化工工程制圖教學現狀分析與教學改革方案探究

馮敏 邱東

（河西學院化學化工學院 甘肅·張掖 734000）

化工工程制圖是化學工程與工藝專業和應用化學專業的一門專業核心課程。主要研究化工圖樣的繪制和識圖規律，是工程技術人員用來表達和交流技術思想的工具，被譽為“工程界的語言”，工科學生作為未來工程技術從業人員，必須熟練掌握運用這一共同語言。本課程重點開發學生由立體到平面、由平面到立體的三維立體構建能力，對理論與實踐結合程度要求很高。本門課為后續專業課程如化工原理、化工設計、化工機械設備基礎等課程提供理論與技能儲備，同時也為全國大學生化工設計大賽、畢業設計和實習實訓打下堅實的基礎，在化工及應化專業培養方案中起到承上啟下的作用。但經過對我?；瘜W工程與工藝及應用化學兩個專業學生的大量調研顯示，我?，F行的化工制圖教學方法和模式不達到預期學習效果，學生理論聯系實際能力不足，無法有效運用所學理論知識服務工程實踐，筆者期望通過優化教學內容、更新教學理念、豐富教學方法來改善本課程的教與學，提高學生的工程實踐能力，以適應應用型人才的培養目標。

1 課程現狀分析

1.1 授課內容偏機械基礎、輕化工圖樣

《化工工程制圖》內容主要包括兩大塊：工程制圖基礎部分、化工圖樣部分。起初，我?；ぁ瘜I的化工工程制圖由土建學院專任教師擔任，授課內容偏向于機械制圖基礎理論部分，化工圖樣部分涉及較少，導致學生在后續實踐環節如課程設計、全國大學生化工設計大賽、畢業設計中學生基礎知識不足，理論應用能力有限，不能很好的完成設計工作。后因學時減少，教師對化工專業圖形部分涉及更少，這也是很多學校面臨的同樣問題。近年來，學院根據需要，將本門課的教授工作交給化工專業教師，期望達到兼顧機械制圖和化工專業圖形的目的，但教師在授課過程中還存在學時分配不合理、對化工專業圖形不夠重視的現象。

1.2 授課過程偏理論，輕實踐

教師在化工工程制圖這門課的講授過程中將基礎知識的講授作為重點，沒有重視理論與工程實踐的結合，學生的空間想象能力和圖形表達能力沒有得到充分的鍛煉，導致學生實踐與應用能力不足，學生在面對實際工程問題時動手能力不足。對本專業學生調查顯示，約50%學生無法充分應用化工工程制圖相關理論開展本專業課程設計和畢業設計工作，約85%畢業生初到崗位不能完全讀懂化工相關圖紙，而對于化工工程制圖這類實踐課而言，最主要的教學目標是能夠應用工程理論讀懂并繪制化工專業圖形，為化工行業輸出合格人才，而目前的純理論式授課方式遠遠達不到預期目標。

1.3 授課理念偏經驗、輕方法

近年來，很多教師對制圖類課程教學方法和教學模式進行了大量探究，但大部分教師還是過分依賴傳統授課方式，采用多媒體+理論教授模式進行，但這樣的授課方式太過單一，尤其對這樣一門實踐性知識較強的課程，課堂的吸引力不足，學生的參與感不強，學生容易眼高手低，教學效果不佳，所以探究化工工程制圖教學方法，找出最佳的教學方案迫在眉睫。

