木材科学与工程专业“木材切削原理与刀具”课程教学优化的探讨

2014-12-16郭晓磊曹平祥丁建文李荣荣

教育教学论坛 2014年46期

郭晓磊，曹平祥，那斌，丁建文，李荣荣

（南京林业大学材料科学与工程学院，江苏南京 210037）

“木材切削原理与刀具”是木材科学与工程专业课程体系中一门重要的专业基础课程，它起着承前启后的功能。一方面要为“制材学”、“木制品与家具制造”、“人造板工艺学”等专业基础课程打下基础；另一方面，还要为“木工机械”、“人造板设备”等后续专业必修课程做好铺垫，着重于目标和实践，从教材内容、课堂授课方法、实习或实践和成绩评价结构等方面，对木材科学与工程专业的“木材切削原理与刀具”课程改革进行深入细致的探索。

一、“木材切削原理与刀具”的教学内容

（一）木材切削原理与刀具课程的特点

“木材切削原理与刀具”是建筑学专业一门重要的基础课程，它的先修课程是“木材学”、“金属材料学”和“材料力学”，因此具有较强的专业性、理论性和实践性。木材切削原理与刀具课程在完善知识结构、提高专业综合应用能力等方面起到十分重要的作用。它的主要任务是讨论和研究木材切削及其木工刀具，并为木材工业中木制品设计开发及制造奠定理论基础。

（二）紧紧围绕木材科学与工程专业的人才培养功能

在南京林业大学木材科学与工程专业的人才培养方案中，“木材切削原理与刀具”课程为48学时，以“木材切削原理是基础，各种木材切削方式是知识，木工刀具的知识应用是能力”的教学内容的结构，将教学内容分为三个层次：基础层次、理论层次和实践或实习层次。主要表现在于：绪论4学时，讲授木材切削原理与刀具课程的基本任务及意义。第一层次安排了12学时，包含了木材切削基本概念4个学时，木工刀具材料8个学时，讲解本课程必备的基础知识；第二层次安排24个学时，包括木材铣削与铣刀、木材锯切与锯子、木材钻削与钻头、木材旋切与旋刀及木材磨削与磨具。第二层次为教学内容的重点和关键。在学习该部分的过程中，应该注重同学们是否能够将木材切削的基本理论应用到企业工程实践中来，在将来做木制品设计及加工时，不仅要考虑木制品功能的要求，更要满足木制品的加工性能；第三层次为8个学时，包含了各种木制品切削工艺及刀具，加强实例的介绍，将同学们的实际动手能力突出，提高同学们分析切削工艺设计及刀具选型的应用能力。

（三）紧紧围绕木材科学与工程专业要求

在众多的教材中，曹平祥等主编的《木材切削原理与刀具》，其知识框架合理，包含基本课堂上理论教学和实验室的实验教学两部分内容，达到“木材切削原理与刀具”教学的基本任务要求，各个章节的内容后有一定数目的简答题，这些内容和结构的设计便于不同层次的人员进行自学、复习和提高。最后一章又补充了木工刀具在木材工业中的各种应用，这些为扩充学生对木工刀具实践及应用知识提供了重要内容。

本科生的教学重点内容不仅仅包括木材科学与工程这一学科内容，教师在授课时，还要紧紧围绕时代的发展，除了教学内容，还可以添加一些木材切削新技术的最新研究，以便于更好的唤醒学生们的求知欲望、优化知识结构。

二、以学生为主的教学方式唤醒学生主观能动性

（一）直观教学

直观教学是将多媒体技术应用于课堂教学的一种方式，具备技术集成性、知识广泛性以及教学活泼性的特点，广泛应用于木材切削的教学当中，取得了积极意义。“木材切削与刀具”的教学内容非常的抽象，学生不易理解，因此，在授课时，将动态的直观视频展示给学生，就能够唤醒学生的主观能动性，而且方便学生理解木材切削原理的难点，扩展学生木材切削方式的信息量，提高学习效果。

（二）实例讲解

实例式授课的教学方式以引导式、启发式以及学生参与式为主，即将教师作为主要引导，学生作为主体，对木材切削加工的具体的切削方式，如钻削，铣削为实例进行深入细致的研究，加深理解教材中的木材及木质复合材料切削理论知识。木材切削的实例教程使的“填鸭式”方式成为过去式。采用木材切削的实例教程，就必然要求教师进行大量的教学准备，唤醒学生去积极思考和主观学习的意识。“木材切削原理与刀具”的知识结构是相辅相成、相互衔接的，相当适用于木材切削与刀具的实际案例教程的应用。一个实际例子就是，在“木制品切削加工”的教学中，就有一个非常有特点的案例——切削参数对切削表面质量的影响。笔者在教学中结合实木地板切削加工的主要特点，如切削方向与切削表面质量、切削速度与切削表面质量、进给速度与切削表面质量及铣削深度与切削表面质量的关系等，提出了如何提高实木地板切削加工质量的问题。让学生自己深入实木地板企业进行分析。在这种方式下，保障了课程内容的讲解和学生掌握木制品的生产实际。

