金屬切削原理與刀具課程教學改革與實踐

楊丙輝　閆樹軍　王得偉　趙勁飛　廖結安

【摘 要】針對《金屬切削原理與刀具》課程在實際教學過程中遇到的由于課程內容枯燥乏味、部分學習內容抽象、教學方式單一等原因導致的學生學習興趣不高、知識點難以理解掌握、教學效果不佳等問題，提出了相應的改革措施，同時在教學過程中進行了實踐驗證，獲得了良好的教學效果。

【關鍵詞】金屬切削原理;刀具;課程教學;改革實踐

中圖分類號： G712;TG50-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）15-0109-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.052

Teaching Reform and Practice of Metal Cutting Principles and Cutting Tool

YANG Bing-hui YAN Shu-jun WANG De-wei ZHAO Jin-fei LIAO Jie-an*

（Mechanical and Electronic Engineering College of Tarim University，Alar Xinjiang 843300，China）

【Abstract】Aiming at the problems of students' low interest in learning，difficulty in understanding and mastering knowledge points and poor teaching effect，which caused by dull and boring course content， abstract learning content and single teaching method in the actual teaching process of metal cutting principles and cutting tool，the corresponding reform measures are put forward.In the process of teaching，the practice is verified and good teaching effect is obtained.

【Key words】Principles of metal cutting;Cutting tool;Course teaching;Reform practice

0 引言

《金屬切削原理與刀具》是機械類專業一門比較重要的專業基礎課，課程內容既包括抽象難懂的理論知識，又涉及很強的實踐環節，課程難度大[1-2];同時本課程的教學目標既要求學生掌握抽象的空間概念（刀具幾何角度等），又要掌握金屬切削過程的基本現象和規律;同時還要求學生能夠對刀具幾何參數與切削用量等參數進行合理的選擇，但是學生幾乎沒有多少的生產實踐經驗，所以理解起來很困難[3-4]，從而導致這門課出現了課程內容不多但是難教難學的現象。

當前國家大力提倡發展“新工科”教育，高等教育是未來教育的制高點，“新工科”應引領科技的創新，培養新時代下的高級人才，因此新工科突破傳統的教育模式，主動肩負起培養人才的使命，成為推動社會發展的新力量[5]。在此背景下針對專業基礎課程教學存在的問題，結合多年的教學實踐，對于如何提高金屬切削原理與刀具這門課的實際教學效果進行了改革與實踐探索。

1 教學中存在的問題

1.1 課程內容枯燥乏味，難以提起學生興趣

對于金屬切削原理與刀具這門課程，講授的主要是金屬切削加工過程中存在的一些基本現象和規律的知識;包括刀具的基本結構、角度定義以及刀具材料的選擇;在切削原理方面涉及到切削變形、切削力、切削熱和切削溫度、刀具磨損與刀具壽命等金屬切削過程的基本規律，也有切屑類型控制、工件材料切削加工性、已加工表面質量、刀具幾何參數與切削用量的合理選擇等內容，這些內容知識點比較散，且也比較抽象，枯燥乏味，部分內容在學習和理解時有較大的難度，所以激起不了學生的學習興趣，導致學生喪失了學習的積極主動性，也就很難達到較好的教學效果了。

1.2 部分學習內容抽象，學生難以理解掌握

在該課程的學習中，整體內容比較抽象，學生學習和理解都比較困難，尤其是“刀具參考系及角度定義”一章中的內容，涉及到不同的空間參考系的建立和不同刀具角度的定義，而這些內容都是空間立體抽象的東西，用到的知識也是立體幾何的相關內容，對學生的空間概念要求較高，但是一部分學生的空間思維和空間想象能力比較弱，因此在學習這一部分內容的時候，很多學生都反映自己學的糊里糊涂，好像理解了老師所講的內容又好像不知道從何說起，很難真正地理解掌握。

