淺談任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在數(shù)控一體化教學(xué)中的實(shí)踐

唐紹同

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,是指在教學(xué)過程中,以完成一件具體的任務(wù)為線索,把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個(gè)任務(wù)之中,讓學(xué)生通過觀察、分析、綜合、歸納、想象、研究,在實(shí)踐中不斷地發(fā)現(xiàn)問題,思考問題,解決問題,并有意識地培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、合作、創(chuàng)新的能力。其基本特征就是“以任務(wù)為主線,教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”。

《數(shù)控車床編程與操作》是技工學(xué)校數(shù)控技術(shù)專業(yè)的核心課程,常常采用一體化教學(xué)模式,即以課題為綱開展實(shí)訓(xùn),學(xué)生通過完成課題來掌握相關(guān)知識。下面筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,談?wù)勅蝿?wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在數(shù)控一體化教學(xué)中的應(yīng)用。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的教學(xué)模式如圖1所示

一、創(chuàng)設(shè)情境,設(shè)計(jì)任務(wù)

學(xué)生已完成普車的中級訓(xùn)練,進(jìn)入數(shù)車實(shí)習(xí),已建立粗淺的機(jī)械加工理念。學(xué)生能較熟練地操作數(shù)控車床,正在學(xué)習(xí)G70、G71等指令的編程與運(yùn)用。學(xué)校實(shí)習(xí)工廠接獲大批量(2萬件)錐套產(chǎn)品的來料加工任務(wù)(如圖2所示)。

為了完成這一大批量錐套的產(chǎn)品加工任務(wù),實(shí)習(xí)工廠決定采取工學(xué)結(jié)合的方式,即把產(chǎn)品加工與課題訓(xùn)練有機(jī)地融為一體,要求在數(shù)車實(shí)習(xí)的學(xué)生一個(gè)月內(nèi)完成這2萬件錐套的加工任務(wù)。

二、分析任務(wù),確定方案

任務(wù)確定以后,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生對任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)、具體的分析。單件錐套加工,不難,但要進(jìn)行大批量加工,又要保證效率,學(xué)生一時(shí)不知所措。這時(shí),教師應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行啟迪、點(diǎn)撥,首先必須確定批量車削錐套的加工工藝。學(xué)生利用學(xué)過的工藝知識,結(jié)合普車的加工實(shí)踐,制定出如下工藝方案:以外圓毛坯面為粗基準(zhǔn),加工右端面和錐孔,并倒角3×45°,1×45°;以加工好的錐孔為精基準(zhǔn),車削外圓和右端面,并倒角3×45°,1×45°。

但是,要實(shí)施以上工藝方案,還必須解決以下幾個(gè)問題:

1.加工外圓和左端面時(shí),如何裝夾

為解決這一問題,學(xué)生展開討論,查找資料,著手設(shè)計(jì)。在教師的引導(dǎo)、提示、點(diǎn)撥下,學(xué)生反復(fù)實(shí)驗(yàn),不斷修改、完善、補(bǔ)充,設(shè)計(jì)了一條脹力芯軸(如圖3所示),經(jīng)使用,芯軸膨脹均勻,裝夾牢固可靠,效果非常好。

2.刀具如何選擇

很顯然,加工該工件必須使用90°外圓偏刀、45°端面車刀和內(nèi)孔刀,這一點(diǎn)學(xué)生很容易確定。但是,針對批量加工的條件和數(shù)車加工的特點(diǎn),刀具的材質(zhì)如何確定,學(xué)生模糊不清。碰到這一問題,筆者的做法是不直接給出答案,而是提供幾種刀具,讓學(xué)生在實(shí)踐中摸索、對比、感知,得出結(jié)論(粗加工用YW1車刀,精加工用YT30車刀),最后教師再讓學(xué)生去查找相關(guān)理論依據(jù)。

