以車刀教學(xué)為例談“金屬切削原理與刀具”課程的教學(xué)方法

張宜厚

為了提高“金屬切削原理與刀具”教學(xué)質(zhì)量，筆者通過強(qiáng)化某些方面的教學(xué)技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生掌握該學(xué)科的基礎(chǔ)知識，為學(xué)生順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求創(chuàng)造了有利的條件。強(qiáng)化的環(huán)節(jié)主要有以下3個方面。

一、構(gòu)成懸念的導(dǎo)入技能

課題導(dǎo)入的作用在于集中學(xué)生的注意力，激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望，引起他們的濃厚興趣，使他們愉快而主動地學(xué)習(xí)。良好的導(dǎo)入技能能收到事半功倍的效果，就像故事講究懸念，相聲要有包袱一樣，上課要注重課題的導(dǎo)入。

以車刀教學(xué)為例，先帶學(xué)生參觀車床或觀看車削多媒體課件，重點讓學(xué)生了解車削運動，車刀的實際位置及切屑的流出方向等，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)之初先樹立一個全面的車床形象及車削概念。

接著從學(xué)生生活中熟悉的事例開始導(dǎo)入，教師問學(xué)生:“同學(xué)們，你們都見過哪些刀具？它們都有哪些特征呢？”學(xué)生會舉出鉛筆刀、水果刀、菜刀、砍柴刀、斧頭，等等，它們的共同特征是:都有一條刀刃和兩個刀面。接著教師拿起了車刀實物:“這是一把車刀，四四方方的，為什么與普通刀具的外形不一樣呢？車刀又是怎樣把工件金屬切削下來的呢？大家知道《水滸傳》中楊志有一把寶刀，削鐵如泥。一刀砍下，一疊銀元頓成兩半；一氣吹過，一撮毫發(fā)紛紛寸斷。為什么車刀不做成楊志那把寶刀的形狀呢？”教師設(shè)計的這一連串懸念一下子就抓住了學(xué)生的注意力，使他們開始思考，誘發(fā)了他們對刀具的鉆研興趣，為整個課堂教學(xué)過程打下了良好的基礎(chǔ)。

二、貼近生活的演示技能

學(xué)生無論學(xué)習(xí)哪種課題內(nèi)容，教師首先必須給他們提供豐富、具體的感知材料，使他們形成生動而充實的表象。發(fā)生在我們身邊的許多日常生活中的事例和現(xiàn)象，往往可以與教學(xué)掛起鉤來，讓學(xué)生把實際生活中的感性認(rèn)識與課題中抽象的理論聯(lián)系起來進(jìn)行思考，可更快更好地加深他們的理解。在授課中借助于實物、掛圖、多媒體課件進(jìn)行演示，會取得良好的效果。

如講解車削運動中的主運動和進(jìn)給運動，學(xué)生很難把車削運動與切菜、削鉛筆等日常的感知形象聯(lián)系起來。[1]此時，教師可以用水果刀削蘋果的例子來說明，車削運動是由工件的旋轉(zhuǎn)主運動（蘋果的旋轉(zhuǎn)）與車刀的相對進(jìn)給運動（水果刀的運動）組成的，一下子就解決了學(xué)生的思維障礙，也為用蘋果皮沿刀面的流出來解釋工件切屑沿前刀面的流出做出了良好的鋪墊。

車刀的幾何參數(shù)是學(xué)生在學(xué)習(xí)中較感頭痛的內(nèi)容。抽象的輔助平面、易混的車刀角度、難記的刀具角度選擇原則，往往使學(xué)生感到枯燥難記。我們用日常生活中的菜刀與車刀進(jìn)行聯(lián)系，使學(xué)生對車刀的幾何參數(shù)有了直觀的比較。例如在講述車刀前角的作用是影響車刀的鋒利程度和強(qiáng)度時，教師先提出什么樣的刀更鋒利的問題。通過與菜刀的比較，學(xué)生會說出刀的刃口越薄越鋒利。我們通過圖1a的演示，證實隨著車刀前角的增大，構(gòu)成刀刃的楔角就會越小，車刀也可以像菜刀一樣變得很鋒利。接著教師又問:“鋒利的菜刀切菜切肉可以，但用它來斬肉骨頭行嗎？”學(xué)生經(jīng)過思考會得出斬肉骨頭需要使用增大刀刃楔角的砍刀，否則易使菜刀崩刃或卷曲。教師及時總結(jié)到:“金屬材料比肉骨頭更硬，車刀就需做成更大的楔角，以增強(qiáng)車刀的強(qiáng)度。所以車刀就做成如圖1b所示的四四方方的樣子?！苯處熯M(jìn)一步演示:“當(dāng)車刀為圖1c所示的負(fù)前角時，雖然車刀的強(qiáng)度更大了，但鋒利程度卻大大降低了。就像拿一把錘子砸向肉骨頭，費了很大的勁還把骨頭給砸碎了。”

圖1 前角的變化

再如在講述車刀后角的作用是影響車刀的摩擦與強(qiáng)度時，教師用圖2a的演示說明隨著車刀后角αo的增大，雖然也會使車刀的楔角減少，但并不能增加車刀的鋒利程度。就像拿著一把鋒利的水果刀刮削著蘋果皮，或?qū)h利的菜刀橫著刀面拍大蒜頭。圖2c的演示說明當(dāng)車刀的工作后角為負(fù)值時，車刀的后刀面與工件強(qiáng)烈摩擦，無法進(jìn)行車削。 教學(xué)演示技能的應(yīng)用活躍了學(xué)生的思維過程，簡化了教學(xué)難點。學(xué)生在從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的過程中，不僅理解了知識，還培養(yǎng)了抽象概括能力，發(fā)展了智力。

三、鞏固拓展的結(jié)束技能

圖2 后角的變化

課題結(jié)束是教師完成一個教學(xué)任務(wù)所采用的行為方式，不能簡單地說一聲“本節(jié)課就講到這里”就可以結(jié)束的。最佳的結(jié)束方式是在一節(jié)課或一個課題的末尾，將授課內(nèi)容簡明扼要地進(jìn)行小結(jié)，以使學(xué)生掌握問題的實質(zhì)。

金屬切削刀具的幾何參數(shù)屬空間幾何問題，單車刀的基本幾何角度就有6個。[2]記住并理解眾多幾何參數(shù)及它們的選擇原則往往使學(xué)生產(chǎn)生畏懼感，需要教師及時地幫助學(xué)生總結(jié)歸納。例如教師在講授完車刀前、后角及其作用的課題后，作了如下的歸納:“車刀的前角大小決定了鋒利程度，車刀的后角大小決定了后刀面與工件的摩擦程度，車刀的楔角決定了刀頭的強(qiáng)度。判斷一把車刀的好壞，除了刀的鋒利和強(qiáng)度外，還需考慮加工零件的尺寸精度、表面質(zhì)量、零件的材質(zhì)、刀具的材質(zhì)、系統(tǒng)的剛性等等因素。那么，請大家分析一下《水滸傳》中楊志的那把寶刀還需作哪些改進(jìn)才能用做車刀呢？”一個課題開始提出的懸念，隨著課題的展開和釋疑，不斷促使學(xué)生開始新的思考。這樣不僅使學(xué)生興趣盎然地去復(fù)習(xí)課上所學(xué)的知識，探索新的領(lǐng)域，而且把這些知識與實際生活緊密地結(jié)合了起來，達(dá)到鞏固應(yīng)用的目的。

[1]湯國泰，車工工藝與技能訓(xùn)練[M].北京:人民郵電出版社，2009.

[2]王公安.車工工藝學(xué)[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2005.