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任务驱动模式在木材切削原理与刀具课程教学中的应用 吴良奎

发布者: 长相有问题 | 发布时间: 2020-5-5 07:45| 查看数: 375| 评论数: 0|帖子模式

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任务驱动模式在木材切削原理与刀具课程教学中的应用
吴良奎
(安徽农业大学 林学与园林学院,安徽 合肥)
摘 要:针对“木材切削原理与刀具课程”实践性强、学习难度大等特点,在深入剖析以往该课程教学模式的基础上将任务驱动法应用于该课程的教学中,从任务设计、任务实施和任务考核等方面具体阐述了任务驱动教学模式在该课程中的实际应用。通过任务驱动教学模式的实施,有效地激发了学生学习的积极性,提高了教学效果,有利于木材科学与工程专业工程素养和创新素质的培养。
关键词:任务驱动;木材切削;教学模式;刀具

[size=1em]木材切削原理与刀具课程是普通高校木材科学与工程专业的专业基础课,是木材加工装备、制材学、人造板工艺学和木制品工艺学等课程中有关切削加工的基础[1]。课程主要涉及木材切削规律的分析,加工质量的控制,常用木工刀具的选择、设计、结构、性能和使用维护等方面的内容,为后续专业课学习及解决生产实际中涉及切削加工方面的问题奠定基础。

一 教学现状分析

[size=1em]木材切削原理与刀具课程安排在大二第二学期,与金属工艺学、机械设计等课程同期开设,另外在此之前学生并未参加过专业实习,与课程相关的一些切削加工方式及刀具缺乏感性认识,导致课程教学存在一些问题,具体表现在以下几个方面。

(一) 课程教学内容方面

[size=1em]木材切削原理与刀具是一门实践性较强的应用性课程,与木材加工工艺密切相关,该课程教材相对滞后,与生产实际有一定的脱节,教材中侧重木材切削理论的介绍,对于木质复合材料(如各种人造板和木塑复合材料)的切削涉及较少,但现代木材工业中各种木质复合材料已经占据很重要的地位。

(二) 课程教学方式和教学效果方面

[size=1em]由于受客观条件的限制,目前该课程只安排了理论教学,实验和实践教学欠缺。理论教学采取课堂讲授法,教师在课堂上讲授木材切削原理和木工刀具方面的知识,由于木材切削原理与刀具课程是一门偏机械类工科课程,涉及的内容多而杂,并且很抽象,要求学生具有一定的机械方面的基础知识。比如涉及一些刀具的结构都是以结构图的形式出现,但木材专业同学机械方面的基础知识相对欠缺,对于一些刀具结构和切削过程难以理解,影响到了教学效果[2]。

二 “木材切削原理与刀具”课程任务驱动教学模式的实施

[size=1em]产生上述问题的原因在于传统的教学模式和方法不适用于实践性较强的木材切削原理与刀具课程的教学。因此,为改善教学质量和效果,我们尝试将任务驱动教学模式应用到该课程教学实践中。

[size=1em]任务驱动法是一种建立在建构主义理论基础上的倡导主动学习的教学方法[3]。任务驱动教学法的主要分为三个环节:任务设计——任务实施——任务考核评价。在任务驱动法教学中,教师主要起引导作用,学生是主体,教师根据教学任务和学生的实际情况设计相关学习任务,引导学生利用所学知识通过调研、查阅资料、小组讨论等自主完成学习任务。任务驱动法的关键是以完成具体的任务为线索,把教学内容包含在任务中[4],强调学生是主体,教师的职责是设计合适的学习任务,引导学生投入到任务实施中,对任务完成情况进行点评。

(一) 任务设计

[size=1em]任务驱动教学模式的首要任务是合理地设计学习任务。《木材切削原理与刀具》课程教学目标是使学生掌握木质材料加工质量控制及刀具选型、使用和维护等方面的知识,重点在于培养学生的工程素养和创新能力方面。在任务的设计上要根据木材工业的发展对课程教学的要求,同时也要兼顾到部分同学继续深造的需求。通过走访一些相关企业和与已毕业且从事本行业的同学沟通等途径,了解国内木材工业发展对课程的教学要求,另外也查阅了相关院校研究生培养对本课程的基本要求,在此基础上,我们设计了若干学习任务。任务的设计遵循点面结合、以点带面原则,立足于生产实际,同时也增设一些与学科前沿相关的任务模块。点面结合是指在学习任务设计时既有侧重于某个知识点的也有综合性的,如针对每一种切削加工方式及木工刀具类型都会设计相关学习任务,讲到锯切加工时设计了“锯子尺寸参数及对锯切性能影响”这一学习任务,让学生利用课余时间通过网络或学校图书馆、调研等途径查阅相关资料,参考教材内容,了解锯子各参数的定义及不同参数的锯子在锯切性能上的异同点。综合性的学习任务主要培养学生把所学知识点融会贯通并应用于生产实际的能力。在讲完主要的切削加工方式之后,我们设计了“木材切削加工表面缺陷分析”这一任务,要求学生在课后到学校木工厂收集一些有加工质量缺陷产品,观察其是属于哪一种加工缺陷,结合之前所学的知识和木工厂的实际情况及工件的材质特点等分析其产生的原因,提出避免此类加工缺陷的措施;在课程接近尾声时设计了“切削加工方式及刀具选择”这一专题,让学生以自己所熟悉的某一木制品为例,根据其材质特点和质量要求等分析其加工工艺过程,并对加工过程中所涉及的切削方式和刀具类型进行合理选择。