2 教學改革方案探究

2.1 教學內容優化

考慮到化工專業學生在后續課程及未來就業中對機械圖樣要求不高，更多的接觸化工工程圖紙，本著實用、適用、夠用的原則對化工工程制圖內容進行整合優化，合理分配教學學時，首先精簡工程制圖基礎理論部分，減少制圖標準、技術標準部分所占學時，將其放到后續實際繪制化工圖紙時進行重點強調說明；其次降低立體投影及表面交線的難度，刪除部分軸測圖內容；最后重點突出化工圖樣部分，包括化工設備零部件圖、化工設備圖、化工工藝圖三大塊，分別涵蓋了化工工程圖紙的三大類，也是后續課程設計、畢業設計、認識實習、生產實習的理論基礎?；ぴO備圖部分應主要講授與機械制圖的聯系和區別，以突出專業特點。授課內容上不僅講授書本上的規范、方法、技巧，同時引入大量工程實踐案例，在理論聯系實際中加深學生對理論知識的理解與把握。

2.2 理論與實踐相結合

要達到化工制圖教學目標必須注重學生實踐應用能力的培養，這就要求教師不僅要注重基礎理論與規范的講授，還要與實際應用相結合，所以我們制定三位一體的實踐教學方案，分別是課程設計、化工實訓基地應用、設計大賽等。

適時引入化工制圖課程設計?；ぶ茍D課程設計是學生理論應用于實踐的重要過程，可結合化工原理課程設計來展開?；ぴ碚n程設計主要針對換熱器、塔、反應器等典型化工設備進行設計和選型，在學習完化工制圖第二部分中的化工設備圖繪制基礎理論后，學生根據化工原理課程設計結果繪制出相應的設備圖，這樣把繪圖理論知識直接進行應用，一方面加深了學生對單元設備選型計算過程的理解，同時通過繪制過程，學生對化工設備零部件、裝配關系、規格尺寸有了更直觀的認識，提升了學生對化工典型設備認知水平，鍛煉了學生的實際繪圖能力。

化工實訓基地的應用。目前我校建有煤制烯烴現代化工實訓中心，占地1000平米，以煤制烯烴全流程裝置為原型，等比例縮小并還原了煤制烯烴工藝裝置，裝置包含水煤漿氣化、一氧化碳變換、低溫甲醇洗、甲醇合成、甲醇精制、甲醇制烯烴等多個工段，構建出高度仿真的虛擬實訓環境，實習實訓是化工類專業教育的重要環節，對于樹立學生的工程意識，促進理論知識轉化為工程實踐能力，提高學生就業本領極為重要?；ぶ茍D中的化工設備圖和化工工藝圖可以結合實習實訓基地進行展開，讓學生結合現場情況，了解物料基本走向，摸清工藝路線，找準控制點及控制方案，理解每個設備、管件、閥門的作用，學習整個工藝流程過程、設備布置情況及管道布置情況，進而繪制出一個工段或多個工段的工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖，這樣才能更好的鞏固理論課堂所學內容。理論與實踐相結合可以使學生在繪制化工圖紙時夠更好地發揮空間想象力和形象思維能力，促使學生在良好學習興趣引導下進行有效學習，能夠大大提高化工工程制圖教學效果，提高學生讀圖、繪圖能力，使學生理論與實踐結合能力得到鍛煉。

鼓勵學生積極參與全國大學生化工設計競賽。全國大學生化工設計競賽由中國化工學會化學工程專業委員會、教育部和中國化工教育協會共同主辦，面向全國高等院?；I的學生，是國內化工類級別最高、參賽隊伍最多、影響最大的比賽。其任務包括化工新產品和化工新技術的研發，新流程和新裝置的設計以及新的化工廠生產過程操作運行方案等方面，對提高化工專業學生的專業素養、培養卓越工程師、拓寬專業知識、增強工程實踐和創新能力等諸多方面具有積極的促進作用。通過競賽，學生不僅對所學專業知識如化工原理、化工反應工程、化工分離工程、化工設計、化工制圖等進行系統綜合應用，而且鍛煉他們的工程實踐能力，培養學生追求創新、高效工藝過程的理念，特別是在新工藝開發、新設備應用、節能降耗方案探索等方面的創新能力?；ぴO計競賽作品最終由設計說明書、工程圖紙和圖表三種形式呈現，其中工程圖紙占比很大，圖紙也是實際化工廠設計和設計院設計中最重要的部分之一，所以，通過化工設計大賽的鍛煉，學生能夠更加清楚化工工程制圖中的制圖方法、制圖規范等理論，能夠更加理解化工專業圖形的表達方法與技巧，能夠更加熟練應用所學理論知識進行實際有效應用。

