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一、任务驱动教学法在《机械制造工艺基础》课程教学中运用的必要性
随着科学技术的进步,机械制造工艺向着高质量、高生产率和低成本方向迅速发展。因而,在技工学校开设《机械制造工艺基础》课程显得尤为重要。但是,由于该课程实践性强、知识面广、内容抽象,学生没有生产实践经验,对课程的学习普遍感到难以理解,甚至觉得枯燥、乏味。而传统的教学方法过于重视“知识与技能”目标的取向,忽略了过程与方法取向;如何将学生与教师、专业与岗位有机结合,是急需解决的问题。
任务驱动教学正是为解决这一难题,以任务的完成为教育目标,专注于“职业核心任务”的新型教学模式,具有强烈的针对性和实用性。它“以任务为主线,教师为主导,学生为主体”的基本特征,突出了“自主—合作—探究”的学习理念。通过任务的完成实现对所学知识的探究,使学生学会学习,学会运用。在完成“任务”的过程中启迪学生的综合和发散思维,提高学生分析和解决问题的能力,培养学生的独立探索意识及合作精神。
二、任务驱动教学法在《机械制造工艺基础》课程的任务设计
任务驱动教学法的应用,要求教师必须结合学生的专业岗位任务及教学内容,创造性地设计出贴近学生实际的教学活动。以传授知识为主,改为以解决问题、完成任务为主,教学目的由单一化改为多维化,师生之间由被动转为互动,教学形式由再现转为探究、实验等的新型教学模式。
1.《机械制造工艺基础》课程“任务”的含义
在《机械制造工艺基础》教学中,“任务”不是单纯对某一机械产品的加工或加工方法,而是一件具体的事情,它以科学技术为背景,以真实或接近真实的待加工机械产品为目标,以培养职业技能人才为目的。通过合理的加工工艺过程和必要的条件,对其机械产品的形状、尺寸、相对位置和性质等进行改变,使其成为成品或半成品。
2.《机械制造工艺基础》课程任务设计的依据
任务驱动教学法要求在教学过程中以完成具体任务为线索,把教学内容巧妙地融合到每个任务之中,让学生自己提出问题,通过思考和教师的点拨自己解决问题。
(1)任务设计必须依据教学内容。《机械制造工艺基础》主要讲授机械产品加工中的工艺过程以及相关必要条件等问题,包括加工原理、方法与设备、切削基本原理及机械加工常见设备。而每个任务设计必须涵盖三个方面的内容:工艺过程分析、工艺理论表达、工艺实习操作。并以此为依据,向学生传授新思想和新理念。通过任务教学实践,获取产品生产的感性认识,系统了解产品生产全过程,巩固所学的理论要点。任务驱动教学通过以上三点学习指引,更有利于培养学生的严谨工作态度和学习解决问题的方法,提高职业素养。
(2)任务的设计必须根据教学目标。《机械制造工艺基础》课程的教学内容要符合学生的认知规律,把教学目标定位在基本概念、知识、能力的训练上,不盲目拔高。
基于上述理论,在任务设计具体内容时可围绕特定的认知、技能和态度等教学目标,用学生在生活和学习中比较熟悉的素材,设计出具有明确目标和可操作性的教学活动,使知识点、能力点与教学目标相一致。在总体目标的框架上,把总目标细分成小目标,并把小目标的内容细化为任务,把每项任务所需的知识点按顺序列出,指导学生完成。例如,为了让学生较好地掌握车削常用的工件装夹方法,可以先给出“减速转轴零件”让学生观察分析,然后提问用什么方法装夹。在大家考虑后,通过多媒体将各种常用零件的装夹方法展示出来,由学生选择一种适合该零件的装夹方法。接着,提出装夹时要注意些什么,才能保证零件的定位和夹紧。让学生处于寻求解决问题的心态,带着强烈的探究欲望和浓厚的兴趣,朝着教学的目标去完成任务。