(二) 任务实施

[size=1em]任务驱动的教学模式强调学生的主导作用,要求每一位学生都能参与到学习任务中。任务实施的过程包括学生根据学习任务细则在课前通过调研和查阅相关资料等方式深入了解任务内容,在课堂上采取分组讨论和自由发言,同学互评和教师点评等方式对任务完成情况进行评价,学生根据互评和教师点评意见对任务完成情况进行总结,完成该学习任务总结报告。

[size=1em](1)教师引导、学生分组合作:要求学生在接到任务后要充分准备酝酿,分组合作实施。具体实施过程为分为以下4个步骤。①对学生进行分组并分配相关任务:分组采取自行分组和教师指定相结合的方式进行,每组6~8名学生,先由学生自行组合,然后教师根据学生自行分组情况进行微调,微调时注意避免每组成员学习能力有明显差异,尽量使每组实力相当;②分析任务内容并制定解决方案:教师要求学生根据任务细则查阅收集相关资料,结合前面所学知识尝试探索,寻求解决问题的途径,进行探究式学习。在有限的时间内查阅大量的资料并对相关资料进行归纳总结,这对于学习基础薄弱的学生来讲是有一定难度的,因此教师要时刻关注这些学生,尽量给其提供帮助,给其明确查阅资料的范围;③学生在方案引导下完成任务:学生在探究式学习基础上,对照学习任务细则要求完成相关任务,在此过程中,教师根据学生的实际完成进展情况进行适当引导,针对一些共性的问题要集中讲解,对于个别小组或个人出现的问题要单独辅导,提供解决问题的思路;④小组汇报:学习任务完成之后要分组在课堂上进行成果汇报展示[5][6],各小组代表以PPT的形式上台汇报本小组任务完成情况及成果,其他同学认真听讲并进行提问和评价,教师最后进行点评。

[size=1em]以“切削加工方式及刀具选择”这一任务为例,该任务涉及内容较广,基本涵盖了木材切削加工中所用到的加工方式及刀具类型等,要求学生在理解各类加工方式及刀具特点的基础上能根据工件的材质特点、加工质量要求、产品价格等情况分析该工件的具体加工过程,并对加工过程中所用到的加工方式(锯切、铣削、车削、钻削等)、工艺参数(切削速度、进给速度、背吃刀量等)、刀具类型等进行合理选取,在选取过程还要注意加工成本问题,争取以最小的成本完成产品的加工。学生拿到该学习任务之后分组实施,每组都以自己所熟悉的木制品为例,有的小组选取常见的实木地板为例,详细分析了其工艺过程,并对生产过程中所涉及的一些参数及刀具类型进行了合理选择。任务完成之后要求每个小组提交一份任务完成报告,在课堂上以PPT的形式进行汇报,汇报时要详细说明工件特点、切削加工方式、主要工艺参数和刀具类型选择的依据和结果等,要求台下学生要认真聆听,并对其进行合理评价。

[size=1em](2)利用网络优势,拓展教学空间:在完成学习任务的过程中学生会遇到很多问题,及时了解学生完成任务的进展情况,帮助学生克服困难时任务驱动教学法必须要解决的一个难点[7]。光靠课堂上短暂的教学时间是远远不够的,因此我们在实际教学过程中充分利用网络优势,拓展教学空间,将一些与课程相关的资料(视频、动画、刀具产品资料等)和行业论坛链接上传到网络教学平台上供学生学习参考,另外还建立了学习交流QQ群和微信群,教师可以在群中布置问题,学生也可以在群中与教师交流,及时解决学习中遇到的一些困惑。

[size=1em](3)注重学生个体差异,因材施教:将任务驱动法应用到教学环节当中,应充分注意到学生的个体差异性[8]。对于一些教学大纲规定的必须要掌握的内容要求每一位学生必须完成,如常规的木材切削加工方式应用和特点、生产中常用的木工刀具的性能特点及选型、加工质量控制等。对于学有余力的学生根据情况适当布置一些与学科交叉和学科前沿相关的任务,为继续深造奠定基础,如我们设计了“木质复合材料切削刀具选型”、“现代切削加工方式在木材工业中的应用”、“涂层刀具在木质材料加工中的应用”等学习任务;对于基础相对薄弱的学生引导其把重点放在课程基本内容的理解和掌握上,完成基本任务,在此基础上若有条件再进一步拓展。总之,在教学过程中根据实际情况,制定灵活多样的教学方案,使每一位学生都能参与到教学中,教学过程中既要适应大部分学生的需求,同时也要适当拓展,给部分学生提供深入学习的机会,满足不同层次学生的需求,提高整体教学效果。

