基于启发和应用导向的《化工制图》课程改革与实践

曲炳良,孙省利,杨 磊

(广东海洋大学 化学与环境学院，广东 湛江 524088)

《化工制图》是一门专门研究绘制和阅读化工专业图纸的基础课程，是化工类专业学生必须掌握的一门实践性较强的专业基础课程[1]。主要内容为制图基本知识、制图国家标准、投影法和三视图、化工设备装配以及工艺流程图。学习化工制图这门课有助于提高学生的综合素质，对于观察事物的角度、思维模式的多样化以及工程意识的培养具有很大的裨益[2]。学生对《化工制图》课程的掌握程度，对今后能否快速适应和胜任工作具有很大的影响。

随着化工设备、工艺和技术以及计算机和网络技术的发展，《化工制图》课程在教学内容和方法、考核方式等方面的一些问题也逐渐显现，必须采取相应的课程改革措施，以增强教学效果，提升学生能力，培养满足国家和社会需要的化工人才。

1 《化工制图》课程面临的问题

1.1 教学内容更新不及时

从多所院校的教学实践以及一些《化工制图》参考教材来看，多年来，《化工制图》的教学内容变化不大，虽然制图基本知识、标准规范以及投影法和三视图原理等基础理论没有变化及调整的必要性，但装配图、工艺流程图、设备图及管道布置图等体现应用性的内容较为陈旧，与化工实践存在一定程度的脱节。随着计算机的普及，利用电脑借助绘图软件制图成为当代各个行业的主流，对尺规绘图和徒手绘图的要求逐渐降低，但目前《化工制图》中尺规绘图、徒手绘图和计算机绘图的内容比例没有做出相应的调整。

1.2 教学手段和方法陈旧

《化工制图》教学中，已经普遍采用多媒体教学，对于节省教师板书时间，提高教学效率具有很大的帮助，但当前的《化工制图》多媒体教学多数做法是把板书照搬到幻灯片上，形式变化而内容不变，尤其在讲授截交线和相贯线的画法过程中，多媒体教学手段重视结果而忽视过程，学生的思维跳跃跨度大，大多数学生难以跟上教学节奏，导致教学效率高，而教学效果不佳。在课堂上，学生多数时间是听老师讲课，被动接受知识，没有或者很少有机会动手绘图，缺少教学互动和效果反馈的环节，对于强调动手应用能力和较强实践性的《化工制图》而言，这种单向灌输式教学方法存在一定的缺陷。

1.3 理论和实践存在一定的脱节

受惯性思维影响，大多数学生更注重理论知识的学习，忽视实践能力的培养；《化工制图》课程中，三面投影体系以及三视图、平面立体和曲面立体截交线和相贯线这三部分基础理论内容，对学生的空间想象力、空间分析和思维能力要求较高，直接影响到后续应用性较强的章节内容的理解和掌握。当前的《化工制图》教学中，仅仅把能够绘制截交线、相贯线的三视图，作为衡量掌握三面投影体系和三视图教学效果的标准，而忽视了理论和实践的连续性和相关性。导致表面看学生似乎掌握了知识，实则尚未完全掌握，在后续章节的学习中，难以正确和熟练地运用前面所学内容识读和绘制图样。部分院校相关专业只安排《化工制图》理论课，没有安排实习实训环节。有的院校即使安排了实习实训，也只是简单机械的按照给定的图样用计算机绘图，对提升学生的实践能力和应用能力作用有限。

1.4 考核方式较为单一

当前《化工制图》课程的期末考核方式多数为闭卷考试，试卷内容多为理论知识，受考试时间所限，识读和绘制工程图等知识点难以成为考试题目，考试成绩难以全面反映学生对知识的掌握程度，无法检验学生对所学知识的实践应用能力。平时教学过程中，布置给学生的课后作业，虽然有一定的绘图和识图题目，但囿于教学进度和其他课程的学习任务，题量有限，因此通过课后作业的方式，也仅能在一定程度上了解和掌握学生的绘图和识图能力。

笔者承担制药工程专业和应用化学专业《化工制图》的授课任务，和其他授课老师共同总结多年的教学经验，充分考虑计算机和网络技术的快速发展，结合化工领域取得的最新成果和进展，以启发和应用为导向，对《化工制图》课程进行了改革，并通过教学实践检验改革成效。

