《化工制圖》課程教學模式探析

曲炳良，康信煌

(廣東海洋大學 化學與環境學院，廣東 湛江 524088)

制藥工程和應用化學等化工類專業學生，除了具備扎實豐富的理論知識，還要掌握《化工制圖》這門重要的專業技術基礎課，該課程實踐性和應用性很強，是化工類專業學生今后從事生產實踐過程中的一項必不可少的工具。化工設備的生產、加工、調試，化工產品的制造、檢驗，車間廠房的構建安裝布置等流程和環節均要體現在圖紙上，不同工種的所有參與人員通過圖紙實現交流。就某種意義而言，設計、繪制、閱讀化工圖紙的水平可以綜合檢驗學生對專業技術水平的掌握程度，可以作為學生大學期間專業成績的一項重要衡量標準。《化工制圖》的教學內容主要包括四大模塊: 工程制圖的基礎知識模塊、化工工藝流程圖模塊、化工設備圖模塊以及AutoCAD 模塊[1]。雖然該課程注重實踐和應用，但對理論的要求也很高，對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》等相關課程的學習為前提，且要求學生樹立和培養規范化和標準化的意識，養成嚴謹、縝密的思維以及注重細節的習慣。隨著硬件和軟件技術的快速發展，計算機繪圖幾乎已經完全取代了傳統的尺規繪圖。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模式。筆者和其他授課老師共同總結多年的教學經驗，對該課程的教學模式進行了嘗試和探索。

1 單向傳授模式

作為傳統的廣泛被采用的教學模式，單向傳授模式以教師為主導，在課堂上實現知識內容從教師到學生的過程，學生主要依靠記憶力、理解力掌握所傳遞的信息，該種模式的教學步驟一般為：復習以往知識-引出教學內容-講述新知識-回顧總結-課堂練習-布置作業。

在這種教學模式下，教師按照教學大綱規定，根據課時量制定周密的授課計劃，提前確定授課時間和知識點、方法和手段、重點和難點、課后作業等內容，整個授課過程均嚴格按照授課計劃執行。編寫高質量的教案在該模式中顯得尤為重要，教師在有限的時間和空間內，高效利用教材、黑板、投影等手段，恰當選用教學方法，合理調動課堂氣氛和組織教學活動，這些教學設計和思想都在教案中得以充分體現。老師的知識背景、語言表達、教學經驗甚至是性格特征，也對授課效果和教學質量具有顯著的影響。老師在課堂上需要完成教案規定內容的講授，自由發揮的空間非常小，班級和學生之間的差異被忽視。學生全程都以被動的聽課為主，效果取決于學生注意力的專注程度以及領悟能力，師生互動的程度有限。

《化工制圖》課程中制圖基本知識等標準和規范性的內容，采取該模式教學，單位時間內傳遞的信息量大，授課效率高。在后續章節中的講授中，通過反復記憶和提醒，不斷鞏固加強，學生對該部分知識掌握牢固。

2 自學反饋輔導模式

大學生已經具備了較強的自學能力和獨立思考能力，應該鼓勵、培養和激發這種能力，調動學生學習的積極主動性。這種教學模式的教學步驟一般為：學生自學-反饋問題-教師輔導-師生討論-解決問題。

這種教學模式下，學生首先自學教師布置的授課內容，自學過程中，會有自己的收獲與體會。一些基礎較好的學生會完全理解和掌握所學內容，另外一些學生則會提出一些問題，教師把問題匯總分類后，重點針對問題進行輔導，并引導學生開展討論，教師通過答疑解惑環節最終解決提出的問題。教師根據學生對知識的掌握程度，提前預測可能出現的問題并確定最佳的講解方法。

通過反饋和討論這兩個環節，教師能夠進一步掌握學生的薄弱環節以及原因，講解過程中可以做到詳略得到，重點突出，避免平鋪直敘，平淡無奇。學生在相互討論過程中逐漸加深理解和認識，體驗到問題迎刃而解的學習樂趣，對加深課程的學習興趣具有積極的促進作用。學生帶著問題聽課，老師帶著問題授課，以解決問題為驅動力和目標，對于難度較大、需要理解的知識內容教學效果明顯。