(3)任务设计必须依据学校的教学资源。新颖巧妙的任务方式使任务驱动教学事半功倍,充分利用教学资源是《机械制造工艺基础》课程任务教学方式的重要手段,是确定教学环节中设计任务类型的关键,也为学生铺设了一条通向任务成功的高速路。
《机械制造工艺基础》课程有许多以工件加工实例作为任务驱动项目,如果学生能在一个真实或模拟的实践活动中去体现学习,完成任务,就能为其将来更快地适应岗位工作打下良好基础。例如,在学习“减速箱转轴零件加工”这一大任务时,我们可以组织学生到减速箱厂现场观摩,让学生带着任务去了解“减速箱转轴零件”的整个加工工艺流程。这样既使学生能在直观的教学环境中完成任务,又降低了任务完成的难度,容易使任务教学达到预期的效果。
(4)任务设计必须要依据学生的特点。目前技校的教学对象是三年制和五年制学生,《机械制造工艺基础》课程的教学通常安排在二年级第一学期,这时学生已掌握了一定的机械知识。但专业不同,学校安排的课时也不一样,学生知识水平层次不齐,学习兴趣往往偏重于机加工操作,而忽视理论的学习。而这门课以理论指导实践,再由实践验证理论。基于此特点,任务的设置应面面俱到、难易适中,既要注意学生的发展空间,又要做到由易到难,层层深入。由始至终引导学生通过完成特定的实际任务,获得相应的学习经验,品尝到成功的喜悦,从而大大地提高学习的主动性和积极性。因此,教师可以设计一个学生必须完成的基本任务,一个让学有余力和有探索精神的学生去完成的扩充任务。例如,在学习“车削”时,可以分为分析机床、加工方法、夹具、刀具。工艺特点是要求每位学生都必须掌握的内容,而精密车削能系统性地把该项目的零件编写成工艺卡,可视为提高任务。
3.任务的切分和层次的推进
采用任务驱动教学法进行教学,应重点把握好任务的切分和层次的推进。教师要对教学的顺序、方式、方法及教学资源、教学媒体组合的设计任务有一个全盘考虑。设计任务应涵盖要讲授内容的基本知识点,并能为大部分学生接受和完成。技校目前使用三年制的中职教材,知识点包含毛坯制造工艺、零件切削加工工艺,机械加工工艺规程制度和装配四大内容。可依据学生的特点,在任务设计时实现教学内容的优化组合。例如,机械加工专业的学生重点放在零件切削加工工艺,并把机械加工工艺规程制度的学习有机地融入其中,使学生更易理解。又如,“典型零件加工”的学习亦可拆分为几项提高任务去学习或集体去完成的任务。
对于机械加工专业的课程一般根据切削加工工艺(车削、钻削、刨削、铣削、磨削)分为五大任务。通过这五大教学环节,使学生学会分析零件的生产工艺过程,对机械产品加工工艺的基本原理、加工方法和步骤,有一个系统、全面的了解和掌握。
从大任务中切分出的小任务都要有明确的目标。在车削部分可设计为“减速箱转轴零件的加工方案”这个大任务;大任务又可切分为几个小任务:车床选择、工件的装夹方法、车削方法以及加工工艺等。通过完成一个个的小任务,学生就可以了解该产品的车削生产工艺全过程,从而完成车削部分的学习。
切分出的小任务要把握好层次关系,由易到难,层层推进形成任务链。对于学生来说,只要接受了老师在课堂中给予的小任务,研究并解决它的同时,能以轻松愉快的心情完成教学任务。
三、任务驱动教学法在《机械制造工艺基础》的应用实施
任务驱动教学方式是以具体的任务为学习动力和动机,以完成任务的过程为学习过程,以展示任务成果的方式来体现教学成就。为此,在任务实施过程中,以总任务为主线、教师为主导、学生为主体的原则展开。可以把整个教学过程分为几个阶段:
1.展示“任务”
先把学习任务和任务的准备通过多媒体加以展示,或者以布置课后作业的形式,让学生在课前就明白下节课应有的理论准备,“任务”所必须补充的知识和需要掌握的技能。为学生在任务的驱使下主动参与学习做好铺垫。
