《机械制造工艺学》任务驱动教学中的知识迁移

摘要：《机械制造工艺学》涉及知识面广，教学中通过任务驱动，帮助学生对知识的理解，激发学生求知欲是教学的关键所在。本文研究合理进行知识迁移激发学生的主动思维，促进学生独立思考，提高学生智力水平，实现预期的教学目标。

关键词：机制工艺；任务驱动；知识迁移；能力提高

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0068-02

当代建构主义认为，学习不是被动地接受信息刺激，而是主动地建构意义，是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动地选择、加工和处理，从而获得自己的意义。“任务驱动教学法”体现解决问题、完成任务为主的多维互动式教学理念；每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。这种新旧学习之间的相互影响就是学习的迁移。充分运用迁移规律，实现知识的有效迁移，是任务驱动教学成功的一个重要环节。

一、任务分析中的知识迁移

任务驱动法教学必须以探索问题来引导和激发学生的学习兴趣和汲取知识的动机，引导学习者带着真实的“任务”进入学习情境，机械制造工艺学教学重点让学生知道操作的依据和原因，要学生站在工艺设计和工艺管理的高度去学习掌握，启发学生回忆已学的基础课或专业课的知识点，在知识迁移的一问一答中构建完整的实用的知识体系。如分析“怎样提高零件的表面质量”任务时，学生很兴奋：表面质量就是表面粗糙度。教师首先肯定学生说法，接着话锋一转，问：同学们如果是第一次车外圆，刀头断了不知还在继续车削，会发生什么现象？生答：车过的表面出现过亮表面。又问：是表面粗糙度好的体现吗？答：不是，粗糙度很差。问：除此之外，如果后一刀加工时，不重视会发生什么事情？生答：再次车到发亮的地方刀容易断。问：为什么？学生：这区域变硬了不易切削。让学生明白表面质量不仅仅是表面粗糙度，还有残余应力存在。此时教师从刀头断后车刀变钝，刀对工件的挤压多于切削分析，再请学生回忆《工程力学》中有关挤压的内容，在力的作用下产生了塑性变形。再引申到《金属材料与热处理》中的加工硬化现象，正常切削时，工件表面在力的作用下也会产生因塑性变形而产生的加工硬化。从而让学生将加工表面质量所包含的知识学透，完成任务要从这几方面考虑。

二、能力训练中的知识迁移

让学生带着真实的任务学习，以使学生拥有学习的主动权。学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更应该是学生主动建构自己的知识经验的过程，通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识、能力。教学知识点“直接减少误差法”，是生产实际中解决工艺问题，提高加工精度最常见的方法。有效掌握将大大提高学生分析问题和解决实际问题的能力。教学中，笔者设计细长轴的加工情景，通过任务驱动，对加工方案进行分析，达到教学目的。师（指着黑板上配图）问：细长轴在伸出端很长的情况下，用三爪卡盘夹紧后车外圆，会怎样？生说：这样不行。师：为什么不行？生：工件这样装夹，刚性不够，车的圆柱会带锥度。师：好！怎么办？生：加后顶尖。师：好！但车削后圆柱出现了两头细中间粗，仍不符合要求。怎么办？生：细长类轴的刚度不够，加跟刀架，消除因径向分力存在而产生的误差。师：同学们车工工艺学得不错。（老师进一步引导）这消除的是切削力径向分力对加工精度的影响。可是车后仍发现工件存在二头细中间粗的精度误差。怎么办？在激起学生强烈的求知欲的前提下，老师从切削分力的分解开始启发，请学生注意轴向分力和三爪卡盘夹紧力之间形成的受力系统，构成的是一对平衡压力。再简单请学生回忆《工程力学》压杆的失稳条件，引导学生分析出这变形产生的原因是压杆的失稳。在教学的知识迁移中，涉及到从车工工艺与技能训练、工程力学等课程的知识应用中，引导学生选用知识，来提高学生分析问题及解决问题的能力。