（三）交互讨论

主观能动性是学生能否认真学习的重要原因，为了充分激发学生在学习上的主观能动性，需要教师纠正填鸭式的教学方式。为此，笔者提出了交互讨论式的授课方式。交互讨论式是指，课程结束后，布置给学生一些教学复习内容的阅读要求，让学生积极主动的分析和思考，通过各种途径，寻找最佳的方案或者答案，进一步通过同学之间或学生与老师之间的交互式讨论来提升学习效果。这些内容，首先是一些简单易懂的章节；其次是在其他专业课程中，有重要内容的章节。教授过程中，采用交互式的教学手段后，学生的主观能动性得到了极大的提高。

三、落实教学的实践内容保障人才质量

“木材切削原理与刀具”课程是由两部分组成：木材切削和木工刀具。其中木材切削偏向基础性，木工刀具偏向于应用性。在木工刀具的学习过程中，应该强调实践教学为主，需要通过参观木制品企业和深入实验室来达到。通过教师带领学生参观木制品企业的地板实际生产活动，可以提升学生的感性认知和思维能力，也为将来的工作积累一定的实践经验。譬如，在木材切削方式的实验课的项目中，通过各种切削方式的操作，增强了学生对机床的动手和操作能力，使木材切削理论和木材切削方式的应用实践有机的结合起来。注重木制品生产企业的教学实践阶段，提高了学生的动手能力，达到了理论联系实际的目的。

四、先进的教学手段开启学生学习动力

一般认为传统的教学手段比较简单，现在已经不能够适应木材科学与工程专业人才培养目标需求。因此，对传统的教学手段进行改革，是为了培养学生建立木材加工基本知识体系，并在木制品加工中进行应用，促进学生创新能力的提升。在传统的教学中引入直观的教学手段，可以扩展学生的视野，提高学生的兴趣。所谓直观式的教学手段是指，在教学过程中，以具体的事物和现象的逼真描绘或视频来达到激发学生的感性认知，从而促进对教学内容的深刻的掌握和理解的教学过程。

直观式的教学是从建立“木材切削加工模型”、现场教学和采用多媒体教学三个方面进行。“木材切削加工模型”是切削加工知识与实际问题联系的桥梁，在讲课中通过建立“木材切削加工模型”，把实际问题转化为模型问题，对学生进行实际应用的启发，借以增强学生学习的积极性和主动性。如将直角自由切削的基本切削方式推广到实际生产中常见的旋切中去，这样形象地讲解了具体木制品的切削加工方式；在实验室切削加工现场进行现场授课，可以让学生对所学切削原理的知识进行验证和深入了解。如在讲解木材铣削加工时，为了让学生更深刻地掌握所学知识，把他们带到木制品生产企业的车间现场，进行木材切削实践教学，让学生观察实际木工机床的铣削加工，并对他们提出为什么这样切削加工的问题。在教学过程中采用切削加工像教学，可以把实际生产搬到课堂，把一些工厂的实例展现在学生的面前，还可以利用生产录像，进行动画设计，模拟木材切削过程中的切屑变形，以此来吸引学生的注意力，从而唤醒学生对木材切削原理学习兴趣.

对木材切削教学手段进行必要的改革，并不是对传统式的教学完全否定。而是在“木材切削原理与刀具”教学中，以教师课题上的黑板讲授为主，因为板书教学在切削原理知识和公式的推理讲解中有着非常大的优势，使学生跟随教师的每一步骤的推导，掌握解题的思路和技巧。在课堂中利用教学视频的辅助教学，可以形象生动地让学生观察具体木材切削的动态画面，使学生获得生动的感性知识，并且加深学生对切削原理知识的掌握，极大地提高了授课的效果。

五、优化考试评价体系改进学生综合素质

教学过程中一个重要内容就是学习成绩的考核，学习成绩反映了教学效果。传统的成绩考核主要是轻过程、轻能力、重分数、重结果，这种模式制约了“木材切削原理与刀具”教学改革的发展。而技术应用型高校的学生培养目标是培养具有一定知识理论基础，具有较强的专业技术能力，从而具备解决实际生产中问题的人才。所以，考试评价体系的优化，包括考试内容优化和考核方式优化两方面。

为了适应木材切削原理与刀具课程教学体系的优化，成绩考核评价标准需要进一步结构优化，应同时培养学生的知识和能力。在优化后的考核评价标准中，应该降低分数所占比重，突出能力和创新力的重要性，并且将考核时间贯穿整个教学过程。

在教学过程中，笔者提出了一种比较全面的标准，由课程讲授过程中教师给学生的平时成绩（30%）和课程结束后期末卷面考试成绩（70%）两个部分组成。课程讲授过程中平时成绩包含课堂作业、资料查询、实验动手能力、实习报告、交互讨论、学生回答问题的情况等；课程结束后的期末考试成绩还是以闭卷形式考试为主。在评价内容上，考试管理体系，不仅要注重知识的掌握，而且要注重能力的培养。闭卷考试的基本题型包括填空题（20分）、填空题（30分）、简答题（30分）及计算题（20分）4种题型。

这种优化后的考核评价结构，更加重视了知识和能力的同时培养，要求学生不仅对木材切削原理的基本知识有基本的掌握，并且要求学生对于木材切削原理与木工刀具在实际的木质品生产企业的应用有一定理解，能够发现问题，分析问题，解决问题。