基于任務驅動的機械加工工藝規程設計項目教學設計與實踐

賴春明 陳靜 孟少明

摘? 要：基于“項目引入-任務驅動-項目實施-學后測評”的一體化教學模式，對機械制造工藝課程中的機械加工工藝規程設計項目進行了教學設計。項目教學以傳動軸貫穿機械加工工藝規程編制的全過程，實現學生的“教中學、做中學”;通過大量動畫、微課視頻三維建模軟件的輔助，提高教學內容的形象化和可視化;借助數控仿真軟件對不同工藝規程進行對比加工，比較不同方案的加工效率、加工質量與經濟性，增加學生的立體感與真實感;學生分組通過精心計算和編制，完成教學過程中各個環節的任務，并通過小組之間不同加工工藝方案的對比和討論交流，自然實現零件的加工質量、加工效率以及經濟性等的分析評比，并有效地增強了學生的自主性和參與感。教學成效表明，該教學設計能很好地克服部分學生制圖讀圖基礎較差、對加工工藝設計考慮不全面等問題，學生對零件加工工藝規程編制的方法與技巧掌握較好。

關鍵詞：任務驅動? 機械加工工藝規程? 教學設計? 高職教育

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（b）-0147-04

Abstract： Based on the integrated teaching mode of "project introduction-task driven-project implementation-post study evaluation"， the teaching design of machining process planning project in mechanical manufacturing technology course was carried out. In project teaching， the transmission shaft runs through the whole process of mechanical processing process planning to realize students' learning by teaching and learning by doing; with the aid of a large number of animation and micro class video 3D modeling software， the visualization of teaching content are improved; the processing efficiency， processing quality and economy of different schemes are compared by means of numerical control simulation software， which increase students ' sense of three-dimensional and reality. Through careful calculation and preparation， the students complete the tasks of each link in the teaching process， and through the comparison and discussion and exchange of different processing technology schemes between groups， the analysis and evaluation of machining quality， processing efficiency and economy of parts are naturally realized， and the students' autonomy and sense of participation are effectively enhanced. The teaching effect shows that the teaching design can overcome some problems such as poor foundation of drawing reading and incomplete consideration of processing technology design of some students， and students have a good command of the methods and skills of part processing process planning.

Key Words： Task driven; Machining process specification; Teaching design; Higher vocational education

《機械制造工藝》課程為機械制造與自動化專業的一門重要的專業基礎課程。依據高等職業學校機械制造與自動化專業教學標準（征求意見稿）、本校機械制造與自動化專業人才培養方案以及機械制造工藝的課程標準，結合機械制造類企業工藝技術人員的實際生產工作流程與工作內容，重構課程的知識結構體系為機械加工工藝規程設計、機械加工精度分析、機械加工表面質量分析、典型零件加工和裝配工藝規程設計五個項目模塊。其中，機械加工工藝規程設計為該課程的第一個也是最重要的一個項目模塊，共安排16課時。本課程授課對象是機械制造與自動化專業大一年級學生，通過專業宣講，學生已經基本熟悉了本專業的課程體系，并明確了未來的工作內容與就業崗位。學生在本門課之前已學習了《制圖與測繪》《機械工程材料與成形》等專業群基礎課程。通過教研室教研活動的討論和交流，向相關的任課教師了解到學生的零件圖識讀能力較好，而較為復雜的裝配圖識讀能力則相對較弱;對常見工程材料的性能特點、應用范圍以及主要的材料成形和熱處理工藝掌握較好;學生的個體差異較大，且對單調的理論知識講解比較反感。

根據企業機械制造工藝技術人員的崗位要求，融入車工、銑工等職業資格證書以及數控車銑加工職業技能等級標準對機械加工工藝編制的知識、技能和素養的相關要求，確定了本部分教學內容的教學目標。學生需了解機械加工工藝規程的相關概念以編制方法，掌握零件毛坯選擇的方法，熟悉擬定工藝路線的基本過程和方法，掌握工藝尺寸鏈的計算方法和工藝方案的技術經濟性分析方法，具備審查零件結構工藝性的能力和編制零件工藝規程的能力。此外，通過課程教學，學生還需要逐步形成細心負責、精益求精的工作作風，樹立安全意識、質量意識和效益意識。

1? 教學設計與實施

（1）整體設計。

根據學生的認知特點，以認識規程、編制規程和評價規程為主線，整合重構了本項目的教學內容，并將編制規程作為教學重點和教學難點，如圖1所示。根據企業的設計生產過程，又將編制規程分為分析零件、選擇毛坯、擬定路線、確定余量、計算尺寸5個子任務。本教學項目共包含8個子任務，每個子任務安排2課時。教學過程中，每個任務均按照“項目引入-任務驅動-項目實施-學后測評”的基本思路完成教學。根據學生前序課程的成績表現，對學生進行分組。選取相對簡單的傳動軸作為對象，貫穿了本項目的所有教學任務，學生在每個子任務完成后，需要完成該傳動軸工藝規程設計的對應內容，并最終在子任務7后自然形成了傳動軸完整的機械加工工藝規程，在子任務9中對各組的工藝規程進行討論對比，掌握工藝方案的技術經濟性分析。

（2）教學策略。

①通過項目引導、任務驅動，構建“教中做、做中學”的教學模式，實現教、學、做的有機統一。根據機械加工工藝規程的編制步驟，每次課前均安排具體任務，以任務為驅動開展課堂教學。學生通過課程學習、完成任務，提高其總結思考和實踐應用及解決問題的能力。

