OGPEE 教学策略在化工制图课程中的实践研究

朱泽阳，马彪，郭勤，宋江

(新疆理工学院，新疆 阿克苏 843100)

0 引言

化工制图课程是一门主要研究绘制和阅读化工图样的理论与技术的课程，是能源化学工程专业本科一年级学生必修的专业基础课。化工制图课程需要学生掌握投影理论基础、国家标准关于机械制图的相关规定、图样的表达以及绘图技巧，学生利用掌握的知识能够独立地准确绘制出工件的零件图和装配图，能够阅读和绘制出工艺流程图、化工设备图等工程图样，从而培养学生严谨的工程意识，提高空间思维能力和逻辑推演能力，养成认真负责的学习态度，因此学好该课程对后续课程的学习尤为重要，且有利于工科类工程应用型人才的培养。然而，由于课程体系的调整和培养目标、方案的改革，仅靠传统的教学模式无法在有限的课堂中保证较好的教学质量，更无法达到企业的需求，因此改革势在必行。

本文针对新疆理工学院能源化学工程专业本科生的化工制图课程的教学现状与不足，进行了深刻思考，以提高学习兴趣，实现学习目标为前提，以培养工程应用型人才为目标，提出新的教学模式与教学手段OGPEE，以期提升教学质量，为培养有工程意识的创新思维应用型人才奠定基础。

1 化工制图课程教学实施过程中的主要痛点问题剖析

1.1 培养方案中减少了理论学时数，但课程内容知识面广，学生基础薄弱

高校教育改革，加强了实践教育，增加了课程中实践环节的学时数，这无形中压缩了理论教学学时数，但化工制图课程知识点繁多，内容知识面广，主要包括制图的基本知识、投影理论、零件图与装配图，然而大一学生的基础各异，甚至有些学生第一次接触工程图学，基础薄弱，这部分内容对于初学者来说抽象且难以理解，在传统授课模式下，学生的学习情况不理想。课程中还包括化工设备图、化工工艺图，这部分内容专业性强，同学们学会了书本上的工艺图和设备图，但不能做到举一反三，将所学知识运用到相关企业中去，教与学都没有达到应有的预期。

1.2 教学模式和教学手段较为单一

传统教学模式主要包括教师教(PPT + 板书)学生学(听课+作业)，单一的教学手段无法形象地展示二维平面图形和三维空间立体之间相互转换的魅力，导致学生理解困难且学习兴趣不高。在课中学生面对困难的空间几何问题，容易出现走神、放空现象，作业也有明显的抄袭迹象，个别学生考前突击复习只为能拿到及格分数。这种教学方式不仅无法实现教与学的有机结合，而且大大削弱了对学生工程意识与创新思维的培养以及空间想象能力的提升[1]。

1.3 教学内容与企业生产脱节

教材版本虽然不断在更新，部分内容也做了相应的补充和完善，但绝大部分教学实例、零件图和装配图都是沿用了几十年的“经典”工程图样，化工工艺流程图与化工设备图也表述的是陈旧的工艺，其中不少的图样与工艺已经加以优化，甚至不再沿用。换言之，学生学到的知识中有些内容已经是过时的，这样实习和工作的学生无法掌握到工作一线的真实情况，这会削弱对学生实践能力的锻炼，那么教学资料、授课内容与实际化工生产如何贴合，便成了授课教师需要思考和解决的问题[2]。

1.4 课程思政内容不完善

专业课程中需要有机融入思政元素，应与思想政治课程并排前行，共同秉承立德树人的理想信念。目前，化工制图课程中的思政内容还不够完善，思政元素还需要进一步甄选，力求做到贴切，突出育人价值。

