任務驅動教學法在數控實訓教學的應用

【摘要】數控技術是一門相對年輕、新興的學科，在教學中要有新的模式與其相適應，“任務驅動”教學法是由工作任務引入開展教學的一種全新的教學方法，文章以數控車普通螺紋加實訓教學為實例，介紹“任務驅動”教學法在數控實訓教學的應用。

【關鍵詞】“任務驅動”教學法，數控車實訓教學，普通螺紋加工。

0.引言:數控技術是一門相對年輕、新興的學科，同時也是一門難于掌握和講授的實用型科目。如何通過教學方法的改變提高學生的接受能力，激發學生學習數控技術的興趣呢？作為職業學校的教師又如何才能提高教學的質量，提高學生實際操作的應用能力呢？學生在學習數控技術時如何提高學習的質量，掌握數控技術的應用能力呢？如何才能有效的利用現有的設備提高學生數控實訓的效果？如何才能通過有限的課堂教學提高學生的數控理論知識水平？下面我以數控車螺紋加工實訓教學為例來談談“任務驅動”教學法的應用。

1.什么是“任務驅動”教學法？

我們這里所說的“任務驅動”教學法是建構主義理論中的一種教學模式，是將所要學習的新知識隱含在一個或幾個任務之中，學生通過對所提的任務進行分析、討論，明確它大體涉及哪些知識，并找出哪些是舊知識，哪些是新知識，在老師的指導、幫助下找出解決問題的方法，最后通過任務的完成而實現對所學知識的意義建構。

2.“任務”怎樣設計才科學合理？

在“任務驅動”教學中，“任務”的提出是最重要的，它將決定這節課學生是主動地學習還是被動地學習。任務的提出首先要綜合性，它應該把學過的知識和即將要學的知識綜合進去，這樣學生既學到了新知識又復習了舊知識，同時還學會了綜合運用知識；其次要具有實踐性，任務必須能夠通過實踐來完成，應盡量避免抽象和完全理論化的任務出現；然后要有吸引力，興趣對學生來說是最重要的，如果學生對你提出的任務沒有興趣，那任務也是失敗的，所以提出的任務必須讓學生感興趣，必須有吸引力；最后要有創新性，我們在設計任務的時候還需要考慮到留給學生一定的創新空間，這樣才會有利于培養學生的創新意識。

3.“任務驅動”教學的實施環節有哪些？

任務提出以后，當然需要實施，實施的過程也是非常重要的，其環節應該根據不同的學習內容和學生的情況以及教師的教學習慣來決定。我個人認為教學流程大體上是這樣的：

（1）創設情景，使學習能在一種與本節課教學內容一致的情景中發生；

（2）提出任務，在上述情境下，導入課前設計好的與當前學習主題密切相關的任務作為學習的中心內容（讓學生面臨一個需要立即去思考和學習的問題）；

（3）自主學習，不是由教師直接告訴學生應當如何去解決面臨的問題，而是由教師向學生提供解決該問題的有關線索（例如需要收集哪一類資料、從何處獲取相關的信息資料等），并要特別注意發展學生的自主學習能力；

（4）協作學習，討論、交流，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、加深每個學生對當前問題的理解；

（5）解決問題，由同學講解自己完成任務的方法，教師最后補充說明；

（6）鞏固練習，鞏固這節課學到的知識。

4. 數控車螺紋加工實訓教學的組織過程：

4.1 提出加工任務

在數控車普通螺紋加實訓教學中我主要設計了這樣一個任務：普通內、外螺紋配套加工，如圖1所示。

圖1- 加工任務圖

任務的給出要提前一到兩天以給學生作工藝準備，并在給出任務同時向學生介紹這一任務在機械加工中的典型性和代表性，普通內、外螺紋的加工是數控機床操作工的一個基本技能。

4.2 教師提出需學生解決的問題：

（1）讀圖了解加工任務的各項要求。

（2）怎樣確定內、外螺紋車削前的直徑。

（3）有幾種車螺紋進刀方法。

（4）車削螺紋時怎樣選擇切削用量。

（5）如何進行螺紋的測量和檢查。

（6）怎樣刃磨螺紋車刀。

（7）怎樣裝夾螺紋車刀。

這些問題都是學生在車工工藝學、普車實訓中曾經學過的內容，要求學生通復習過去知識完成工藝準備。

4.3 教師課堂講授歸納總結提出可行的工藝方案：

（1）內、外螺紋車削前的直徑確定

車外螺紋時：螺紋大徑一般應車得比基本尺寸小0.20～0.4mm(約0.13P)，保證車好螺紋后牙頂處有0.125P的寬度(P是工件螺距)。

車內螺紋時：車削塑性金屬的內螺紋時：D孔≈D－P ；車削脆性金屬的內螺紋時: D孔≈D－1.05P。因此在本加工任務中外螺紋大徑應加工到φ29.74 mm，內螺紋小徑應加工到φ28 mm。

