化工制圖課程的教學(xué)改革與探索

方清化，莊明鳳

（集美工業(yè)學(xué)校，福建 廈門 361022）

制圖課程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合，空間概念強(qiáng)，以培養(yǎng)學(xué)生繪制和閱讀工程圖樣能力為主要任務(wù)的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和維修，化工生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)、工藝流程控制設(shè)計(jì)和技術(shù)改造等都離不開圖紙。圖樣作為工程技術(shù)人員之間重要的交流語言，正確熟練地掌握識(shí)圖和繪圖能力是進(jìn)行技術(shù)交流的重要保障。因此，化工機(jī)械、自動(dòng)化類專業(yè)開設(shè)化工制圖課程，是為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)其他相關(guān)理論課程、實(shí)踐類課程以及畢業(yè)后從事相關(guān)的設(shè)計(jì)工作奠定基礎(chǔ)[2]。

化工制圖是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，課程不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和空間想象力，還可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程素養(yǎng)等綜合素質(zhì)，在工科類人才培養(yǎng)中占據(jù)著重要地位。然而，由于課程體系的不斷改革和調(diào)整，課時(shí)壓縮，注重基礎(chǔ)課理論教學(xué)等問題，使得學(xué)生的綜合應(yīng)用實(shí)踐能力遠(yuǎn)不能達(dá)到企業(yè)的要求。因此，在有限的教學(xué)課時(shí)下，如何有效地提高教學(xué)效果，保證良好的教學(xué)質(zhì)量顯得尤為重要。

本論文針對(duì)中等職業(yè)教育中化工制圖課程的教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)行深入思考，提出幾點(diǎn)可行性的課程改革思路建議，以促進(jìn)學(xué)生提升學(xué)習(xí)熱情，明確學(xué)習(xí)目的并端正學(xué)習(xí)態(tài)度，同時(shí)空間想象力和實(shí)踐能力也得到一定的提升。

1 化工制圖課程教學(xué)存在的問題與原因

1.1 學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高

化工制圖是針對(duì)化工機(jī)械、自動(dòng)化類等專業(yè)一年級(jí)新生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程開頭便是以內(nèi)容較為枯燥的機(jī)械制圖基礎(chǔ)知識(shí)拉開序幕，面對(duì)抽象化的模型，要求我們的學(xué)生具備一定的空間想象力。這對(duì)于初學(xué)者尤其是空間想象力比較差的學(xué)生容易造成“這門課很難學(xué)，學(xué)不會(huì)”的錯(cuò)覺，進(jìn)而對(duì)課程失去了信心，學(xué)習(xí)興趣不濃。

另一方面，由于本課程是在一年級(jí)開設(shè)，此時(shí)學(xué)生沒有任何的化工類相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，很多學(xué)生也未到化工廠進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)過，對(duì)于化工設(shè)備、化工生產(chǎn)線和化工工藝等概念感到陌生。比如，對(duì)常見的化工設(shè)備反應(yīng)器，常用的設(shè)備零件補(bǔ)強(qiáng)圈、法蘭等，學(xué)生的反應(yīng)是一臉的茫然，以致提不起任何的學(xué)習(xí)興趣。

1.2 內(nèi)容多，課時(shí)少，重理論輕實(shí)踐

化工制圖主要由機(jī)械制圖的基礎(chǔ)知識(shí)、化工設(shè)備和工藝流程圖及Auto CAD繪圖軟件三大部分構(gòu)成，教學(xué)內(nèi)容多且涉及的知識(shí)面廣，教學(xué)任務(wù)較為繁重。特別是機(jī)械制圖的基礎(chǔ)知識(shí)，存在知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象并且課時(shí)有限，初學(xué)者理解困難等問題，學(xué)生往往需要在課后花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行練習(xí)，老師也常常感到教學(xué)難度較大，無法達(dá)到預(yù)定的教學(xué)效果。雖然存在上述理解困難、教學(xué)難度大的問題，但是這部分的知識(shí)是后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)，因此教師需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，在有限的課時(shí)內(nèi)，做到精簡(jiǎn)教學(xué)，同時(shí)適當(dāng)降低對(duì)學(xué)習(xí)深度和廣度的要求，采用結(jié)合具體的實(shí)例、模型的方式來進(jìn)行講解。

