线上线下融合的化工制图与CAD 课程教学大纲的构建

朱登磊(宜宾学院材料与化学工程学部，四川 宜宾 644007)

0 引言

化工制图与CAD 课程是化工类专业必修的一门既有系统理论又有较强实践性的技术基础课，是衔接化工专业知识与工程实践的桥梁[1]，无论是化工厂的设计与建设施工，还是化工企业生产中的试车与生产运行，或是化工装置和设备的检修与技术改造等，均离不开化工专业图样。通过本课程的学习，使学生具有较强的空间想象和思维能力，系统掌握绘制和阅读工程图样的原理和方法，学会利用CAD 软件进行绘制和编辑图形，并能按照制图国家标准和技术规范准确表达化工设备图、化工工艺流程图、设备布置图等专业图样，为后继生产和设计系列课程的学习及从事化工方面的生产运行和设计施工等工作打下基础。

面对“互联网+”带来的对教育工作的新要求，特别是2020 年以来的新冠疫情对“互联网+教育”的促进，线上线下混合式教学模式已经成为当前教与学的一个新趋势[2-4]。作为进行教学工作主要依据的教学指导文件课程教学大纲，在构建过程中如何从课程目标、教学设计、教学评价等方面体现线上线下教育的融合，是课程任课教师面临的一个挑战。本研究以化工制图与CAD 课程为案例，探讨线上线下融合的课程教学大纲的构建。

1 课程目标的制定

课程目标是课程本身要实现的知识、能力、素质等方面的具体目标和意图，线上线下混合式课程的课程目标，应该凸显学生通过线上学习达成的素质和能力。化工制图与CAD 在制定课程目标时，充分考虑线上线下融合，在应达到的基本知识、能力和素质目标之外，专门制定体现学生线上学习的能力与素养目标，即：具有搜集线上学习资源的能力，养成自主学习、终身学习的习惯，能根据科技进步与技术发展不断学习CAD 制图新方法与新技术，为从事设计、生产、研究等各种专业工作打下良好的基础。另外，在课程总目标和分目标的设置上，充分考虑课程思政，在学习过程中让学生养成认真负责、严谨细致的工作态度和作风，牢固树立标准化意识和责任意识，具有良好的职业道德和勇于创新、爱岗敬业、精益求精的工程师素质。线上线下融合的化工制图与CAD 课程目标设置如下：

课程总目标：形成较强的空间想象能力和空间思维能力，具有图解空间几何问题的能力；能运用现代绘图方法与技能，贯彻国家标准与行业规范，正确、完整、清晰地绘制和阅读专业图样，规范展示设计成果，并能用图纸与同行就专业问题进行交流与协作；养成认真负责、严谨细致的工作态度和作风，建立工程意识和职业意识，树立终身学习、可持续发展的观念。

课程目标1：构建空间想象能力和空间思维能力，能正确、熟练地运用正投影、基本视图和其他辅助视图的概念及投影规律绘制和分析物体的视图，并能用剖视、断面、局部放大等常用的视图表达方式完整、正确、清晰、简练地表达物体的结构形状。

课程目标2：能够描述零件图、装配图、化工设备图和化工工艺图等专业图样的作用、基本要素、表达方案和布局方法，根据行业规范和技术要求绘制和阅读工程图样，并在绘图过程中贯彻国家标准中有关图纸幅面、格式、比例、图线和尺寸标注等方面的基本规定。

课程目标3：熟悉AutoCAD 等现代绘图软件的特点、优势及局限性，能应用AutoCAD 的基本绘图与编辑命令、图层、文字注释、尺寸标注、图块等功能，熟练绘制有一定复杂程度的专业图纸，规范展示设计成果，并能与同行通过工程图纸顺利地进行交流与协作。

课程目标4：养成耐心细致的工作作风和严谨认真的工作态度，牢固树立标准化意识和责任意识，具有良好的职业道德和勇于创新、爱岗敬业、精益求精的工程师素质；

课程目标5：具有搜集线上学习资源的能力，养成自主学习、终身学习的习惯，能根据科技进步与技术发展不断学习CAD 制图新方法与新技术，为从事设计、施工、生产、研究等各种专业工作打下良好的基础。