（2）車螺紋進刀方法：

車螺紋進刀方法有直進法 、左右切削法、斜進法三種。直進法車螺紋是兩切削刃同時切削，左右切削法與斜進法車螺紋則是單刃切削，數控車加工螺紋用指令G32和G92可實現直進法車螺紋，用指令G76可實現斜進法車螺紋，左右切削法在數控車加工螺紋中較難實現。

（3）車削螺紋時切削用量的選擇

數控車加工普通螺紋一般采用高速車削螺紋法，切削速度取50至100 m/min，切削過程不加切削液。螺紋車刀切入總深度為牙型實際高度，按經計算法為0.65P，在加工中要在一定的走刀次數內完成車削，走刀次數及背吃刀量可參照表1選擇。

表1-螺紋加工背吃刀量分配表

（4）螺紋的測量和檢查

大徑的測量：螺紋大徑的公差較大，一般可用游標卡尺或千分尺測量。

螺距的測量：螺距一般可用鋼直尺測量或螺距規來測量。

中徑測量: 三角形螺紋的中徑可用螺紋千分尺測量。

綜合測量：綜合測量是采用螺紋量規對螺紋各部分主要尺寸(螺紋大徑、中徑、螺距等)同時進行綜合檢測的一種檢驗方法。

（5）螺紋車刀刃磨。

由于數控車加工中多用高速車削普通螺紋，在生產中普遍使用硬質合金螺紋車刀。

刃磨要求：刀尖角等于牙型，角刀尖半角應對稱，兩個切削刃平直，不允許出現崩刃，前面與兩個主后面的表面粗糙度值要小，內螺紋車刀刀尖角的平分線必須與刀柄垂直，刀尖倒棱寬度約為0.1。

（6）螺紋車刀的裝夾：

裝夾車刀時，螺紋車刀刀尖應與車床主軸軸線等高，車刀刀尖角的對稱中心線必須與工件軸線垂直，一般伸出長度為刀柄厚度的1.5倍，約25至30mm；內螺紋車刀裝夾可靈活選擇工件外圓或端面作為基準，內螺紋車刀伸出長度主要考慮螺紋的長度，以能保證螺紋加工長度為合適。

4.4 教師課堂講授新知識。

編程指令： G92螺紋切削循環指令

（1） 指令格式：G92 X（U）__ Z（W）__ R__ F（I）__；

（2）指令功能：G92為模態指令，指令功能可徑向（X軸）進刀、軸向（Z軸或X、Z軸同時）切削，實現等螺距的圓柱螺紋、圓錐螺紋切削循環。

（3）通過螺紋切削循環指令G92指令示意圖（圖2），給學生講解G92各指令中X、U、Z、W、R、F、I等參數的含義。

圖2- G92指令示意圖

（4）通過螺紋切削循環指令G92指令示意圖（圖2），給學生講解G92指令循環過程。

4.5 學生在教師指導下完成編程。

4.6 學生上機實操訓練完成加工任務。

5.結語：

由于機械零件都是一個獨立的個體，所以較容易設計出一些典型的有代表性的加工任務用于教學，通過實踐“任務驅動”教學法非常適合于數控加工實訓教學，給出加工任務可激發學生學習數控技術的興趣，讓學生帶著問題去尋找解決辦法，最終教師課堂講課效果好，學生數控實訓的效果好，設備利用率提高，學生實際操作的應用能力提高。

【參考文獻】

［1］ 陳海魁主編. 車工技能訓練. 中國勞動和社會保障出版社，2005年.

［2］王公安主編. 車工工藝學. 中國勞動和社會保障出版社，2005年.

［3］林秀朋，楊漢斌主編. 數控車削實訓教程. 中國勞動和社會保障出版社，2008年.

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