木材切削原理与刀具课程教学改革

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木材切削原理与刀具课程教学改革 王明枝 李 黎 北京林业大学 北京 100083 摘 要：根据普通高校木材科学与工程专业的培养目标和要求，分析了课程教学过程中 存在的问题。对教学内容进行调整更新，增加实践教学内容，丰富教学方法，将抽象 知识形象化，有效提高学生对木材切削原理及刀具的认知能力，激发学生学习的主动 性和积极性，提高教学效果。 关键词：木材切削原理与刀具；教学方法；教学

效果 Teaching reform of theory of wood cutting and toolsWang Mingzhi, Li LiBeijing forestry university, Beijing, 100083, ChinaAbstract: According to the training goal and demands of wood science and technology of regular higher education institutions, the mainproblems in teaching theory of wood cutting and tools are analyzed. The course contents are adjusted, new contents and the courses ofpractice are added. The advanced teaching methods are used so that it is easy to absorb and understand the abstract knowledge. The teachingeffect is improved.Key words: theory of wood cutting and tools; teaching methods; teaching effect 收稿日期：2012-06-07 作者简介：王明枝，博士，讲师。李黎，博士，教授。基金项 目：木材科学与工程国家级特色专业建设(编号： TS10040)。木材切削原理与刀具课程是普通高校木材科学与工程本科专业的专业基础 课，是木工机械、制材学、木制品生产工艺、人造板生产工艺中有关切削加工部分的 基础[1]课程涉及木材构造和性质、力学原理、金属材料及热处理、金属零件的制造、 设计等有关知识。主要讲授木材切削过程中木材变形、破坏及分离的机理；切削运动 学及动力学；加工质量控制；切削刀具的磨损；刀具设计理论，典型刀具的设计方法， 常用木工刀具的构造、安装调试、修磨等，为进一步学习专业课及从事木材加工专业 工作，解决木材加工中的切削及刀具方面的问题奠定基础[2]1 现状分析木材切削原理 与刀具课程安排在大二第二学期，与木材学同时开课，木材切削与金属切削的根本不 同在于木材属于各向异性材料，木材加工的性能和特点与树种、木材的含水率、早晚 材、不同方向切削等因素密切相关，而学生对木材的特性及物理力学性能的了解甚少， 这就需要在课程内容里补充必备的木材学方面的背景知识，使学生从根本上认识到木 材切削的特点。另外学生在这门课之前没有参加过专业实习，没见过相关的刀具，对 木材切削及刀具缺乏感性认识，再加上课程内容抽象，导致学生开始时感觉看不懂、 听不懂，对课程学习产生厌倦情绪，影响教学效果。 2 合理调整教学内容

