基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

賴春明 陳靜 孟少明

摘? 要：基于“項(xiàng)目引入-任務(wù)驅(qū)動(dòng)-項(xiàng)目實(shí)施-學(xué)后測(cè)評(píng)”的一體化教學(xué)模式，對(duì)機(jī)械制造工藝課程中的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目教學(xué)以傳動(dòng)軸貫穿機(jī)械加工工藝規(guī)程編制的全過程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“教中學(xué)、做中學(xué)”;通過大量動(dòng)畫、微課視頻三維建模軟件的輔助，提高教學(xué)內(nèi)容的形象化和可視化;借助數(shù)控仿真軟件對(duì)不同工藝規(guī)程進(jìn)行對(duì)比加工，比較不同方案的加工效率、加工質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性，增加學(xué)生的立體感與真實(shí)感;學(xué)生分組通過精心計(jì)算和編制，完成教學(xué)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)，并通過小組之間不同加工工藝方案的對(duì)比和討論交流，自然實(shí)現(xiàn)零件的加工質(zhì)量、加工效率以及經(jīng)濟(jì)性等的分析評(píng)比，并有效地增強(qiáng)了學(xué)生的自主性和參與感。教學(xué)成效表明，該教學(xué)設(shè)計(jì)能很好地克服部分學(xué)生制圖讀圖基礎(chǔ)較差、對(duì)加工工藝設(shè)計(jì)考慮不全面等問題，學(xué)生對(duì)零件加工工藝規(guī)程編制的方法與技巧掌握較好。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng)? 機(jī)械加工工藝規(guī)程? 教學(xué)設(shè)計(jì)? 高職教育

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（b）-0147-04

Abstract： Based on the integrated teaching mode of "project introduction-task driven-project implementation-post study evaluation"， the teaching design of machining process planning project in mechanical manufacturing technology course was carried out. In project teaching， the transmission shaft runs through the whole process of mechanical processing process planning to realize students' learning by teaching and learning by doing; with the aid of a large number of animation and micro class video 3D modeling software， the visualization of teaching content are improved; the processing efficiency， processing quality and economy of different schemes are compared by means of numerical control simulation software， which increase students ' sense of three-dimensional and reality. Through careful calculation and preparation， the students complete the tasks of each link in the teaching process， and through the comparison and discussion and exchange of different processing technology schemes between groups， the analysis and evaluation of machining quality， processing efficiency and economy of parts are naturally realized， and the students' autonomy and sense of participation are effectively enhanced. The teaching effect shows that the teaching design can overcome some problems such as poor foundation of drawing reading and incomplete consideration of processing technology design of some students， and students have a good command of the methods and skills of part processing process planning.

Key Words： Task driven; Machining process specification; Teaching design; Higher vocational education

《機(jī)械制造工藝》課程為機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。依據(jù)高等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）、本校機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案以及機(jī)械制造工藝的課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合機(jī)械制造類企業(yè)工藝技術(shù)人員的實(shí)際生產(chǎn)工作流程與工作內(nèi)容，重構(gòu)課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系為機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、機(jī)械加工精度分析、機(jī)械加工表面質(zhì)量分析、典型零件加工和裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)五個(gè)項(xiàng)目模塊。其中，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)為該課程的第一個(gè)也是最重要的一個(gè)項(xiàng)目模塊，共安排16課時(shí)。本課程授課對(duì)象是機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)大一年級(jí)學(xué)生，通過專業(yè)宣講，學(xué)生已經(jīng)基本熟悉了本專業(yè)的課程體系，并明確了未來的工作內(nèi)容與就業(yè)崗位。學(xué)生在本門課之前已學(xué)習(xí)了《制圖與測(cè)繪》《機(jī)械工程材料與成形》等專業(yè)群基礎(chǔ)課程。通過教研室教研活動(dòng)的討論和交流，向相關(guān)的任課教師了解到學(xué)生的零件圖識(shí)讀能力較好，而較為復(fù)雜的裝配圖識(shí)讀能力則相對(duì)較弱;對(duì)常見工程材料的性能特點(diǎn)、應(yīng)用范圍以及主要的材料成形和熱處理工藝掌握較好;學(xué)生的個(gè)體差異較大，且對(duì)單調(diào)的理論知識(shí)講解比較反感。

根據(jù)企業(yè)機(jī)械制造工藝技術(shù)人員的崗位要求，融入車工、銑工等職業(yè)資格證書以及數(shù)控車銑加工職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)械加工工藝編制的知識(shí)、技能和素養(yǎng)的相關(guān)要求，確定了本部分教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生需了解機(jī)械加工工藝規(guī)程的相關(guān)概念以編制方法，掌握零件毛坯選擇的方法，熟悉擬定工藝路線的基本過程和方法，掌握工藝尺寸鏈的計(jì)算方法和工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析方法，具備審查零件結(jié)構(gòu)工藝性的能力和編制零件工藝規(guī)程的能力。此外，通過課程教學(xué)，學(xué)生還需要逐步形成細(xì)心負(fù)責(zé)、精益求精的工作作風(fēng)，樹立安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)和效益意識(shí)。