2 化工制图课程教学改革新思路

2.1 重构教学内容，梳理逻辑链

一部分学生认为化工制图课程知识点繁多，每次看到练习题都要花大量的时间去捕捉解决问题的切入点[3]，这里将书本上的内容进行重构，知识不再按照章节来划分，而是将所有繁多的内容按照知识点体系归纳为6 个板块，知识点板块简图如图1(a)。重构后的每个模块都有相应的知识点框架，这便可以帮助学生理顺内容关系，让学生快速的找到需要的知识点并将其应用于解决实际问题。当然，部分同学仅靠知识点体系的内容还是无法快速入手，接着教师将知识点逻辑关系进行梳理，串联成一条条相关逻辑链条，图1(b)为一个示例。图中为第二板块投影理论与表达的第19 个知识点的逻辑链条，如图要理解新知识(点在平面上)，通过将知识点串联，让学生学会利用已经学过和掌握的简单知识(直线上的点+ 该线在平面上)，根据逻辑关系进行推演掌握新的知识点，最终求解平面上点的问题。

图1 化工制图课程知识点整理

上述的知识点重构和逻辑链条推演常被贯穿在课前预习、课堂教学、课后复习三个环节中。在课前预习时，教师将用来解决新问题的相关逻辑链条发送至线上教学平台，同学们根据发放的逻辑链条分小组推敲问题，并鼓励学生做成微课翻转的形式，将推理微视频共享到学习群中。若个别同学根据逻辑链条还未解决新问题，可以观看学习群里其他学生的推理视频或者去请教同学后再录制视频，这样学生在课前就能自行掌握学习新知识的方法，这大大提高了学生的逻辑推理能力和团队协作能力。课堂中教师选择一组同学讲解自己的推演思路，教师加以点评与剖析，帮助学生彻底掌握新知识。课堂中贯彻OGPEE 教学策略，以问题为牵引，鼓励学生以小组形式讨论或个体独立思考的形式主动解决问题，由此形成的课堂有效互动，有利于培养学生独立思考问题和自主解决问题的能力。课后学生在做练习题时，学生看到图形和问题能准确通过知识点体系和逻辑链条迅速找到解决问题的切入点，学生肯定地说，这种方法不仅大大减少了学习压力，并决定在其他课程中对知识点进行归纳总结，梳理逻辑关系，还培养了学生的团队协作能力，打破了个体学习的局限性。

2.2 基于OGPEE 教学模式，开展教学各个环节

培养应用型人才的目标仅靠传统的教学模式和教学手段是无法实现的，为适应新疆能源化工产业，对本校能源化学工程专业大学一年级的学生进行学情分析，最终提出OGPEE 教学理念，并将该教学模式贯穿学生学习的课前、课中、课后三个环节，学生明确表示该方法有利于学习全过程，课前预习没有那么困难了，知识点在课堂上就能基本掌握，课后作业花费的时间也少了很多。

“O”代表的是Objective。每节课都要明确这堂课的知识目标、能力目标和素质目标，目标不是简单的列举和陈述，需要围绕目标有目的地开展“课前+课中+课后”，来实现本堂课的教学目标。

“G”代表的是Group。大一学生仅凭看书或教师发送的学习目标是无法达到学习效果的，学生花费了大量时间，若多次发现预习效果并不理想，自然不喜欢预习，降低了学习兴趣。这里鼓励学生分小组完成课前预习、课中学习和课后复习，课前学生了解学习目标，小组依靠知识点体系和逻辑链条完成预习内容并分享于学习群中，课中抛出问题，引导学生自主思考，分小组解决问题，课后学生小组之间互相监督完成复习任务再次巩固学习内容。小组学习不仅大大提高了学生的学习兴趣和参与感，而且可以培养学生的团队协作能力，相互学习和督促，形成良好的学习共同体。

“P”代表的是Participate 和Practice，第一个“E”代表的是Exam，课中教师要牢牢把握P 与E 的有机结合。上课的第一环节是前测(E)，首先在智慧树或者雨课堂上列出几道题来测试学生的预习情况。根据测试结果，将课中的讲授重点放在学生还未掌握的知识点上，引入知识点体系和逻辑链条，遵循OBE 教学理念，合理设置练习，引导学生理解概念和推演新知识，让学生积极参与到互动式教学中来。课程快结束时再次设置问题进行测试(E)，观看各个知识点得分率，对掌握不到位的知识点有目的的布置课后作业。

