論小組合作學習在中職金屬切削原理與刀具課程中的應用

何依文

【摘要】金屬切削原理與刀具是一門研究金屬切削過程基本規律與應用、標準刀具的選型與使用、非標準刀具設計原理與方法的學科，是機械制造專業的重要專業基礎課。文章結合課程內容和教學實際，認為開展小組合作學習能充分調動學生學習的能動性，提高學習效果。

【關鍵詞】小組合作學習；金屬切削原理與刀具課程；應用

中職學生學習金屬切削刀具，由于角度分析是空間概念抽象難理解，角度多且功用不一，其間又有換算關系等，大部分學生感到頭緒繁多，產生畏難心理，就望而卻步，甚至放棄學習。本文應用的小組合作學習教學課堂，引導學生梳理教學內容，可以由表及里，由淺入深，由此及彼，從而達到整體把握刀具幾何角度的全貌和實質，有效引導學生掌握其內在規律。

一、小組合作學習教學法

小組合作學習就是教師制訂有效的學習計劃和策略，科學引導學生分組、小組合作學習，并且適時調節和控制任務行為的創造性學習活動。評價教學效果以團隊成績為準則，達成教學目標。

二、小組合作學習的應用

（一）巧“設”情景，提出問題

1.使用簡化的模擬情境，創設削蘋果機畫面，展示削皮、切開、去核情景，形成水果刀長短、厚薄表象。深入情景，選取車間刃磨得到不同類型的車刀展示，營造學習氛圍，誘導學生產生好奇心。

2.再現直觀情境，展示所選刀具進行車削的視頻，給學生真實感，激發學生想象車削零件的結果。教師設計提出問題情境，語言描繪“怎樣的車刀才能耐用”，“怎樣的車刀幾何角度能實現零件表面粗的糙度小”，引學生入特定的情境中，讓他們產生內心感受和情緒體驗。

（二）猜“想”假設，引入主題

創設問題情景，以源于學生生活、簡單易懂為開始，猜想“磨刀不誤砍柴工”的諺語意思：磨刀把刀刃磨薄了，接觸面積減小，使用同樣大的力，壓強比原來大，自然容易砍柴了。

提出假設——那為什么不把砍刀磨得像刮胡刀刀片那么薄，這不是更容易砍柴嗎？那樣容易砍進去，卻不能把柴劈開，而且不容易拔出來，這跟什么有關？讓學生做出合理的解釋，可以引導學生思考斜面、刀的橫截面形狀、刀刃、刀背等方面因素。教師保持中立者身份，欣賞和尊重學生的猜想和假設，讓其敢于猜想和樂于假設，真正體驗猜想的樂趣。其次，教師是引導者，讓學生的猜想與假設更具有效性，把砍柴刀換成機械加工的車刀，在金屬切削時，是誰影響刀具的切削鋒利程度？引入課程學習主題，使合作學習順利實現。

（三）訂“制”計劃，進行實施

如何訂制計劃，進行實施，決定了能否順利開展合作學習教學。由于學生接受新知識的能力參差不齊，因而教師訂計劃選目標需要切合他們實際，要正確估計學生的能力，估計其支配的時間，了解其學習上的欠缺和漏洞。突出重點，集中時間、精力去攻破重點、難點，注意效果，做出必要的調整。

小組合作學習通過學生組內測繪刀具，學習測量刀具幾何角度的方法及儀器使用，能在刀具設計圖樣上正確地標注刀具的幾何角度，同時加深對刀具幾何角度定義的理解。

實施的過程是學生任務驅動進行合作探究的過程，具體是以發揮學生學習主導性，教師組織學生進行分組，布置學生課題，學生合作查找相關的書籍完成以下三個任務。

1.使用刀具測量儀及測量工具，測量給定外圓車刀的前角r0、后角a0、主偏角Kr和副偏角Kr′，并將測量結果記入實驗報告，了解刃傾角λs的定義和作用。

2.以組為單元，每組測兩把車刀、切斷刀和任選一把外圓刀。

3.根據測量結果，繪制車刀簡圖。通過討論交流回答刀具各角度的用途、含義及如何區分車刀標注的角度和工作角度的問題。

為了能使學生進行有效的探究活動，教師授課之前為學生安排車刀結構、車刀測量儀與萬能量角器的使用的課題活動，布置預習車刀角度課本內容任務，以幫助學生培養動手能力與實踐能力。

在車刀角度測量值實驗中，為了讓學生能更好地觀察和收集數據，并進行統籌判斷，設計測量后分別完成記錄450、750、900外圓車刀及切斷刀的主剖面Po、基面Pr、切削平面Ps的數據。

（四）集“收”證據，解釋結論

進行實驗操作，收集證據是科學探究中的一個重要環節，猜想與假設得正確與否，計劃與方案是否可行，探究能否得出結論，都需要通過這一環節來檢驗與支持。這個環節能檢驗同學們掌握與運用理論知識和基本技能，培養同學們的觀察力、信息收集力、方法能力和溝通能力等。教師要細心觀察學生的神情、行為表現等，注意學生有哪些困難和認知沖突，跟上學生的學習思路，適時給予必要的引導。