以投影法章節為例，學生通過自學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，但對三面投影體系的空間位置，投影面展開過程以及三視圖之間的關系等內容則會提出很多的問題，例如，第一角和第三角的區別、如何理解三視圖投影規律等，教師通過生活中常見現象舉例，立體教具以及動畫演示，開展課堂討論及問答等方法進行一一解答，并現場布置習題予以鞏固，起到事半功倍的效果。

3 實例任務驅動模式

電腦及網絡已經在當代大學生中高度普及，加之各種功能強大的圖形處理軟件層出不窮，為實例任務驅動教學模式的順利實施提供了前提條件。

繪圖能力的培養是化工制圖特有的實踐教學，學生通過動手繪圖檢查所學理論知識，并將理論知識轉化為技能和技巧[2]。CAD(Computer Aided Design)是《化工制圖》課程中非常重要的章節之一。工程技術人員可借助計算機和圖像處理軟件進行圖形的繪制、編輯和打印，制圖的效率得到極大的提升。CAD也是工科類專業學生必須掌握的一門技能。衡量學生對CAD掌握程度的標準就是能否熟練使用軟件進行相關的操作繪制完成工程圖紙。CAD繪圖軟件的功能強大，命令繁多，蘊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，學生即使理解了這些原理性的內容，如果不親自進行上機操作，則無異于紙上談兵，并未真正掌握相關知識。該模式下，教師在講授基礎性的理論知識后，讓學生以工程實例圖紙為范本，綜合所學課程進行零件設備圖、安裝圖的繪制以及工藝流程圖的設計。

學生在本模式中的主體地位進一步突顯，從表面上看教師授課時間短，內容少，但教師在課前需要進行大量的準備工作，首先要選取合適的工程實例，不但要難易適中，貼合專業實際，而且確保所有教學內容都包含于其中，具備較強的綜合性和代表性。其次，鑒于CAD各項功能之間關聯度不高，且達到同一繪圖目的有多種方法，教師要以學生的視角，提前進行全過程模擬和演練，列舉出所有可能的方法，梳理和歸納知識點。在向學生講解的過程中，示范繪制或者編輯同一圖形的多種方法，讓學生意識到CAD軟件的精妙之處，鼓勵學生嘗試用不同的方法解決問題，充分挖掘CAD的深度功能。

學生以完成工程實例任務為目標，在設計和繪制圖紙的過程中不斷遇到問題，解決問題，在反復中提升，圖紙完成之時，即標志著教學目標的實現。不同的學生遇到問題的種類和數量、解決問題的途徑、完成任務的時間也不盡相同。如CAD某些功能，有的學生已經掌握，就會自然進行任務的下一階段，未掌握的學生，則通過網絡搜索、查看教程、請教他人等途徑掌握該功能，解決問題后，再進行任務的下一階段。不必讓所有的學生保持同樣的學習進度。學生的學習天賦、學習能力和學習積極性得到充分的釋放和發揮。學生完成相對容易的任務后，對自身的學習能力以及CAD使用技能樹立信心，進一步深刻意識到工程實例訓練對提升專業素養的重要性，目標更加明確，學習上追求精益求精的動力更加充足。

4 結語

隨著教育技術和教學手段的不斷更新，教學模式也日趨多樣化和現代化。廣大高校教師通過持續有效的實踐，積累了豐富的經驗，形成了豐碩的成果。筆者所在的《化工制圖》教學團隊以專業核心課程建設培育為契機，根據各個教學班的整體成績、學習氛圍，分班分期分章節實施上述三種教學模式，通過橫向和縱向對比分析，發現課堂不再沉悶，學生不再被動應付，學生在課堂上的注意力、提問和互動的積極性顯著提升，學生的平時作業質量大為增強，期中和期末平均成績大幅提高。這些積極變化大大激發了教師的教學潛能，成為教師繼續進行教學模式探索源源不斷的動力，真正地實現了教學相長。

《化工制圖》課程教學模式的探索和嘗試過程，也是立足理論讓課程的實踐性和應用性充分展現的過程，也是對學以致用教學理念繼續探索的過程。教學模式的多樣化和現代化已經突破了課堂和教材的限制，很多學生的學習觀念已經徹底扭轉，以該門課程的知識為基礎，自學了一些未列入專業培養方案但對今后發展有益的相關知識，例如三維制圖軟件、圖像編輯軟件，其專業綜合能力得到了全面拓展和提升。教學模式的不斷探索和實踐，將對提高教師的教學水平和培養創新能力強以及綜合素質高的化工人才發揮更重要的作用。