2 《化工制图》课程改革与实践

2.1 调整教学内容

调减徒手绘图和尺规绘图的教学内容，仅要求学生掌握徒手绘制简单图形的技能，能够利用尺规绘制手柄、起重钩等简单组合体；增加计算机软件绘图内容，讲授AutoCad、CaxaCad绘图软件的功能和基本操作；增加技术制图国家标准和专业制图国家标准内容，尤其是化工行业标准相关内容；结合化工领域的新技术、新设备，增加管道布置图、管道及仪表流程图、化工工艺设计施工图、设备安装和布置图的识读和绘制内容；增加设备、管道、阀门及附件图例内容。

2.2 优化教学手段和教学方法

在教学过程中，优化教学课件，把传统的板书教学手段与多媒体教学手段有机结合起来。例如在幻灯片课件中添加三维动画效果，演示三面投影体系的建立和投影过程、投影结果以及三视图的展开过程；例如把画截交线和相贯线的过程分解，做成分步的动画效果，让学生对制图过程中的每一步都清晰无误地理解和领悟。此外，教学中以讲授法为主，辅以任务驱动法、练习法和现场教学法等多种教学方法，例如为了培养学生的立体思维，加深对三面投影体系的理解，让学生在业余时间利用包装箱或者木板制作简单的三面投影模型，利用纸张制作圆柱体、圆锥体模型，作为辅助工具；让学生做适量的制图作业练习；把课堂转移到电脑制图室，进行现场电脑绘图。这些教学方法有效地激发学生的学习兴趣和热情，增强学习效果。

2.3 在学好理论基础上更加注重实践

引导学生增强对《化工制图》课程的重视程度，结合化工实例让学生提高对课程实践性和应用性的认识；让学生树立标准和规范意识，严格按照技术制图国家标准和化工行业标准及规范绘制图样；在授课过程中，以成熟的并已经投入到实际应用的某种药品或者化工产品生产工艺流程图、设备安装图、车间布置图作为教学案例，让学生对照相应内容进行分析和学习；增设化工制图校内实习环节，增加计算机绘制化工图样实习；积极联系化工厂、制药厂等生产企业，建立校外实习基地，让学生到这些企业开展实习，参观厂区、车间以及设备；除了讲授Autocad、CaxaCad等制图软件之外，鼓励学生自学SmartPlant 3D、SolidWorks、AutoCAD Plant 3D等软件，熟练掌握二维制图和三维制图的技能；引导和鼓励学生成立团队，参加大学生化工设计大赛、大学生制药工程设计大赛，通过竞赛，积累制图实践经验和提升专业应用能力。

2.4 完善考核方式

学生更习惯于传统的闭卷笔试方式，这种考试方式能够在一定程度上反映学生的学习效果，所以仍然把闭卷考试作为考核手段之一，但题目比例做了较大的调整，在原有理论知识的基础上，增加读图和识图的题目，要求学生通过给定化工图样读出相关信息，在试卷上作答；除此之外，在实习过程中，给学生布置尺规绘图和电脑绘图作业并给出成绩，把试卷成绩和实习成绩进行综合评定，作为《化工制图》课程的总成绩。这样，学生就会在日常学习过程中更加注重理论和实践的结合，扭转部分同学中存在的为考试而学习的思想，避免出现只靠机械记忆就能考高分的情况，从而达到较为全面检验学生成绩的目的。

3 结语

《化工制图》是一门重要的技术类基础课程，随着时代的进步，也在不断的改革发展[3]。笔者结合《化工制图》课程自身特点，并借鉴其他课程教学改革成果，围绕上述改革措施，立足课堂，而又不局限于课堂，立足理论，而又不局限于理论，课堂内和课堂外相结合，以启发为方式，以应用为导向，积极开展教学实践。从近几年的教学情况来看，课程改革成效显著，学生的学习目的更加明确，学习态度更加严谨，学习更加主动，实践应用能力明显提高。学生连续多年在“国药工程杯”全国大学生制药工程设计竞赛中分别获得一、二、三等奖；毕业生走上工作岗位，从事生产和管理实践，很快完成角色转变，进入工作状态，得到用人单位的好评。通过《化工制图》课程以及专业相关课程的改革与实践，能够培养出更适应时代和社会发展需求的化工人才。