1.滿足求知欲，誘激探究的思考。在學生探究理解車刀角度作用過程中，如何激發學生思考是教師應該思考的問題。在學生查閱相關資料尋找答案時，教師可選學生具體實習操作過的900外圓車刀為例，設疑引導思考角度的必要性。刀具進行切削時，怎樣設置？提問學生回答，誘發學生思考。

（1）刀具進行軸向進給切削，如何設計才能使主切削刃突出，讓其接觸到工件表面，而且又鋒利？引出在主削刃上設有前角和主偏角。

（2）刀具進行徑向進給切削時，又如何才能進行避空，突出副切削，同時還可以提高表面質量？引出副后角和副偏角。

（3）車刀刀尖考慮應設在主切削刃上最高點還是最低點？兩者有什么區別？聯系實際車削加工，鐵削究竟往那個方向流出？引出刃傾角。

（4）刀具又是如何進行斷削和排削的呢？在哪設置？引出刀的前面應設有斷削槽。

2.適時點撥，誘導探究的方向。在理解角度定義時，輔助平面是關鍵。測量時很多學生感到一時難以掌握，關鍵在于未能重視和領會坐標平面和測量平面的概念，而只是死記硬背角度定義，結果只是停留在表面上的記憶而已。

因此，教師應指明選定點，在不考慮車刀的安裝與切削運動的影響下，即可認為鉛垂面為切削平面，水平面為基面，當主切削刃水平時，主剖面則是垂直于主切削刃所作的剖面。因刀具的參考系在切削刃上各點是變化的，所以測刀具角度時先假設車刀刀桿中心線與工件的軸心線相垂直、車刀刀尖與工件軸線等高條件，刀具是放在一定測量系內確定角度。

3.具體形象，誘發探究的自主。不同的車刀角度，測量方法也可以不同。教師可根據學生特性，誘發學生自主選用方法進行角度測量，如使用直尺和萬能量角器來進行車刀角度的測量。為了節約教學課時，又使操作具體形象，教師可制作微課。以測量主偏角和副偏角為例，示范把車刀平放置在一張白紙上，利用三角板來輔助完成，接著讓學生思考白紙相當于哪個輔助平面。由此得出測量進給方向與主切削之間的夾角是主偏角，進給反方向與副切削形成的夾角為副偏角。

對一些車刀刃磨基本功比較扎實、角度概念理解比較通透的學生，也可以選用估算再測量驗算方法。如利用三角函數原理檢測車刀后角，教師示范選用外圓車刀，在直尺的上面并齊放置車刀1刀尖和車刀2刀柄，測量后刀面與刀柄側面距離長度，把測量結果寫白紙上，使用車刀量角器測量給定外圓車刀的角度并將測量結果記入實驗報告。

4.營造氛圍，誘勵發散的思維。在學生繪制車刀草圖中，教師結合實際操作營造氛圍，誘勵學生發散思維。以車外圓為例，讓學生自制車刀橡皮模型，自行剖切模型，思考將車刀切削部分向正交平面投影，投影后在A-A上得到的是車刀的什么角。將車刀切削部分向基面內投影，投影后得到的又是什么角。把知識賦予真實感受，讓學生自己去實踐、觀察，利用科學原理與規律，自己檢驗和證實。這樣，學生的興趣被激起，探究心理得到增強，對學生的發散想象思維更有教育意義。

在教學中，許多學科的知識需要學生通過觀看、聆聽、提問、測量、描畫、剪接、拼湊等操作方式來總結出規律和結論。操作實踐得出結論僅靠個人完成是比較具有單向性的，需要小組合作學習、師生互動，依靠集體的智慧去實施和完成。

（五）反“思”評價，表達交流

在實驗與收集證據中，學生合作操作并記錄實驗數據，教師要適時提問，引導學生用口頭、書面等方式明確地表述探究的結果，帶領組間或者組內進行交流和討論，最后由同學提出補充意見或反對意見，也可以通過小組交流互評，再從多方位進行剖析，通過不同觀點的交鋒、辨析討論，加深學生理解當前的問題。同時讓學生學會反思，透視問題表層，充分挖掘其內在規律，最后回答設計問題。這要求學生在與他人交流討論時，既要敢于發表自己的觀點，又要善于傾聽別人的意見，發現自己與他人的長處以及存在的不足。

在這個過程當中，每個組員通過思考、測量、分析測量結果、討論、交流和合作等方式，共同完成任務。

三、總結

小組合作學習改變了教師的“一言堂”，搭建了師生間、生生間平等交流的平臺，把不同層次的學生匯在一起學習，探究發現啟迪其思維。學生為了能更好地展現自我，學會傾聽、批評、接受和贊美，從而發現自己的閃光點，使個性向和諧健康的方向發展，同時培養了安全操作意識和團隊合作精神，認識到進行實驗與收集數據對科學探究的重要性。

【參考文獻】

[1]陸劍中，周志明.金屬切削原理與刀具[M].北京：機械工業出版社，2010：5-12.

[2]陳海魁.車工技能訓練[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005：25-34.