任务驱动法在机械工程材料教学中的应用探索

钟燕春 郭雄 赵英娜

摘要：针对应用型本科常开课程《机械工程材料及热加工工艺》的课程特点、教学现状以及课程学习中存在的问题，结合学生基础和专业特点，分析“任务驱动”教学模式的优越性，在实践教学中应用任务驱动法来分析和主导教学过程。在教学过程中，将课程和和任务相结合，引导学生将知识应用到实际中，在实例讲解过程中穿插知识点，并鼓励学生多提问、相互协助和自主学习。文中同时对实施过程、相关知识及任务的导入以及可能遇到的问题进行详细的阐述。

Abstract： According to the characteristics， teaching status and problems of the application-oriented undergraduate course "Engineering materials and forming technology"， this paper analyzes the advantages of the "task driven" teaching mode combined with the students' basic and professional characteristics， and applies the task driven method to analyze and guide the teaching process in practice teaching. In the process of teaching， the course and task are combined to guide students to apply knowledge to practice. Knowledge points are interspersed in the process of explaining examples， and students are encouraged to ask more questions， help each other and learn independently. At the same time， the implementation process， the introduction of relevant knowledge and tasks and the possible problems are described in detail.

關键词：机械工程材料及热加工工艺;任务驱动法;课程;任务

Key words： mechanical engineering materials and thermal processing technology;task-driven method;course;task

中图分类号：G424.1                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0234-02

0  引言

在应用型本科院校中，《机械工程材料及热加工工艺》是机械类专业的一门专业基础课，该课程的理论性较强，许多内容都比较抽象。因此，想要提高这门课程的实用性，应当结合应用型本科学生的特点，在学习和掌握机械工程材料与热处理工艺的基本理论和知识的基础上，让学生掌握常用金属材料的性能特点及用途，了解机械零部件在设计过程中合理选用材料的方法，初步掌握热处理工艺的合理选用及工艺路线安排，将实践与理论结合到一起，让学生们能够做到学有所用。本文采用“任务驱动”的教学模式来对课程的多个环节进行改革，具体包括教学理念、方法和手段、实践环节等多个方面，希望以此来激发学生对本门课程的求知欲，提高学生的理论水平、实践能力和创新能力。

1  机械工程材料及热加工工艺课程特点

第一，《机械工程材料及热加工工艺》对机械类专业而言，是一门非常重要的专业技术基础课。该课程主要分为两大模块：机械工程材料和热加工工艺。在机械工程领域，无论是设计还是加工制造方面，都需要对工程材料及热加工工艺进行选择与使用。因此，对应用型本科院校机械类专业学生而言，工程材料及热加工工艺的理论及专业知识是必不可少的。

第二，《机械工程材料及热加工工艺》课程在学习过程中存在一定的困难。该课程各章节的知识点多且广泛，内容比较抽象，理论性比较强，如果仅靠死记硬背，不与实际操作相联系，则学习起来会存在一定的困难。而且传统的课堂教学多以教师填鸭式教学为主，即教师是课堂的主体，学生被动的接收知识，因此学生的学习积极性不高，课堂整体氛围压抑，教学质量较低。

2  “任务驱动”教学模式的优越性

任务驱动教学模式是以项目和任务贯穿整个教与学的过程，教师引导学生积极主动、互相协助进行探索学习，在完成既定的任务和项目的同时，可以让学生将学习的过程和行为过程有效的结合起来。任务驱动教学模式可以使学生在学习的过程中始终带着真实的项目或者任务，不断激发学生对知识的求知欲，使学生在这个过程中获取成就感，进而提高学生的独立思考、积极进取、勇于探索的能力[1]。

2.1 调动学生的学习兴趣

如果学生能够对学习产生更多的兴趣，那么在这过程中他的各方面能力均能得到更好的培养，如分析和解决问题的能力、自主学习能力以及团队协作的能力等。《机械工程材料及热加工工艺》的教材多以叙述性内容为主，多理论概念，因此，学生在学习过程中难免会感到枯燥乏味。此外，当前的教学方式也还是以填鸭式为主，没有科学合理地对教学方法做出调整，这使得教师在进行教学时未能做到主次分明。而任务驱动教学法刚好能够弥补传统“填鸭式教学”的不足，其倡导“任务是主线，教师是主导，学生是主体”，这使得以往被动的教学模式得到了改变。由此可见，“任务驱动”式教学方法可以调动学生的积极性，让他们自主的参与到课堂学习中，从而使得课堂教学质量得到有效的提升。

2.2 科学合理的教学课程设置，提高学生对知识的应用能力

应用型本科的教育重点在于培养优秀的技术应用人才，提倡在教学过程中将理论与实际结合到一起，为社会和企业输送高素质的应用型人才。《机械工程材料及热加工工艺》的课程内容难度大，不仅包含理论教学，还包括实践教学。而相关的教材在理论和实践之间的衔接性较差，这使得学生在自主学习和充分发挥创新能力方面的空间几乎为零，更别谈要培养学生发现和解决工程实际问题的能力了。而任务驱动教学法是把传统的以教授知识为主的教学思想转变为以分析和解决问题、完成任务的多维互动教学方式，以提高学生独立自主思考问题、解决问题以及完成任务的能力。