隨著課程體系的不斷改革，但傳統(tǒng)教育思想的影響仍然存在，教學(xué)方式依然傾向注重理論模式。例如，雖然學(xué)生對(duì)Auto CAD繪圖軟件的教學(xué)環(huán)節(jié)較為感興趣，但是受課時(shí)限制上機(jī)實(shí)踐時(shí)間還是比較少，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐能力得不到有效提高。

綜上所述，當(dāng)前中等職業(yè)教育中，化工制圖課程存在知識(shí)內(nèi)容多、教學(xué)課時(shí)少、學(xué)生興趣不高，教學(xué)過程重理論輕實(shí)踐等的問題，這些向傳統(tǒng)的教學(xué)模式發(fā)出了創(chuàng)新改革信號(hào)。

2 課程教學(xué)改進(jìn)探索

基于上述當(dāng)前化工制圖課程教學(xué)存在的問題，提出以下幾點(diǎn)教學(xué)改革方面的措施。

2.1 重構(gòu)教材內(nèi)容

本課程選用中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材董振珂、路大勇主編的《化工制圖》，依據(jù)自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案及《儀表工識(shí)圖與制圖》的課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合中職學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀[3]等對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，將原教材的內(nèi)容進(jìn)行碎片化處理，重構(gòu)成項(xiàng)目式的教學(xué)任務(wù)，如圖1所示，采用項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達(dá)到解決教材內(nèi)容多，課時(shí)少，重理論輕實(shí)踐的問題。

圖1 教學(xué)重構(gòu)

2.2 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，識(shí)圖是一項(xiàng)重要的技能，而識(shí)圖依賴于空間想象力的高低。培養(yǎng)學(xué)生空間想象力是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。空間想象力的培養(yǎng)可以通過一些想象輔助工具，如動(dòng)畫，模型，泥型，3D軟件等[4]。

模型的制作是最為簡(jiǎn)單有效的方式之一。例如，投影知識(shí)是投影作圖的基礎(chǔ)，講解三面投影體系時(shí)，可以讓學(xué)生自己動(dòng)手用紙做簡(jiǎn)單投影體系模型，如圖2所示，簡(jiǎn)單易懂可加深對(duì)三面投影體系的理解，為投影規(guī)律的理解奠定基礎(chǔ)。對(duì)于一些回轉(zhuǎn)體系，可以讓學(xué)生兩兩進(jìn)行合作探討制作模型，用不同顏色的筆標(biāo)注出特殊點(diǎn)和一般位置點(diǎn)，理解點(diǎn)的投影規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。而對(duì)于復(fù)雜的組合體，學(xué)生可以進(jìn)行自由組合制作，題目不限，組長負(fù)責(zé)明確組員的分工和負(fù)責(zé)的內(nèi)容，課上同老師及同學(xué)一起分享、探討，老師指出不足并加以修正。

圖2 投影體系立體圖

采用讓學(xué)生動(dòng)手做模型的教學(xué)方式，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中來，改變學(xué)生被動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，不僅可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，而且有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)更好地理解和掌握，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，同時(shí)也增進(jìn)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

2.3 繪圖軟件與化工制圖相融合

化工制圖主要由機(jī)械制圖的基礎(chǔ)、化工設(shè)備和工藝流程圖及Auto CAD繪圖軟件幾部分構(gòu)成，總體教學(xué)課時(shí)少、內(nèi)容多，按課程章節(jié)授課難以達(dá)到良好的教學(xué)效果，因此，教學(xué)改革將教學(xué)內(nèi)容整合成機(jī)械制圖知識(shí)和化工設(shè)備工藝知識(shí)兩大模塊，而繪圖軟件Auto CAD則融合貫穿在整個(gè)教學(xué)過程中[5]。

