化工制圖與ＣＡＤ課程改革探討

張會欣　王玉環　孫百虎

摘要：《化工制圖與CAD》課程是一門為化工工程設計實踐服務的技術基礎課。為滿足高職院校培養技能型、應用型人才的需要，對《化工制圖與AutoCAD》的教學內容、教學方法、考核方法等諸多方面進行了全面的改革研究。

關鍵詞：化工制圖與CAD；教學內容；教學方法；教學手段；教學改革

作者簡介:張會欣（1974-）女，河北深縣人，石家莊職業技術學院化工系講師，從事化工專業教學與科研工作。

中圖分類號：Ｇ712文章表識碼：B文章編號：1001-7518（2009）11-0058-02

《化工制圖》是伴隨著化學工業的發展，從制圖學中分化出來的，是畫法幾何與化工專業相結合的產物。工程圖樣被喻為“工程技術界的語言”。由于它具有很好的直觀性和準確的度量性，因此它是工程人員表達設計思想和技術交流的重要手段，高職院校化工類專業直接擔負著為國民經濟領域各類化工企業培養高技能人才的任務，每一個合格的化工類專業畢業生，均應具有化工制圖的知識和能力。隨著計算機技術在生產中的應用不斷增加，計算機輔助繪圖（AutoCAD）是化工專業進行工藝設計不可缺少的軟件系統,其工作界面簡單、易學,利用它可以大大的提高繪圖的速度和精確度，提高工作的效率。所以對于高職化學制藥專業來說既要掌握化工制圖的基本知識，也需要學習AutoCAD的基本功能，從而能夠利用AutoCAD繪制出合格化工圖樣。在實際教學過程中我們不斷改進在教學內容、教學方法、考核方式等方面的改革進行了有益的嘗試。

一、教學內容

1.AutoCAD與化工制圖的融合教學。當前對化工人才需求,是能將計算機技術與化工專業知識、技能相結合的復合型人才。根據專業特色需求以及未來學生工作崗位的需求調查，推出在教學內容與訓練形式上有所創新的《化工制圖與CAD》課程。

自九十年代，我們開始探討將計算機繪圖技術引入制圖課程中，最初是在學完制圖課程后，開設計算機繪圖課；由于計算機繪圖功能逐漸強大，計算機繪圖使繪圖效率和繪圖質量得到有效提高，為了發揮計算機的優勢,適應新形勢下對于人才的需求，使設計者甩掉圖板。所以我們嘗試了化工制圖與計算機繪圖內容的融合式教學，將AutoCAD各部分功能的教學貫穿于化工制圖的教學中,在講授化工制圖知識的同時適時的加入計算機制圖的相應命令，利用AutoCAD作為工具來實現化工圖樣的繪制，所有的課程均在計算機實訓機房開設,真正做到講練結合,這樣既練習了CAD的基本命令，又能夠熟悉化工制圖的基本規范和基本知識，使二者融為一體，從而利用此軟件繪制出符合相應國家標準的化工設備圖以及流程圖等[1]。

2.優化整合授課內容。改革前我們的化工制圖教學內容與工程制圖的內容近似，大量的學時精力在三視圖的繪制部分消耗，而化工工藝圖、設備圖等結合專業的內容卻在其他的課程中講授，如圖1。而通過我們對近年來的畢業生調查分析可知學生畢業后化工工藝流程圖等一些專業性較強的圖樣應用較多，化工制圖講授基礎的制圖知識在第2學期，而有關的化工工藝圖等內容的講授放在了第5學期，時間間隔長，不利于知識的銜接[2]。所以我們對課程內容進行了整合。對化工制圖與CAD的教學內容進行了調整，增加了突出專業特點的化工工藝流程圖與化工設備圖的內容。如圖2所示。

二、教學方法

1.多媒體及AutoCAD的三維功能結合。在教學方法的改革中，我們完成了由傳統的“粉筆+黑板+模型+掛圖”

的教學模式，向利用多媒體計算機、視頻展示臺等現代教學工具進行教學的模式轉移。目前化工制圖與CAD課程全面采用自主開發的多媒體課件授課，受到學生好評。

化工制圖的教學和繪制、閱讀化工圖樣都是圍繞著“二維”和“三維”的轉換,空間想象能力更是在“二維”和“三維”的相互轉換中逐漸培養起來的。AutoCAD軟件的三維功能很好表達化工制圖課程教學中,截交、相貫、組合體等較難理解的部分,利用AutoCAD Powerpoint建立三維的模型庫或教師根據教學需要自己畫某些模型保存起來,根據講課需要,將三維模型直接展示出來,并可根據教學需要把模型進行旋轉、移動、放大縮小、任意角度觀看、體會,通過直觀形象的立體圖形，使學生更容易理解和學習。例如剖視圖的學習中,對于較復雜的零件,采用什么樣的剖切方法,從什么地方進行剖切拿不定主意。通過應用AutoCAD繪圖就容易從各個不同的方向和部位對零件進行剖切,形成剖視圖。

