曲炳良,康信煌
(廣東海洋大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院,廣東 湛江 524088)
制藥工程和應(yīng)用化學(xué)等化工類專業(yè)學(xué)生,除了具備扎實(shí)豐富的理論知識(shí),還要掌握《化工制圖》這門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,該課程實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng),是化工類專業(yè)學(xué)生今后從事生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中的一項(xiàng)必不可少的工具?;ぴO(shè)備的生產(chǎn)、加工、調(diào)試,化工產(chǎn)品的制造、檢驗(yàn),車間廠房的構(gòu)建安裝布置等流程和環(huán)節(jié)均要體現(xiàn)在圖紙上,不同工種的所有參與人員通過(guò)圖紙實(shí)現(xiàn)交流。就某種意義而言,設(shè)計(jì)、繪制、閱讀化工圖紙的水平可以綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)專業(yè)技術(shù)水平的掌握程度,可以作為學(xué)生大學(xué)期間專業(yè)成績(jī)的一項(xiàng)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)?!痘ぶ茍D》的教學(xué)內(nèi)容主要包括四大模塊: 工程制圖的基礎(chǔ)知識(shí)模塊、化工工藝流程圖模塊、化工設(shè)備圖模塊以及AutoCAD 模塊[1]。雖然該課程注重實(shí)踐和應(yīng)用,但對(duì)理論的要求也很高,對(duì)空間想象力和思維能力要求較高,必須以完成《化工原理》、《制藥工藝學(xué)》等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)為前提,且要求學(xué)生樹(shù)立和培養(yǎng)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的意識(shí),養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的思維以及注重細(xì)節(jié)的習(xí)慣。隨著硬件和軟件技術(shù)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)繪圖幾乎已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的尺規(guī)繪圖。鑒于以上所述《化工制圖》課程的特殊性,有必要采取不同于一般課程的教學(xué)模式。筆者和其他授課老師共同總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)該課程的教學(xué)模式進(jìn)行了嘗試和探索。
作為傳統(tǒng)的廣泛被采用的教學(xué)模式,單向傳授模式以教師為主導(dǎo),在課堂上實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容從教師到學(xué)生的過(guò)程,學(xué)生主要依靠記憶力、理解力掌握所傳遞的信息,該種模式的教學(xué)步驟一般為:復(fù)習(xí)以往知識(shí)-引出教學(xué)內(nèi)容-講述新知識(shí)-回顧總結(jié)-課堂練習(xí)-布置作業(yè)。
在這種教學(xué)模式下,教師按照教學(xué)大綱規(guī)定,根據(jù)課時(shí)量制定周密的授課計(jì)劃,提前確定授課時(shí)間和知識(shí)點(diǎn)、方法和手段、重點(diǎn)和難點(diǎn)、課后作業(yè)等內(nèi)容,整個(gè)授課過(guò)程均嚴(yán)格按照授課計(jì)劃執(zhí)行。編寫高質(zhì)量的教案在該模式中顯得尤為重要,教師在有限的時(shí)間和空間內(nèi),高效利用教材、黑板、投影等手段,恰當(dāng)選用教學(xué)方法,合理調(diào)動(dòng)課堂氣氛和組織教學(xué)活動(dòng),這些教學(xué)設(shè)計(jì)和思想都在教案中得以充分體現(xiàn)。老師的知識(shí)背景、語(yǔ)言表達(dá)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)甚至是性格特征,也對(duì)授課效果和教學(xué)質(zhì)量具有顯著的影響。老師在課堂上需要完成教案規(guī)定內(nèi)容的講授,自由發(fā)揮的空間非常小,班級(jí)和學(xué)生之間的差異被忽視。學(xué)生全程都以被動(dòng)的聽(tīng)課為主,效果取決于學(xué)生注意力的專注程度以及領(lǐng)悟能力,師生互動(dòng)的程度有限。
