基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“鞋楦逆向建?！苯虒W(xué)設(shè)計(jì)

宋浩

基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“鞋楦逆向建?！苯虒W(xué)設(shè)計(jì)

宋浩

通過(guò)五年制高職模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)“逆向工程技術(shù)”實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目“鞋楦逆向建模”這一教學(xué)案例，探討了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)在五年制高職CAD/CAM類(lèi)課程教學(xué)中的應(yīng)用。實(shí)踐證明，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能讓學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，進(jìn)而達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。

五年制高職；模具設(shè)計(jì)與制造；逆向工程技術(shù)；教學(xué)設(shè)計(jì)；專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)課程；任務(wù)驅(qū)動(dòng)

“鞋楦逆向建模”是五年制高職模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)課程“逆向工程技術(shù)”的典型項(xiàng)目。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，往往只注重逆向建模Imageware軟件命令的理解與運(yùn)用。[1]通過(guò)學(xué)習(xí)，大多數(shù)學(xué)生可以掌握Imageware軟件的點(diǎn)云分割、曲線構(gòu)建與編輯、曲面構(gòu)建與編輯等基本技能，但是無(wú)法舉一反三，也無(wú)法達(dá)到學(xué)以致用的水平。[2-3]他們最缺的是分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，但在傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中往往也得不到培養(yǎng)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是以解決問(wèn)題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式教學(xué)為理念，將傳統(tǒng)的再現(xiàn)式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的探究式學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生處于積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，使每位學(xué)生都能根據(jù)自己對(duì)當(dāng)前問(wèn)題的理解，運(yùn)用共有的知識(shí)和自己特有的經(jīng)驗(yàn)提出方案、解決問(wèn)題，從而恰好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的不足。[4-5]本文著重進(jìn)行基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的“鞋楦逆向建模”教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、教學(xué)分析

（一）教學(xué)內(nèi)容分析

“鞋楦逆向建?！笔恰澳嫦蚬こ碳夹g(shù)”實(shí)訓(xùn)課程的項(xiàng)目二，6個(gè)學(xué)時(shí)。本項(xiàng)目的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：（1）鞋楦特征曲線的判斷；（2）點(diǎn)云的截取與分割；（3）曲線的構(gòu)建與編輯；（4）曲面的構(gòu)建與編輯。

（二）學(xué)情分析

本課的授課對(duì)象是模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)三年級(jí)的學(xué)生，這些學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目一的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了逆向建模的基本流程和簡(jiǎn)單曲面的構(gòu)建方法，具備基本的軟件操作能力，形象思維能力尚可，但抽象思維能力較弱，他們?cè)诮處煹囊龑?dǎo)下，樂(lè)于動(dòng)手和探索。

（三）教學(xué)目標(biāo)分析

根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造工作崗位的工作要求，確定本課的教學(xué)目標(biāo)為：（1）知識(shí)目標(biāo)。掌握點(diǎn)云截取、分割，曲線構(gòu)建、編輯，曲面構(gòu)建、編輯命令；（2）技能目標(biāo)。能根據(jù)點(diǎn)云特征，正確判斷特征線并構(gòu)建曲面；（3）情感目標(biāo)。通過(guò)學(xué)習(xí)任務(wù)演練，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。

（四）教學(xué)重難點(diǎn)分析

本課的教學(xué)重點(diǎn)是由點(diǎn)云構(gòu)建曲面；教學(xué)難點(diǎn)是特征線的判斷。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)方法

本課采用的主要教學(xué)方法是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，在教師的引領(lǐng)下以工作任務(wù)為學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生在完成工作任務(wù)的過(guò)程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和技能,發(fā)展學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

（二）任務(wù)分解

基于逆向建模的工作過(guò)程，本課共設(shè)計(jì)了五個(gè)任務(wù)：（1）判斷鞋楦外觀的特征曲線位置；（2）截取鞋楦特征點(diǎn)；（3）構(gòu)建鞋楦外觀特征曲線；（4）編輯鞋楦外觀特征曲線；（5）構(gòu)建鞋楦外觀曲面。這五個(gè)任務(wù)由簡(jiǎn)入深，環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生在一連串的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（三）教學(xué)評(píng)價(jià)

在參考相關(guān)評(píng)價(jià)表的基礎(chǔ)上制定了以下評(píng)價(jià)量表，如表1所示。

表1 教學(xué)評(píng)價(jià)表

三、教學(xué)實(shí)施

課前，給學(xué)生布置任務(wù)，去鞋店體驗(yàn)買(mǎi)鞋過(guò)程。新課開(kāi)始，播放一段制鞋工廠制鞋的視頻，創(chuàng)設(shè)制鞋情境，提出本課的任務(wù)：利用小明腳部的掃描數(shù)據(jù)，為小明逆向建模鞋楦，提供給制鞋工廠，定制一款皮鞋。

