基于任務驅動的沖裁模設計教學內容之序化教育論文

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基于任務驅動的沖裁模設計教學內容之序化教育論文摘要：針對高職學生在學習普通沖裁模的常規(guī)設計中易出現(xiàn)的整體認知缺陷和綜合運用能力較差的問題，從教學模式和教學內容組織兩方面入手，提出了以學生為中心、以彈性任務驅動為手段的教學內容序化思路，旨在突破設計障礙、實現(xiàn)教學目標。關鍵詞：沖裁模設計；任務驅動；教學內容序化；組織按教科書順序與學生的認知傾向實施教學在日益豐富的教學資源中，教科書仍然是系統(tǒng)完善的知識載體，是最重要的組成部分。教科書的主要內容是具有廣泛遷移價值的材料，即本學科的基本概念、基本原理、基本法則、基本方法以及基本態(tài)度等。教科書具有嚴密的邏輯性、科學性及思想性，主要任務是引導人們去探索復雜多變的實踐，具有指導實踐的意義。著名科學家錢學森認為，設計是改造客觀世界所必需的，一方面，要依靠對客觀世界的知識，另一方面，又要有運用知識的方法。教科書可從這兩方面提供設計信息。然而，著手解決問題時，事情遠為復雜。由于被研究對象具有多結構、多層次、多分支系統(tǒng)間錯綜復雜的聯(lián)系，必須融會貫通對解決問題有用的一切信息。教科書基于系統(tǒng)性帶來的子塊結構，造成了塊內聯(lián)系與塊間聯(lián)系的差異。對于學習者來說，塊內聯(lián)系強，較易理解；塊的周界具有較高的界面能，較難逾越，因此，難以理解隱藏在教科書章節(jié)背后的邏輯意義和教學心理規(guī)律。大多數(shù)學生的塊間聯(lián)系比塊內聯(lián)系更傾向于遺忘，表現(xiàn)為翻開書了然，似乎對單塊都讀懂了，但面對問題卻很茫然，缺乏整體認知、綜合運用的能力及解決問題的策略。在沖裁模設計模塊教學中，采用慣常的章節(jié)順序教學后，要求學生完成較簡單的沖裁模設計作業(yè)時，多數(shù)學生都暴露出學習中的斷裂點，主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）不知從何著手。（2）工藝計算生搬硬套，工藝計算內容易錯。如采用彈性卸料和推件落料模結構，對于頂件力學生往往會不假思索地計入沖壓工藝力，割裂工藝力與總體結構的聯(lián)系。甚至對刃口尺寸計算與工作零件設計的簡明關系也遭到漠視，那就是計算歸計算，工作零件圖上標注的就是沖件的尺寸。至于壓力中心對工作零件在模架中位置的影響，更少有學生能關注到。（3）在總體設計時，能理解總體結構，卻迷惑結構尺寸從何而來，割裂總體設計與零部件設計的關系，難以理解凹模在沖裁模設計中的中心地位。（4）忽視技術要求。盡管如此，仍可以肯定的是，再多一些努力，我們就能邁過這道坎，達到預定的目標。但是，換一種思路，也許我們會找到一條阻力更小的路徑?；诿黠@的理由，絕不能把教科書變成具體作業(yè)的指導書。以學生為中心的任務驅動模式認識論告訴我們，人的認識總是從個別到一般，又從一般到個別。教科書所呈現(xiàn)的經(jīng)驗是總結人們大量實踐而形成的本學科的一般規(guī)律，處于認識過程的中間環(huán)節(jié)。只有掌握了一般規(guī)律，才能靈活運用于具體實踐。要掌握一般規(guī)律，就需從學習個別開始，如果缺乏鮮明的個體認識，就難以產(chǎn)生清晰的整體認知。例如，在曲柄壓力機模塊的教學中，J31-315 型作為典型實例貫穿在曲柄壓力機基本組成的各部分之中。但學完該模塊后，要求學生完成根據(jù) J31—315 型壓力機的運動原理圖填空的作業(yè)，指出諸如機身類型、連桿型式和數(shù)目、導軌的型式、滑塊數(shù)目、滑塊平衡裝置的類型、離合器的類型、裝模高度調節(jié)方式、過載保護裝置的類型、曲柄滑塊機構采用的驅動形式、傳動系統(tǒng)及其布置等，即進行簡單的綜合，仍令部分學生覺得為難。