第二个“E”代表的是Enterprise。作为一所应用型大学，一再强调坚持学用结合，做到学以致用。能源化工工程学院与多家化工企业达成合作协议，并达成学校与企业共同发展的协作意向。教师深入企业了解企业的生产工艺和化工设备，并拍摄了相关的设备，将某企业中CS2生产工艺流程图、合成氨工艺流程图、反应器的装配图等作为教学案例融入到课堂中进行讲解，替换掉书本上老旧的“经典”例子，这不仅让学生了解了现今工艺的真实情况，对今后的实习和工作大有帮助，而且为培养工程应用型人才奠定了扎实基础。

2.3 重视计算机软件绘图教育

除了理论知识的学习，还对本专业学生加强了计算机绘图教育训练。在课程中加入了16 学时的计算机绘图学习，要求学生掌握CAD 软件的基本操作和图形编辑方法，并完成工程图样的绘制。在后续课程中(化工原理课程设计、化工设备设计等)要求学生提交CAD 图纸作为作业，持续锻炼和提高学生的计算机绘图本领。

2.4 以赛促学，提高学生学习兴趣

以赛促学，以学促行[4]。为了激起学生对化工制图课程的学习兴趣，也为了延伸学生们的学习成果，积极培养和组织学生参加各类大赛，如全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛、全国大学生化工设计竞赛。同时本学院也组织开展校级CAD 建模大赛，让学生了解全国大学生A 类竞赛的规则，培养学生的创新思维和化工专业素养。通过比赛，教师与学生共同建立了“CAD 学习帮”，教师帮学生，高年级帮低年级学生，形成了“师生帮，生生帮”的良好学习氛围，本学院教师与去年获奖的同学一起指导和帮助今年的参赛同学获得了全国二等奖的好成绩。

2.5 合理融入课程思政

如果说教会化工制图课程的知识称作“教书”，那么用化工制图课程教会学生如何做人便可为“育人”，为了更好地实现专业课知识教育和思想政治教育的融合，就必须要做好“教书”和“育人”，加强思政建设的探索与实践，并构建了该课程的思政内容体系[5]。因此，课题组明确该课程的思政育人目标，在理论课教育中嵌入大国工匠精神，激发学生科技兴国的使命担当，培养学生一丝不苟的工程态度，锤炼学生致死不渝的爱国情怀。如教师在讲授国家关于绘图的相关规定时，融入了严格遵守法律法规的重要性，这不仅让学生认识到工程图样的绘制不可忽视国家标准，同时也提高大一新生要遵守日常行为准则、道德与规范的意识。

3 结语

在线上智慧教学平台与线下课堂有机结合的基础上，在课前、课中、课后三个重要环节中实施了以学生为中心的OGPEE 教学策略，将书本上碎片化的内容重构为六大知识模块，并给每个细化的知识点赋予逻辑链条，引导学生自己思考解答问题，很大程度上提升了教与学的效果，优化了学习氛围。对于教师，课前就可以掌握学生对知识点的理解程度，课中有的放矢，根据学习情况有策略的开展教学活动，结尾再次进行课堂小测试，根据学习效果布置课后作业，并将化工产业实际问题作为教学案例，形成“测-教与学-再测-完成作业-应用提升”的教学闭环，有效提升了学生自我学习、团队协作、解决工程问题的能力。对于学生，互动不再仅限于课堂的师生互动，更多的变成了线上线下的生生互动，使学生更好地掌握绘制工程图样的技术，为学生更好地学习其他课程提供了有效方法，同时锻炼了学生思考问题和解决问题的能力，大力培养有扎实学识、有创新理念、有团队意识的工程应用型人才。