三、抽象知识引导时的知识迁移

任务的完成应该使学生更主动、更广泛地激活原有知识和经验，来理解、分析并解决当前问题，问题的解决为新旧知识的衔接、拓展提供了理想的平台，通过完成任务的整个学习过程来建构知识。《机械制造工艺学》要解决工艺设计中的许多为什么，在教学中会遇到许多很抽象的理论知识。在教学中可以利用日常生活常识进行知识迁移，将抽象的理论接近形象化。完成“怎样消除机加工时的残余应力”任务时，残余应力指什么？若有会产生什么结果？怎样消除？笔者拿学生常见的馒头，代替机械材料进行分析。师：在冷馒头上按一个指印，手按下去有阻力吗？生：有。师：馒头产生了应力，且留下了凹坑。一天后，馒头上的凹坑大小会变吗？生：当然变浅。师：说明了馒头上存在残余应力，随时间的推移残余应力慢慢消失，凹坑变浅。如果将馒头回笼重蒸一下，这凹坑会消失吗？生：会。教师话锋一转，及时引导学生：金属材料受力也会有残余应力，虽然肉眼看不见，但随时间的推移，残余应力会慢慢消失，会使工件整体的形状改变而影响精度。这是材料存在残余应力的特点。从上述例子中，我们已经一起分析了消除残余应力的方法。生：（诧异）。师：馒头上的凹坑是怎样消失的？生：回笼蒸。师：《金属材料与热处理》中学的去应力方法呢？生：退火。师：（及时总结）金属材料加热到再结晶温度以上保存一段时间就能消除残余应力。《金属材料与热处理》就是以这个原理去应力，既使学生理解了抽象的残余应力概念，又掌握了去残余应力的热处理工艺方法，达到理想的教学效果。

四、提高工艺技能时的知识迁移

在整个教学过程中，从学生已经掌握的知识着手，通过教师设计的问题，引导学生思考讨论，在讨论中发现问题，寻找问题产生的原因，巩固解决问题的方法，帮助学生提高分析问题、解决问题的能力，学以致用，提高学生适应企业工作的能力。在完成“细长轴加工工艺”任务时，师：细长轴是这次加工的条件，状态能否改变？生：不可能。请学生回忆《工程力学》课程的压杆受力特点，学生分析得出：能改变的只有压杆的状态。怎样变，能去掉轴向分力吗？据《车工工艺与技能训练》知识，甲生：不能。这轴向分力是主切削力，没有它无法切削。乙生：加工中能否反向进给？丙生：可以。这样从切削处到三爪卡盘夹紧处形成的是拉杆，问题解决了。师：切削处到后顶尖之间呢？乙生：还是压杆。怎么办？让学生知道一个方案设计要考虑全面。不能只顾眼前，在任何时候做任何事都要这样。师：压杆什么时候变弯？是压杆都会弯吗？甲生：压杆的一端能退让就不会弯。乙生：把顶尖换成弹性顶尖，加工受力后顶尖产生微量退让，压杆不会弯曲。（总结）在去除压杆的失稳后，加工的圆柱就不会因这原因产生二头小中间粗的误差。在反向进给的条件下，为了增加细长轴的刚度，我们还可以从切削刀具的角度考虑，增大车刀的主偏角，来增加轴向分力，促使学生工艺技能知识的应用和提高。

从学生已经掌握的知识着手，步步为营，进行不同的任务驱动，激发学生求知欲，引导学生进行不同知识间的迁移，帮助学生提高运用各科知识的能力，为学生架起从加工环节的加工者，向工艺设计环节设计者及生产环节的生产工艺管理者跨跃的桥梁，是教好这门课程的关键。

参考文献：

[1]赵丹.以学生自主学习为中心的任务驱动教学模式探讨[J].教育与职业，2013，（4下）.

作者简介：秦忠敏（1963-），女，江苏南通人，本科，高级讲师，数控技师，研究方向为技工院校机械专业教育教学。