2.3 教學方法多樣化

任務驅動式教學：任務驅動式教學是教師為學生提供體驗實踐和感悟問題的情境，圍繞任務展開學習，以任務的完成結果檢驗和總結學習過程等，改變學生的學習狀態，使學生主動建構探究、實踐、思考、運用、解決高智慧的學習體系。在化工工程制圖教學過程中，引入任務驅動式教學能讓學生“動”起來，進而樂于學習，主動學習。例如在組合體三視圖繪制過程中，創設特定情境，讓同學們以工程師的身份給車間損壞的軸承座繪制一幅三視圖，將復雜的過程分解為三個子任務進行，分別是形體分析、主視圖選擇和繪制圖形，每個子任務通過任務單的形式進行細化，課前發放給給大家，隨著課堂進度完成相應的子任務，同時通過老師點評和組間互評對任務完成情況進行定量打分，既讓學生體驗完成任務的成就感，又培養學生作為工程師的責任感。

合作探究法：在任務驅動式教學中結合合作探究法，推動學生團結協作，共同解決復雜問題。例如在軸承座三視圖第一個子任務形體分析中，軸承座可分為四個基本體，分別是底板、套筒、支撐板、肋板，這四個基本體三視圖學生可以通過分工合作的方式分別繪制出來，這樣學生對整個軸承座的結構非常清楚，便于后續疊加繪制工作。

基于微課的翻轉課堂教學法：在傳統課堂教學中，由于學時和學生接受能力的限制，一些重點、難點知識沒有辦法充分講解，學生僅用課堂時間難以完全把握，課下無法及時與老師溝通，造成學習難度加大，長此以往，學生失去學習信心、喪失學習興趣。所以教師有目的的引入微課教學法，將課堂知識點進行拆分，分割成幾個獨立的小知識點，總結其中的重點、難點，提前錄制好5-10分鐘的短視頻，也可通過網絡獲取相關優質資源，最后對學習視頻、PPT、講義等內容進行整合，課前通過教學平臺發放給大家，通過作業、練習、小考等手段檢查學生學習情況。而課堂實施環節主要通過“翻轉課堂”教學模式，也是學生吸收和消化知識點的關鍵階段。翻轉課堂的宗旨是把學習的主動權交給學生，教師可以結合我們之前提到的任務驅動法和合作探究法等多種教學方法，充分調動學生參與活動的積極性，最大程度的提升課堂學習效果。同時教師需引導學生對微課知識點進一步學習和深入理解，并對分割化的知識點進行融會貫通，使學生的學習更加系統與完整。最后教師對學生在學習過程中碰到各種問題進行面對面交流，完成答疑、解惑、提升工作，最終引導學生完成對知識點深入理解和熟練應用的目的。

3 結論

《化工工程制圖》是一門重要的專業核心課程，隨著時代的進步而不斷發展。筆者針對本?！痘すこ讨茍D》課程開展過程中存在的一些重要問題，借鑒其他類似課程的教學改革成果，使用目前比較先進的教學方法與教學理念進行本課程的教學改革工作，以啟發為方式、以應用為導向，理論聯系實際，最大程度的解決學生眼高手低、實踐能力不足、理論實踐脫鉤現象。從課堂效果及學生反饋信息來看，課程改革后學生學習興趣明顯提高，學習主動性大大增加，讀圖、制圖水平明顯提升。學生連續多年在全國大學生化工設計大賽中獲賽區及全國性獎勵；越來越多的畢業生進入設計院從事設計、制圖工作，并獲得設計單位的一致好評?；すこ讨茍D教學改革使我?；I人才更符合社會、企業的需求。