2.1 更新课程内容木质复合材料工业发展很快，我国人造板产量高居世界第一，传统的 木工刀具材料不能满足加工工艺要求。随着新材料的使用，木工刀具的发展越来越多 元化，刀具的硬度、耐磨性越来越高。另外，木材加工行业的技术进步和快速发展对 刀具的设计、刀体材料、刀具表面处理、制造等方面的要求也越来越高，高速切削的 应用也越来越广泛。这些新的发展及变化都应及时体现在课堂内容中，一方面可以高 学生对课程的学习兴趣，更重要的是通过前沿内容的介绍可 672012 年第 23 期总第 159 期 ISSN1672-1438CN11-4994/T2012 年 12 月以使学生了解行业发展现状及趋势。 2.2 增强实践教学环节木材切削原理部分理论性较强，刀具部分内容比较抽象，学生理 解课程内容有一定难度[3]教学计划中安排教学实习，学生分组参观实验室内的锯条、 圆锯片、铣刀、钻头等刀具。另外，充分利用北京地区展览多的优势，带领学生参观 国际木工机械及刀具展览，在展会现场结合实际有针对性地介绍相关知识，这有助于 学生将抽象知识具体化，加深学生对课程内容的理解，同时也能让学生对行业现状及 发展趋势有鲜明的印象，对课程学习有很好的促进作用。 2.3 增加专题介绍结合木工刀具发展的热点，如：木工铣刀新技术、聚晶金刚石刀具材 料、硬质合金刀具发展趋势、激光切削、刀具的刃磨技术等内容做专题讲座。针对国 内外的研究热点，如刀具设计、制造新技术新方法、刀具新材料的应用、新的切削方 法等内容请相关专家教授做介绍，使学生有机会与大师对话，进行思想碰撞，这样可 激发学生对专业的热情，使学生在学习中找到乐趣，提高学习效率。 3 丰富教学方法， 提高教学效果 3.1 多媒体、视频与模型结合教学木材切削原理与刀具所涉及的刀具部 分角度比较抽象、新概念较多，切削原理部分与实践联系密切。基于课程的特点，采 用传统的课堂板书或仅借助平面图的教学模式，学生普遍反应难以理解。这就需要在 多媒体课件中增加大量的图像、视频帮助学生理解切削原理及各类切削定义，减少理 论的抽象性，使内容变得直观、生动、易于理解。在讲解刀具前角、后角、刃倾角等 角度时，学生对空间角度概念理解不清，同时由于不同角度测量平面及概念的不同， 需要理解的部分较多，学生学习时觉得各种角度太多，反映太难。针对这个问题，在 课堂讲解时，除了多媒体上的空间图外，借用直角刨切刀具模型，现场模拟切削过程。 通过这种方式，首先学生对刀具切削部分的结构能有清晰的认识，对前刀面、后刀面、 切削刃、切削平面、法向剖面等各个平面能有直观了解，有助于学生理清各刀具角度 的概念及关系。其次，复杂刀具如成型铣刀等刀具模型可引起学生的兴趣，使其轻松 理解铣刀直径、刀片厚度等刀具参数及装配铣刀刀刃与刀体的排列方式，刀刃和刀体 所用材料等知识，深刻理解成型刀设计的必要性和原理。 3.2 动画仿真 课程涉及的刀具运动、切削过程、切削力分析等内容比较抽象，学生理解时有困难， 尤其是学生对刀具的基本知识，如前刀面、后刀面、切削时刀具的刃倾角等知识的理

解能力有限，尽管有静态图辅助教学，学生仍觉得有难度，如利用 Auto CAD，3D Max，Solid work 等软件制作三维模型库和动画库，模拟切削过程，学生即可通过直观 的观察，对切削的要素、工件表面的变化等知识有形象的认识，提高教学质量。学生 在设计铲齿铣刀时，经常出现对铣刀的参数选择及计算与工件尺寸形状的关系理解不 清，读图读不懂、绘图速度慢等问题。通过动画展示铣刀各视图的画法、形体分析法 和线面分析法读图的思维过程和作图过程，演示各参数之间的关系，提高了学生的读 图能力、绘图速度及学习效果。直齿圆柱铣刀刀刃的运动轨迹为螺旋摆线，虽然有理 论公式，但学生还是不清楚实际加工时的曲线轨迹。通过软件仿真铣刀的运动，以动 画形式展示铣刀在不同加工方式下的铣削运动，并结合图片展示刀刃运动轨迹曲线， 从而让学生对铣削运动有直观体会和理性认识。 3.3 网络平台网络平台可方便学生在网上学习，本课程是我校的精品课程，在我校的精 品课程网络平台上共享了电子课件、教学大纲、教学讲义、教学录像、复习提纲、往 年试题、教辅材料等相关资料，学生可以利用课余时间在线观看视频教学，预习或复 习课程，可反复学习重点及难点知识，加深印象，巩固所学知识。学生可根据自己对 课程的掌握情况，针对自己的薄弱环节，结合网络平台上的教学录像，反复观看学习 关于该知识点的讲解，自主探索寻求解决问题的方法，学习方式由被动接受知识转变 为主动探索知识。同时，网络平台还给学有余力的学生提供更广阔的学习空间，学生 可结合自己的兴趣点，对不同的内 682012 年第 23 期总第 159 期 ISSN16721438CN11-4994/T012 年 12 月容进行不同程度的学习，使因材施教变为现实，教育效 率得到大幅度提高。另外还可借助网络平台向教师提问，弥补课堂上不能与教师深入 交流的问题。学生还可查看网络平台上的教学大纲，对课程有整体的了解，清楚知道 课程的重点与难点。3.4 考核课程考核是综合评价教学质量和人才培养状况的重要手段， 考核方式越来越受学校和社会的重视，大学课程的考核方式更是高校建设发展的重点 本课程考核内容包括试卷成绩、实践报告成绩和平时成绩。其中试卷成绩占 70%，实 践报告成绩占 10%，平时成绩占 20%。试卷成绩是学生对重点知识点的把握及理解能 力的考核。实践报告成绩是学生参观展览后针对一种刀具或机床的起源、发展、特点 及加工范围等的具体阐述及未来发展趋势思考，有助于学生整合所学各章节知识，锻 炼学生的综合素质及能力。平时成绩是基于课堂上学生回答问题情况的反映。这 3 项 结合起来对教学效果的评价更全面有效。 4 结束语木材切削原理与刀具是普通高校木材科学与工程专业一门重要的专业基础课， 对专业课学习及从事木材加工行业有重要意义。通过课程内容的更新、调整，结合实 践课的学习，可激发学生的学习兴趣，提高教学效果。采用先进的教学手段，丰富的 教学方法，如切削过程模拟动画等，可将抽象知识形象化、直观化，有利于学生对课 程内容的消化吸收。参考文献

