李　煦，范小振，徐　美

(滄州師范學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，河北 滄州 061001)

化工制圖是專門研究化工圖樣閱讀和繪制的一門課程，是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程[1].課程注重培養(yǎng)學(xué)生的工程思想，開發(fā)學(xué)生由立體到平面，再由平面到立體的三維立體構(gòu)建能力，在課程中對(duì)理論與實(shí)踐結(jié)合程度要求很高.化工制圖還承擔(dān)著為化工原理、化工設(shè)備基礎(chǔ)、化工設(shè)計(jì)等后續(xù)專業(yè)課程，以及畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)奠定良好基礎(chǔ)的重要任務(wù)，在化工專業(yè)培養(yǎng)方案中起到承上啟下的重要作用.

然而，現(xiàn)行的化工制圖教學(xué)模式和方法并不能達(dá)到很好的教學(xué)效果[2-4]，問(wèn)題主要?dú)w結(jié)為：教學(xué)方法相對(duì)落后、課時(shí)少、任務(wù)重、學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性不夠等.為了改變這種現(xiàn)狀，在現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃中提高化工制圖教學(xué)效果，充分利用現(xiàn)代教育模式對(duì)化工制圖課程進(jìn)行改革探索顯得至關(guān)重要.

現(xiàn)代教育模式是指運(yùn)用現(xiàn)代教育理念和現(xiàn)代教育技術(shù)，通過(guò)對(duì)教學(xué)過(guò)程和教與學(xué)資源的設(shè)計(jì)、開發(fā)、利用、管理和評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化的理論和實(shí)踐.隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能手機(jī)終端的普及，探索在課程中利用現(xiàn)代教育技術(shù)，采用多元化的教學(xué)方式如翻轉(zhuǎn)課堂、微課、模塊式教學(xué)等，對(duì)化工制圖課程進(jìn)行教學(xué)改革與初步實(shí)踐，逐步形成以傳統(tǒng)教學(xué)為基礎(chǔ)，模塊式教學(xué)方法[5-8]為指導(dǎo)，翻轉(zhuǎn)課堂為提升，微課資源為輔助的多元化、多層次教學(xué)體系，并在課程的實(shí)施過(guò)程中，注重與相關(guān)課程的耦合，通過(guò)引入制圖競(jìng)賽環(huán)節(jié)，配合各級(jí)化工類設(shè)計(jì)競(jìng)賽，提升課程寬度和廣度，將工程思想貫穿于課程始終.根據(jù)課程特點(diǎn)，結(jié)合地方院校人才培養(yǎng)目標(biāo)，經(jīng)初步實(shí)施，證明可有效提高化工制圖課程的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程思想，滿足應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的要求.

1　以模塊式教學(xué)方法為指導(dǎo)

化工制圖的模塊式優(yōu)化整合是依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，打破原有課程結(jié)構(gòu)，將原有的化工制圖課程與化工AutoCAD制圖課程進(jìn)行充分整合，合理精簡(jiǎn)授課內(nèi)容，將兩門課程中重復(fù)的部分刪去，作為一門課程的“Ⅰ”“Ⅱ”部分開設(shè).對(duì)于原化工制圖課程中占課時(shí)較長(zhǎng)的復(fù)雜圖樣的手工繪制，在化工制圖Ⅱ中利用AutoCAD軟件進(jìn)行繪制，節(jié)省了大量課時(shí)；而對(duì)于原化工AutoCAD制圖課程中有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的介紹，則在化工制圖Ⅰ中一并介紹，在化工制圖Ⅱ中不再贅述.如此，可將化工制圖Ⅰ、Ⅱ課程內(nèi)容統(tǒng)籌規(guī)劃，內(nèi)容具有連續(xù)性、系統(tǒng)性、綜合性.結(jié)合我院化工專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，將課程內(nèi)容整體劃分為化工制圖基礎(chǔ)、化工設(shè)備圖和化工工藝圖三個(gè)模塊.

1.1　化工制圖基礎(chǔ)模塊

化工制圖基礎(chǔ)模塊為化工制圖課程理論部分，主要講授國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于化工制圖的相關(guān)要求，在授課中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，利用翻轉(zhuǎn)課堂提高課堂效率.針對(duì)重、難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)制作成系列微課并發(fā)布，例如畫法幾何系列微課、投影基礎(chǔ)系列微課、組合體視圖系列微課等.其中畫法幾何和投影基礎(chǔ)部分內(nèi)容有很多學(xué)生在高中階段都接觸過(guò)，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂和微課學(xué)習(xí)，可有效減少這部分內(nèi)容所占課時(shí)，確保有限的課時(shí)可以得到最大限度的利用.目前，各高校對(duì)于機(jī)房的配套建設(shè)都較為關(guān)注，地方性應(yīng)用性本科院校也不例外，我校也為化工專業(yè)學(xué)生配套建設(shè)了專業(yè)機(jī)房，在化工制圖基礎(chǔ)模塊的學(xué)習(xí)過(guò)程中，可充分利用機(jī)房電腦和智能手機(jī)終端構(gòu)建課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將課程相關(guān)材料發(fā)布至校園網(wǎng)或智能手機(jī)班課APP中，為學(xué)生課外學(xué)習(xí)交流提供便利.

