行为引导型教学在数控仿真教学中的应用浅探.doc

行为引导型教学在数控仿真教学中的应用浅探王伟中宝成技工学校 陕西 宝鸡 721006【内容摘要】行为引导型教学是以团队合作的方式，引导学生主动完成课堂任务，并最终体现在学生行为能力的变化上。这种教学方法充分体现了以学生为中心的教育理念，使学生在“工作”中学习。最终实现培养人的专业能力、方法能力、社会能力以及岗位适应能力的教学目标，形成跨学科的综合课程和以职业活动为导向的培训模式。 【关键词】行为引导 分组合作 仿真加工 关键能力一、引言行为引导型教学20世纪70年代源于德国，经过20多年的探索，于1999年以法律形式确定在德国全面应用。我国山东、浙江、江苏、河南等省市引进了这种教学模式，并结合自身实际进行试点，都取得了良好的效果。教学中，要实现相应的教学目标，教师必须从传统的教学角色（主角、教学组织领导者）中转变，转变为引导者、学习辅导者和主持人，发挥教师真正的“引导作用”。教师角色是否转换到位，关键看教师是否对学生情况有透彻的分析，课前是否有充分的准备，教学过程的设计是否精心。下面以数控加工专业数控机床编程与操作（数控车床分册 第二版）课程中采用行为引导型教学进行浅要的探讨。二 、行为引导型教学教案首页20092010学年 第二学期 课程：数控机床编程与操作（数控车床分册）授课日期授课班级授课教师授课课时行为引导教学类别2010.5.182课时综合能力培养法学习领域日本FANUC-0i车削数控系统编程与操作学习单元典型零件的编程与操作主要行为数控车床操作工的基本能力培养部分行为数控操作工多刀具对刀的训练学生情况分析目标群体分析：08数控班学生前期已经过对FANUC-0i系统常用指令、多重复合循环指令的理论及仿真学习，已初步掌握相关指令；但前期教学中进行的是单一课题，只能用单一刀具对某一内容进行编程及仿真加工。他们对顺利取得数控车床操作工中级技能职业资格证书十分渴望，希望通过仿真加工模拟考证过程。调查表明，学生对数控加工工艺路线的制定，如何合理的选用指令，多刀具对刀概念模糊。为激发学生学习兴趣，超出教材，仿真加工零件选用上一届学生取证考题零件。教学目标专业能力能较合理的确定加工方案，初步具有正确刀具和切削用量的能力，指令选用基本合理，会进行多刀具对刀及准确地进行刀具补偿。 方法能力制定加工工艺、多刀具对刀、专业表格的使用社会能力团队合作能力，独立解决问题的能力引导问题对前期单项课题简要总结，指出不足，引出本次课题。直接用幻灯片打出本次仿真教学要加工的零件图，告知学生本课题为上一届本专业学生取中级工证考题，以引起学生的高度重视。教学过程及教学方法回顾、引出问题-授课-分组职业活动-仿真加工-成果评估-相关评议模拟教学法等教学环境及教具多媒体仿真教学室课前准备1.课前下达任务书；2.学生借专业手册或准备相关课本。三、行为引导型教学教案教学过程时间分配教学内容方法应用回顾、引出问题约3分钟一 课程导入(直观导入) 展示本次课体零件图，通过设问引导学生进入本次课程教学内容，学习多刀具对刀的方法及确定加工工艺路线。电脑图片1（任务书）设问授课约12分钟二学习指导：1.加工工艺的主要内容1）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求；2）加工工序的设计。如选取零件的定位基准、确定装夹方案、划分工步、选取刀具、确定切削用量等；3）数控加工程序的调整。如选取工件坐标原点和换刀点，确定刀具补偿和加工路线等。2、程序编辑要求（两大短原则）：1）零件的加工程序要尽可能短；2）零件的加工路线要尽可能短。3、多刀具对刀方法1）选用90度偏刀将第一个刀具对刀完成；2）选用刀宽为5mm的切槽刀，在手动数据输入方式下选择该刀具，将第二个刀具对刀完成。