基于啟發和應用導向的《化工制圖》課程改革與實踐

曲炳良,孫省利,楊 磊

(廣東海洋大學 化學與環境學院，廣東 湛江 524088)

《化工制圖》是一門專門研究繪制和閱讀化工專業圖紙的基礎課程，是化工類專業學生必須掌握的一門實踐性較強的專業基礎課程[1]。主要內容為制圖基本知識、制圖國家標準、投影法和三視圖、化工設備裝配以及工藝流程圖。學習化工制圖這門課有助于提高學生的綜合素質，對于觀察事物的角度、思維模式的多樣化以及工程意識的培養具有很大的裨益[2]。學生對《化工制圖》課程的掌握程度，對今后能否快速適應和勝任工作具有很大的影響。

隨著化工設備、工藝和技術以及計算機和網絡技術的發展，《化工制圖》課程在教學內容和方法、考核方式等方面的一些問題也逐漸顯現，必須采取相應的課程改革措施，以增強教學效果，提升學生能力，培養滿足國家和社會需要的化工人才。

1 《化工制圖》課程面臨的問題

1.1 教學內容更新不及時

從多所院校的教學實踐以及一些《化工制圖》參考教材來看，多年來，《化工制圖》的教學內容變化不大，雖然制圖基本知識、標準規范以及投影法和三視圖原理等基礎理論沒有變化及調整的必要性，但裝配圖、工藝流程圖、設備圖及管道布置圖等體現應用性的內容較為陳舊，與化工實踐存在一定程度的脫節。隨著計算機的普及，利用電腦借助繪圖軟件制圖成為當代各個行業的主流，對尺規繪圖和徒手繪圖的要求逐漸降低，但目前《化工制圖》中尺規繪圖、徒手繪圖和計算機繪圖的內容比例沒有做出相應的調整。

1.2 教學手段和方法陳舊

《化工制圖》教學中，已經普遍采用多媒體教學，對于節省教師板書時間，提高教學效率具有很大的幫助，但當前的《化工制圖》多媒體教學多數做法是把板書照搬到幻燈片上，形式變化而內容不變，尤其在講授截交線和相貫線的畫法過程中，多媒體教學手段重視結果而忽視過程，學生的思維跳躍跨度大，大多數學生難以跟上教學節奏，導致教學效率高，而教學效果不佳。在課堂上，學生多數時間是聽老師講課，被動接受知識，沒有或者很少有機會動手繪圖，缺少教學互動和效果反饋的環節，對于強調動手應用能力和較強實踐性的《化工制圖》而言，這種單向灌輸式教學方法存在一定的缺陷。

1.3 理論和實踐存在一定的脫節

受慣性思維影響，大多數學生更注重理論知識的學習，忽視實踐能力的培養；《化工制圖》課程中，三面投影體系以及三視圖、平面立體和曲面立體截交線和相貫線這三部分基礎理論內容，對學生的空間想象力、空間分析和思維能力要求較高，直接影響到后續應用性較強的章節內容的理解和掌握。當前的《化工制圖》教學中，僅僅把能夠繪制截交線、相貫線的三視圖，作為衡量掌握三面投影體系和三視圖教學效果的標準，而忽視了理論和實踐的連續性和相關性。導致表面看學生似乎掌握了知識，實則尚未完全掌握，在后續章節的學習中，難以正確和熟練地運用前面所學內容識讀和繪制圖樣。部分院校相關專業只安排《化工制圖》理論課，沒有安排實習實訓環節。有的院校即使安排了實習實訓，也只是簡單機械的按照給定的圖樣用計算機繪圖，對提升學生的實踐能力和應用能力作用有限。

1.4 考核方式較為單一

當前《化工制圖》課程的期末考核方式多數為閉卷考試，試卷內容多為理論知識，受考試時間所限，識讀和繪制工程圖等知識點難以成為考試題目，考試成績難以全面反映學生對知識的掌握程度，無法檢驗學生對所學知識的實踐應用能力。平時教學過程中，布置給學生的課后作業，雖然有一定的繪圖和識圖題目，但囿于教學進度和其他課程的學習任務，題量有限，因此通過課后作業的方式，也僅能在一定程度上了解和掌握學生的繪圖和識圖能力。

筆者承擔制藥工程專業和應用化學專業《化工制圖》的授課任務，和其他授課老師共同總結多年的教學經驗，充分考慮計算機和網絡技術的快速發展，結合化工領域取得的最新成果和進展，以啟發和應用為導向，對《化工制圖》課程進行了改革，并通過教學實踐檢驗改革成效。