2.组建学习小组
由于机械制造工艺需要有辅助设备资源去完成,所以任务驱动型教学在实施时必须要提供实地观摩设备或使用合适的教学媒体。考虑教学条件、学生的差异和有利于沟通协作,将学生分为四至六人一组去完成,每个小组共同完成一份工艺流程卡。
3.创设任务情景引导任务分析
引导任务分析,任务分配下达后先由学生小组讨论,并在教师的启发帮助下,引导学生对该任务进行分析,产生一系列需要完成的小任务。小任务隐含了新的知识点,这就会引发学生的积极性和探究问题的欲望。教师通过创设任务情景、讲解、示范、现场观摩、多媒体、模具等多种教学手段,让学生在直观教学中学习,在任务分解中获取知识,提高分析问题的能力。例如,要求每人写出“减速箱转轴零件”的零件分析和加工路线。教师需要指定工艺方案的几个环节:如零件分析这个环节如何开展?零件、生产形式不同时,所使用的工艺方案有何不同?并引导学生对问题进行探讨和分析。
4.通过自主与协作学习任务
任务确定后,学生需要自主通过各种途径、各种手段去完成任务。任务驱动教学法强调学生独立探索,亲历完成任务的全部过程,鼓励学生用探索式学习方法获取知识与技能。例如,在学习“车削长轴”时向学生提出:刚性较差的工件会出现什么问题?如果工件车出来有锥度时,又是什么原因?然后指引学生到实习场地进行观摩、探究。又如,编制“减速箱转轴零件”的工艺流程并按成批生产的形式进行,这一环节较为复杂,学生需要小组协助共同制定加工工艺过程表。其中工艺过程卡需要填写的内容可由老师提供,对于一些难点,教师亦可以适当点拨,但具体零件如何加工则由小组协商讨论。通过自主学习和协助学习,极大地提高学生的解决问题、知识运用能力以及合作精神。
5.展示平台,开展学习效果评价
在《机械制造工艺基础》教学中,教师应提供一个展示平台,让学生进行交流、讨论、分析、评价。例如,在学生完成“减速箱转轴零件”加工路线的编写时,笔者会让学生出来讲述对零件的分析和工艺路线如何确定。这样不仅可以检测学生的任务完成情况,还可以给学生提供展示和表现的机会,让学生带着自信和成就去继续探索新的知识,起着推波助澜的作用。学生在不断完善知识结构的同时,也提高了自我认识与对自身的评价,使自己的综合能力得以提高。
学习评价是对教学效果进行描述和确定,是必不可少的教学环节,其目的是检查和促进教学。如何做到客观适时的评价是任务实施中非常关键一步,作为教师不能只检查任务结果,而应该对任务实施的全过程进行评价。具体操作过程:自评——小组内互评——小组之间互评——教师点评。自评:使学生了解自我,培养自主意识;小组内互评:可集思广益,开拓思路,领悟到分工合作的重要性;小组间互评:可使学生学会欣赏评价别人,提高自我;教师点评:客观评价学生的能力,关注学生在获取知识的过程中的态度、情感和思维方式,培养学生分析问题、解决问题的能力,鼓励学生的创新精神。
四、任务驱动教学法的实际成效
经过两年的实践,笔者依据以上任务驱动教学设计对实验班(08模具班)和对照班(07模具班)进行了比较:
班别 理论平均分 优秀率 合格率
实验班(08模具班) 78.7 46% 94%
对照班(07模具班) 74.2 37% 86%
表中数据显示,实验班的理论成绩明显高于对照班,各方面的实际技能也明显提高。其效果体现在:提高学生的学习兴趣,增强自主学习能力;促使学生能积极参与、体验和交流;培养了学生分析能力和解决问题能力;学生敢于表达自我,勇于创新;促进了师生的沟通和情谊。可见,任务驱动教学法既有利于学生的个性发展和能力培养,又能让学生在完成任务的过程中潜移默化地提高知识水平和操作技能。同时,也使职业教师对自身理论知识和实践能力有更高的要求,在《机械制造工艺基础》课程教学领域的运用中有更大的潜力和成效。