电脑图片2简要讲授强调2）、3）项以书面形式给出电脑图片3启用数控仿真系统、模拟教学法合作学习、仿真加工约65分钟三、分组职业活动课堂任务书（一）制定图一加工工艺路线：1、确定装夹方式及工作坐标原点；2、查表确定螺纹相关尺寸；3、选择刀具；4、确定切削用量；5、确定编程将主要用到的单一循环指令和复合循环指令。（二）编程仿真加工图一1. 指出前期仿真操作中存在的问题；2. 听取学生意见，给出评价方案。提出分组要求按小组合作完成学生一人一机，按设定的方案编程、仿真操作教师巡回检查指导约8分钟四、成果评估：1）学生评估，分组派代表进行；2）教师评议，合作情况、仿真结果的评议自选代表对本组成果进行展示和评议约2分钟五、课后拓展 1）要求以书面形式，将本次课的加工工艺，加工程序及经验教训归纳整理上交；2）将选好的数控竞赛试题发放给学生，要求制定加工工艺。发放竞赛试题四、行为引导型教学的实施（一）课前准备：教学设计应以职业活动为导向。 课前准备是行为引导型授课成败的关键。教师大量的课堂设计思想都应在课前准备中进行体现。 学习内容的确定上要注意不可局限于课本内容，从而使备课存在很大的局限性或者根本无法达到行为引导教学的目的，必要的情况下应超出课本限制和学科限制。例如本次仿真教学加工则上一届学生“数控车中级工”取证试题（加工图样见任务书，任务书已提前发放给学生，人手一份，加工图样如图一所示），课前要求学生借阅相关切削加工手册或带上相关课本，如公差配合与技术测量等；这就有可能引发学生提出本课程或本专业以外的问题，这就要求教师不仅要精通本工种的编程加工问题，同时其它数控机床、如对数控铣床也应做到心中有数。对于授课中可能出现的学生思想或行为方面的扩散应做到有所准备，在培养学生行为能力为目标的教学过程中这是比较容易出现的情况。因此对教师的教学能力和专业素养也同时提出了比较高的要求。毛坯：105165 材料：45 全部 3.2 R52890720-0.0552M3221501000-0.035两端245 R10 20 20 25 5 30技术要求:1. 未注尺寸公差按GB1184-80要求；2. 锐角倒钝。图一学习环境和教学方法是行为引导教学方法得以体现的最直接的途径，学生参与的多少在很大程度上是衡量教学成功与否的关键。如何保证学生在课堂上能够主动地、积极地、更多地参与教学过程，是课前设计中所要解决的重要问题。本次课采用了数控仿真多媒体教室，教学的开始实际上从上次课结束就已经开始；上次课结束时，已将任务书发放给学生，并告知他们该课题的来历。这样，一方面可激发学生学习的积极性，引起学生的高度重视；另一方面要求学生考虑该课题的加工步骤，为本次课的顺利进行打下良好的基础。本次课采用了比较常用的“激发”引导、学生讨论、仿真模拟教学法和仿真操作等教学形式，组织学生心、手、脑并用，教与学结合，“工作与学习”结合，身体力行获取知识与技能，加工结果可亲自检测，进一步激发学生的学习兴趣，从而使他们更积极、更充分地参与到“工作中来”。在这种教学理念中，充分地相信学生并让学生建立自信非常关键。只有相信学生的发现问题的能力、解决问题的能力、创造性“工作”的能力才能更好地培养学生的专业能力、方法能力和社会能力。 为达到教学目的，引起学生的足够重视和浓厚兴趣，对课堂教学的细节设计上也应足够的重视。如本次课中除了注意课题选择，对分组细节方面也做了处理，即将学习中好的、差的搭配开来，从而保证教学过程有效、顺利地进行。（二）教学实施行为引导型教学的关键不仅体现在教师对教学内容的熟练叙述及熟练操作上，而更重要的体现在教师完全吃透教学内容和教学要求的基础上利用合理巧妙的课堂设计达到教学目标，其教学目标的核心体现在每一次课后学生是否具备了行为能力上的变化。为更好地达到教学目标，应让学生尽可能地自主发现问题并解决问题，教师要做的工作是如何激发学生发现问题的兴趣并指导学生解决问题，使学生在这一过程中体会到自主解决问题后的快乐。