浅谈任务驱动教学法在数控一体化教学中的实践

唐绍同

任务驱动教学法,是指在教学过程中,以完成一件具体的任务为线索,把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中,让学生通过观察、分析、综合、归纳、想象、研究,在实践中不断地发现问题,思考问题,解决问题,并有意识地培养学生自学、合作、创新的能力。其基本特征就是“以任务为主线,教师为主导,学生为主体”。

《数控车床编程与操作》是技工学校数控技术专业的核心课程,常常采用一体化教学模式,即以课题为纲开展实训,学生通过完成课题来掌握相关知识。下面笔者结合教学实践,谈谈任务驱动教学法在数控一体化教学中的应用。

任务驱动教学法的教学模式如图1所示

一、创设情境,设计任务

学生已完成普车的中级训练,进入数车实习,已建立粗浅的机械加工理念。学生能较熟练地操作数控车床,正在学习G70、G71等指令的编程与运用。学校实习工厂接获大批量(2万件)锥套产品的来料加工任务(如图2所示)。

为了完成这一大批量锥套的产品加工任务,实习工厂决定采取工学结合的方式,即把产品加工与课题训练有机地融为一体,要求在数车实习的学生一个月内完成这2万件锥套的加工任务。

二、分析任务,确定方案

任务确定以后,在教师的引导下,学生对任务进行详细、具体的分析。单件锥套加工,不难,但要进行大批量加工,又要保证效率,学生一时不知所措。这时,教师应对学生进行启迪、点拨,首先必须确定批量车削锥套的加工工艺。学生利用学过的工艺知识,结合普车的加工实践,制定出如下工艺方案:以外圆毛坯面为粗基准,加工右端面和锥孔,并倒角3×45°,1×45°;以加工好的锥孔为精基准,车削外圆和右端面,并倒角3×45°,1×45°。

但是,要实施以上工艺方案,还必须解决以下几个问题:

1.加工外圆和左端面时,如何装夹

为解决这一问题,学生展开讨论,查找资料,着手设计。在教师的引导、提示、点拨下,学生反复实验,不断修改、完善、补充,设计了一条胀力芯轴(如图3所示),经使用,芯轴膨胀均匀,装夹牢固可靠,效果非常好。

2.刀具如何选择

很显然,加工该工件必须使用90°外圆偏刀、45°端面车刀和内孔刀,这一点学生很容易确定。但是,针对批量加工的条件和数车加工的特点,刀具的材质如何确定,学生模糊不清。碰到这一问题,笔者的做法是不直接给出答案,而是提供几种刀具,让学生在实践中摸索、对比、感知,得出结论(粗加工用YW1车刀,精加工用YT30车刀),最后教师再让学生去查找相关理论依据。

3.如何保证加工精度并测量

该工件的精度主要体现在锥孔和尺寸φ28±0.03处。对于锥孔的精度,学生使用涂色法通过检测棒可以检测,而且数控车床的加工精度较高,因此完全可以保证锥孔精度。但是φ28±0.03这一尺寸由于测量的困难(该处尺寸是内锥 图4面与倒角面交线,卡尺无法找准位置),几乎难以检测,学生苦思冥想,不得其解,陷入困境。这时,教师提示:能否通过检测棒把内孔中φ28±0.03这一尺寸精度转化为测量检测棒的长度尺寸呢?学生一下子豁然开朗,恍然大悟,立刻提出以下解决方案:则要保证φ28±0.03这一精度,只要计算出长度L的公差尺寸,检测时保证L±0.4则可(如图4所示)。

4.程序编制

装夹、刀具、测量方案解决以后,编制程序,学生轻车熟路,大部分同学很快编写出了加工程序(程序省略)。

三、方案实施,完成任务

工艺方案确定后,应立即实施。采用分组、分任务、包干的形式完成加工任务,并提出激励机制。

首先,分组,以“两人一机位、四人一小组”的形式分组,优等生与差生合理搭配,每组两台机床,一台机床完成车锥孔的任务,另一台机床完成车外圆的任务。

其次,提出激励机制。为了又快又好地完成加工任务,教师承诺给学生以每完成一件产品提成0.05元给予奖励,以补充班费。

经济杠杆的刺激,效果异常显著。在任务的实施过程中,学生情绪高涨,全班开展劳动竞赛,小组与小组之间、机台与机台之间比质量,比效率,比产值,甚至出现学生不愿意下课的景象,还有学生提出业余时间也要求加工产品。更难能可贵的是,有部分同学善于动脑,敢于创新。例如,刚开始加工时,大部分同学用内孔刀和G71指令去完成3×45°倒角,很费时,效率低。后来,大家集思广益,选择一把改装过的45°端面车刀(大幅度磨削45°车刀的副后刀面,增大副后角使α′>30°),运用G1指令一次倒角成形,既提高了效率,又避免45°车刀副后刀面与内孔锥面发生干涉。又如,粗车锥孔时,学生发现有走空刀的现象,他们通过自己的思考、分析、揣摩,领悟出是因为G71指令的u值给得太小,马上改大,解决了走空刀的现象,提高了生产效率。

四、任务评价

任务完成后应对整个教学活动进行评价,评价的目的是激励学生进步发展。评价分三个层次进行:

1.学生自评

学生讲述自己在完成任务的过程中所扮演的角色、所发挥的作用,总结自己学习的经验和教训,提炼所学到的知识。

2.小组评价

公布小组的成绩、创造的效益,讲述小组成员分工与合作的心得体会,抒发情感,歌颂友谊,发扬团结协作的精神。

3.教师总评

首先,教师应把任务所涉及的知识点进行归纳总结,对一些关键知识要及时回顾,分析运用的技巧,提高学生的知识迁移能力,使他们能举一反三,触类旁通。其次,教师要捕捉学生的闪光点,不吝啬赞美之辞,鼓励学生的兴奋点和成就感。最后,布置下一个任务。