《機械制造工藝學》任務(wù)驅(qū)動教學中的知識遷移

摘要：《機械制造工藝學》涉及知識面廣，教學中通過任務(wù)驅(qū)動，幫助學生對知識的理解，激發(fā)學生求知欲是教學的關(guān)鍵所在。本文研究合理進行知識遷移激發(fā)學生的主動思維，促進學生獨立思考，提高學生智力水平，實現(xiàn)預(yù)期的教學目標。

關(guān)鍵詞：機制工藝；任務(wù)驅(qū)動；知識遷移；能力提高

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）43-0068-02

當代建構(gòu)主義認為，學習不是被動地接受信息刺激，而是主動地建構(gòu)意義，是根據(jù)自己的經(jīng)驗背景，對外部信息進行主動地選擇、加工和處理，從而獲得自己的意義。“任務(wù)驅(qū)動教學法”體現(xiàn)解決問題、完成任務(wù)為主的多維互動式教學理念；每一位學生都能根據(jù)自己對當前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題。這種新舊學習之間的相互影響就是學習的遷移。充分運用遷移規(guī)律，實現(xiàn)知識的有效遷移，是任務(wù)驅(qū)動教學成功的一個重要環(huán)節(jié)。

一、任務(wù)分析中的知識遷移

任務(wù)驅(qū)動法教學必須以探索問題來引導和激發(fā)學生的學習興趣和汲取知識的動機，引導學習者帶著真實的“任務(wù)”進入學習情境，機械制造工藝學教學重點讓學生知道操作的依據(jù)和原因，要學生站在工藝設(shè)計和工藝管理的高度去學習掌握，啟發(fā)學生回憶已學的基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課的知識點，在知識遷移的一問一答中構(gòu)建完整的實用的知識體系。如分析“怎樣提高零件的表面質(zhì)量”任務(wù)時，學生很興奮：表面質(zhì)量就是表面粗糙度。教師首先肯定學生說法，接著話鋒一轉(zhuǎn)，問：同學們?nèi)绻堑谝淮诬囃鈭A，刀頭斷了不知還在繼續(xù)車削，會發(fā)生什么現(xiàn)象？生答：車過的表面出現(xiàn)過亮表面。又問：是表面粗糙度好的體現(xiàn)嗎？答：不是，粗糙度很差。問：除此之外，如果后一刀加工時，不重視會發(fā)生什么事情？生答：再次車到發(fā)亮的地方刀容易斷。問：為什么？學生：這區(qū)域變硬了不易切削。讓學生明白表面質(zhì)量不僅僅是表面粗糙度，還有殘余應(yīng)力存在。此時教師從刀頭斷后車刀變鈍，刀對工件的擠壓多于切削分析，再請學生回憶《工程力學》中有關(guān)擠壓的內(nèi)容，在力的作用下產(chǎn)生了塑性變形。再引申到《金屬材料與熱處理》中的加工硬化現(xiàn)象，正常切削時，工件表面在力的作用下也會產(chǎn)生因塑性變形而產(chǎn)生的加工硬化。從而讓學生將加工表面質(zhì)量所包含的知識學透，完成任務(wù)要從這幾方面考慮。

二、能力訓練中的知識遷移

讓學生帶著真實的任務(wù)學習，以使學生擁有學習的主動權(quán)。學生的學習不單是知識由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更應(yīng)該是學生主動建構(gòu)自己的知識經(jīng)驗的過程，通過新經(jīng)驗和原有知識經(jīng)驗的相互作用，充實和豐富自身的知識、能力。教學知識點“直接減少誤差法”，是生產(chǎn)實際中解決工藝問題，提高加工精度最常見的方法。有效掌握將大大提高學生分析問題和解決實際問題的能力。教學中，筆者設(shè)計細長軸的加工情景，通過任務(wù)驅(qū)動，對加工方案進行分析，達到教學目的。師（指著黑板上配圖）問：細長軸在伸出端很長的情況下，用三爪卡盤夾緊后車外圓，會怎樣？生說：這樣不行。師：為什么不行？生：工件這樣裝夾，剛性不夠，車的圓柱會帶錐度。師：好！怎么辦？生：加后頂尖。師：好！但車削后圓柱出現(xiàn)了兩頭細中間粗，仍不符合要求。怎么辦？生：細長類軸的剛度不夠，加跟刀架，消除因徑向分力存在而產(chǎn)生的誤差。師：同學們車工工藝學得不錯。（老師進一步引導）這消除的是切削力徑向分力對加工精度的影響。可是車后仍發(fā)現(xiàn)工件存在二頭細中間粗的精度誤差。怎么辦？在激起學生強烈的求知欲的前提下，老師從切削分力的分解開始啟發(fā)，請學生注意軸向分力和三爪卡盤夾緊力之間形成的受力系統(tǒng)，構(gòu)成的是一對平衡壓力。再簡單請學生回憶《工程力學》壓桿的失穩(wěn)條件，引導學生分析出這變形產(chǎn)生的原因是壓桿的失穩(wěn)。在教學的知識遷移中，涉及到從車工工藝與技能訓練、工程力學等課程的知識應(yīng)用中，引導學生選用知識，來提高學生分析問題及解決問題的能力。