教师要以与学生平等的身份参与到学生探知的过程中，激励学生积极参与、自主学习、合作学习，并适时加以指导，要“雪中送炭”，而不是“锦上添花”！所以引导学生自主学习成为这种教学方法的最大特点。通过以下五个方面可以简单体现本次课所希望达到的状态。1.教学准备：教学设施、用具到位；具有主要教学过程控制的思考和设计；课程目标和教学手段的定位准确。2. 教学过程：引导学生思考问题；指导解决问题思路；教学过程导向合理；辅导及时促进思考；操作过程规范。3. 教学方法：学生可以参与教学全过程；正确描述问题，明确学习任务；提倡和接受师生共同负责学习工作；方法灵活，精讲多练，模拟生产现场仿真操作，合作学习；分工明确，学生自主协助解决问题；学生具有展示自我工作成果的充分机会。4. 教学评价：可以使学生具有行为能力上的变化；能够采用积极的评价方式，评价准确；以教学内容为手段培养学生的自主学习能力、专业知识应用能力、合作协调能力。5.教学拓展：共同反思；课后训练，再度提高。（三）过程控制本次课的教学过程包括课程导入、学习指导、分组职业活动、仿真加工、成果评估、相关评议、课后拓展等主要内容。 1.“课程导入”以吸引学生注意力为目标。设计导入方式时应围绕主要教学内容，突出职业特点或行为特色，站在一定高度上进行思考，以便拓宽思路，获得更多、更灵活的导入方法。本次教学中，课题导入时告知学生所选课题为上一届学生数控车工中级工取证试题，“取证”是学生三年学习重点关心的内容之一，这样“一开课”就牢牢地抓住了学生的心，注意力被高度集中。2.“学习指导”重要的是指导学生解决问题的方法和思路，对于不同的授课内容和程序编辑的要求，应该具有不同的指导方式，但以简明扼要为原则。对于具体的问题应在操作中由学生自主发现并加以解决。本次课属于综合训练课，单刀具对刀前面的授课中已讲授并训练过，学生已掌握；但本次操作中用“一刀”显然是不行的，这一问题学生很快就会发现，因此，采用了模拟教学法。其目的是在有限的时间内让学生少走弯路，尽快掌握该对刀方法；如果时间允许，让学生在试探和挫折中积累经验、总结提高也是加强记忆的有效手段。 行为引导型教学关键是培养学生的能力，即应对用人市场和专业变化的能力，因此对于一些结论性和经验性知识，在教给学生的同时要让学生参与到经验的积累和结论的获得过程上。本次课中螺纹小径尺寸的确定，一方面可通过计算确定，另一方面也可通过专业手册查的；未注尺寸可通过已学过的公差配合与技术测量查到，也可通过专业手册获取。这些都是过程的参与和经验的积累。 3.“分组职业活动”是行为引导型教学的关键组成部分，也是典型的一种方式。为取得良好的教学效果、保证教学过程的顺利进行，分组应注意将学习“好、中、差”的适当搭配开，同时注意学生已有能力的互补性。分组不仅可以激发学生相互竞争的意识，同时在小组之间又形成了一种团队合作意识。这种合作学习能把学生学习知识、技能与人际交往能力的锻炼融于一体，能把积极的互相依存和个人的责任心高度统一起来，对独生子女的社会化教育有很大的补偿作用，这种“合作”培养了学生的社会能力。通过合理分组、合作学习，学生各自优势在小组中可以互补，由此降低了学习难度，加上教师的充分信任，鼓励学生尽可能独立完成工作任务。学生确实遇到难以解决的问题时，教师应及时加以引导，以保证教学效率。在分组职业活动中，应该以任务书的方式将学生需要完成的任务加以明确。任务应难易适当，并尽可能有利于学生自主完成。因此教学任务的设计在每一门不同的科目中都有灵活多样的方法，教师备课的艺术性将在此集中体现。本次课的分组任务书分两个问题表达，第一个是制定零件（图一）的加工工艺；第二是选择适当指令仿真加工该零件，程序编制要求符合“两大短原则”。仿真加工出该零件是本次课教学内容的重点，加工工艺制定的是否合理，指令是否选择得当，“模拟教学法”讲授的“多刀具对刀”是否掌握，都可通过仿真加工的过程、仿真检测结果体现出来。