任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

朱 龍

(江蘇省東海中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 東海 222300)

0 引言

隨著生產(chǎn)制造業(yè)技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模的不斷發(fā)展，企業(yè)對于生產(chǎn)設(shè)備的性能和可靠性提出了更高的要求，同時(shí)對自動(dòng)生產(chǎn)線相關(guān)的技術(shù)技能人才需求量明顯增加，自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)踐教學(xué)是機(jī)電專業(yè)學(xué)習(xí)過程中一項(xiàng)重要的實(shí)踐學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)踐過程中涉及到機(jī)電專業(yè)很多專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，并參與機(jī)電設(shè)備安裝、調(diào)試、檢測、維護(hù)等工作，有利于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐技能融合，保證學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理實(shí)基礎(chǔ)。在現(xiàn)階段的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)踐教學(xué)中，存在著理論與實(shí)踐聯(lián)系不緊密，教學(xué)模式與內(nèi)容陳舊等問題，在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)改革過程中，通過合理應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能有效提高實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)的合理性，更好的組織學(xué)生參與教學(xué)過程，全面提高教學(xué)質(zhì)量。

1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)特征

任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是將傳統(tǒng)教學(xué)形式與生產(chǎn)實(shí)踐需求相結(jié)合產(chǎn)生的新的教學(xué)方法，其特點(diǎn)是通過教師將課程的教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐中的任務(wù)相結(jié)合，利用多個(gè)任務(wù)合理設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)知識(shí)、實(shí)踐能力、學(xué)生思考、學(xué)生學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合，有效增加教學(xué)過程的趣味性，提高課堂活躍程度。在理論知識(shí)方面，任務(wù)設(shè)計(jì)充分與重點(diǎn)知識(shí)相結(jié)合，學(xué)生在探索任務(wù)完成途徑和思考創(chuàng)新方法的過程中，能夠自主深化對基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)的理解，有利于建立良好的知識(shí)體系；在實(shí)踐動(dòng)手方面，任務(wù)的設(shè)立激發(fā)了學(xué)生解決生產(chǎn)實(shí)際工作項(xiàng)目的熱情，在教師和企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，學(xué)生更容易體會(huì)專業(yè)生產(chǎn)線工作的流程與工作內(nèi)容，通過切身動(dòng)手進(jìn)行安裝、調(diào)試等工作，提高實(shí)際工作能力；在師生關(guān)系方面任務(wù)的合理設(shè)計(jì)弱化了教師在教學(xué)過程中的主導(dǎo)地位，學(xué)生通過小組討論、教師引導(dǎo)、自主嘗試等方式完成任務(wù)要求，學(xué)生不再僅僅是教學(xué)活動(dòng)的參與者，而是成為教學(xué)實(shí)施的主導(dǎo)者[1]。

2 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)踐教學(xué)課程需求

自動(dòng)生產(chǎn)線的實(shí)踐教學(xué)通過校企合作的方式開展，教學(xué)實(shí)施的場所主要位于企業(yè)生產(chǎn)車間，教學(xué)的內(nèi)容涉及到自動(dòng)化生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)、原理、裝配、調(diào)試、維修、保養(yǎng)等眾多方面，從教學(xué)內(nèi)容來看，主要的實(shí)踐內(nèi)容包括以下幾項(xiàng)：一是供料上料設(shè)備技術(shù)實(shí)踐，需要學(xué)生了解供料上料設(shè)備的控制要求，掌握設(shè)備裝配、調(diào)試的注意事項(xiàng)，能夠?qū)Π徇\(yùn)、輸送等設(shè)備進(jìn)行控制回路設(shè)計(jì)及安裝、調(diào)試等工作；二是物料輸送設(shè)備技術(shù)實(shí)踐，需要學(xué)生了解輸送設(shè)備結(jié)構(gòu)與原理，能夠完成電機(jī)、輸送帶、機(jī)架、光電傳感器等的安裝與調(diào)試，能夠?qū)斔驮O(shè)備進(jìn)行控制設(shè)計(jì)，并能完成程序調(diào)試與故障排除工作；三是加工設(shè)備的技術(shù)實(shí)踐，了解加工設(shè)備的功能特點(diǎn)，完成對加工設(shè)備所需元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算、選擇等工作，參與加工設(shè)備的安裝、調(diào)試，參與氣動(dòng)、液壓設(shè)備的調(diào)試及供電線路設(shè)計(jì)；四是對檢測、包裝設(shè)備的技術(shù)實(shí)踐，了解稱重、金屬檢測、分選、裝袋、裝箱等設(shè)備的原理、設(shè)計(jì)過程及調(diào)試各設(shè)備的控制邏輯[2]。