3  在实际课程中如何合理运用“任务驱动”教学模式

“任务驱动”教学模式的具体实施过程如下：

①将课程内容与任务紧密的结合在一起，即在课程中多讲解一些具体的实例，由此来引出任务，引导学生在具体实际中找到学习的重点，让他们能够将学习到的知识切实地运用于实际生产。

②在实例中穿插重要知识点，教师引导学生来提出问题，鼓励学生积极进行相互协作以及自主学习，最终找到问题的答案，即在这个过程当中老师的角色不再只是教授，而是更加注重引导。

③在解决问题的过程当中不同小组可以提出不同的想法和观念，最后由老师进行指引，找出最合适的解决问题的方法。为了更好的说明“任务驱动”教学模式是如何在《机械工程材料及热加工工艺》当中发挥作用的，我们举几个具体的实例来说明。

任务一：如何延长内燃机气缸使用寿命

内燃机气缸是内燃机的重要组成部分，引导学生查阅相关资料进一步了解到，影响内燃机气缸使用寿命的最主要因素是磨损，气缸的磨损程度直接决定其使用寿命。因此，本任务要求学生，从材料的选择和热处理角度出发，研究如何提高内燃机气缸的耐磨损能力，进而延长其使用寿命。通过解决该任务，可以使学生深刻感受到学以致用，将学到的知识应用到工程实际中，不仅可以巩固加深所学的知识点，同时可以提高学生的学习兴趣，激发他们解决问题的好奇心。

任务二：弹簧钢加工

弹簧钢的含碳量一般为0.45%-0.85%，主要为中、高碳钢，具有较高的屈服点、弹性极限、疲劳强度和屈强比，主要用于制造各类弹簧及其他弹性元件[2]。60Si2Mn是目前应用比较广泛的合金弹簧钢，常用来制造机车板簧或者测力弹簧，其主要的工艺流程如图1所示。通过这个任务可以引入锻造加工，钢的热处理工艺，以及如何选择合金复合的材料等方面的知识。通过让学生分组进行实际的加工操作，在提高他们动手能力的同时，提升他们的专业技能。

任务三：汽车外壳用材及其工艺性能分析

材料是影响汽车质量的一个重要因素，目前汽车外壳常用材料多为钢板、铝等金属材料。但是随着社会的发展，人们对汽车更加倾向于经济性、轻量化以及节能减排等方面的追求，因此，一些非钢铁材料，如：铝、塑料、镁合金等材料，在汽车外壳的制造中发挥其重要作用。借助此任务，引导学生对金属材料及非金属材料的力学性能及加工工艺性能进行对比分析，进而使学生更好的理解材料的多样性以及材料对工业制造的重要性，让学生更好的掌握材料的使用性能，为后续学习和应用材料做铺垫。

4  采用“任務驱动”教学模式时需关注的问题

4.1 任务与实际结合

在制定任务时要充分考虑学生的学习情况、本专业的特色等，并将这些因素作为参考来设定任务，争取做到设计任务紧密结合专业并能够满足不同层次学生的学习要求。

4.2 采用“任务驱动”教学模式

分组后，由于学生的水平有所差异使得小组任务的进展程度各不相同，有可能会出现有些小组提前完成任务，而部分小组一无所获的情况。因此，这就对老师的课程安排提出了更高的要求，即为了顺利保障教学任务的完成，老师需要把握好课堂节奏。

4.3 评价困难

分组学习过程当中，难免会出现部分学生混水摸鱼的情况，这就使得教师难以对学生的学习情况进行真实客观的评价。

5  结论

“任务驱动”式教学模式能够活跃课堂氛围，调动学生的学习积极性，这有助于培养他们独立思考以及分析和解决问题的能力。整体来看，当下的教学应进行改革和创新，即应当将以教师为主导的课堂转变为以学生为主导的课堂，应重视学生综合能力以及创新思维的培养，并让他们主动的投入到课堂学习当中，将教师传授的知识转化为分析问题和解决问题的能力，以此培养更多符合社会需求的高素质应用型人才。

参考文献：

[1]郑金州.教学方法应用指导[M].上海：华东师范大学出版社，2006.

[2]吕广庶，张远明.工程材料及成形技术基础[M].二版.北京：高等教育出版社，2011.

[3]李旋，巨佳，李华冠，等.“工程材料”课程教学的初步探索[J].教育现代化，2018（49）：300-301.

[4]李英，杨莉，郭国林.面向应用型人才培养的《工程材料及成型技术基础》[J].教育现代化，2016-6（32）：28-30.

[5]田娜，白力静.面向“卓越计划”的“材料及热加工工艺”课程教改[J].科技风，2015（1）：56.

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[8]刘晓洁.基于信息技术的任务驱动教学模式下学生自主学习能力的培养[J].教育现代化，2019，6（26）：186-187，186.

[9]黄政杰，郭春洁.汽车外壳零件用新型镁合金的压铸工艺优化[J].热加工工艺，2020，49（15）：51-53，63.