機(jī)械制圖知識(shí)模塊部分，即在第一章節(jié)結(jié)合繪圖軟件進(jìn)行講解，例如講解圓弧連接的作圖方法時(shí)，教師采用繪圖軟件邊解釋邊繪制，讓學(xué)生用繪圖工具“模仿”畫圖步驟，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。這樣改變傳統(tǒng)的板書式繪圖講解，可以大大縮短教學(xué)時(shí)間，學(xué)生能夠?qū)Α澳７隆碑媹D步驟中存在的問題進(jìn)行及時(shí)反饋，便于課后獨(dú)立完成作業(yè)。

化工設(shè)備工藝知識(shí)模塊則采用Auto CAD和管道繪制PID繪圖軟件相結(jié)合的教學(xué)方式貫穿教學(xué)過程中。管道繪制PID繪圖軟件是一款能夠快速設(shè)計(jì)、繪制工藝管道及儀表流程圖等制圖工具，內(nèi)設(shè)有各種工具條，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需求和工藝要求，快速在圖紙上添加相應(yīng)的化工設(shè)備，儀表、管線等常用的零部件。例如，通過設(shè)備工具條，可以快速添加常見的化工設(shè)備，如反應(yīng)器、各類換熱器、泵、壓縮機(jī)等[6]。利用管道繪制PID軟件講解化工設(shè)備圖和繪制工藝流程圖，結(jié)合Auto CAD軟件進(jìn)行設(shè)備的繪制，簡(jiǎn)單易學(xué)，保證在有限的課時(shí)內(nèi)，加深初學(xué)者對(duì)化工設(shè)備和工藝流程圖知識(shí)的理解，為后續(xù)的化工設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式，以創(chuàng)新為出發(fā)點(diǎn)，利用Auto CAD和管道繪制PID繪圖軟件，課上以小組為單位，題目自選，繪制出新穎的工藝設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)科的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到提升教學(xué)效果的目的。

2.4 改革課程考核方式

原有的化工制圖課程考核比較單一，一般采用閉卷考試方式進(jìn)行。從嚴(yán)格意義上來講，并不能全面考核學(xué)生的真實(shí)水平，學(xué)生甚至可以通過“死記”知識(shí)點(diǎn)來應(yīng)付考試，這并不符合中職學(xué)生注重知識(shí)與技能并重的培養(yǎng)要求，因此，提出“筆試+設(shè)計(jì)+過程”的考核方式，筆試部分側(cè)重考核學(xué)生的理論知識(shí)部分，設(shè)計(jì)采用小組分組形式，讓學(xué)生隨機(jī)抽取事先準(zhǔn)備好的題目，要求上機(jī)實(shí)踐，并做出簡(jiǎn)易模型。從多方面考核學(xué)生，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.5 以賽促學(xué)，以賽促教

鼓勵(lì)自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生參加圖學(xué)相關(guān)的技能競(jìng)賽，去獲取獎(jiǎng)項(xiàng)和技能認(rèn)定證書，提升學(xué)生的成就感，這促進(jìn)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，起到了標(biāo)桿作用，使學(xué)生討論和提問的熱情增加，興趣提升，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

在課賽深度融合的基礎(chǔ)上，老師根據(jù)學(xué)情重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，用多彩多樣的教學(xué)方法開展教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生對(duì)識(shí)圖和制圖產(chǎn)生濃厚的興趣，從而提升整體的教學(xué)效果。

3 總結(jié)

化工制圖的教學(xué)改革，將教學(xué)內(nèi)容重新整合成五個(gè)項(xiàng)目模塊，利用項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過采用簡(jiǎn)易模型的制作，結(jié)合利用Auto CAD繪圖軟件貫穿教學(xué)過程，使教學(xué)質(zhì)量得以保證，提高學(xué)生的空間想象力和實(shí)踐能力?；ぴO(shè)備工藝的學(xué)習(xí)與應(yīng)用項(xiàng)目則采用Auto CAD和管道繪制PID繪圖軟件相結(jié)合的方式，擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)面，加深對(duì)化工知識(shí)的理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，為教學(xué)過程注入新鮮活力，提升教學(xué)效果。