自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)踐課程需要學(xué)生掌握和應(yīng)用以下知識(shí)點(diǎn)：自動(dòng)生產(chǎn)線概述、氣動(dòng)控制基礎(chǔ)、傳感器基本原理、汽缸機(jī)構(gòu)及工作原理、機(jī)械手結(jié)構(gòu)及工作原理、傳感器基本原理、變頻器基本原理、直流伺服系統(tǒng)工作原理、步進(jìn)電機(jī)控制原理、PLC高速脈沖輸出程序、主站與從站組建等。此外，需要學(xué)生掌握電工安全技術(shù)、電磁閥調(diào)試檢測技術(shù)、旋轉(zhuǎn)手臂工作原理、真空發(fā)生器技術(shù)、通信模塊使用、通訊網(wǎng)絡(luò)硬件故障處理等技能。

3 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法實(shí)施流程設(shè)計(jì)

3.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)踐教學(xué)具有明顯的知識(shí)綜合性和應(yīng)用性特點(diǎn)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)與人才培養(yǎng)方案相結(jié)合，充分考慮專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用能力，保證學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法實(shí)施的過程中有以下收獲：知識(shí)方面，完善讀圖和根據(jù)圖紙裝配調(diào)試的能力，具備知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，并能利用知識(shí)解決實(shí)踐問題；技能方面，具備完善的實(shí)踐動(dòng)手能力，并具備生產(chǎn)線調(diào)試和優(yōu)化改造的能力；素質(zhì)方面，學(xué)習(xí)并獲得企業(yè)生產(chǎn)過程中的敬業(yè)精神、鉆研精神、工匠精神，形成團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

3.2 教學(xué)形式與任務(wù)設(shè)計(jì)

自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)踐教學(xué)適宜采用分組教學(xué)的模式，學(xué)生以小組為單位，更容易通過集體智慧和相互配合解決學(xué)習(xí)過程中的各項(xiàng)任務(wù)。教師應(yīng)根據(jù)全班學(xué)生的特點(diǎn)和能力情況合理分配小組，通常每小組為4～6人，并選定一名組長負(fù)責(zé)任務(wù)實(shí)施過程的組織和組內(nèi)工作內(nèi)容分配。教學(xué)過程教師根據(jù)自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)的重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行指導(dǎo)和引導(dǎo)，使小組盡量自主完成教學(xué)任務(wù)。項(xiàng)目的任務(wù)設(shè)計(jì)應(yīng)做到由淺入深，并覆蓋學(xué)習(xí)過程中和生產(chǎn)實(shí)踐中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。