《化工制圖》課程中制圖基本知識(shí)等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范性的內(nèi)容,采取該模式教學(xué),單位時(shí)間內(nèi)傳遞的信息量大,授課效率高。在后續(xù)章節(jié)中的講授中,通過(guò)反復(fù)記憶和提醒,不斷鞏固加強(qiáng),學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)掌握牢固。
大學(xué)生已經(jīng)具備了較強(qiáng)的自學(xué)能力和獨(dú)立思考能力,應(yīng)該鼓勵(lì)、培養(yǎng)和激發(fā)這種能力,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。這種教學(xué)模式的教學(xué)步驟一般為:學(xué)生自學(xué)-反饋問(wèn)題-教師輔導(dǎo)-師生討論-解決問(wèn)題。
這種教學(xué)模式下,學(xué)生首先自學(xué)教師布置的授課內(nèi)容,自學(xué)過(guò)程中,會(huì)有自己的收獲與體會(huì)。一些基礎(chǔ)較好的學(xué)生會(huì)完全理解和掌握所學(xué)內(nèi)容,另外一些學(xué)生則會(huì)提出一些問(wèn)題,教師把問(wèn)題匯總分類后,重點(diǎn)針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行輔導(dǎo),并引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展討論,教師通過(guò)答疑解惑環(huán)節(jié)最終解決提出的問(wèn)題。教師根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度,提前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題并確定最佳的講解方法。
通過(guò)反饋和討論這兩個(gè)環(huán)節(jié),教師能夠進(jìn)一步掌握學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)以及原因,講解過(guò)程中可以做到詳略得到,重點(diǎn)突出,避免平鋪直敘,平淡無(wú)奇。學(xué)生在相互討論過(guò)程中逐漸加深理解和認(rèn)識(shí),體驗(yàn)到問(wèn)題迎刃而解的學(xué)習(xí)樂(lè)趣,對(duì)加深課程的學(xué)習(xí)興趣具有積極的促進(jìn)作用。學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課,老師帶著問(wèn)題授課,以解決問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)力和目標(biāo),對(duì)于難度較大、需要理解的知識(shí)內(nèi)容教學(xué)效果明顯。
以投影法章節(jié)為例,學(xué)生通過(guò)自學(xué)可以完全掌握中心投影法和平行投影法的概念、特征,也能正確理解三面投影體系的必要性,但對(duì)三面投影體系的空間位置,投影面展開(kāi)過(guò)程以及三視圖之間的關(guān)系等內(nèi)容則會(huì)提出很多的問(wèn)題,例如,第一角和第三角的區(qū)別、如何理解三視圖投影規(guī)律等,教師通過(guò)生活中常見(jiàn)現(xiàn)象舉例,立體教具以及動(dòng)畫演示,開(kāi)展課堂討論及問(wèn)答等方法進(jìn)行一一解答,并現(xiàn)場(chǎng)布置習(xí)題予以鞏固,起到事半功倍的效果。
電腦及網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在當(dāng)代大學(xué)生中高度普及,加之各種功能強(qiáng)大的圖形處理軟件層出不窮,為實(shí)例任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的順利實(shí)施提供了前提條件。
繪圖能力的培養(yǎng)是化工制圖特有的實(shí)踐教學(xué),學(xué)生通過(guò)動(dòng)手繪圖檢查所學(xué)理論知識(shí),并將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能和技巧[2]。CAD(Computer Aided Design)是《化工制圖》課程中非常重要的章節(jié)之一。工程技術(shù)人員可借助計(jì)算機(jī)和圖像處理軟件進(jìn)行圖形的繪制、編輯和打印,制圖的效率得到極大的提升。CAD也是工科類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門技能。衡量學(xué)生對(duì)CAD掌握程度的標(biāo)準(zhǔn)就是能否熟練使用軟件進(jìn)行相關(guān)的操作繪制完成工程圖紙。CAD繪圖軟件的功能強(qiáng)大,命令繁多,蘊(yùn)含著很多技巧和概念,例如快速選擇、精確定位的技巧以及圖層、面域、布局的概念,學(xué)生即使理解了這些原理性的內(nèi)容,如果不親自進(jìn)行上機(jī)操作,則無(wú)異于紙上談兵,并未真正掌握相關(guān)知識(shí)。該模式下,教師在講授基礎(chǔ)性的理論知識(shí)后,讓學(xué)生以工程實(shí)例圖紙為范本,綜合所學(xué)課程進(jìn)行零件設(shè)備圖、安裝圖的繪制以及工藝流程圖的設(shè)計(jì)。