学生制定的加工工艺及仿真检测结果会呈现多样性，在学生成果展示和教师讲评或操作过程中教会学生学习知识的方法。分组职业活动的思路可以加以扩展。从一定角度看，合作学习可以获得较好的能力提高效果，同样，如果采用分组合作考试的方式，也可以成为一种改变传统教学思路的方法，通过改变考试形式促进教学方法改革。一些学校将考核与产品任务统一的做法，就在一定程度上淡化了考核的形式要求，强化了完成工作的目标要求和方法要求，符合现代企业对员工团队合作意识的要求。 教学观念的转变在此显得尤为重要，没有接受新的教学观念的勇气就难以进行与时俱进的教学改革。教学改革首先应该从教学观念的改变上起步。职业教育目前生源状况上的变化，实际上是社会发展的一个必然阶段，教育如何通过自身的努力应对这种变化，是每一个教育者肩负的责任，一味地强调客观，实际上是传统教育形式和手段已经难以应对当今社会发展所带来的冲击。 4.仿真加工，数控加工仿真系统其仿真加工过程与实际机床的操作过程基本相同，即开机上电、安装零件、夹具和刀具的选用、对刀、输入程序和相关参数、程序效验、自动加工、零件检测等等。数控仿真系统为学生创造了一种身临其境的环境，感悟未来职业岗位的氛围，提供了反复训练、随时进行过程及加工结果进行评价检测的可能性。数控仿真加工将教学课题的理论知识和实践技能结合在一起，实现了学生在“工作中学习”这一比较理想的学习模式；学生有独立进行计划工作的机会，在一定的时间范围内可以自行组织、安排自己的行为；数控仿真加工不仅有知识、技能的应用，而且还可以应用已有知识，学习一定的新知识、新技能，解决过去从未遇到过的实际问题。本次课题中，加工工艺及程序编制属于理论教学范畴，而操作加工属于生产现场“真实”的操作；“多刀具对刀”则属于学生以前未遇到过的问题。学生一人一机仿真操作，则为个人施展能力、展示自我提供了很好的空间，有利用提高学生分析问题、独立解决问题的能力及今后在职业活动中的应变能力。学生仿真加工时，教师则要扮演多种角色，即可以是企业中的“技术员”、“编程员”、“数控操作工”、也可是“检验员”，甚至是“安检员”。教师以多身份出现辅导、指出、解决学生仿真操作过程中的各种问题，做好“引导”工作。本次操作中，有的学生在程序输入时采用键盘，则是一种错误操作，指出必须用系统面板将程序输入，才符合真实操作。学生遇到问题，主张在组内解决问题，组内不能解决问题时再“上报”，由“教师”及时处理，保证教学过程符合“企业模式”。仿真加工不能也不可能全盘取代真实的数控机床加工，因此，教师要适时指出仿真加工过程中与实际操作中不相符的地方，同时要注意仿真加工引起的“负面行为”。一方面，学生在应用数控加工仿真软件进行编程与操作训练时，往往容易忽视切削用量和数控刀具的选用，这样的程序应用在实际中容易打刀，出现加大生产成本、影响加工质量、降低生产率等问题，对此教师在“引导”中应及时指出。另一方面，在利用数控仿真软件进行技能训练时容易使学生产生依赖心理，沉迷于仿真加工，而疏于对真实数控机床的操作。这就要求教师提高管理能力和教学水平，采用合理分组，科学安排应用数控仿真软件进行技能训练的时间，仿真训练与实际操作训练穿插进行等方法，将“负面行为”减少到最低程度。5.“成果评估”阶段，由学生分组派代表进行本组任务成果的说明和展示，这同时是其他小组学生共同学习的过程。每一组的说明和展示都代表了学生学习的过程和结果，教师可以更好地掌握学生的学习动态，真正做到对教学过程的全面把握。分组成果的评估，可以由学生相互进行，也可以根据教学内容和实际情况直接由教师进行评估，但是在教师评估的过程中必须注意绝不能否定学生的任何一种工作成果，特别是行为引导教学的前期，保护学生的学习主动性和积极性是最重要的。教师要学会容许反对意见或者学生错误的存在，任何情况下教师不要将自