(作者单位:广东省广州市公用事业高级技工学校)
随着科学技术的进步,机械制造工艺向着高质量、高生产率和低成本方向迅速发展。因而,在技工学校开设《机械制造工艺基础》课程显得尤为重要。但是,由于该课程实践性强、知识面广、内容抽象,学生没有生产实践经验,对课程的学习普遍感到难以理解,甚至觉得枯燥、乏味。而传统的教学方法过于重视“知识与技能”目标的取向,忽略了过程与方法取向;如何将学生与教师、专业与岗位有机结合,是急需解决的问题。
任务驱动教学正是为解决这一难题,以任务的完成为教育目标,专注于“职业核心任务”的新型教学模式,具有强烈的针对性和实用性。它“以任务为主线,教师为主导,学生为主体”的基本特征,突出了“自主—合作—探究”的学习理念。通过任务的完成实现对所学知识的探究,使学生学会学习,学会运用。在完成“任务”的过程中启迪学生的综合和发散思维,提高学生分析和解决问题的能力,培养学生的独立探索意识及合作精神。
二、任务驱动教学法在《机械制造工艺基础》课程的任务设计
任务驱动教学法的应用,要求教师必须结合学生的专业岗位任务及教学内容,创造性地设计出贴近学生实际的教学活动。以传授知识为主,改为以解决问题、完成任务为主,教学目的由单一化改为多维化,师生之间由被动转为互动,教学形式由再现转为探究、实验等的新型教学模式。
1.《机械制造工艺基础》课程“任务”的含义
在《机械制造工艺基础》教学中,“任务”不是单纯对某一机械产品的加工或加工方法,而是一件具体的事情,它以科学技术为背景,以真实或接近真实的待加工机械产品为目标,以培养职业技能人才为目的。通过合理的加工工艺过程和必要的条件,对其机械产品的形状、尺寸、相对位置和性质等进行改变,使其成为成品或半成品。
2.《机械制造工艺基础》课程任务设计的依据
任务驱动教学法要求在教学过程中以完成具体任务为线索,把教学内容巧妙地融合到每个任务之中,让学生自己提出问题,通过思考和教师的点拨自己解决问题。
(1)任务设计必须依据教学内容。《机械制造工艺基础》主要讲授机械产品加工中的工艺过程以及相关必要条件等问题,包括加工原理、方法与设备、切削基本原理及机械加工常见设备。而每个任务设计必须涵盖三个方面的内容:工艺过程分析、工艺理论表达、工艺实习操作。并以此为依据,向学生传授新思想和新理念。通过任务教学实践,获取产品生产的感性认识,系统了解产品生产全过程,巩固所学的理论要点。任务驱动教学通过以上三点学习指引,更有利于培养学生的严谨工作态度和学习解决问题的方法,提高职业素养。
(2)任务的设计必须根据教学目标。《机械制造工艺基础》课程的教学内容要符合学生的认知规律,把教学目标定位在基本概念、知识、能力的训练上,不盲目拔高。
基于上述理论,在任务设计具体内容时可围绕特定的认知、技能和态度等教学目标,用学生在生活和学习中比较熟悉的素材,设计出具有明确目标和可操作性的教学活动,使知识点、能力点与教学目标相一致。在总体目标的框架上,把总目标细分成小目标,并把小目标的内容细化为任务,把每项任务所需的知识点按顺序列出,指导学生完成。例如,为了让学生较好地掌握车削常用的工件装夹方法,可以先给出“减速转轴零件”让学生观察分析,然后提问用什么方法装夹。在大家考虑后,通过多媒体将各种常用零件的装夹方法展示出来,由学生选择一种适合该零件的装夹方法。接着,提出装夹时要注意些什么,才能保证零件的定位和夹紧。让学生处于寻求解决问题的心态,带着强烈的探究欲望和浓厚的兴趣,朝着教学的目标去完成任务。
(3)任务设计必须依据学校的教学资源。新颖巧妙的任务方式使任务驱动教学事半功倍,充分利用教学资源是《机械制造工艺基础》课程任务教学方式的重要手段,是确定教学环节中设计任务类型的关键,也为学生铺设了一条通向任务成功的高速路。