1.2　化工設(shè)備圖模塊

化工制圖作為一門理論和實(shí)踐并重的課程，實(shí)踐特別是有效實(shí)踐環(huán)節(jié)的多少會(huì)直接影響課程的教學(xué)效果.但現(xiàn)有的課程體系很難保證化工制圖課程有充分的實(shí)踐課時(shí)，特別是對(duì)于化工設(shè)備圖和化工工藝圖的繪制.因此，結(jié)合化工專業(yè)培養(yǎng)方案，在化工設(shè)備圖部分充分結(jié)合化工原理和化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)周，以換熱器的設(shè)計(jì)、篩板塔的設(shè)計(jì)為依托，采用AutoCAD軟件繪制規(guī)范完整的換熱器或篩板塔裝配圖，在保證化工制圖課程的應(yīng)用效果的同時(shí)，提高化工原理課程設(shè)計(jì)的工程性、實(shí)踐性、完整性.

1.3　化工工藝圖模塊

與化工設(shè)備圖相同，化工工藝圖部分也存在著課時(shí)短、任務(wù)重、學(xué)生掌握不好等問(wèn)題.此外，在開設(shè)化工制圖課程時(shí)，學(xué)生尚未學(xué)習(xí)化學(xué)工藝學(xué)的課程，對(duì)于化工工藝圖的概念比較陌生，掌握起來(lái)比較困難.以往在講授這部分內(nèi)容時(shí)，往往只是一帶而過(guò)，不能真正提高學(xué)生繪制化工工藝圖的能力.必須尋求其他的鍛煉機(jī)會(huì)以提高化工工藝圖模塊的教學(xué)效果.因此，在化工制圖課程中重點(diǎn)講解國(guó)標(biāo)對(duì)于化工工藝圖的基本規(guī)定，及閱讀化工工藝圖的步驟和要求；結(jié)合本校在第六學(xué)期為化工專業(yè)學(xué)生開設(shè)的化工工藝學(xué)課程，要求學(xué)生在課程中采用徒手繪制草圖和AutoCAD繪制重點(diǎn)工段的物料流程圖(PFD)，工藝管道儀表流程圖(PID)，既滿足了化工工藝學(xué)課程的要求，又加深了學(xué)生對(duì)于化工制圖課程中化工工藝圖模塊的理解和認(rèn)識(shí)，提高了繪圖技能，做到了學(xué)以致用.

2　以翻轉(zhuǎn)課堂手段為提升

以翻轉(zhuǎn)課堂[9-10]教學(xué)方法為提升，是指在化工制圖理論課中，根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的定義和特征，結(jié)合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，借鑒案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)的特點(diǎn)，構(gòu)建適宜的化工制圖課程教學(xué)模型圖并加以實(shí)施.在課前讓學(xué)生利用教師提供的微課視頻和參考資料結(jié)合課本進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；課上時(shí)間則用來(lái)解決問(wèn)題、深化概念、參與合作式學(xué)習(xí)；在課后對(duì)課程進(jìn)行反饋與評(píng)價(jià)，并提供下次課程的學(xué)習(xí)資源.將傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的教學(xué)活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)活動(dòng)，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.

圖1　化工制圖課程翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用舉例

化工制圖課程應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)模型，參考美國(guó)富蘭克林學(xué)院Robert Talbert教授的翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)構(gòu)模型[11]，結(jié)合課程實(shí)際，選取合適的章節(jié)進(jìn)行再設(shè)計(jì).以化工制圖課程繪制組合體三視圖大作業(yè)任務(wù)為例，以往的教學(xué)設(shè)計(jì)是讓學(xué)生在課上繪制大圖，由教師看完作業(yè)后進(jìn)行，將學(xué)生掌握不好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解.學(xué)生接受起來(lái)較為被動(dòng)，且占用較多課時(shí).采用翻轉(zhuǎn)課堂模式如圖1所示，讓學(xué)生自愿分組，以小組的形式完成工作任務(wù)、獲得成績(jī)，可以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力.在課前采用抽簽的形式選取組合體三視圖任務(wù)的具體內(nèi)容，自行觀看相關(guān)微課視頻，在規(guī)定時(shí)間完成任務(wù)，提交作品.由教師分配，小組互評(píng)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并總結(jié)提煉.在課中，教師只需對(duì)學(xué)生小組互評(píng)提出的問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的講解即可.對(duì)類似問(wèn)題，在課上可選取相關(guān)實(shí)例，讓學(xué)生練習(xí)，保證知識(shí)的內(nèi)化.最后，對(duì)課程進(jìn)行總結(jié)、反饋.因此，對(duì)一些特定章節(jié)，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)，既可以有效提高課堂利用率、節(jié)約課時(shí)，又可以保證學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的吸收掌握，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果.