②通過角色互換，加強課堂互動，構建以學生為中心的教育生態。教學過程中，知識點講解完畢后，由學生自己分析零件、編制工藝文件等，并讓學生自己對各個方案進行點評、打分和對比討論，從而提高學生的自學能力、分析問題和解決問題的能力。合理且有針對性地設計教師和學生的互動環節，活躍課堂氣氛，促進學生自主思考，達成教學目標。

③根據學情分析，因材施教。比如針對學生裝配圖識讀能力較差的問題，利用建模軟件建立機械設備的三維模型，并從中拆離出零部件，使學生更容易了解該零部件的作用，與其他零部件的裝配關系，理解該零部件各個部位的加工要求。針對學生個體差異較大的問題，一方面通過合理分組，形成優勢互補，相互促進;另一方面，對一些學習興趣不高，基礎不太好的學生，多進行輔導和鼓勵，樹立信心，提高學習興趣和積極性等。

④注重課堂思政，立德樹人。在教學過程中，課前和課后通過學生自行觀看“大國工匠”以及“大國重器”等系列視頻，在了解本專業的技術前沿同時，增強學生的職業自信和民族自豪感。課中講解過程強調機械工藝方案設計中的安全意識、標準意識、質量意識和效益意識，著重培養學生細心負責、精益求精的工匠精神;通過介紹專業優秀畢業生先進事例，為學生進一步樹立職業榜樣;通過聯系時代發展和社會熱點問題，培養學生在習專業知識的同時，形成關注行業動態、熱點新聞政策法規的習慣，培養學生的職業責任和家國責任。

（3）教學實施。

課前發布任務單讓學生自主學習，明確學習目的與學習任務，發現問題;課中先進行知識講解做鋪墊，打牢基礎;再通過例題與實例分析做內化，憨實基礎;然后通過任務實施做引領，提升學生分析解決問題的能力;最后通過課堂練習做鞏固，采用小組合作協作的模式，培養團隊協作能力，派代表上臺展示分析成果，培養學生的表達與語言組織能力;課后布置作業做提高，采用比例題、課堂訓練較高一難度的作業訓練，進一步提高學生的綜合能力。

依托云班課平臺，運用大數據技術開展教學過程監測、學業水平診斷，構建課前、課中、課后的全過程評價體系。課前著重考查學生對預發布資源的查看情況、課前預習檢測的完成情況以及問題反饋的參與程度，占總評成績的20%，以平臺自動測評為主;課中重點關注學生的參與度、測試題和課堂任務的完成情況，占總評成績的50%，結合教師評分和學生互評;課后則考查學生的擴展學習資源的學期情況、作業完成情況以及教學反饋，占總評成績30%，以教師評分和平臺測評為主。

2? 教學成效

（1）教學內容組織合理，教學目標有效達成。本項目教學內容組織基于企業機械加工工藝編制的實際工作流程，以傳動軸的機械工藝規程編制為主線，按照認識規程→編制規程→評價規程的思路，各個子任務銜接自然，符合學生認知規律，也有利于教學進程的有序銜接。學生測評成績表明，學生掌握了完成各個子任務所需要的知識、技能和素養。

（2）教學方法和手段豐富，“學生為主體”的教學理念得到貫徹。將課前測試、任務發布與實施、小組討論、組間互評等方式貫穿教學全過程，實現“教中學，學中做”。通過任務驅動、角色互換、小組討論等教學方法，充分發揮學生主觀能動性，師生互動廣泛深入，教學氣氛生動活潑，教學活動有序開展，實現全員參與、全員提高，教學效果顯著。

（3）思政與知識技能并重，立德樹人根本任務得到落實。課程思政選用的案例合理，且專業結合度較高，在培養學生愛國情懷和民族自豪感的同時，也引導學生尊重勞動、熱愛勞動，提高學生的職業自信心和責任感。在組間評比尤其是最終工藝方案的技術經濟性分析過程中，自然引導學生形成良好的安全意識、質量意識和節能環保的效益意識，培養學生細心負責、精益求精的工匠精神。

3? 教學特色總結

（1）項目引導、任務驅動，破解基礎課程和理論教學枯燥無用的難題。通過構建“項目引入-任務驅動-項目實施-學后測評”的一體化教學模式，實現學生“教中做、做中學”的教、學、做有機統一，增強了教學內容的針對性和實效性，提升了學生對機械制造工藝這門基礎課程理論知識學習的興趣和動力。

（2）同一零件貫穿始終，增強各個教學任務間的連貫性與延續性。在教學實施過程中，圍繞認識規程→編制規程→評價規程的主線，選取相對簡單的傳動軸為對象，貫穿本項目的所有教學子任務中，上次課的成果將作為下次課的設計準備資料，使整個教學過程前后自然連貫，也促使學生認真對待每一個教學任務和教學環節，及時補足可能存在的問題。

（3）多種教學資源和教學手段組合，實現教學內容的形象化和可視化。以教材自帶的國家職業教育機械制造與自動化專業教學資源庫中的教學資源為基礎，結合長期教學過程中積累和開發的各類型教學資源，為學生課前、課中以及課后的各個環節都提供了豐富的學習資源，適應學生學習的個性化差異。結合三維建模軟件以及加工仿真軟件，進一步提高教學內容的真實感和可視度，彌補部分學生復雜圖紙識讀能力較差問題的同時，也有利于激發學生的學習興趣。

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