[1] 李黎,杨永福.关于木材科学与工程本科应用技术型专业教材建设的思考[J].中国林业 教育, 2011, 29(1):16-19. [2] 吴良奎.木材切削原理与刀具课程教学改革与实践[J].安徽农学通 报,2011,17(7):192-193. [3] 孟五洲,苏华礼.《金属切削原理与刀具》课程的教学探索[J].安阳工学院学 报,2011,10(6): 92-93.(上接 65 页)知识应用于实践。教师在教学过程中发现，只注重 学生最后期末考试成绩，并不能够完全考察学生的真实学习水平和能力，重视教学过 程的考核，更能够体现学生的真实学习情况，而且还能够持续激发学生的学习兴趣， 因此我们提出了期末考试改笔试为机试，以期末考试成绩为主、过程考核为辅、竞赛 获奖加分的激励考核方法，提出了 6+2+2+X 的考核比例，即期末机试成绩占总成绩 60%，平时实践作业完成情况、出勤率和课堂表现情况占 20%，课程设计占 20%，，竞 赛获奖单独加分的考核形式。在教学实践中，这种考核方式既关注学生的学习成效， 同时也对学生的日常学习进行了考核，加强了教学过程的考核，取得了较好的效果。 特别是期末考试采用上机考试的形式以后，学生在实验课程中的学习态度有了很大改 进，并且课下还利用业余时间到实验室调试程序，对培养学生的计算机应用能力起到 了非常积极的作用。 3 结束语 经过课程组所有教师的共同努力，本文所提出的改革措施和手段陆续在课程教学过程 中得以实践，都取得了较好的教学效果，特别是提升了非计算机专业学生学习这门课 程的兴趣，对学生考取计算机等级考试资格证书也起到了辅助作用，在学校培养应用 型人才的教学目标下，本课程建设也取得了长足的进步。 参考文献 [1] 苑永波.信息化教学模式与传统教学模式的比较[J].中国电化教育,2001(8):25-27. [2] 冯烟利.Visual Basic 程序设计教程[M].北京:清华大学出版社,2011. [3] 陈思佳.财经类院校 VB 程序设计案例教学模式探讨[J].电脑知识与技术:学术交 流,2011(34):228-230. [4] 刘芝怡,陈舜青.VB 程序设计课程教学改革与实践[J].中国现代教备,2010(15):8284.



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