金属切削原理与刀具课程教学改革与实践

杨丙辉　闫树军　王得伟　赵劲飞　廖结安

【摘 要】针对《金属切削原理与刀具》课程在实际教学过程中遇到的由于课程内容枯燥乏味、部分学习内容抽象、教学方式单一等原因导致的学生学习兴趣不高、知识点难以理解掌握、教学效果不佳等问题，提出了相应的改革措施，同时在教学过程中进行了实践验证，获得了良好的教学效果。

【关键词】金属切削原理;刀具;课程教学;改革实践

中图分类号： G712;TG50-4 文献标识码： A 文章编号： 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

《金属切削原理与刀具》是机械类专业一门比较重要的专业基础课，课程内容既包括抽象难懂的理论知识，又涉及很强的实践环节，课程难度大[1-2];同时本课程的教学目标既要求学生掌握抽象的空间概念（刀具几何角度等），又要掌握金属切削过程的基本现象和规律;同时还要求学生能够对刀具几何参数与切削用量等参数进行合理的选择，但是学生几乎没有多少的生产实践经验，所以理解起来很困难[3-4]，从而导致这门课出现了课程内容不多但是难教难学的现象。

当前国家大力提倡发展“新工科”教育，高等教育是未来教育的制高点，“新工科”应引领科技的创新，培养新时代下的高级人才，因此新工科突破传统的教育模式，主动肩负起培养人才的使命，成为推动社会发展的新力量[5]。在此背景下针对专业基础课程教学存在的问题，结合多年的教学实践，对于如何提高金属切削原理与刀具这门课的实际教学效果进行了改革与实践探索。

1 教学中存在的问题

1.1 课程内容枯燥乏味，难以提起学生兴趣

对于金属切削原理与刀具这门课程，讲授的主要是金属切削加工過程中存在的一些基本现象和规律的知识;包括刀具的基本结构、角度定义以及刀具材料的选择;在切削原理方面涉及到切削变形、切削力、切削热和切削温度、刀具磨损与刀具寿命等金属切削过程的基本规律，也有切屑类型控制、工件材料切削加工性、已加工表面质量、刀具几何参数与切削用量的合理选择等内容，这些内容知识点比较散，且也比较抽象，枯燥乏味，部分内容在学习和理解时有较大的难度，所以激起不了学生的学习兴趣，导致学生丧失了学习的积极主动性，也就很难达到较好的教学效果了。

1.2 部分学习内容抽象，学生难以理解掌握

在该课程的学习中，整体内容比较抽象，学生学习和理解都比较困难，尤其是“刀具参考系及角度定义”一章中的内容，涉及到不同的空间参考系的建立和不同刀具角度的定义，而这些内容都是空间立体抽象的东西，用到的知识也是立体几何的相关内容，对学生的空间概念要求较高，但是一部分学生的空间思维和空间想象能力比较弱，因此在学习这一部分内容的时候，很多学生都反映自己学的糊里糊涂，好像理解了老师所讲的内容又好像不知道从何说起，很难真正地理解掌握。

1.3 现行教学方式单一，教学效果不佳

对于该课程，传统的教学方式就是理论教学+实验教学，且理论教学占的比重很大，实验教学比重较小，也没有其他的实践性课程。这样的教学方式，对于普通的专业基础课或许没有大的影响，但是由于这门课程本身存在着内容抽象、知识点琐碎的特点，学生学习时本来难度就比较大，再加上枯燥乏味的理论教学，学生的学习积极性是很难调动起来的，那么实际的教学效果也是很难被保证的。

2 教学改革探索措施

2.1 以工程应用为驱动，激起学生的学习兴趣

对于上课过程中部分学生提不起学习兴趣，没有学习积极性的现象，笔者在上课时尝试采用了以工程应用为驱动的教学方法来激起学生的兴趣。具体做法为在每一章内容的开篇引言部分直接引入一些现实的典型案例或者直接抛出现实的工程问题，让学生去思考如何解决。在学生思考解决方案的过程中，老师逐渐引导学生的思路一步一步的切入到本章涉及到的内容上来，从而让学生明白为什么要学这一部分内容，学这一部分内容有什么用，在此基础上学生自然而然明白在学有用的知识了，就会有学习的兴趣和学习的主动性了。

2.2 積极引导学生，用建模软件将抽象内容具体化

对于在课程学习中遇到比较抽象难以理解的内容时，尤其是对于“刀具参考系及角度定义”这一部分的内容，首先通过视频、动画等方式来形象的表达刀具结构，同时要求学生课下利用Slolidwoks等建模软件来将刀具（以普通车刀为例）参考系和不同的刀具角度通过3D视图一一建模表达出来，这样不仅将刀具的结构、参考系和角度形象地表达出来，使抽象的内容具体化;同时更重要的是通过建模的过程，学生真正把刀具的结构、参考系及不同的刀具角度等内容全面理解到位，在脑海中有一个清晰的空间模型，比简单地看一下图片视频动画的效果要好很多。

2.3 采用多样化的复合教学方式，全面提升教学效果

对于原来授课方式比较单一的情况，笔者结合多年的实践经验，同时考虑实际情况，采用了多样化的复合教学方式来进行尝试，具体为理论讲授+视频学习+实验教学+微型课程设计+工业现场参观等相结合的方式，通过这种复合的教学方式，减少了枯燥乏味的理论教学，增加了形象生动的视频学习、验证理论的实验教学和梳理知识应用的微型课程设计，最后的参观工业现场真实还原了应用实践，大大提升了学生对该课程的应用的认知与学习兴趣，全面提升了教学效果。

3 结语

通过对金属切削原理与刀具课程教学过程中遇到的实际问题的思考，针对课程比较枯燥的特点，提出了以工程应用为驱动，激起学生的学习兴趣的建议;对于在课程学习遇到比较抽象难以理解的内容，采用了用建模软件将抽象内容具体化的措施;面对传统的教学方式难以适应新形势的情况，尝试采用多样化的复合教学方式进行探索。这些措施在实际教学过程中已经实施，同时不断进行完善和改进，明显提高了学生的学习兴趣和学习的积极主动性，在很大程度上提升了学生的认知，获得了良好的教学效果。

【参考文献】

[1]李丽伟.《金属切削原理与刀具》课程教学的实践与探索[J].教育教学论坛，2018，（28）：158-159.

[2]杨伟杭.《金属切削原理与刀具》课程教学改革初探[J].科技风，2017，（16）：6-6.

[3]侯荣国，董锋，李志永，郑光明.金属切削原理与刀具课程信息化改革与实践[J].教育教学论坛，2016，（34）：118-119.

[4]王新海，张永军，马瑾.金属切削原理与刀具课程数字化教室的研究[J].科技展望，2016，（32）：184.

[5]赵靖华，赵恺楠.新工科建设下教学发展的思考[J].内蒙古教育，2019，（4）：123-124.