1? 教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

（1）整體設(shè)計(jì)。

根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，以認(rèn)識(shí)規(guī)程、編制規(guī)程和評(píng)價(jià)規(guī)程為主線，整合重構(gòu)了本項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容，并將編制規(guī)程作為教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)，如圖1所示。根據(jù)企業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程，又將編制規(guī)程分為分析零件、選擇毛坯、擬定路線、確定余量、計(jì)算尺寸5個(gè)子任務(wù)。本教學(xué)項(xiàng)目共包含8個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)安排2課時(shí)。教學(xué)過程中，每個(gè)任務(wù)均按照“項(xiàng)目引入-任務(wù)驅(qū)動(dòng)-項(xiàng)目實(shí)施-學(xué)后測(cè)評(píng)”的基本思路完成教學(xué)。根據(jù)學(xué)生前序課程的成績(jī)表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。選取相對(duì)簡(jiǎn)單的傳動(dòng)軸作為對(duì)象，貫穿了本項(xiàng)目的所有教學(xué)任務(wù)，學(xué)生在每個(gè)子任務(wù)完成后，需要完成該傳動(dòng)軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)內(nèi)容，并最終在子任務(wù)7后自然形成了傳動(dòng)軸完整的機(jī)械加工工藝規(guī)程，在子任務(wù)9中對(duì)各組的工藝規(guī)程進(jìn)行討論對(duì)比，掌握工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。

（2）教學(xué)策略。

①通過項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建“教中做、做中學(xué)”的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做的有機(jī)統(tǒng)一。根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程的編制步驟，每次課前均安排具體任務(wù)，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)開展課堂教學(xué)。學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)、完成任務(wù)，提高其總結(jié)思考和實(shí)踐應(yīng)用及解決問題的能力。

②通過角色互換，加強(qiáng)課堂互動(dòng)，構(gòu)建以學(xué)生為中心的教育生態(tài)。教學(xué)過程中，知識(shí)點(diǎn)講解完畢后，由學(xué)生自己分析零件、編制工藝文件等，并讓學(xué)生自己對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、打分和對(duì)比討論，從而提高學(xué)生的自學(xué)能力、分析問題和解決問題的能力。合理且有針對(duì)性地設(shè)計(jì)教師和學(xué)生的互動(dòng)環(huán)節(jié)，活躍課堂氣氛，促進(jìn)學(xué)生自主思考，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

③根據(jù)學(xué)情分析，因材施教。比如針對(duì)學(xué)生裝配圖識(shí)讀能力較差的問題，利用建模軟件建立機(jī)械設(shè)備的三維模型，并從中拆離出零部件，使學(xué)生更容易了解該零部件的作用，與其他零部件的裝配關(guān)系，理解該零部件各個(gè)部位的加工要求。針對(duì)學(xué)生個(gè)體差異較大的問題，一方面通過合理分組，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，相互促進(jìn);另一方面，對(duì)一些學(xué)習(xí)興趣不高，基礎(chǔ)不太好的學(xué)生，多進(jìn)行輔導(dǎo)和鼓勵(lì)，樹立信心，提高學(xué)習(xí)興趣和積極性等。

④注重課堂思政，立德樹人。在教學(xué)過程中，課前和課后通過學(xué)生自行觀看“大國(guó)工匠”以及“大國(guó)重器”等系列視頻，在了解本專業(yè)的技術(shù)前沿同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)自信和民族自豪感。課中講解過程強(qiáng)調(diào)機(jī)械工藝方案設(shè)計(jì)中的安全意識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)和效益意識(shí)，著重培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心負(fù)責(zé)、精益求精的工匠精神;通過介紹專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生先進(jìn)事例，為學(xué)生進(jìn)一步樹立職業(yè)榜樣;通過聯(lián)系時(shí)代發(fā)展和社會(huì)熱點(diǎn)問題，培養(yǎng)學(xué)生在習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，形成關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)、熱點(diǎn)新聞?wù)叻ㄒ?guī)的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)責(zé)任和家國(guó)責(zé)任。

（3）教學(xué)實(shí)施。

課前發(fā)布任務(wù)單讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)目的與學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)現(xiàn)問題;課中先進(jìn)行知識(shí)講解做鋪墊，打牢基礎(chǔ);再通過例題與實(shí)例分析做內(nèi)化，憨實(shí)基礎(chǔ);然后通過任務(wù)實(shí)施做引領(lǐng)，提升學(xué)生分析解決問題的能力;最后通過課堂練習(xí)做鞏固，采用小組合作協(xié)作的模式，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，派代表上臺(tái)展示分析成果，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)與語言組織能力;課后布置作業(yè)做提高，采用比例題、課堂訓(xùn)練較高一難度的作業(yè)訓(xùn)練，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合能力。