1.3 現行教學方式單一，教學效果不佳

對于該課程，傳統的教學方式就是理論教學+實驗教學，且理論教學占的比重很大，實驗教學比重較小，也沒有其他的實踐性課程。這樣的教學方式，對于普通的專業基礎課或許沒有大的影響，但是由于這門課程本身存在著內容抽象、知識點瑣碎的特點，學生學習時本來難度就比較大，再加上枯燥乏味的理論教學，學生的學習積極性是很難調動起來的，那么實際的教學效果也是很難被保證的。

2 教學改革探索措施

2.1 以工程應用為驅動，激起學生的學習興趣

對于上課過程中部分學生提不起學習興趣，沒有學習積極性的現象，筆者在上課時嘗試采用了以工程應用為驅動的教學方法來激起學生的興趣。具體做法為在每一章內容的開篇引言部分直接引入一些現實的典型案例或者直接拋出現實的工程問題，讓學生去思考如何解決。在學生思考解決方案的過程中，老師逐漸引導學生的思路一步一步的切入到本章涉及到的內容上來，從而讓學生明白為什么要學這一部分內容，學這一部分內容有什么用，在此基礎上學生自然而然明白在學有用的知識了，就會有學習的興趣和學習的主動性了。

2.2 積極引導學生，用建模軟件將抽象內容具體化

對于在課程學習中遇到比較抽象難以理解的內容時，尤其是對于“刀具參考系及角度定義”這一部分的內容，首先通過視頻、動畫等方式來形象的表達刀具結構，同時要求學生課下利用Slolidwoks等建模軟件來將刀具（以普通車刀為例）參考系和不同的刀具角度通過3D視圖一一建模表達出來，這樣不僅將刀具的結構、參考系和角度形象地表達出來，使抽象的內容具體化;同時更重要的是通過建模的過程，學生真正把刀具的結構、參考系及不同的刀具角度等內容全面理解到位，在腦海中有一個清晰的空間模型，比簡單地看一下圖片視頻動畫的效果要好很多。

2.3 采用多樣化的復合教學方式，全面提升教學效果

對于原來授課方式比較單一的情況，筆者結合多年的實踐經驗，同時考慮實際情況，采用了多樣化的復合教學方式來進行嘗試，具體為理論講授+視頻學習+實驗教學+微型課程設計+工業現場參觀等相結合的方式，通過這種復合的教學方式，減少了枯燥乏味的理論教學，增加了形象生動的視頻學習、驗證理論的實驗教學和梳理知識應用的微型課程設計，最后的參觀工業現場真實還原了應用實踐，大大提升了學生對該課程的應用的認知與學習興趣，全面提升了教學效果。

3 結語

通過對金屬切削原理與刀具課程教學過程中遇到的實際問題的思考，針對課程比較枯燥的特點，提出了以工程應用為驅動，激起學生的學習興趣的建議;對于在課程學習遇到比較抽象難以理解的內容，采用了用建模軟件將抽象內容具體化的措施;面對傳統的教學方式難以適應新形勢的情況，嘗試采用多樣化的復合教學方式進行探索。這些措施在實際教學過程中已經實施，同時不斷進行完善和改進，明顯提高了學生的學習興趣和學習的積極主動性，在很大程度上提升了學生的認知，獲得了良好的教學效果。

【參考文獻】

[1]李麗偉.《金屬切削原理與刀具》課程教學的實踐與探索[J].教育教學論壇，2018，（28）：158-159.

[2]楊偉杭.《金屬切削原理與刀具》課程教學改革初探[J].科技風，2017，（16）：6-6.

[3]侯榮國，董鋒，李志永，鄭光明.金屬切削原理與刀具課程信息化改革與實踐[J].教育教學論壇，2016，（34）：118-119.

[4]王新海，張永軍，馬瑾.金屬切削原理與刀具課程數字化教室的研究[J].科技展望，2016，（32）：184.

[5]趙靖華，趙愷楠.新工科建設下教學發展的思考[J].內蒙古教育，2019，（4）：123-124.