2 《化工制圖》課程改革與實踐

2.1 調整教學內容

調減徒手繪圖和尺規繪圖的教學內容，僅要求學生掌握徒手繪制簡單圖形的技能，能夠利用尺規繪制手柄、起重鉤等簡單組合體；增加計算機軟件繪圖內容，講授AutoCad、CaxaCad繪圖軟件的功能和基本操作；增加技術制圖國家標準和專業制圖國家標準內容，尤其是化工行業標準相關內容；結合化工領域的新技術、新設備，增加管道布置圖、管道及儀表流程圖、化工工藝設計施工圖、設備安裝和布置圖的識讀和繪制內容；增加設備、管道、閥門及附件圖例內容。

2.2 優化教學手段和教學方法

在教學過程中，優化教學課件，把傳統的板書教學手段與多媒體教學手段有機結合起來。例如在幻燈片課件中添加三維動畫效果，演示三面投影體系的建立和投影過程、投影結果以及三視圖的展開過程；例如把畫截交線和相貫線的過程分解，做成分步的動畫效果，讓學生對制圖過程中的每一步都清晰無誤地理解和領悟。此外，教學中以講授法為主，輔以任務驅動法、練習法和現場教學法等多種教學方法，例如為了培養學生的立體思維，加深對三面投影體系的理解，讓學生在業余時間利用包裝箱或者木板制作簡單的三面投影模型，利用紙張制作圓柱體、圓錐體模型，作為輔助工具；讓學生做適量的制圖作業練習；把課堂轉移到電腦制圖室，進行現場電腦繪圖。這些教學方法有效地激發學生的學習興趣和熱情，增強學習效果。

2.3 在學好理論基礎上更加注重實踐

引導學生增強對《化工制圖》課程的重視程度，結合化工實例讓學生提高對課程實踐性和應用性的認識；讓學生樹立標準和規范意識，嚴格按照技術制圖國家標準和化工行業標準及規范繪制圖樣；在授課過程中，以成熟的并已經投入到實際應用的某種藥品或者化工產品生產工藝流程圖、設備安裝圖、車間布置圖作為教學案例，讓學生對照相應內容進行分析和學習；增設化工制圖校內實習環節，增加計算機繪制化工圖樣實習；積極聯系化工廠、制藥廠等生產企業，建立校外實習基地，讓學生到這些企業開展實習，參觀廠區、車間以及設備；除了講授Autocad、CaxaCad等制圖軟件之外，鼓勵學生自學SmartPlant 3D、SolidWorks、AutoCAD Plant 3D等軟件，熟練掌握二維制圖和三維制圖的技能；引導和鼓勵學生成立團隊，參加大學生化工設計大賽、大學生制藥工程設計大賽，通過競賽，積累制圖實踐經驗和提升專業應用能力。

2.4 完善考核方式

學生更習慣于傳統的閉卷筆試方式，這種考試方式能夠在一定程度上反映學生的學習效果，所以仍然把閉卷考試作為考核手段之一，但題目比例做了較大的調整，在原有理論知識的基礎上，增加讀圖和識圖的題目，要求學生通過給定化工圖樣讀出相關信息，在試卷上作答；除此之外，在實習過程中，給學生布置尺規繪圖和電腦繪圖作業并給出成績，把試卷成績和實習成績進行綜合評定，作為《化工制圖》課程的總成績。這樣，學生就會在日常學習過程中更加注重理論和實踐的結合，扭轉部分同學中存在的為考試而學習的思想，避免出現只靠機械記憶就能考高分的情況，從而達到較為全面檢驗學生成績的目的。

3 結語

《化工制圖》是一門重要的技術類基礎課程，隨著時代的進步，也在不斷的改革發展[3]。筆者結合《化工制圖》課程自身特點，并借鑒其他課程教學改革成果，圍繞上述改革措施，立足課堂，而又不局限于課堂，立足理論，而又不局限于理論，課堂內和課堂外相結合，以啟發為方式，以應用為導向，積極開展教學實踐。從近幾年的教學情況來看，課程改革成效顯著，學生的學習目的更加明確，學習態度更加嚴謹，學習更加主動，實踐應用能力明顯提高。學生連續多年在“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽中分別獲得一、二、三等獎；畢業生走上工作崗位，從事生產和管理實踐，很快完成角色轉變，進入工作狀態，得到用人單位的好評。通過《化工制圖》課程以及專業相關課程的改革與實踐，能夠培養出更適應時代和社會發展需求的化工人才。