依托云班課平臺(tái)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展教學(xué)過程監(jiān)測(cè)、學(xué)業(yè)水平診斷，構(gòu)建課前、課中、課后的全過程評(píng)價(jià)體系。課前著重考查學(xué)生對(duì)預(yù)發(fā)布資源的查看情況、課前預(yù)習(xí)檢測(cè)的完成情況以及問題反饋的參與程度，占總評(píng)成績(jī)的20%，以平臺(tái)自動(dòng)測(cè)評(píng)為主;課中重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的參與度、測(cè)試題和課堂任務(wù)的完成情況，占總評(píng)成績(jī)的50%，結(jié)合教師評(píng)分和學(xué)生互評(píng);課后則考查學(xué)生的擴(kuò)展學(xué)習(xí)資源的學(xué)期情況、作業(yè)完成情況以及教學(xué)反饋，占總評(píng)成績(jī)30%，以教師評(píng)分和平臺(tái)測(cè)評(píng)為主。

2? 教學(xué)成效

（1）教學(xué)內(nèi)容組織合理，教學(xué)目標(biāo)有效達(dá)成。本項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容組織基于企業(yè)機(jī)械加工工藝編制的實(shí)際工作流程，以傳動(dòng)軸的機(jī)械工藝規(guī)程編制為主線，按照認(rèn)識(shí)規(guī)程→編制規(guī)程→評(píng)價(jià)規(guī)程的思路，各個(gè)子任務(wù)銜接自然，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，也有利于教學(xué)進(jìn)程的有序銜接。學(xué)生測(cè)評(píng)成績(jī)表明，學(xué)生掌握了完成各個(gè)子任務(wù)所需要的知識(shí)、技能和素養(yǎng)。

（2）教學(xué)方法和手段豐富，“學(xué)生為主體”的教學(xué)理念得到貫徹。將課前測(cè)試、任務(wù)發(fā)布與實(shí)施、小組討論、組間互評(píng)等方式貫穿教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)“教中學(xué)，學(xué)中做”。通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)、角色互換、小組討論等教學(xué)方法，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，師生互動(dòng)廣泛深入，教學(xué)氣氛生動(dòng)活潑，教學(xué)活動(dòng)有序開展，實(shí)現(xiàn)全員參與、全員提高，教學(xué)效果顯著。

（3）思政與知識(shí)技能并重，立德樹人根本任務(wù)得到落實(shí)。課程思政選用的案例合理，且專業(yè)結(jié)合度較高，在培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)情懷和民族自豪感的同時(shí)，也引導(dǎo)學(xué)生尊重勞動(dòng)、熱愛勞動(dòng)，提高學(xué)生的職業(yè)自信心和責(zé)任感。在組間評(píng)比尤其是最終工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析過程中，自然引導(dǎo)學(xué)生形成良好的安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)和節(jié)能環(huán)保的效益意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心負(fù)責(zé)、精益求精的工匠精神。

3? 教學(xué)特色總結(jié)

（1）項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，破解基礎(chǔ)課程和理論教學(xué)枯燥無用的難題。通過構(gòu)建“項(xiàng)目引入-任務(wù)驅(qū)動(dòng)-項(xiàng)目實(shí)施-學(xué)后測(cè)評(píng)”的一體化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“教中做、做中學(xué)”的教、學(xué)、做有機(jī)統(tǒng)一，增強(qiáng)了教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性和實(shí)效性，提升了學(xué)生對(duì)機(jī)械制造工藝這門基礎(chǔ)課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。

（2）同一零件貫穿始終，增強(qiáng)各個(gè)教學(xué)任務(wù)間的連貫性與延續(xù)性。在教學(xué)實(shí)施過程中，圍繞認(rèn)識(shí)規(guī)程→編制規(guī)程→評(píng)價(jià)規(guī)程的主線，選取相對(duì)簡(jiǎn)單的傳動(dòng)軸為對(duì)象，貫穿本項(xiàng)目的所有教學(xué)子任務(wù)中，上次課的成果將作為下次課的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備資料，使整個(gè)教學(xué)過程前后自然連貫，也促使學(xué)生認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)教學(xué)任務(wù)和教學(xué)環(huán)節(jié)，及時(shí)補(bǔ)足可能存在的問題。

（3）多種教學(xué)資源和教學(xué)手段組合，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的形象化和可視化。以教材自帶的國(guó)家職業(yè)教育機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)中的教學(xué)資源為基礎(chǔ)，結(jié)合長(zhǎng)期教學(xué)過程中積累和開發(fā)的各類型教學(xué)資源，為學(xué)生課前、課中以及課后的各個(gè)環(huán)節(jié)都提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)性化差異。結(jié)合三維建模軟件以及加工仿真軟件，進(jìn)一步提高教學(xué)內(nèi)容的真實(shí)感和可視度，彌補(bǔ)部分學(xué)生復(fù)雜圖紙識(shí)讀能力較差問題的同時(shí)，也有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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