以此為目標(biāo)，首先要判斷鞋楦的特征線位置，這是本節(jié)課的難點(diǎn)。為了突破難點(diǎn)，這里采用的方法是：教師與學(xué)生情景演繹買(mǎi)鞋過(guò)程，教師扮演營(yíng)業(yè)員，學(xué)生扮演顧客，讓學(xué)生初步了解一雙合適的鞋必須在尺寸上具備哪些條件；接著，教師提供鞋楦設(shè)計(jì)工廠的設(shè)計(jì)圖紙，讓學(xué)生討論鞋楦底部和頂部特征點(diǎn)的位置，學(xué)生通過(guò)小組討論，發(fā)表自己的看法；在此基礎(chǔ)上，教師提示學(xué)生可以借鑒三維建模中這些特征的建模思路，學(xué)生再次討論，最終確定4條特征線的位置。

在正確判斷特征線位置的基礎(chǔ)之上，學(xué)生接下來(lái)要完成由點(diǎn)云構(gòu)建曲面的任務(wù)，這是本節(jié)課的重點(diǎn)。為了突出重點(diǎn)，先進(jìn)行任務(wù)分解，在此，教師演示典型馬鞍面由點(diǎn)云構(gòu)建曲面的過(guò)程動(dòng)畫(huà)，讓學(xué)生從中找出點(diǎn)云構(gòu)建曲面的步驟，從而將任務(wù)分解成四個(gè)環(huán)節(jié)：（1）截取鞋楦特征點(diǎn)云；（2）構(gòu)建鞋楦外觀特征曲線；（3）編輯鞋楦外觀特征曲線；（4）構(gòu)建鞋楦外觀曲面。整個(gè)過(guò)程較為繁瑣，如果教師演示全部建模過(guò)程會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，學(xué)生也記不住。為了解決這個(gè)難題，可將每個(gè)過(guò)程錄制成15分鐘左右的微課，以供學(xué)生參考。通過(guò)微課學(xué)習(xí)，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生分層教學(xué)，不同知識(shí)水平的學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。在學(xué)習(xí)中，一旦遇到問(wèn)題，可以提出疑問(wèn)，教師就能針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題,有針對(duì)性地進(jìn)行答疑。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師不斷巡視查看學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，從而了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。對(duì)非共性的問(wèn)題可以進(jìn)行單獨(dú)交流和指導(dǎo)，對(duì)大多數(shù)學(xué)生共性的問(wèn)題,可以通過(guò)教學(xué)播放系統(tǒng)給予廣播式的指導(dǎo)。

任務(wù)完成后，學(xué)生將完成的成果保存并提交，教師收集和整理學(xué)生完成的作品，并對(duì)作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，肯定學(xué)生的成果。同時(shí)，教師組織學(xué)生進(jìn)行思考和總結(jié)，填寫(xiě)工作任務(wù)書(shū)，以達(dá)到對(duì)知識(shí)的提煉和升華。

四、教學(xué)反思

使采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的“逆向工程技術(shù)”實(shí)訓(xùn)課堂，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到了極大的提高。“鞋楦逆向建?！弊鳛橐粋€(gè)完整的項(xiàng)目，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，直接上手具有一定的難度。經(jīng)過(guò)教師的引導(dǎo)，將比較復(fù)雜的項(xiàng)目予以分解，先易后難,逐步推進(jìn)，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由學(xué)生提交的成果可知，大部分的學(xué)生能夠適應(yīng)這種教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成教師預(yù)先設(shè)定的任務(wù)，從而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

但是，在教學(xué)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，因?yàn)椤靶改嫦蚪！笔且粋€(gè)完整的項(xiàng)目，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)只是將這一完整項(xiàng)目進(jìn)行了分解，各任務(wù)之間也是環(huán)環(huán)相扣，下一任務(wù)的開(kāi)始必須建立在上一任務(wù)正確完成的基礎(chǔ)之上。如果有個(gè)別學(xué)生在開(kāi)始的任務(wù)中就已經(jīng)發(fā)生錯(cuò)誤了，就會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的完成情況。在今后的教學(xué)過(guò)程中，需要加強(qiáng)過(guò)程評(píng)價(jià)，針對(duì)每一個(gè)任務(wù)的成果教師都要進(jìn)行收集和評(píng)判，以盡早地指出學(xué)生在任務(wù)完成過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

[1]譚昌柏.《逆向工程技術(shù)》課程教學(xué)探討[J].中國(guó)科技信息，2008（18）：276-277.

[2]胡笑奇，林云峰.“逆向工程與快速原型技術(shù)”教學(xué)改革初探[J].麗水學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（5）：119-122.

[3]朱裕生.中職教育《機(jī)械制圖與CAD》一體化改革的思考[J].裝備制造技術(shù)，2016（4）：273-276.

[4]張洋，段磊.基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的模具CAD/CAM技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2014（1）：93-95.

[5]陳志明.大賽引領(lǐng)下高職CAD/CAM課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].職教通訊，2012（21）：70-71.

[責(zé)任編輯 趙文清]

宋浩，男，無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校講師，碩士，主要研究方向?yàn)槟嫦蚬こ碳夹g(shù)教學(xué)。

G712

A

1674-7747（2017）15-0017-02