摘要：在結合自身從事《金屬切削原理及刀具》課程教學工作四年多的基礎上，對教學過程中存在的一些問題進行了分析和探討，從五個方面進行了教學改革與實踐，有效地提高了學生學習本課程的興趣，較好地調動了學生的主觀能動性，順利完成了教學目標。
關鍵詞：金屬切削原理；刀具；課程教學；探索與實踐
《金屬切削原理及刀具》是研究金屬切削變形過程及規律，探索刀具在實際生產中的應用的一門技術科學；是我校機械設計製造及其自動化專業的一門選修課[1-2]。要求學生通過金屬切削過程中的切削變形、切削力、切削熱及切削溫度、刀具磨損、磨削基本原理、刀具切削角度對切削過程的影響等基本理論的學習，掌握刀具材料選擇、刀具幾何形狀設計、合理切削用量擬訂、專用刀具設計等基本技能，為後續的金屬切削機床、機械製造工藝學等課程學習和課程設計、畢業設計等實踐學習提供必要的基礎知識。
近年來，為了適應理工科教學改革，本課程學時縮減到32學時。由於本課程涉及機械製圖、金屬物理學、金屬工藝學、力學、熱學、化學、彈塑性理論等相關學科，理論知識過於抽象，加之課堂教學缺少必要的實物，學生普遍感到不少課程內容不易理解和掌握。對此，筆者在4年的教學工作中，對如何提高本課程教學質量及教學效果進行了不斷地思考與探索，並通過教學實踐，積累了一定的教學經驗。
一、緊扣大綱，合理調整教學內容
《金屬切削原理及刀具》課程採用了《金屬切削原理》和《金屬切削刀具》兩本教材，教學大綱規定了16章節教學內容。要在32學時內完成如此多的內容，必須針對教學目標恰當分配課時併合理調整內容，例如，將刀具基本定義、刀具材料、金屬切削變形過程、刀具磨損、刀具合理幾何引數的確定、磨削、車刀設計、孔加工刀具、銑刀等重點內容安排2-4學時講授，其它內容安排1學時講授；將刀具基本定義中的刀具標註角度的換算調至車刀設計中講解，將刀具材料中的塗層刀具融合到如何改善高速鋼刀具切削效能中講解；將幹切削、化學塗層、物理塗層、數控刀具等新材料、新工藝、新技術、新裝置，補充到教學內容中來，使學生及時瞭解本學科的現狀及發展趨勢，擴寬其知識面[3]。
與此同時，為了使學生掌握教學大綱規定的.教學內容，針對每一章的教學內容，突出重點和難點、兼顧一般。對於重點和難點內容的講解做到基本概念清晰、基本理論透徹、基本方法易懂，直至學生真正理解和掌握。在章節講授開始時，首先介紹該章節的重點和難點，使學生心中有數；該章節講授結束時，用一定時間進行總結，提高學生對所學知識的掌握程度。如第一章“基本定義”，其重點是切削用量的基本定義和刀具的幾何引數，難點是刀具標註角度在參考系中的角度標註方法，特別是在正交平面參考系中的標註。
二、把握目標，理論密切聯絡實際
《金屬切削原理及刀具》是理論性與實踐性很強的課程。根據培養計劃安排，在本課程開講之前，學生已進行了金工實習，通過鑄工、鍛工、車工、鉗工等不同工種的培訓，基本熟悉了機械製造的一般過程和機械零件的常用加工方法，初步具備選擇加工方法、進行加工分析和制定工藝規程的能力，特別是通過在車床上加工不同零件，對切削加工有了很深的感性認識。因此，課堂上結合金工實習講解切削理論是提高學生知識程度的有效方法。
結合金工實習中鋁製零件的製造過程，即鑄造毛坯→車削外圓→鏜削內孔→插削鍵槽→銑削外齒，在引導學生讀懂零件圖的同時，通過分析獲取零件預定幾何形狀、準確尺寸、表面質量的途徑，介紹相關切削加工的概念；通過外圓車削中為什麼要“對刀”，分析刀具安裝位置的高低對實際加工刀具角度的影響；通過金屬切屑的形狀來判斷切削過程平穩性；通過切削用量的不同來觀察表面質量、刀具磨損；通過加工過程中切削液的使用來介紹其功能和作用；通過不同機床使用不同刀具來介紹車刀、孔加工刀具、銑刀等各種刀具的實際應用。如此等等內容的講述，還可以結合學生金工實習照片的展示，使學生溫故而知新，在傳授理論知識的同時，解答他們實踐中的疑惑。
利用刀具模型來介紹刀具形態結構和幾何引數[4]。如普通車刀切削部位具有“三面兩刃一尖”的特徵，並結合其在正交平面內的投影，介紹不同角度的定義；利用先進刀具模型，如75°大切深強力外圓車刀，介紹刀具幾何角度的合理選擇及結構優化，即通過卷屑槽、負倒稜、直線過渡刃、刀尖圓弧過渡、負刃傾角、修光刃等改變刀具幾何引數的多重途徑在實際刀具製造中的應用。
利用CAD/CAE軟體演示分析金屬切削過程。如利用solidworks軟體建立刀具三維模型，通過選擇不同視角，觀看其在不同平面內的投影，讓學生容易明白各個角度的位置；利用ansys軟體對金屬切削過程進行動態模擬，通過應力、應變以及溫度變化的動態顯示，使學生能更容易接受知識點。