學(xué)生在本模式中的主體地位進(jìn)一步突顯,從表面上看教師授課時(shí)間短,內(nèi)容少,但教師在課前需要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作,首先要選取合適的工程實(shí)例,不但要難易適中,貼合專業(yè)實(shí)際,而且確保所有教學(xué)內(nèi)容都包含于其中,具備較強(qiáng)的綜合性和代表性。其次,鑒于CAD各項(xiàng)功能之間關(guān)聯(lián)度不高,且達(dá)到同一繪圖目的有多種方法,教師要以學(xué)生的視角,提前進(jìn)行全過(guò)程模擬和演練,列舉出所有可能的方法,梳理和歸納知識(shí)點(diǎn)。在向?qū)W生講解的過(guò)程中,示范繪制或者編輯同一圖形的多種方法,讓學(xué)生意識(shí)到CAD軟件的精妙之處,鼓勵(lì)學(xué)生嘗試用不同的方法解決問(wèn)題,充分挖掘CAD的深度功能。
學(xué)生以完成工程實(shí)例任務(wù)為目標(biāo),在設(shè)計(jì)和繪制圖紙的過(guò)程中不斷遇到問(wèn)題,解決問(wèn)題,在反復(fù)中提升,圖紙完成之時(shí),即標(biāo)志著教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。不同的學(xué)生遇到問(wèn)題的種類和數(shù)量、解決問(wèn)題的途徑、完成任務(wù)的時(shí)間也不盡相同。如CAD某些功能,有的學(xué)生已經(jīng)掌握,就會(huì)自然進(jìn)行任務(wù)的下一階段,未掌握的學(xué)生,則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索、查看教程、請(qǐng)教他人等途徑掌握該功能,解決問(wèn)題后,再進(jìn)行任務(wù)的下一階段。不必讓所有的學(xué)生保持同樣的學(xué)習(xí)進(jìn)度。學(xué)生的學(xué)習(xí)天賦、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性得到充分的釋放和發(fā)揮。學(xué)生完成相對(duì)容易的任務(wù)后,對(duì)自身的學(xué)習(xí)能力以及CAD使用技能樹(shù)立信心,進(jìn)一步深刻意識(shí)到工程實(shí)例訓(xùn)練對(duì)提升專業(yè)素養(yǎng)的重要性,目標(biāo)更加明確,學(xué)習(xí)上追求精益求精的動(dòng)力更加充足。
隨著教育技術(shù)和教學(xué)手段的不斷更新,教學(xué)模式也日趨多樣化和現(xiàn)代化。廣大高校教師通過(guò)持續(xù)有效的實(shí)踐,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),形成了豐碩的成果。筆者所在的《化工制圖》教學(xué)團(tuán)隊(duì)以專業(yè)核心課程建設(shè)培育為契機(jī),根據(jù)各個(gè)教學(xué)班的整體成績(jī)、學(xué)習(xí)氛圍,分班分期分章節(jié)實(shí)施上述三種教學(xué)模式,通過(guò)橫向和縱向?qū)Ρ确治?,發(fā)現(xiàn)課堂不再沉悶,學(xué)生不再被動(dòng)應(yīng)付,學(xué)生在課堂上的注意力、提問(wèn)和互動(dòng)的積極性顯著提升,學(xué)生的平時(shí)作業(yè)質(zhì)量大為增強(qiáng),期中和期末平均成績(jī)大幅提高。這些積極變化大大激發(fā)了教師的教學(xué)潛能,成為教師繼續(xù)進(jìn)行教學(xué)模式探索源源不斷的動(dòng)力,真正地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長(zhǎng)。
《化工制圖》課程教學(xué)模式的探索和嘗試過(guò)程,也是立足理論讓課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性充分展現(xiàn)的過(guò)程,也是對(duì)學(xué)以致用教學(xué)理念繼續(xù)探索的過(guò)程。教學(xué)模式的多樣化和現(xiàn)代化已經(jīng)突破了課堂和教材的限制,很多學(xué)生的學(xué)習(xí)觀念已經(jīng)徹底扭轉(zhuǎn),以該門課程的知識(shí)為基礎(chǔ),自學(xué)了一些未列入專業(yè)培養(yǎng)方案但對(duì)今后發(fā)展有益的相關(guān)知識(shí),例如三維制圖軟件、圖像編輯軟件,其專業(yè)綜合能力得到了全面拓展和提升。教學(xué)模式的不斷探索和實(shí)踐,將對(duì)提高教師的教學(xué)水平和培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)以及綜合素質(zhì)高的化工人才發(fā)揮更重要的作用。