化工制圖與ＣＡＤ課程改革探討

張會欣　王玉環(huán)　孫百虎

摘要：《化工制圖與CAD》課程是一門為化工工程設(shè)計實踐服務(wù)的技術(shù)基礎(chǔ)課。為滿足高職院校培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才的需要，對《化工制圖與AutoCAD》的教學內(nèi)容、教學方法、考核方法等諸多方面進行了全面的改革研究。

關(guān)鍵詞：化工制圖與CAD；教學內(nèi)容；教學方法；教學手段；教學改革

作者簡介:張會欣（1974-）女，河北深縣人，石家莊職業(yè)技術(shù)學院化工系講師，從事化工專業(yè)教學與科研工作。

中圖分類號：Ｇ712文章表識碼：B文章編號：1001-7518（2009）11-0058-02

《化工制圖》是伴隨著化學工業(yè)的發(fā)展，從制圖學中分化出來的，是畫法幾何與化工專業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物。工程圖樣被喻為“工程技術(shù)界的語言”。由于它具有很好的直觀性和準確的度量性，因此它是工程人員表達設(shè)計思想和技術(shù)交流的重要手段，高職院校化工類專業(yè)直接擔負著為國民經(jīng)濟領(lǐng)域各類化工企業(yè)培養(yǎng)高技能人才的任務(wù)，每一個合格的化工類專業(yè)畢業(yè)生，均應(yīng)具有化工制圖的知識和能力。隨著計算機技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷增加，計算機輔助繪圖（AutoCAD）是化工專業(yè)進行工藝設(shè)計不可缺少的軟件系統(tǒng),其工作界面簡單、易學,利用它可以大大的提高繪圖的速度和精確度，提高工作的效率。所以對于高職化學制藥專業(yè)來說既要掌握化工制圖的基本知識，也需要學習AutoCAD的基本功能，從而能夠利用AutoCAD繪制出合格化工圖樣。在實際教學過程中我們不斷改進在教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面的改革進行了有益的嘗試。

一、教學內(nèi)容

1.AutoCAD與化工制圖的融合教學。當前對化工人才需求,是能將計算機技術(shù)與化工專業(yè)知識、技能相結(jié)合的復(fù)合型人才。根據(jù)專業(yè)特色需求以及未來學生工作崗位的需求調(diào)查，推出在教學內(nèi)容與訓(xùn)練形式上有所創(chuàng)新的《化工制圖與CAD》課程。

自九十年代，我們開始探討將計算機繪圖技術(shù)引入制圖課程中，最初是在學完制圖課程后，開設(shè)計算機繪圖課；由于計算機繪圖功能逐漸強大，計算機繪圖使繪圖效率和繪圖質(zhì)量得到有效提高，為了發(fā)揮計算機的優(yōu)勢,適應(yīng)新形勢下對于人才的需求，使設(shè)計者甩掉圖板。所以我們嘗試了化工制圖與計算機繪圖內(nèi)容的融合式教學，將AutoCAD各部分功能的教學貫穿于化工制圖的教學中,在講授化工制圖知識的同時適時的加入計算機制圖的相應(yīng)命令，利用AutoCAD作為工具來實現(xiàn)化工圖樣的繪制，所有的課程均在計算機實訓(xùn)機房開設(shè),真正做到講練結(jié)合,這樣既練習了CAD的基本命令，又能夠熟悉化工制圖的基本規(guī)范和基本知識，使二者融為一體，從而利用此軟件繪制出符合相應(yīng)國家標準的化工設(shè)備圖以及流程圖等[1]。