3.如何保證加工精度并測量

該工件的精度主要體現(xiàn)在錐孔和尺寸φ28±0.03處。對于錐孔的精度,學(xué)生使用涂色法通過檢測棒可以檢測,而且數(shù)控車床的加工精度較高,因此完全可以保證錐孔精度。但是φ28±0.03這一尺寸由于測量的困難(該處尺寸是內(nèi)錐 圖4面與倒角面交線,卡尺無法找準(zhǔn)位置),幾乎難以檢測,學(xué)生苦思冥想,不得其解,陷入困境。這時(shí),教師提示:能否通過檢測棒把內(nèi)孔中φ28±0.03這一尺寸精度轉(zhuǎn)化為測量檢測棒的長度尺寸呢?學(xué)生一下子豁然開朗,恍然大悟,立刻提出以下解決方案:則要保證φ28±0.03這一精度,只要計(jì)算出長度L的公差尺寸,檢測時(shí)保證L±0.4則可(如圖4所示)。

4.程序編制

裝夾、刀具、測量方案解決以后,編制程序,學(xué)生輕車熟路,大部分同學(xué)很快編寫出了加工程序(程序省略)。

三、方案實(shí)施,完成任務(wù)

工藝方案確定后,應(yīng)立即實(shí)施。采用分組、分任務(wù)、包干的形式完成加工任務(wù),并提出激勵(lì)機(jī)制。

首先,分組,以“兩人一機(jī)位、四人一小組”的形式分組,優(yōu)等生與差生合理搭配,每組兩臺機(jī)床,一臺機(jī)床完成車錐孔的任務(wù),另一臺機(jī)床完成車外圓的任務(wù)。

其次,提出激勵(lì)機(jī)制。為了又快又好地完成加工任務(wù),教師承諾給學(xué)生以每完成一件產(chǎn)品提成0.05元給予獎(jiǎng)勵(lì),以補(bǔ)充班費(fèi)。

經(jīng)濟(jì)杠桿的刺激,效果異常顯著。在任務(wù)的實(shí)施過程中,學(xué)生情緒高漲,全班開展勞動(dòng)競賽,小組與小組之間、機(jī)臺與機(jī)臺之間比質(zhì)量,比效率,比產(chǎn)值,甚至出現(xiàn)學(xué)生不愿意下課的景象,還有學(xué)生提出業(yè)余時(shí)間也要求加工產(chǎn)品。更難能可貴的是,有部分同學(xué)善于動(dòng)腦,敢于創(chuàng)新。例如,剛開始加工時(shí),大部分同學(xué)用內(nèi)孔刀和G71指令去完成3×45°倒角,很費(fèi)時(shí),效率低。后來,大家集思廣益,選擇一把改裝過的45°端面車刀(大幅度磨削45°車刀的副后刀面,增大副后角使α′>30°),運(yùn)用G1指令一次倒角成形,既提高了效率,又避免45°車刀副后刀面與內(nèi)孔錐面發(fā)生干涉。又如,粗車錐孔時(shí),學(xué)生發(fā)現(xiàn)有走空刀的現(xiàn)象,他們通過自己的思考、分析、揣摩,領(lǐng)悟出是因?yàn)镚71指令的u值給得太小,馬上改大,解決了走空刀的現(xiàn)象,提高了生產(chǎn)效率。

四、任務(wù)評價(jià)

任務(wù)完成后應(yīng)對整個(gè)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行評價(jià),評價(jià)的目的是激勵(lì)學(xué)生進(jìn)步發(fā)展。評價(jià)分三個(gè)層次進(jìn)行:

1.學(xué)生自評

學(xué)生講述自己在完成任務(wù)的過程中所扮演的角色、所發(fā)揮的作用,總結(jié)自己學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),提煉所學(xué)到的知識。

2.小組評價(jià)

公布小組的成績、創(chuàng)造的效益,講述小組成員分工與合作的心得體會(huì),抒發(fā)情感,歌頌友誼,發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

3.教師總評

首先,教師應(yīng)把任務(wù)所涉及的知識點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié),對一些關(guān)鍵知識要及時(shí)回顧,分析運(yùn)用的技巧,提高學(xué)生的知識遷移能力,使他們能舉一反三,觸類旁通。其次,教師要捕捉學(xué)生的閃光點(diǎn),不吝嗇贊美之辭,鼓勵(lì)學(xué)生的興奮點(diǎn)和成就感。最后,布置下一個(gè)任務(wù)。