專業問題的能力[6]。

4.5 保證教師的適當參與

在任務教學法實施的過程中，教師的恰當參與十分重要，一方面教師對于學生解決實際問題的過程不應參與過多，僅應對學生進行總體的指導，或關鍵技術性的引導，更多的鼓勵學生以工作者的角色解決問題。由小組自行分工，每個學生之間相互配合，盡量獨立完成任務，在學生能夠完成的工作范圍內，教師盡量少參與，確保學生成為教學過程中的主體。另一方面，教師要積極利用任務教學的過程和結果，在任務教學完成后，對學生的完成情況進行總結，指出小組合作過程中及學生個人表現中的亮點，供學生之間借鑒學習[7]。同時對學生完成任務過程中的不足之處詳細指導，及時糾正學生思維、邏輯、知識等方面的問題。此外，要求學生在思考和解決任務問題的過程中，總結自身遇到的難點和問題，鼓勵其他同學思考并幫助解決相關問題，難點問題的解決過程應先以學生討論的方式開展，鼓勵學生利用集體的智慧解決難點問題，教師盡量起輔助作用，只對學生討論過程進行引導和啟發，避免將教師的經驗和結論直接教授給學生，重點培養學生應用自身知識獨立解決問題的能力。

5 結語

綜上所述，自動化生產線實踐教學涉及機械、氣動、電氣、傳感器、PLC等眾多課程知識，十分適合采用任務驅動法實施教學，通過合理設計教學任務，不僅能有效增加學生的學習興趣，而且有利于學生養成利用知識解決問題的能力，既培養了實踐動手能力，又增加了團隊合作意識。在自動化生產線實踐中利用任務驅動學生合作完成任務，使學生對傳感器選型與應用、氣動技術、PLC編程、電氣布置、系統調試等形成全面且深刻的了解，且在教師的引導下，學生更好的體驗實際工作中解決問題的途徑與思路，增強學生畢業后從事專業工作的能力。