《机械制造工艺基础》课程有许多以工件加工实例作为任务驱动项目,如果学生能在一个真实或模拟的实践活动中去体现学习,完成任务,就能为其将来更快地适应岗位工作打下良好基础。例如,在学习“减速箱转轴零件加工”这一大任务时,我们可以组织学生到减速箱厂现场观摩,让学生带着任务去了解“减速箱转轴零件”的整个加工工艺流程。这样既使学生能在直观的教学环境中完成任务,又降低了任务完成的难度,容易使任务教学达到预期的效果。
(4)任务设计必须要依据学生的特点。目前技校的教学对象是三年制和五年制学生,《机械制造工艺基础》课程的教学通常安排在二年级第一学期,这时学生已掌握了一定的机械知识。但专业不同,学校安排的课时也不一样,学生知识水平层次不齐,学习兴趣往往偏重于机加工操作,而忽视理论的学习。而这门课以理论指导实践,再由实践验证理论。基于此特点,任务的设置应面面俱到、难易适中,既要注意学生的发展空间,又要做到由易到难,层层深入。由始至终引导学生通过完成特定的实际任务,获得相应的学习经验,品尝到成功的喜悦,从而大大地提高学习的主动性和积极性。因此,教师可以设计一个学生必须完成的基本任务,一个让学有余力和有探索精神的学生去完成的扩充任务。例如,在学习“车削”时,可以分为分析机床、加工方法、夹具、刀具。工艺特点是要求每位学生都必须掌握的内容,而精密车削能系统性地把该项目的零件编写成工艺卡,可视为提高任务。
3.任务的切分和层次的推进
采用任务驱动教学法进行教学,应重点把握好任务的切分和层次的推进。教师要对教学的顺序、方式、方法及教学资源、教学媒体组合的设计任务有一个全盘考虑。设计任务应涵盖要讲授内容的基本知识点,并能为大部分学生接受和完成。技校目前使用三年制的中职教材,知识点包含毛坯制造工艺、零件切削加工工艺,机械加工工艺规程制度和装配四大内容。可依据学生的特点,在任务设计时实现教学内容的优化组合。例如,机械加工专业的学生重点放在零件切削加工工艺,并把机械加工工艺规程制度的学习有机地融入其中,使学生更易理解。又如,“典型零件加工”的学习亦可拆分为几项提高任务去学习或集体去完成的任务。
对于机械加工专业的课程一般根据切削加工工艺(车削、钻削、刨削、铣削、磨削)分为五大任务。通过这五大教学环节,使学生学会分析零件的生产工艺过程,对机械产品加工工艺的基本原理、加工方法和步骤,有一个系统、全面的了解和掌握。
从大任务中切分出的小任务都要有明确的目标。在车削部分可设计为“减速箱转轴零件的加工方案”这个大任务;大任务又可切分为几个小任务:车床选择、工件的装夹方法、车削方法以及加工工艺等。通过完成一个个的小任务,学生就可以了解该产品的车削生产工艺全过程,从而完成车削部分的学习。
切分出的小任务要把握好层次关系,由易到难,层层推进形成任务链。对于学生来说,只要接受了老师在课堂中给予的小任务,研究并解决它的同时,能以轻松愉快的心情完成教学任务。
三、任务驱动教学法在《机械制造工艺基础》的应用实施
任务驱动教学方式是以具体的任务为学习动力和动机,以完成任务的过程为学习过程,以展示任务成果的方式来体现教学成就。为此,在任务实施过程中,以总任务为主线、教师为主导、学生为主体的原则展开。可以把整个教学过程分为几个阶段:
1.展示“任务”
先把学习任务和任务的准备通过多媒体加以展示,或者以布置课后作业的形式,让学生在课前就明白下节课应有的理论准备,“任务”所必须补充的知识和需要掌握的技能。为学生在任务的驱使下主动参与学习做好铺垫。
2.组建学习小组