3.3 課程組織與學(xué)生管理

在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)施過程中，要求各小組組長在學(xué)習(xí)過程中組織學(xué)生認(rèn)真了解任務(wù)內(nèi)容和相關(guān)要求，教師重視生產(chǎn)車間的學(xué)生組織，確保學(xué)生能夠跟上授課節(jié)奏，授課過程中合理設(shè)計(jì)時(shí)間節(jié)點(diǎn)咨詢學(xué)生的理解情況，對難以理解和不明確的知識(shí)內(nèi)容和要求進(jìn)行補(bǔ)充。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)施時(shí)，教師要明確學(xué)生的主體地位，而教師更多起到的是引導(dǎo)的作用，但同時(shí)，教師的參與度不應(yīng)隨之減少，而應(yīng)起到更重要的作用，這種教學(xué)方式對于教師而言難度更大，教師應(yīng)當(dāng)在全面掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況、能力特點(diǎn)、難點(diǎn)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上合理對教學(xué)任務(wù)進(jìn)行引導(dǎo)，確保教學(xué)任務(wù)的設(shè)置引起更多學(xué)生的參與熱情，使學(xué)生有信心、有思路、會(huì)創(chuàng)新的完成任務(wù)[3]。

3.4 課程評價(jià)管理

課程評價(jià)是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的總結(jié)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的任務(wù)評價(jià)也要充分結(jié)合任務(wù)教學(xué)的特點(diǎn)，由于自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)踐教學(xué)過程不強(qiáng)調(diào)期末理論考試，因此考核的內(nèi)容應(yīng)更偏向?qū)嵺`過程評價(jià)，可考慮將課程評價(jià)的成績劃分按照平時(shí)表現(xiàn)30%、任務(wù)完成度30%、實(shí)踐技能分項(xiàng)考核40%的比例對學(xué)生進(jìn)行評分，通過評價(jià)體系的合理設(shè)置也能夠更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生更加重視日常表現(xiàn)，使每一個(gè)小組、每一個(gè)成員都更積極主動(dòng)地完成教學(xué)任務(wù)。

4 實(shí)施過程的注意事項(xiàng)

4.1 任務(wù)設(shè)計(jì)需與真實(shí)工作相結(jié)合

教師在任務(wù)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)突破傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)思維，不能一味注重理論知識(shí)的應(yīng)用，任務(wù)設(shè)計(jì)必須與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，既保證任務(wù)的趣味性，又保證任務(wù)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)性，避免任務(wù)內(nèi)容過于理論化而不能引起學(xué)生的參與興趣，鼓勵(lì)學(xué)生利用自身知識(shí)解決實(shí)際問題。

4.2 避免任務(wù)設(shè)計(jì)過于簡單

任務(wù)的設(shè)計(jì)在于激發(fā)學(xué)生思考和分析能力，因此，任務(wù)設(shè)計(jì)應(yīng)避免過于簡單，任務(wù)要從基礎(chǔ)出發(fā)，但同時(shí)具備良好的可擴(kuò)展性，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中通過自身努力克服任務(wù)過程中的一個(gè)個(gè)難題，使學(xué)生最終完成任務(wù)的時(shí)候獲得相應(yīng)的成就感。但若任務(wù)設(shè)計(jì)不合理、過于簡單，學(xué)生在完成任務(wù)過程時(shí)間段僅按流程完成，不僅難以鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，學(xué)生也很難對任務(wù)產(chǎn)生足夠的興趣和重視程度[4]。

4.3 重視虛擬任務(wù)的應(yīng)用

在教學(xué)過程中應(yīng)用任務(wù)教學(xué)法常受到學(xué)校硬件設(shè)施的制約，由于在硬件配套上，學(xué)校很難跟真實(shí)的企業(yè)相一致，導(dǎo)致很多任務(wù)在設(shè)計(jì)時(shí)難于實(shí)施，在一定程度上降低了任務(wù)教學(xué)的效果?；诖耍處煈?yīng)加強(qiáng)對虛擬仿真軟件的應(yīng)用，利用學(xué)校引進(jìn)的虛擬軟件等相關(guān)功能彌補(bǔ)任務(wù)教學(xué)過程中的不足，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸更全面的任務(wù)內(nèi)容，突破學(xué)校硬件設(shè)施的局限，近一步開闊眼界，與未來的工作內(nèi)容接軌，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程與學(xué)生未來的就業(yè)深度貼合[5]。