三、突出優勢，精心製作教學課件
採用多媒體現代教育技術教學具有知識形象化、課堂生動化、增大課堂教學資訊、便於課後學生複習等優勢，是增強課堂教學效果、提高教學質量的有效手段[5]。因此，必須優質製作多媒體課件和熟練運用多媒體技術。
在多媒體課件製作過程中，應以精品教材為藍本，以教學內容為主線，合理安排講解的邏輯順序，並且還要收集大量的素材來豐富課件，做到課件內容充實、頁面色彩悅目、影象清晰、聲音柔和，通過實物顯示和實況播放，彌補學生感性認識和實踐經驗的不足，重點解決教學中比較抽象難懂的問題。多媒體課件文字不宜過多，應充分利用圖片、動畫和視訊等素材使講課內容形象化、生動化。如介紹切削用量三要素時，可採用切削加工視訊；講解刃傾角對切屑流向的影響時，可結合gif動畫演示。注重使用不同的色彩或標記，註明講授重點內容、難點及與教材安排不一致的內容，留給學生做課堂筆記的機會。
使用多媒體教學裝置時，必須熟悉其使用效能，瞭解相關裝置的操作，精通各應用軟體的使用，研究其表現形式，防止實物、模型不能展現出來，動畫、視訊不能正常放映等問題出現，確保教學內容及安排正常進行，完好地體現教學思路；必須注重把握時間，合理控制節奏，防止因資訊量加大，造成學生思維跟不上，降低教學效果。
四、不拘一格，多種教法靈活運用
堅持多種教學方法的使用是提高教學效果的必要途徑。本課程以講授法為主，其它教學方法為輔，通過多媒體課件演示和黑板板書講授教學內容。
一是採用引入法，即講授新章節時，以一個例項引入課程內容。如“在車床上以60m/min的切削速度精加工的零件，已知零件材料為45號鋼，試選用合理的刀具材料”，由此展開刀具材料的講授。
二是採用提問法，即結合講解內容，因勢利導向學生髮問，以激發學生的興趣。如講解車刀主偏角的大小對切削力三個分力影響時，向學生提出“加工細長軸時，為什麼選擇大的主偏角？”，由此引導學生根據剛才所學的知識認真思考，提高分析問題解決問題的能力。
三是採用討論法，即針對某一問題開展討論，發揮學生的主觀能動性。如根據切削液的分類及作用機理，引導學生針對不同工件材料、加工方法和刀具材料，開展合理選擇和正確使用切削液的課堂討論。
四是採用對比法，即通過直觀性強的列表比較各相關因素的影響程度[6]。如切削力主要受工件材料、切削用量、刀具角度、刀具材料的影響，具體影響程度採用表格形式展現出來，有助於學生對此問題的理解。
此外，運用生動、形象的教學語言，有助於充分調動學生課堂學習的積極性。如介紹直角切削和斜角切削時，以課堂演示削鉛筆為例，讓學生親自體會兩種方式在用力上的不同。
五、注重實效，教學密切聯絡科研
教學和科研是現代高校的基本職能。教師在完成教學工作的同時努力開展科研工作，促使專業課程教學與科研實踐緊密結合、相得益彰，有利於培養學生創新能力。
筆者課堂講授時有意結合自己參與的科研專案，向學生介紹了刀具知識在實踐中的運用。如聯絡船式旋耕埋草機專案的研製，重點介紹了一種新型旋耕埋草刀輥。該刀輥與圓柱銑刀結構相似，工作原理相同。刀輥帶動各刀具連續轉動，以較高的切削速度切削土壤；由於該刀輥呈多刀多刃切削，刀刃總長度大，具有提高生產率和刀具使用壽命等銑削特點。同時，該刀輥具備大螺旋角、容屑空間大、開有分屑槽等高效銑刀的合理結構。
以此科研例項作為比較案例進行講解，學生學習積極性很高，同時探討問題的主動性和深度都有所提高，有利於舉一反三、觸類旁通、增強學習效果，培養學生科研意識。
以上是我對《金屬切削原理及刀具》課程實踐教學的總結和體會。通過合理安排教學內容、注重理論聯絡實際、不斷改善教學方法，有效地提高了學生學習該課程的興趣，較好地調動了學生的主觀能動性，順利完成了教學目標。
參考文獻：
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[2]樂兌謙.金屬切削刀具[M].北京:機械工業出版社,2004.
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[5]周建軍.淺談對高校多媒體授課的再認識[J].中國高新技術企業,2009(9):192-193.
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