2 课程目标对毕业要求的支撑

在工程专业认证的通用标准中，规定了工程专业学生毕业时须达到的工程知识、问题分析、设计/ 开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习等 12 个毕业要求[5]。通常这12 个毕业要求又分解一系列的毕业要求指标点，每一个指标点由若干课程支撑，以满足毕业要求的达成。以宜宾学院应用化学专业为例，对应12 个毕业要求，分解了32 个指标点，化工制图与CAD 课程的5 个课程目标对设计/开发解决方案、使用现代工具、职业规范、沟通、终身学习等毕业要求中的5 个指标点形成支撑，特别学生线上学习能力和素质课程目标的达成，对毕业要求中的终身学习指标点“能够认识到自我探索和终身学习的必要性，养成自主学习和终身学习的良好习惯，具备适应科技进步与技术发展的能力”形成高支撑。化工制图与CAD 课程分目标对毕业要求指标点的支撑如表1 所示。

表1 课程目标对毕业要求指标点的支撑矩阵

3 课程内容

化工制图与CAD 课程内容分成三大模块：工程制图基础模块、CAD 绘图模块、化工专业图纸模块[6]。在课程教学设计上，每一模块都设计有线上学习和线下学习内容。

工程制图基础模块包括“绪论”“制图的基本知识”“投影法与基本视图”“形体的生成与视图表达”“机件常用的表达方式”“零件图”等课程单元，通过该模块的学习，使学生明确化工制图与CAD 课程的性质与任务，树立对本课程的正确学习态度，掌握学习本课程的方法。在掌握机械制图和技术制图国家标准的基本规定基础上，能够根据物体的形状和结构特点，运用基本视图的形成及投影规律以及剖视图、断面图、局部放大图等常用的视图表达方式，正确分析和确定空间形体的视图表达方案，并能正确的绘制和识读图形。本模块将制图最为核心的知识点在课堂上讲授，制图的标准和规范性文件、核心知识延展出来的其他知识点，让学生进行线上自主学习。

CAD 绘图模块中，主要包括“基本图形的绘制和编辑”“复杂图形的绘制与编辑”“化工专业图样的CAD 绘制”等课程单元。通过该模块的学习，使学生熟悉AutoCAD 软件的特点，能熟练使用基本绘图和修改命令，利用对象捕捉、对象追踪、夹点编辑等功能，绘制和编辑基本图形和复杂的图形，能够熟练使用AutoCAD 软件进行化工制图操作，规范展示化工设计成果。本模块中，对于AutoCAD 基本的绘图、编辑命令，让学生通过线上自主学习的方式进行，学生们可以根据线上视频的讲解，边看边练，能很好地达到熟悉AutoCAD 基本命令的目的。对化工专业图样，以项目驱动的形式进行教学，主要通过三种典型的化工图纸绘制，让学生掌握专业图样的CAD 绘图。

专业图纸模块主要包括化工设备图、工艺流程图、设备布置图、管道布置图等单元。通过该模块的学习，使学生学会阐释各种化工专业图纸的种类、作用、内容和表达方法，能按照标准和技术规范绘制和阅读常见的化工专业图样。该模块主要采用项目驱动和线上学习相结合的方式来完成，结合CAD 绘图模块中的“化工专业图样的CAD 绘制”课程单元，以课程作品的形式展示学习成果。

根据产出导向的工程认证理念，每一部分课程内容要对课程目标提供支撑，课程目标的达成要靠各课程单元的实施来实现，每一个课程分目标，由多个课程单元在完成整个教学周期中所有教和学的活动后实现。化工制图与CAD 各课程单元的学时、教学方式以及各课程单元对课程分目标的支撑如表2 所示。

表2 课程教学内容及对课程目标的支撑矩阵

4 课程考核与评价

线上线下融合的化工制图与CAD 课程考核，为了很好地跟踪、评价学生的线上学习效果，每次线上学习结束后，进行线上测试，来评价学生的线上学习成效，以便能对学生掌握情况不是很好的知识点及时在线下进行讲解和补充。课程总的考核与评价方式及对课程目标的支撑设计如表3 所示。

表3 课程考核与评价方式及对课程目标的支撑

化工制图与CAD 课程这种考核设计打破传统的主要以期末考试成绩来评价学生的考核方式，重视过程性评价和表现性评价，能把学生对专业图纸、CAD绘图的掌握情况，以及工程制图基础知识在专业图纸中的应用情况真实地反映出来，真正衡量学生的综合绘图水平，突出学生的独立设计创新能力，强化工程人才的应用创新能力培养。

5 结语

线上线下混合式教学模式是“互联网+”背景下教学改革的热点，作为教与学“指挥棒”的课程教学大纲，对线上线下混合教学的理念进行重构迫在眉睫。本文以化工类专业的技术基础课—化工制图与CAD 课程为例，从课程目标设置、教学内容与实施、课程考核与评价等方面着手，构建出线上线下融合的化工制图与CAD 课程教学大纲，更好地为该课程的线上线下混合式教学服务。