三、抽象知識引導時的知識遷移

任務(wù)的完成應(yīng)該使學生更主動、更廣泛地激活原有知識和經(jīng)驗，來理解、分析并解決當前問題，問題的解決為新舊知識的銜接、拓展提供了理想的平臺，通過完成任務(wù)的整個學習過程來建構(gòu)知識。《機械制造工藝學》要解決工藝設(shè)計中的許多為什么，在教學中會遇到許多很抽象的理論知識。在教學中可以利用日常生活常識進行知識遷移，將抽象的理論接近形象化。完成“怎樣消除機加工時的殘余應(yīng)力”任務(wù)時，殘余應(yīng)力指什么？若有會產(chǎn)生什么結(jié)果？怎樣消除？筆者拿學生常見的饅頭，代替機械材料進行分析。師：在冷饅頭上按一個指印，手按下去有阻力嗎？生：有。師：饅頭產(chǎn)生了應(yīng)力，且留下了凹坑。一天后，饅頭上的凹坑大小會變嗎？生：當然變淺。師：說明了饅頭上存在殘余應(yīng)力，隨時間的推移殘余應(yīng)力慢慢消失，凹坑變淺。如果將饅頭回籠重蒸一下，這凹坑會消失嗎？生：會。教師話鋒一轉(zhuǎn)，及時引導學生：金屬材料受力也會有殘余應(yīng)力，雖然肉眼看不見，但隨時間的推移，殘余應(yīng)力會慢慢消失，會使工件整體的形狀改變而影響精度。這是材料存在殘余應(yīng)力的特點。從上述例子中，我們已經(jīng)一起分析了消除殘余應(yīng)力的方法。生：（詫異）。師：饅頭上的凹坑是怎樣消失的？生：回籠蒸。師：《金屬材料與熱處理》中學的去應(yīng)力方法呢？生：退火。師：（及時總結(jié)）金屬材料加熱到再結(jié)晶溫度以上保存一段時間就能消除殘余應(yīng)力。《金屬材料與熱處理》就是以這個原理去應(yīng)力，既使學生理解了抽象的殘余應(yīng)力概念，又掌握了去殘余應(yīng)力的熱處理工藝方法，達到理想的教學效果。

四、提高工藝技能時的知識遷移

在整個教學過程中，從學生已經(jīng)掌握的知識著手，通過教師設(shè)計的問題，引導學生思考討論，在討論中發(fā)現(xiàn)問題，尋找問題產(chǎn)生的原因，鞏固解決問題的方法，幫助學生提高分析問題、解決問題的能力，學以致用，提高學生適應(yīng)企業(yè)工作的能力。在完成“細長軸加工工藝”任務(wù)時，師：細長軸是這次加工的條件，狀態(tài)能否改變？生：不可能。請學生回憶《工程力學》課程的壓桿受力特點，學生分析得出：能改變的只有壓桿的狀態(tài)。怎樣變，能去掉軸向分力嗎？據(jù)《車工工藝與技能訓練》知識，甲生：不能。這軸向分力是主切削力，沒有它無法切削。乙生：加工中能否反向進給？丙生：可以。這樣從切削處到三爪卡盤夾緊處形成的是拉桿，問題解決了。師：切削處到后頂尖之間呢？乙生：還是壓桿。怎么辦？讓學生知道一個方案設(shè)計要考慮全面。不能只顧眼前，在任何時候做任何事都要這樣。師：壓桿什么時候變彎？是壓桿都會彎嗎？甲生：壓桿的一端能退讓就不會彎。乙生：把頂尖換成彈性頂尖，加工受力后頂尖產(chǎn)生微量退讓，壓桿不會彎曲。（總結(jié)）在去除壓桿的失穩(wěn)后，加工的圓柱就不會因這原因產(chǎn)生二頭小中間粗的誤差。在反向進給的條件下，為了增加細長軸的剛度，我們還可以從切削刀具的角度考慮，增大車刀的主偏角，來增加軸向分力，促使學生工藝技能知識的應(yīng)用和提高。

從學生已經(jīng)掌握的知識著手，步步為營，進行不同的任務(wù)驅(qū)動，激發(fā)學生求知欲，引導學生進行不同知識間的遷移，幫助學生提高運用各科知識的能力，為學生架起從加工環(huán)節(jié)的加工者，向工藝設(shè)計環(huán)節(jié)設(shè)計者及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝管理者跨躍的橋梁，是教好這門課程的關(guān)鍵。

參考文獻：

[1]趙丹.以學生自主學習為中心的任務(wù)驅(qū)動教學模式探討[J].教育與職業(yè)，2013，（4下）.

作者簡介：秦忠敏（1963-），女，江蘇南通人，本科，高級講師，數(shù)控技師，研究方向為技工院校機械專業(yè)教育教學。