由于机械制造工艺需要有辅助设备资源去完成,所以任务驱动型教学在实施时必须要提供实地观摩设备或使用合适的教学媒体。考虑教学条件、学生的差异和有利于沟通协作,将学生分为四至六人一组去完成,每个小组共同完成一份工艺流程卡。
3.创设任务情景引导任务分析
引导任务分析,任务分配下达后先由学生小组讨论,并在教师的启发帮助下,引导学生对该任务进行分析,产生一系列需要完成的小任务。小任务隐含了新的知识点,这就会引发学生的积极性和探究问题的欲望。教师通过创设任务情景、讲解、示范、现场观摩、多媒体、模具等多种教学手段,让学生在直观教学中学习,在任务分解中获取知识,提高分析问题的能力。例如,要求每人写出“减速箱转轴零件”的零件分析和加工路线。教师需要指定工艺方案的几个环节:如零件分析这个环节如何开展?零件、生产形式不同时,所使用的工艺方案有何不同?并引导学生对问题进行探讨和分析。
4.通过自主与协作学习任务
任务确定后,学生需要自主通过各种途径、各种手段去完成任务。任务驱动教学法强调学生独立探索,亲历完成任务的全部过程,鼓励学生用探索式学习方法获取知识与技能。例如,在学习“车削长轴”时向学生提出:刚性较差的工件会出现什么问题?如果工件车出来有锥度时,又是什么原因?然后指引学生到实习场地进行观摩、探究。又如,编制“减速箱转轴零件”的工艺流程并按成批生产的形式进行,这一环节较为复杂,学生需要小组协助共同制定加工工艺过程表。其中工艺过程卡需要填写的内容可由老师提供,对于一些难点,教师亦可以适当点拨,但具体零件如何加工则由小组协商讨论。通过自主学习和协助学习,极大地提高学生的解决问题、知识运用能力以及合作精神。
5.展示平台,开展学习效果评价
在《机械制造工艺基础》教学中,教师应提供一个展示平台,让学生进行交流、讨论、分析、评价。例如,在学生完成“减速箱转轴零件”加工路线的编写时,笔者会让学生出来讲述对零件的分析和工艺路线如何确定。这样不仅可以检测学生的任务完成情况,还可以给学生提供展示和表现的机会,让学生带着自信和成就去继续探索新的知识,起着推波助澜的作用。学生在不断完善知识结构的同时,也提高了自我认识与对自身的评价,使自己的综合能力得以提高。
学习评价是对教学效果进行描述和确定,是必不可少的教学环节,其目的是检查和促进教学。如何做到客观适时的评价是任务实施中非常关键一步,作为教师不能只检查任务结果,而应该对任务实施的全过程进行评价。具体操作过程:自评——小组内互评——小组之间互评——教师点评。自评:使学生了解自我,培养自主意识;小组内互评:可集思广益,开拓思路,领悟到分工合作的重要性;小组间互评:可使学生学会欣赏评价别人,提高自我;教师点评:客观评价学生的能力,关注学生在获取知识的过程中的态度、情感和思维方式,培养学生分析问题、解决问题的能力,鼓励学生的创新精神。
四、任务驱动教学法的实际成效
经过两年的实践,笔者依据以上任务驱动教学设计对实验班(08模具班)和对照班(07模具班)进行了比较:
班别 理论平均分 优秀率 合格率
实验班(08模具班) 78.7 46% 94%
对照班(07模具班) 74.2 37% 86%
表中数据显示,实验班的理论成绩明显高于对照班,各方面的实际技能也明显提高。其效果体现在:提高学生的学习兴趣,增强自主学习能力;促使学生能积极参与、体验和交流;培养了学生分析能力和解决问题能力;学生敢于表达自我,勇于创新;促进了师生的沟通和情谊。可见,任务驱动教学法既有利于学生的个性发展和能力培养,又能让学生在完成任务的过程中潜移默化地提高知识水平和操作技能。同时,也使职业教师对自身理论知识和实践能力有更高的要求,在《机械制造工艺基础》课程教学领域的运用中有更大的潜力和成效。
(作者单位:广东省广州市公用事业高级技工学校)