2.優(yōu)化整合授課內(nèi)容。改革前我們的化工制圖教學內(nèi)容與工程制圖的內(nèi)容近似，大量的學時精力在三視圖的繪制部分消耗，而化工工藝圖、設(shè)備圖等結(jié)合專業(yè)的內(nèi)容卻在其他的課程中講授，如圖1。而通過我們對近年來的畢業(yè)生調(diào)查分析可知學生畢業(yè)后化工工藝流程圖等一些專業(yè)性較強的圖樣應(yīng)用較多，化工制圖講授基礎(chǔ)的制圖知識在第2學期，而有關(guān)的化工工藝圖等內(nèi)容的講授放在了第5學期，時間間隔長，不利于知識的銜接[2]。所以我們對課程內(nèi)容進行了整合。對化工制圖與CAD的教學內(nèi)容進行了調(diào)整，增加了突出專業(yè)特點的化工工藝流程圖與化工設(shè)備圖的內(nèi)容。如圖2所示。

二、教學方法

1.多媒體及AutoCAD的三維功能結(jié)合。在教學方法的改革中，我們完成了由傳統(tǒng)的“粉筆+黑板+模型+掛圖”

的教學模式，向利用多媒體計算機、視頻展示臺等現(xiàn)代教學工具進行教學的模式轉(zhuǎn)移。目前化工制圖與CAD課程全面采用自主開發(fā)的多媒體課件授課，受到學生好評。

化工制圖的教學和繪制、閱讀化工圖樣都是圍繞著“二維”和“三維”的轉(zhuǎn)換,空間想象能力更是在“二維”和“三維”的相互轉(zhuǎn)換中逐漸培養(yǎng)起來的。AutoCAD軟件的三維功能很好表達化工制圖課程教學中,截交、相貫、組合體等較難理解的部分,利用AutoCAD Powerpoint建立三維的模型庫或教師根據(jù)教學需要自己畫某些模型保存起來,根據(jù)講課需要,將三維模型直接展示出來,并可根據(jù)教學需要把模型進行旋轉(zhuǎn)、移動、放大縮小、任意角度觀看、體會,通過直觀形象的立體圖形，使學生更容易理解和學習。例如剖視圖的學習中,對于較復(fù)雜的零件,采用什么樣的剖切方法,從什么地方進行剖切拿不定主意。通過應(yīng)用AutoCAD繪圖就容易從各個不同的方向和部位對零件進行剖切,形成剖視圖。

2.開辟空中課堂，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學資源全面共享。提供與課堂教學相關(guān)的教案、電子教材、習題與解答、試卷與答案，以及2D、3D素材庫、多媒體課件等；我們利用學校的網(wǎng)絡(luò)平臺，建立和同學互動的交流論壇，教師和多個學生在計算機網(wǎng)絡(luò)支持下，通過對某一內(nèi)容有目的的分析討論與交流等協(xié)作活動，加深對問題的理解，從而獲得高級認知能力。實現(xiàn)資源共享、信息反饋。

3.任務(wù)驅(qū)動模式的課程教學方式。根據(jù)實際教學條件，我院的《化工制圖》課程采用項目化、任務(wù)驅(qū)動模式為主的工作一體化的課程教學。采取提出任務(wù)——學習相關(guān)概念、知識——解決問題——總結(jié)提高——作圖實訓(xùn)的教學模式，從實踐——理論——再實踐——提高和拓展，從而實現(xiàn)從理論到應(yīng)用能力提高的質(zhì)的飛躍。按照大綱的要求將需要掌握的內(nèi)容設(shè)置到相應(yīng)的任務(wù)中,使同學們在完成任務(wù)的過程中掌握制圖的基本知識、計算機繪圖的基本技能，循序漸進，逐步提高同學們手工及計算機的繪圖能力[3]。

例如在化工工藝流程圖的繪制與閱讀講授過程中，我們設(shè)定如下的任務(wù)：

繪制如圖所示的空壓站工藝流程圖。這種圖樣是化工生產(chǎn)過程中最常用到的技術(shù)文件，是化工工程技術(shù)人員必須掌握的交流工具。圖中表達了化工生產(chǎn)從原料到成品的整個過程，如物料的來源和去向，采用了哪些生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)的控制方式等。因此，我們要完成本任務(wù)，必須搞清楚如何用流程線和標注表示物料的來源與去向，如何按規(guī)定畫出生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)過程用什么方法進行控制并如何在圖樣中表示等內(nèi)容，為能夠繪制和讀懂工藝流程圖作準備。