[size=1em](4)与生产实际相结合,注重实践性:木材切削原理与刀具课程是一门实践性较强的工程类课程,侧重于工程素养的培养,教学过程中应注意理论和实践相结合,因此在任务实施过程中应尽量与生产实际相结合,通过播放一些与木材加工相关的视频增加学生的感性认识,使其对木材切削加工过程有个初步的认识,便于一些学习任务的完成,如涉及到与切削加工方式和刀具选型相关的任务时,通过生产视频的播放有助于提高任务完成的效果。另外将部分综合性和实践性较强的学习任务与专业实习相结合,安排学生到学校的木工厂和一些相关的木材加工企业参观,直接与企业的工程技术人员面对面交流,如涉及到板式家具生产中刀具配置这一专题任务时,我们安排学生到板式家具企业和橱柜生产企业参观,通过参观使学生对板式制品生产过程和生产线及刀具配置有了初步的认识,另外学生还认识到不同基材(中纤板、刨花板等)的板式家具生产线上刀具配置的异同点。

(三) 任务考核评价

[size=1em]制定合理的任务考核评价标准并将其纳入课程考核体系中是任务驱动教学模式的重要组成部分,能激发学生自主参与到任务中,提高教学效果[9]。我们针对每个任务制订了任务完成情况评价表,内容包括专业知识技能和通用能力两方面,专业知识技能主要侧重学生对课程主要知识点的掌握情况,通用能力主要包括学生对任务的参与度、团队协作、语言表达、PPT制作等方面,专业知识技能占70%,通用能力占30%。任务考核由学生自评、小组评议和教师评议三方面构成,以任务完成情况评价表为依据,先由学生自己根据任务完成情况评价表结合自身表现给自己打分,再由小组成员和教师分别给其打分,其中学生自评和小组评议各占30%,教师评议占40%。

三 结束语

[size=1em]新时期对工科类专业强调工程素养和创新素质的培养,木材科学与工程专业作为工科专业要适应这一需求。木材切削原理与刀具课程与生产实际密切相关,是木材专业具有工程素养和创新素质人才培养的重要组成部分,通过任务驱动教学模式在该课程的实施,活跃了课堂氛围,变被动学习为主动学习,提高了学习的积极性,学生在完成学习任务的过程中不仅能学到与课程相关的专业知识,还可以提高自己的实践能力、团队协作能力和分析解决问题的能力等,而这正是工程素养和创新素质人才培养的基本要求。

[size=1em]参考文献

[size=1em][1] 李黎,杨永福.关于木材科学与工程本科应用技术型专业教材建设的思考[J].中国林业教育,2011,19(11):16-19.

[size=1em][2] 吴良奎.木材切削原理与刀具课程教学改革与实践[J].安徽农学通报,2011,17(7):192-193.

[size=1em][3] 张永强,郝文秀,韩晓星.基于任务驱动的“化工机械设备基础”课程设计教学改革与实践[J].内蒙古石油化工,2015(17):102-103.

[size=1em][4] 连刚强.任务驱动教学法在钻井机械教学中的应用[J].职业,2015(11):93-94.

[size=1em][5] 陈美华.任务驱动下“物流信息技术应用”课程混合式教学探讨[J].柳州职业技术学院学报,2018,18(5):77-80.

[size=1em][6] 刘尚坤,吕亚玲,霍娟.任务驱动教学法在机械制造技术基础教学中的应用[J].出国与就业,2011(12):181.

[size=1em][7] 赵振宁,方志刚,高云.“任务驱动法”与“讲授法”在教学中的对比研究[J].大学教育,2015(1):139-140.

[size=1em][8] 张洪申,罗弦.参与式教学法在非机专业教学中的应用研究[J].大学教育,2018(11):51-54.

[size=1em][9] 陈玉竹,肖辉,黄兴彦,等.论木材科学与工程专业《木材学》与《木材加工化学》的有效衔接[J].教育现代化,2019,6(54):185-187.



[size=1em]本文引用格式:吴良奎.任务驱动模式在木材切削原理与刀具课程教学中的应用[J]教育现代化,2020,7(18):40-42.

[size=1em]DOI:10.16541/j.cnki.2095-8420.2020.18.014

[size=1em]基金项目:本文系安徽农业大学教学研究项目“基于任务驱动的木材切削原理与刀具课程教学改革”的研究成果(项目编号:201642yj41)。

[size=1em]作者简介:吴良奎,男,汉族,浙江余姚人,安徽农业大学林学与园林学院,讲师,硕士研究生,研究方向:木材加工装备教学。



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