机床夹具设计任务驱动法探讨

机床夹具设计任务驱动法探讨

1引言

任务驱动是一种新型的教学方法,是通过教师设定一个与课程相关的“任务”,并指导学生解决该任务,使他们在实践的过程中获得新知识。其对学生独立学习要求较高,同时也强调教师的指导效率,这种方法改变了传统被动的、以教师为中心的教学,即学生听而不做的落后学习模式。通过教师指导学生解决问题,不仅补充了学习过程中遗漏的知识,而且还发展了学生的实践技能,提高了他们的学习欲望。因此,任务驱动教学方法的引入,对于《机床夹具设计》课程的教学质量有良好的促进作用。

2“任务驱动法”的教学内涵

任务驱动教育的逻辑基础是“建构主义”。它不再是一个以教师为主导的课堂,则是促进师生在一节课中进行信息的交流,强调教师和学生通过实践活动进行合作学习。在这种方法中,教师整合要学习的新知识,并根据任务的内容来构造任务内容。根据任务的目标,学生们被布置了具体的任务,在老师的帮助和指导下,他们逐渐发展自己的知识并找到正确的方法。通过这种方式,学生们可以在执行任务的同时进行学习。学生们是任务的执行者,当然也是学习过程中的主要参与者,这增加了他们在学习过程中的主动性。通过解决问题,学生也发展了他们的分析和解决问题的能力。在任务驱动的学习中,重点在于学生通过实践,完成教师布置的任务,学生不再需要依赖教师现成的解决方案,因为实践环境成为学生寻找答案的场所。学生们接触实践的环境,其学习的兴趣被激发出来,并从完成任务中获得满足的体验[1]。

3任务驱动法在《机床夹具设计》课程中的实践意义

3.1有利于教师更好地完成本课程的教学目标

对于教师而言,《机床夹具设计》这样一门以应用为导向的课程中,传统教学方法的“情境化”一方面意味着教师与学生没有机会讨论复杂的知识问题,另一方面也意味着学生是被动学习的,只是单纯的听着讲课,不集中注意力,上课时也会感觉很累。有些学生的积极性不高,学习态度较差,这进一步影响了他们的学习能力。通过任务型教学方法,教师在课堂上除了为学生提供新的基本知识外,还需要为学生提供任务指导,这样学生就有了学习的动力,感到不得不主动接受新的课程信息,不断更新思考,力求更快更好地解决任务。当学生遇到难题或不明白的地方时,他们会向老师请教或向其他学生请教,以解决这个问题。在大多数情况下,教师只给出如何解决问题的指示,而学生则自己解决问题。这样一来,“任务”就成了完成实践内容的刺激物,学生们更有可能在课程的学习中收到更多的体验。

3.2有利于提高学生的主动参与意识

如果在《机床夹具设计》这类应用型强的课程上按照传统的教学模式一味地采取讲授法和灌输法,一方面教师没有办法讲透复杂的知识点;另一方面学生陷人消极被动的状态,听课注意力不集中,觉得困乏疲劳。有些学生的自觉性比较低,学习态度不端正,就更听不进去了。而通过任务型方法的教学,学生们不断锻炼和发展他们解决问题的能力。因此,教师要认识到教学中重要的是,让学生接触到现实的实践任务,因为如果他们自己也会参与到实践活动中,会扩大他们的实践欲望。这样一来,为了提升他们的技能掌握能力,学生就会主动寻求自我思维更新。同时,任务型教学中任务的开放性,使学生能够发挥创造性,利用他们的想象力和经验来解决这个任务[2]。但是,并非所有的设计任务都是简单的,有些任务是整体性的,需要学生从宏观的角度去考虑,也就意味着对学生的基础知识掌握程度要求更高,但这也更加有效地让学生发展他们的分析和解决问题的能力。

3.3可激发和保持学生的学习兴趣,培养学生实践能力

任务驱动教学的学习方法与传统的单一教学方式正好相反,能够保证学生在实践中学习。在教师提出与课程内容实际相关的问题之后,学生首先思考并尝试解决这些问题。这不仅没有阻碍学生独立思考,还补充和促进了学生规范问题研究过程。在解决问题的过程中,学生应利用自己的智慧和创造力,综合运用已有的知识和经验,核实相关信息,得出有效的结论,以科学的方式来分析和解决问题。在此过程中,教师可以提供给学生相应的提示信息,促进学生对理论知识和实践探究的融合,使其更容易理解系统化的专业知识。

3.4与现代心理学的学习理论一致

任务驱动法教学促进学生在实践中学习,使学生能够将新知识和课程内容的具体任务联系起来。在任务驱动的就是实施活动中,要求学生利用先前的知识,认真、独立地学习课本,并查找资料,得出结论。这使学生能够更好地整合他们的知识。通过不断的研究和解决问题,学生应积极运用他们的创造性思维能力,将问题中描述的模型和方法应用到日常生活中,以实现知识的迁移[3]。此外,学生对他们正在学习的技术有了更好的了解。但对于一些更复杂的问题,学生可能会很难独立解决,因此,学生们可以以小组形式进行探究,培养合作和互助的意识。

