在数车一体化教学中引入“问题导学法”

温剑艺

由于现代教育的社会化和市场化,技工学校结合实际情况,在教学中采用“一体化”的教学模式,能更好地培养符合社会需求的学生。而“问题导学法”侧重教学过程,所以它更能结合技工学校培养学生应用能力的教学实际。在这一教学理念下,笔者在《数控车床编程与操作》的教学过程中引入了“问题导学法”,取得了较好的教学效果。

一、“问题导学法”及其优点

“问题导学法”是指在课堂教学中,由教师设计好问题或问题情景,让学生在参与的过程中发现和解决问题,其基本形式如图1所示。“问题导学法”通过各个教学环节,利用学生好奇、好问的心理特点,激发学生的学习兴趣,让学生用自己的方法来获取知识,使他们成为知识的发现者,由被动学习变为积极学习。如果把传统的教学模式比喻成“填鸭式”的教学,那么,引入“问题导学法”的教学则是老师领着学生探索,学生自己发现和解决问题的“领鸭觅食式”的教学。因此,“问题导学法”和传统的教学方法相比,具有其更结合学生学习行为的优点。

二、“问题导学法”的应用

教学中采用“问题导学法”,强调学生的学习过程。学生参与和体验知识技能,在逐渐掌握技能的过程中,有机地结合了学生的主体作用和教师的主导作用。这有效地激发和培养了学生的独立学习能力。下面,笔者以指导学生利用GSK980TD系统的数控车床一次装夹加工手柄零件的教学过程为实例进行探讨。

1.展示问题阶段

教师从学生的实际出发,针对此次的学习内容进行问题或问题情景的创设。要注意与学生的兴趣及关心的问题紧密地结合在一起,才能更好地诱发学生的学习兴趣。

在《数控车床编程与操作》的教学中,从学生实际出发,要求学生在学习了G71、G73、G75等循环指令后,具备一定的程序编辑能力和机床操作能力。

首先,要求学生对手柄编写加工程序,然后到实习车间加工零件。

其次,教师检查学生工件的加工情况,并着重指出比较突出的问题。例如,有学生在运用指令G73加工SR7的球面和R60右边部分,走空刀的次数较多,如何解决?有学生用90°外圆车刀加工R60球面的左半部分,球面出现明显的缺陷,甚至出现刀具崩裂的情况。应该如何根据零件外形和刀具特点正确选择刀具?有同学加工出来的工件出现两个比较明显的缺陷:一是R60的左右两半部分的连接处有台阶出现;二是工件右端出现端面。为什么会出现这种情况?如何解决?有同学加工出来的工件出现尺寸误差较大的情况,表面粗糙度不合格。原因是什么?如何解决?由于从工件的程序的编写到工件的加工都是学生自己独立完成的,所以出现问题的时候,学生自然迫切地想知道问题出现的原因和解决问题的方法。

2.学生分析、讨论阶段

此阶段要求教师检查学生发现的问题,选择出与当前学习主题密切相关的问题作为学习的中心内容,要求学生围绕问题自主学习、协作学习。首先,将学生分成若干小组,要求学生就自己总结的加工出现的问题,共同分析、讨论、总结。之后,每个小组推举一个代表发言,简述讨论结果。

例如,在《数控车床编程与操作》的教学中,问题主要包括:

(1)指令掌握不够熟练。把G71指令和G73指令格式中各个参数的含义混淆,没能完全理解G73指令中的U(△I)的含义;没能掌握两个指令的走刀路线。

(2)编程时,对刀具的参数考虑不全面,没有考虑刀具加工干涉的问题。例如,有学生在加工R60左边球面的时候用了90º外圆车刀;有学生在G73指令下用三角螺纹刀加工R7的球面;有学生在G75指令下用切槽刀加工Φ12的外圆的时候,没考虑好左右刀尖使用时候的不同情况,造成工件长度误差。

(3)对刀出现误差。例如,学生在G71 指令下用90º外圆车刀加工R60的右边的球面和在G73指令下用三角螺纹刀加工R60的左边的球面左右两部分的时候,由于对刀出现误差,所以加工出来的R60两部分球面之间出现台阶。

(4)工件粗糙度。其主要原因是,一是刀具刃磨的问题,二是选择加工的主轴转速和进给速度不匹配。

(5)加工方案安排得不合理。

3.教师点拨阶段

此阶段,教师针对学生的总结进行点拨,通过分类讲解和个别指导,解决学生遇到的困难,使共性的问题得到解决,个性问题成为学生继续学习的动力。同时,让学生自觉对比检查自己在分析问题和解决问题的方法上存在的不足,自我检查是否掌握了分析、思考、解决问题的方法。例如:在选择指令G71还是指令G73来加工工件右半部分的时候,很多学生都存在一定的疑问。这时,教师要同学生比较G71和G73格式中各个参数的含义和各自的走刀路线。然后,在理解的基础上说明零件加工效率和加工干涉等因素,确定指令的选择。

4.反馈、总结、强化运用阶段

经过教师的点拨,要求学生再次验证前面的观点和知识点,起到巩固强化的作用,并引导学生进行思维的拓展。

针对此次练习,让学生再次到实习车间在前面总结的基础上加工该零件,学生能较好地完成任务。这时,教师需要再次给学生以总结,针对不同的知识要点给予不同的发现问题和解决问题的方法、技巧。例如,引导学生就练习零件的特点,总结对于圆弧与圆弧的连接地方应如何分析和选择加工指令。又如,有同学提出能否将三角螺纹刀和90º外圆车刀的特点结合起来,把90º外圆车刀的后角刃磨到一定程度,解决加工干涉,这样就可以在G73指令下用同一把刀加工R60的球面,达到解决“出现台阶”的问题;有同学提出掉头装夹加工可以更合理。对表现活跃和思维发散的同学给予表扬。这样,得到表扬的同学会更进一步地投入学习,也为其他同学树立了榜样,从而带动全体同学认真学习。

5.注意事项

引入“问题导学法”的课堂教学,是一种开放式的教学模式。因此,需要注意以下问题:第一,就教学条件而言,组织学生进行讲解和实习的条件要充分。“一体化”教学过程中,集中讲授和实习能根据需要及时转换。第二,教师要能够对学生进行有效的监督和鼓励,保证每个学生都认真参与,不能流于形式。

(作者单位:广东省工商技工学校)