后來，我們采用了任務驅動的方式，將以上內容先行布置作業(yè)，極大地提高了學生學習的注意力和針對性，不僅能順利地完成作業(yè)，而且在面對新的任務時思路清晰，對教科書中能找到答案的 J23-63 型應對自如，找不全或沒有答案的機型，也能主動拓寬渠道，去提取有用信息，基本上可以完成后續(xù)的如 NCI-600 型的基本組成的描述。任務驅動實質上是以個別作為認識的立足點，充分尊重一般的指導、啟迪作用，把個別與一般很好地結合起來的教學模式，即以具體實踐引導理論學習，促使學生理解理論的基本結構和意義，同時又能學以致用，掌握解決問題的認知技能和策略，形成理論與實踐一體的課程觀念。任務驅動具有顯著的培養(yǎng)學生學會學習和學會運用的雙重功效，體現(xiàn)學生中心的教學觀，是與高職培養(yǎng)目標高度匹配的一種教學模式，在高職教學中的應用日益廣泛。普通沖裁模設計的教學建立在常規(guī)設計平臺上，即依據(jù)經(jīng)驗公式、圖表、手冊等，采用適合初學者的經(jīng)驗公式法、近似系數(shù)法、類比歸納法以及規(guī)范手冊法等設計方法，以沖裁件的模具設計作為學習型任務，期望得到合理的設計結果。實施任務驅動教學法時，應達到以下幾個基本要求：（1）任務彈性化。任務來源于學生自定的沖裁件，可以是自己設計的，或通過各種途徑找到的，對任務難易程度未作限定。采用彈性任務的主要原因有兩個：一是可以適應不同學生對不同層次目標的追求；二是可利用沖裁工藝與模具設計之間的密切聯(lián)系形成任務，再以問題解決過程中的反饋機制調節(jié)任務的難易程度。當學生覺得太難，他可以修改自己的任務，有利于在學習過程中去進行對比、分析并由此加深對沖裁件工藝性與模具設計之間關系的理解，使學生認識到?jīng)_件的設計應盡可能避免不必要的加工難度，以降低生產(chǎn)成本。（2）以課堂討論形式進行范例的任務驅動模式教學。（3）以類比模擬的方法獨立或合作完成設計任務?；谌蝿镇寗拥慕虒W內容序化基于任務驅動的教學內容序化不是教科書相關章節(jié)的簡單移植，而應是有層次、有形式、有內容的創(chuàng)新與再造。對運用任務驅動方式學習設計的新手，不宜采用設計手冊提供的力度較強的方法，而應使用力度相對較弱的方法，輔以較多的中間過程來序化教學內容，并把設計任務分解為相應的次級任務。普通沖裁模設計教學內容序化如表 1 所示，其中的教科書是指成虹主編的《沖壓工藝與模具設計》。設計完成后，應上交的資料包括沖裁件更改說明（如有變更）、設計說明書、完整的模具裝配圖和全套零件圖、模具設計審核意見以及預估模具制造的難點。表 1 所示的設計程序與設計手冊提供的力度較強方法比較，主要區(qū)別在于：（1）中間過程較多。（2）工藝計算內容被分散到相關環(huán)節(jié)。（3）增加了質量評價階段。表 1 所示的設計程序與教科書章節(jié)順序比較，除與上述相同的三種區(qū)別外，主要區(qū)別還有：（1）工藝性分析、模具類型及結構的教學內容提到前面，使其與設計過程相配合。（2）沖裁變形分析等基本理論的教學放到最后。一是因為學生感覺材料被剪開很正常，缺乏認識的緊迫感；二是教科書將其放到最前面，學生早就主動學過了；三是為了強調普通沖裁件的斷面特點。（3）將“2.8 沖裁模主要零部件的結構設計與標準的選用”的教學內容按設計需要進行分拆。這種任務驅動的由遠及近、由粗到細、逐步加深認識的過程有利于初學者理解設計各環(huán)節(jié)間的邏輯意義，形成較完整的整體認知，并在此基礎上提高綜合運用能力，學會用力度較強方法進行模具設計，達到提高設計效率的目的。一方面，針對性強是以學生為中心、以彈性任務驅動為手段的教學內容序化的顯著特征，所學即所用，促使學生高度關注教學的各個環(huán)節(jié)，并通過任務的分解和分步實施，使學生從每一次進步中獲得成功的體驗，強化學習動機，有利于突破對設計的畏懼心理，提高學習積極性，最終實現(xiàn)教學目標。另一方面，針對性強導致教學系統(tǒng)開放性不夠，弱化了基礎，有“催熟”的嫌疑。要使學生收獲的這“一葉”成為“知秋”而不是“障目”的“一葉”，還必須通過后續(xù)模塊的學習，在今后工作中不斷實踐，達到對沖壓技術有較為完整和準確的認識。