4《机床夹具设计》课程中的“任务”及其特点

任务驱动一词意味着整个学习过程是以任务为导向的,关键知识和技能是通过解决这些任务来学习和获得的。什么是“任务”?在《机床夹具设计》的课程中,学生必须能够绘制设计一些简单的工件,分析其在加工过程中的定位,并控制其中的设计误差,最终解决实际设计的难题,促进学生更好的学习《机床夹具设计》的课程。

4.1真实性

在设计机床夹具时,无论采用何种方案,都有几种切实可行的工件加工方法。夹具装夹方法也是可见的,其真实情况有时很复杂,为了达到教学目的,教师需要就相关设计真实的例子,简化教学的流程,但这些简化必须保持在可接受的范围内。例如,钻夹具设计应该从越来越简单的平台设计开始,这样学生就可以很容易地理解和学习。

4.2整体性

在设计机床夹具时,通常将任务分为几个次级任务。例如,选择零件进行定位的任务包括定位原理、定位过程的分析和定位误差的计算,因为只有这样的任务分解,才能让学生有更多的机会进行研究和设计创新。

4.3可操作性和适当性

在任务驱动的促进下,学生可以按照任何任务的要求,来完成相关内容的学习。但需要注意的是,太容易或太难的任务都会影响学生做任务的积极性。这意味着不可能在太短的时间内学习太多的新知识。例如,对所提出的工作的近似处理要求进行学生重点分析,以确定需要约束的自由度,然后选择适当的定位元件来约束它们。这可以分为两个步骤,一是分析受限自由度数值。二是选择适当的受限定位元素。通过这种方式,可以促进学生单独学习和对新知识的掌握[4]。

5任务驱动法在《机床夹具设计》课程中的实施过程

5.1创设情境,提出任务

任务驱动的方法建立在学习目标和学生实际发展的基础上,通过真实、全面、实用和灵活的问题解决。以学习为中心的方法将学生的角色从“让我学习”变为“我想学习”。学生的任务应该被整合到更大的任务或问题中,以便学生通过在真实的学习情境中执行任务和寻找问题的解决方案来学习,从而提高和保持学生的兴趣和动力。同时,任务驱动教学的方法旨在促进学生基于任务的学习,强调学生的个人发展和主动学习的态度。

5.2引导学生分析任务、探索研究、边学边练

学生始终是教与学的核心。在教师的指导下,学生有完全的主动权,并有机会表达自己的创造力,不仅体验认知过程,而且还能培养他们解决问题的能力和创造力。为了完成任务和实现学习成果,学生需要找到学习基础知识的方式和检查事实、进行合作和交流的方法。学生在现实生活中学习制作和使用工具,获得新的专业知识和相关技能[5]。

6任务驱动法的应用中应注意的问题

6.1注重学生的主体地位

任务的设计应反映出以教师为主导、以学生为中心的教学方法。把准备好的任务驱动的教育方法要求教师和学生改变他们的传统观念和角色定位。学生是学习过程的核心,教师组织、引导、鼓励、监督和教导他们。在学习中,教师组织和引导学生用各种方法解决一个问题,以练习和发展他们的知识、思想、技能和情感体验。在此过程中,学生们不断训练并发展他们的知识结构,并获得良好的学习体验。因此,在设计任务时,教师应考虑到学生的知识结构和水平,以便学生能够轻松地利用他们以前的知识经验,来解决新的问题。

6.2任务的设计应注意生活性和趣味性

任务型教学方法成功的关键在于任务的设计。有趣的任务使处于活动中心的学生能够积极参与到教师的教学中,并激发他们的学习兴趣,唤起他们的好奇心。因此,在设定任务时,应注意确保这些任务具有游戏趣味性,并与现实生活相关联。如解释“汽车发动机的结构”时,教师先介绍了汽车发动机中化油器凸轮机构的运动原理问题,并说明这是今天教学的最重要任务,然后让他们参与实践,接着向学生展示了其他轴机构的模型。在这个阶段,教师鼓励学生思考“凸轮机构的组成、特点和用途”,学生的积极性也会得到提高。又如,在教授链传动的内容时,教师可以向学生展示自行车的几条旧链条,要求学生讨论链传动的结构和运动原理,学生们积极性很高,参与了热烈的讨论并举手发言。在教学生如何组装链条后,给每组学生发了一条旧链条和操作工具,让他们拆开,分析和讨论链条是由什么组成的,并且这些部件是如何连接起来的?在任务的驱动下,学生无论是独立思考,还是通过小组进行学习,学习的氛围都会很活跃,学生通过应用他们的双手和头脑来寻找答案,达到任务驱动的最终教学目标[6]。