4.4 避免打擊學(xué)生的創(chuàng)造力

在校學(xué)生群體其年齡普遍在15～20歲之間，其創(chuàng)新思維的可塑性很強(qiáng)，很多學(xué)生在完成教師設(shè)計(jì)的任務(wù)過程中常常會(huì)提出很多獨(dú)到的見解，很多學(xué)生的想法并不能完全解決相關(guān)的任務(wù)，但教師不應(yīng)對學(xué)生的見解和設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行全盤否定，應(yīng)重點(diǎn)提取學(xué)生方案中的亮點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)并給予肯定。再以此為基礎(chǔ)，給出更合理的解決方案，或償試引導(dǎo)學(xué)生探索更合理的方案，在此過程中要注意學(xué)生創(chuàng)造力的保持，不應(yīng)將教師的思維強(qiáng)加于學(xué)生，尤其對于較好的方案要重點(diǎn)給予鼓勵(lì)。與此同時(shí)，在以小組為單位解決教學(xué)任務(wù)的過程中，教師要鼓勵(lì)組內(nèi)的每一位學(xué)生積極思考，主動(dòng)尋找解決問題的途徑與思路，使學(xué)生在解決問題的過程中獲得成就感，在提高參與度的同時(shí)，增強(qiáng)解決實(shí)際專業(yè)問題的能力[6]。

4.5 保證教師的適當(dāng)參與

在任務(wù)教學(xué)法實(shí)施的過程中，教師的恰當(dāng)參與十分重要，一方面教師對于學(xué)生解決實(shí)際問題的過程不應(yīng)參與過多，僅應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行總體的指導(dǎo)，或關(guān)鍵技術(shù)性的引導(dǎo)，更多的鼓勵(lì)學(xué)生以工作者的角色解決問題。由小組自行分工，每個(gè)學(xué)生之間相互配合，盡量獨(dú)立完成任務(wù)，在學(xué)生能夠完成的工作范圍內(nèi)，教師盡量少參與，確保學(xué)生成為教學(xué)過程中的主體。另一方面，教師要積極利用任務(wù)教學(xué)的過程和結(jié)果，在任務(wù)教學(xué)完成后，對學(xué)生的完成情況進(jìn)行總結(jié)，指出小組合作過程中及學(xué)生個(gè)人表現(xiàn)中的亮點(diǎn)，供學(xué)生之間借鑒學(xué)習(xí)[7]。同時(shí)對學(xué)生完成任務(wù)過程中的不足之處詳細(xì)指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)生思維、邏輯、知識(shí)等方面的問題。此外，要求學(xué)生在思考和解決任務(wù)問題的過程中，總結(jié)自身遇到的難點(diǎn)和問題，鼓勵(lì)其他同學(xué)思考并幫助解決相關(guān)問題，難點(diǎn)問題的解決過程應(yīng)先以學(xué)生討論的方式開展，鼓勵(lì)學(xué)生利用集體的智慧解決難點(diǎn)問題，教師盡量起輔助作用，只對學(xué)生討論過程進(jìn)行引導(dǎo)和啟發(fā)，避免將教師的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論直接教授給學(xué)生，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用自身知識(shí)獨(dú)立解決問題的能力。

5 結(jié)語

綜上所述，自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)踐教學(xué)涉及機(jī)械、氣動(dòng)、電氣、傳感器、PLC等眾多課程知識(shí)，十分適合采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法實(shí)施教學(xué)，通過合理設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，不僅能有效增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且有利于學(xué)生養(yǎng)成利用知識(shí)解決問題的能力，既培養(yǎng)了實(shí)踐動(dòng)手能力，又增加了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)踐中利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生合作完成任務(wù)，使學(xué)生對傳感器選型與應(yīng)用、氣動(dòng)技術(shù)、PLC編程、電氣布置、系統(tǒng)調(diào)試等形成全面且深刻的了解，且在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生更好的體驗(yàn)實(shí)際工作中解決問題的途徑與思路，增強(qiáng)學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)工作的能力。