3　以微課為輔助

微課是指利用5-10分鐘時(shí)間講解一個(gè)非常碎片化的知識(shí)點(diǎn)、考點(diǎn)或作業(yè)題、考試真題、模擬題的一種微視頻.微課的作用為“解惑”而非“授業(yè)”，其主要功能是對(duì)于化工制圖課程的一些重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的講解；對(duì)一些常用繪圖技巧及AutoCAD軟件使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行交流；以及對(duì)一些重點(diǎn)習(xí)題進(jìn)行課后解惑輔導(dǎo).雖然不能替代正常課堂教學(xué)，但由于其不受時(shí)間空間限制，方便學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)，對(duì)目前較為緊張的課堂教學(xué)學(xué)時(shí)提供了有力支持[12-14].

此外，根據(jù)課程實(shí)踐性、工程學(xué)的特點(diǎn)，利用本?；?shí)驗(yàn)室的仿真工廠實(shí)訓(xùn)設(shè)備，對(duì)重點(diǎn)化工設(shè)備如換熱器、精餾塔、反應(yīng)釜進(jìn)行拆裝，錄制設(shè)備拆裝視頻，制成微課以加深學(xué)生對(duì)于化工設(shè)備的認(rèn)識(shí)；對(duì)于仿真工廠中軸套類、盤蓋類、叉架類、箱體類等具有代表性零件通過(guò)微課進(jìn)行具體介紹，不僅可以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，有效突破零件圖這一教學(xué)難點(diǎn)，達(dá)到較為理想的教學(xué)效果，還可以提升實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的綜合利用.

4　將工程思想貫穿始終

在現(xiàn)代教育模式背景下，充分利用多媒體、互聯(lián)網(wǎng)、專業(yè)軟件等資源將化工類設(shè)計(jì)競(jìng)賽的大量?jī)?yōu)秀案例結(jié)合于化工制圖課程之中，提高課程的深度和廣度，增強(qiáng)課程的實(shí)踐性和工程性.如將全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽的優(yōu)秀作品進(jìn)行合理整合，拆分成碎片化的知識(shí)點(diǎn)并制成系列微課，采用云課程的方式，讓學(xué)生隨時(shí)可以在手機(jī)上學(xué)習(xí).

在化工制圖課程的日常教學(xué)中，也可適當(dāng)引入制圖競(jìng)賽模式，針對(duì)每個(gè)模塊中的重點(diǎn)知識(shí)，以競(jìng)賽為窗口，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，提高學(xué)生自學(xué)能力，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情.

對(duì)于課程的考核，也要將工程思想貫穿其中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)期末“一張卷”的考核模式，拓寬考核的深度和廣度.建立科學(xué)的課程評(píng)價(jià)體系，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且要滿足工廠、設(shè)計(jì)院等企業(yè)對(duì)于化工專業(yè)應(yīng)用人才的需求，即理論扎實(shí)的同時(shí)又要掌握如何靈活應(yīng)用理論去解決實(shí)際問(wèn)題.根據(jù)化工制圖課程特點(diǎn)，嘗試性地建立了一套課程評(píng)價(jià)體系，目前應(yīng)用效果較好，基本滿足化工專業(yè)學(xué)生應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求.具體而言，考試成績(jī)的評(píng)定內(nèi)容由課前預(yù)習(xí)、平時(shí)成績(jī)以及期末作品組成，分值比例分別5%、45%和50%.課前預(yù)習(xí)主要考核學(xué)生是否按照教師要求學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)材料，包括教師提供的微課、課件以及需要學(xué)生提前預(yù)習(xí)的課程內(nèi)容.平時(shí)成績(jī)主要由考勤、課堂表現(xiàn)、手繪作業(yè)和上機(jī)作業(yè)組成，主要考察學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的各項(xiàng)表現(xiàn)，有利于教師合理地綜合評(píng)價(jià)學(xué)生.期末作品包括手繪作品和上機(jī)作品成績(jī)，主要考察學(xué)生能否綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題.

總體而言，該評(píng)價(jià)體系增加了平時(shí)成績(jī)比例，重點(diǎn)體現(xiàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生注重平時(shí)的訓(xùn)練和課堂聽講，使其充分利用課余時(shí)間強(qiáng)化了實(shí)際操作能力，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，符合用人單位對(duì)應(yīng)用型化工人才的需求.具體的課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示.

表1　化工制圖課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及要求

5　結(jié)語(yǔ)

總之，通過(guò)多元化的現(xiàn)代教學(xué)方式對(duì)化工制圖課程進(jìn)行教學(xué)改革與初步實(shí)踐，已逐步形成以傳統(tǒng)教學(xué)為基礎(chǔ)，模塊式教學(xué)思想為指導(dǎo)，翻轉(zhuǎn)課堂為提升，微課資源為輔助的多元化、多層次教學(xué)體系.同時(shí)，工程理念的培養(yǎng)和實(shí)踐貫穿始終，通過(guò)系統(tǒng)的、規(guī)范的、科學(xué)的專業(yè)制圖讀圖知識(shí)和技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的制圖理論和良好的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的工程思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提高學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程及將來(lái)從事實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)，以達(dá)到把學(xué)生培養(yǎng)成應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才的目的.

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