6.3任务设计应注意层次性和循序渐进性

任务的设计必须考虑到学生的实际情况和具体的教学情况,结合具体的教学内容,通过从简单的内容,慢慢过渡到相对困难的内容的方式,来完成对学生任务的布置。其中,需要注意的是,要以学生为中心。因为学生最初可能会因为不知道或不理解内容而感到畏惧,这就降低了他们的学习动力。而通过将一个比较复杂的总目标可以分为几个小而简单的目标。通过解决一个小目标,总体目标就可以很容易地得到解决。这样的方式,学生的能动性更能调动起来。例如,在一节关于液压传动的课程中,总体目标是让学生分析一个液压系统回路,教师首先设置了一个任务,向学生介绍液压传动系统的四个主要组成部分,然后结合多媒体学习工具和学习目标,确定每个液压部分的组成内容及其功能特点,接着演示液压系统的工作流程和应用实例,使学生在教师布设的任务中,获得全新的知识理解[7]。

6.4任务设计应满足内容要求,具有可操作性

《机床夹具设计》的内容大多是介绍性的、理论性的和枯燥的,这使得用传统的教学方法很难让学生主动投入时间和精力去学习。然而,通过任务驱动教学方法的教学实践,可以实现根据课程的内容为学生创造一个合适的实践平台,以激发他们的学习兴趣。在这个平台上,学生展示自己的双手协调和思考能力,参与并积极完成老师布置的任务,从而参与到获取新知识的“游戏”中,达到预期的学习效果。例如:在讲授《机床夹具设计》的内容时,在课堂上,学生通过独立地观察发现,得到之前学习中,通过理论学习没有获得的知识[8]。并在小组的合作中,完成教师布置的事件分析和设计任务,在任务的驱动下,学生的主动性能够得到良好的激发。因此,在实施任务驱动教学的过程中,学生以小学的方式来开展学习活动,旨在通过小组讨论、小组互动和教师与学生之间的对话,在轻松愉快的环境中进行任务的实践探究,最终达到更加理想的教学效果。

6.5任务的设计,应注意知识的拓展与学生学习能力的提高

任务驱动教学方法不仅能让学生完成学习任务,通过有趣的独立研究任务而获得预期的学习目的,而且还能教给他们更深层次的学习技能。同时,任务驱动教学方法帮助学生理解学习一般概念。通过做课后作业,学生有效地发展了他们的思维能力,并不断提高他们的创造力。在不断反复的实践中,学生们进行了实际的实验,不仅探索了设计的学习任务,还看到了具体的设计是如何将完成的,促进了学生通过实践活动来实现对不同的机械设计的认识[9]。由于初级阶段的学生更有好奇心,想要探索设计的根源,那么实际的设计探究自然会吸引他们的注意力,然后将这些实践与所学的知识,以及实物的生产演示联系起来,帮助他们理解基本内容,这将使学生为未来的学习和职业发展打下良好的基础[10]。

7结语

综上所述,经过教学实践,我们清楚地认识到,任务驱动教学方法的最大特点是把学生放在中心位置,改变了老师讲、学生听而不做、不思考的被动学习模式。它是一种新的学习方式,鼓励学生积极参与、合作、发现问题和创新的能力。这种新的教学方式激发了学生的学习兴趣,提高了他们的自我学习主动性,将被动学习转变为主动发现和不断创新的新型学习形式,对学生的未来发展奠定了良好的基础。

参考文献:

[1]祝小琴.任务驱动教学法在《机械设计》教学中的初步实践和探索[J].世纪之星—交流版,2021(11):2.

[2]段平.任务驱动法在中职计算机课堂中应用——以《计算机应用基础》为例[J].电子元器件与信息技术,2020,4(3):3.

[3]陆黎明."项目引领,任务驱动"教学模式在中职《机床夹具设计》教学中的应用[J].试题与研究:教学论坛,2021(29):0174-0176.

[4]钟燕春,郭雄,赵英娜.任务驱动法在机械工程材料教学中的应用探索[J].内燃机与配件,2021(16):2.

[5]胡林岚,宋晓英,谢崇亮."机床夹具设计"课程理虚实一体化教学模式的建设[J].2021(2017-3):68-70.

[6]薛嘉鑫.基于线上线下融合的《机床夹具设计》项目化课程探索[J].专用汽车,2021(11):5.

[7]龙向前,何水龙,鲍家定.基于虚拟技术的机床夹具设计实验教学探讨[J].课程教育研究,2020(11):1.

[8]张嘉波.基于一平三端的机床夹具设计课程混合教学模式研究[J].化纤与纺织技术,2021,50(2):2.

[9]朱继华,徐景霞,胡敏.零件加工中的机床夹具设计作用[J].内燃机与配件,2021(14):2.

[10]车晓红,许德光.提高加工效率的数控车床夹具设计[J].装备制造技术,2021(1):5.

作者:陈小兰 单位:江苏省扬州技师学院