通過對任務(wù)進行分析，我們給予了具體的作圖指導(dǎo)：

作圖步驟：

1）在AutoCAD軟件中設(shè)置合適的作圖環(huán)境，合理分層、設(shè)置圖線、文字、標注等樣式。

2）相應(yīng)圖層用細實線繪制地平線，再按流程順序用細實線繪制設(shè)備基座及設(shè)備的簡單外形。設(shè)備的主要管口要畫出。（設(shè)備的大小不必按比例畫出，但必須近似反映其相對大小和高低位置。）

3）按物料走向用粗實線畫出主要物料的流程線。（交叉物料流程線斷開表示）

4）用中粗線畫出輔助物料的流程線。（流程線的長短不反映管路的真實長短，但要近似反映出其高低位置，反映地下的管道應(yīng)畫在地平線之下。）

5）用細實線按規(guī)定的圖形符號畫出所有閥門。

6）用細實線按規(guī)定的圖形符號畫出所有儀表及控制點。

7）標注設(shè)備的位號、名稱，流程線和儀表控制點的編號，物料的來源與去向。

8）填寫標題欄。

任務(wù)驅(qū)動教學法把學生作為學習的主體,以任務(wù)作為驅(qū)動,讓學生通過自己的操作,把書上的“死理論”變成“活應(yīng)用”。這種方法較好地解決了教與學的矛盾,在整個教學過程中,充分體現(xiàn)了學生在學習中的主體地位和教師的主導(dǎo)作用,充分調(diào)動了學生學習的積極性、主動性,可以在較短的時間內(nèi)提高學生學習和應(yīng)用知識的能力。

三、考核方式

1.筆試繪圖結(jié)合口試問答的考試方式。傳統(tǒng)的閉卷作答考試方式一方面由于試卷篇幅、考試時間及試題形式所限內(nèi)容單一、試題的深度廣度不夠，并且實踐性不強；全班一份卷，同學們?nèi)狈?chuàng)新性。計算機繪圖和化工制圖不能很好的結(jié)合，為此我們采用筆試加口試的方式來進行考核。在一定時間內(nèi)布置難度適中的化工工藝流程圖讓同學們繪制，這樣在繪制過程中既考核了學生制圖的基本知識、基本技能、計算機繪圖的基本技能，又能發(fā)揮同學們的創(chuàng)造性思維，更加全面的衡量學生的能力。筆試結(jié)束后通過每位同學所繪圖樣，進行相關(guān)知識的提問，即：讀圖能力的考核。并且就繪圖中出現(xiàn)的問題給予指導(dǎo)。避免考試結(jié)束萬事大吉，做到以考促學，為后續(xù)課程及今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

2.增加平時繪圖作業(yè)所占比重。平時成績從原來的占最后考核成績的30%，增加到了50%。為了提高同學們的學習積極性，建立了隨機作業(yè)題庫，同學們之間每次的作業(yè)并不相同。每個同學的作業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)平臺隨時上傳，教師在線批改，一方面及時掌握同學們的學習情況，另一方面能夠客觀的評價每個同學的學習效果。

通過以上的一系列改革，學生的學習積極性有明顯增高。通過改革前后對學生問卷調(diào)查的對比，改革前學生對本課程的滿意率為87.6%，主要不滿意項目為教學內(nèi)容抽象，不易理解，考試方式不能更好的體現(xiàn)真實水平；改革后滿意度達到98.7%，主要不滿意的項目變化為機房作為教室的不便之處。所以我們下一步將改造CAD化工制圖的專用機房教室，將背靠背的電腦轉(zhuǎn)移，課桌全部面向講臺，方便同學的記錄和操作。

參考文獻：

[1]江會保.化工制圖[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007（1~4）.

[2]安青.《AutoCAD化工制圖》教學探討[J].內(nèi)蒙古石油化工2007（8）：34~35.

[3]姚建平，涂曉華.創(chuàng)造性教學在職教《化工制圖》教學中的應(yīng)用[J].江西化工，2007（4）：146～147.

責任編輯：夏煥堂