2.開辟空中課堂，實現網絡教學資源全面共享。提供與課堂教學相關的教案、電子教材、習題與解答、試卷與答案，以及2D、3D素材庫、多媒體課件等；我們利用學校的網絡平臺，建立和同學互動的交流論壇，教師和多個學生在計算機網絡支持下，通過對某一內容有目的的分析討論與交流等協作活動，加深對問題的理解，從而獲得高級認知能力。實現資源共享、信息反饋。

3.任務驅動模式的課程教學方式。根據實際教學條件，我院的《化工制圖》課程采用項目化、任務驅動模式為主的工作一體化的課程教學。采取提出任務——學習相關概念、知識——解決問題——總結提高——作圖實訓的教學模式，從實踐——理論——再實踐——提高和拓展，從而實現從理論到應用能力提高的質的飛躍。按照大綱的要求將需要掌握的內容設置到相應的任務中,使同學們在完成任務的過程中掌握制圖的基本知識、計算機繪圖的基本技能，循序漸進，逐步提高同學們手工及計算機的繪圖能力[3]。

例如在化工工藝流程圖的繪制與閱讀講授過程中，我們設定如下的任務：

繪制如圖所示的空壓站工藝流程圖。這種圖樣是化工生產過程中最常用到的技術文件，是化工工程技術人員必須掌握的交流工具。圖中表達了化工生產從原料到成品的整個過程，如物料的來源和去向，采用了哪些生產設備，生產的控制方式等。因此，我們要完成本任務，必須搞清楚如何用流程線和標注表示物料的來源與去向，如何按規定畫出生產設備，生產過程用什么方法進行控制并如何在圖樣中表示等內容，為能夠繪制和讀懂工藝流程圖作準備。

通過對任務進行分析，我們給予了具體的作圖指導：

作圖步驟：

1）在AutoCAD軟件中設置合適的作圖環境，合理分層、設置圖線、文字、標注等樣式。

2）相應圖層用細實線繪制地平線，再按流程順序用細實線繪制設備基座及設備的簡單外形。設備的主要管口要畫出。（設備的大小不必按比例畫出，但必須近似反映其相對大小和高低位置。）

3）按物料走向用粗實線畫出主要物料的流程線。（交叉物料流程線斷開表示）

4）用中粗線畫出輔助物料的流程線。（流程線的長短不反映管路的真實長短，但要近似反映出其高低位置，反映地下的管道應畫在地平線之下。）

5）用細實線按規定的圖形符號畫出所有閥門。

6）用細實線按規定的圖形符號畫出所有儀表及控制點。

7）標注設備的位號、名稱，流程線和儀表控制點的編號，物料的來源與去向。

8）填寫標題欄。

任務驅動教學法把學生作為學習的主體,以任務作為驅動,讓學生通過自己的操作,把書上的“死理論”變成“活應用”。這種方法較好地解決了教與學的矛盾,在整個教學過程中,充分體現了學生在學習中的主體地位和教師的主導作用,充分調動了學生學習的積極性、主動性,可以在較短的時間內提高學生學習和應用知識的能力。

三、考核方式

1.筆試繪圖結合口試問答的考試方式。傳統的閉卷作答考試方式一方面由于試卷篇幅、考試時間及試題形式所限內容單一、試題的深度廣度不夠，并且實踐性不強；全班一份卷，同學們缺乏創新性。計算機繪圖和化工制圖不能很好的結合，為此我們采用筆試加口試的方式來進行考核。在一定時間內布置難度適中的化工工藝流程圖讓同學們繪制，這樣在繪制過程中既考核了學生制圖的基本知識、基本技能、計算機繪圖的基本技能，又能發揮同學們的創造性思維，更加全面的衡量學生的能力。筆試結束后通過每位同學所繪圖樣，進行相關知識的提問，即：讀圖能力的考核。并且就繪圖中出現的問題給予指導。避免考試結束萬事大吉，做到以考促學，為后續課程及今后的工作打下良好的基礎。

2.增加平時繪圖作業所占比重。平時成績從原來的占最后考核成績的30%，增加到了50%。為了提高同學們的學習積極性，建立了隨機作業題庫，同學們之間每次的作業并不相同。每個同學的作業利用網絡平臺隨時上傳，教師在線批改，一方面及時掌握同學們的學習情況，另一方面能夠客觀的評價每個同學的學習效果。

通過以上的一系列改革，學生的學習積極性有明顯增高。通過改革前后對學生問卷調查的對比，改革前學生對本課程的滿意率為87.6%，主要不滿意項目為教學內容抽象，不易理解，考試方式不能更好的體現真實水平；改革后滿意度達到98.7%，主要不滿意的項目變化為機房作為教室的不便之處。所以我們下一步將改造CAD化工制圖的專用機房教室，將背靠背的電腦轉移，課桌全部面向講臺，方便同學的記錄和操作。

參考文獻：

[1]江會保.化工制圖[M].北京：機械工業出版社，2007（1~4）.

[2]安青.《AutoCAD化工制圖》教學探討[J].內蒙古石油化工2007（8）：34~35.

[3]姚建平，涂曉華.創造性教學在職教《化工制圖》教學中的應用[J].江西化工，2007（4）：146～147.

責任編輯：夏煥堂