《化工AutoCAD制圖》教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法探索

張學(xué)勤 張娜 葉靜 肖美添

摘 要

本文探討化學(xué)工程與工藝專業(yè)的選修課《化工AutoCAD制圖》在教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方面的改革創(chuàng)新。在化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展和工程教育認(rèn)證工作的全面啟動(dòng)的背景下，探索通過(guò)專鉆研教學(xué)內(nèi)容，區(qū)塊化知識(shí)點(diǎn)，并根據(jù)知識(shí)點(diǎn)類型特性采取針對(duì)性教學(xué)方法;在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上，以學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果為導(dǎo)向，探索分組討論式學(xué)習(xí)，設(shè)置由簡(jiǎn)到繁的階梯式闖關(guān)訓(xùn)練，開展分組競(jìng)賽，并設(shè)定配套的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制，從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，更有效地培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

關(guān)鍵詞

《化工AutoCAD制圖》;化學(xué)工程與工藝;教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì);教學(xué)方法

中圖分類號(hào)： TQ050.2-4;G642 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.044

Abstract

In this paper，an elective course of chemical engineering and technology major "chemical engineering AutoCAD drawing" was discussed.Under the background of the rapid development of chemical industry and the comprehensive launch of Engineering Education Certification work，the teaching link design and teaching method reform of “Chemical Engineering AutoCAD Drawing” were explored.We refine and differentiate different types of knowledge points and adopt targeted teaching methods through specialized research of teaching content.And some studying interest and teaching effectiveness oriented teaching designs were explored，such as group-discussion-based learning style，set stepwise task training， conducting group competition，and a complete set of performance evaluation mechanism， which from the engineering foundation knowledge，personal ability， interpersonal ability of team and engineering system ability，to effectively cultivate students' comprehensive ability.

Key Words

Chemical engineering AutoCAD drawing;Chemical engineering and technology;Teaching link design;Teaching method

現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，化工設(shè)備、裝置和機(jī)械越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化水平越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)制圖，成為化工企業(yè)在設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)必不可少的一種表達(dá)和交流方式。AutoCAD軟件是一款自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，可以用于繪制二維和三維圖形，操作簡(jiǎn)便，通用性強(qiáng)，是化工制圖中最常用的軟件之一。《化工AutoCAD制圖》是一門為化工類專業(yè)開設(shè)的綜合性計(jì)算機(jī)制圖課程，目的是使化工類專業(yè)學(xué)生掌握必要的化工制圖基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算機(jī)制圖技巧，具有初步的化工設(shè)計(jì)和管理的綜合能力，以便將來(lái)更好地適應(yīng)實(shí)際工作。同時(shí)，在工程教育認(rèn)證工作全面啟動(dòng)和推廣的背景下，《化工AutoCAD制圖》作為一門掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能并學(xué)以致用的課程，在培養(yǎng)學(xué)生了解工程知識(shí)、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)研發(fā)與解決問(wèn)題、調(diào)查、現(xiàn)代工具使用、個(gè)體與團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通能力、項(xiàng)目與財(cái)務(wù)管理和終身學(xué)習(xí)的能力方面都承擔(dān)了重要的角色[1]。

華僑大學(xué)化工學(xué)院的化工與制藥工程系化學(xué)工程與工藝專業(yè)，工程特色顯著，是化學(xué)與工程學(xué)交叉的工科類專業(yè)，需要學(xué)生對(duì)化工過(guò)程、工藝和設(shè)備有設(shè)計(jì)、優(yōu)化和管理的能力，因此化工計(jì)算機(jī)制圖相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備相當(dāng)有必要。《化工AutoCAD制圖》是第四學(xué)期開設(shè)的專業(yè)選修課，學(xué)生先修的工程類課程不多，包括《工程制圖》、《化工導(dǎo)論》、《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》;在該學(xué)期同步學(xué)習(xí)《化工原理》;在之后大三大四，還將進(jìn)行《化工過(guò)程控制》、《化工安全與環(huán)保》、《工程項(xiàng)目與質(zhì)量管理》、《化工設(shè)計(jì)》和《化學(xué)反應(yīng)工程》等課程學(xué)習(xí)。同時(shí)，學(xué)院鼓勵(lì)本專業(yè)全體學(xué)生，在大三參加全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)大賽，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。可以說(shuō)《化工AutoCAD制圖》在專業(yè)培養(yǎng)方案中具有承上啟下重要的銜接作用，在提高學(xué)生工程實(shí)踐能力中的作用至關(guān)重要。

本文針對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的選修課《化工AutoCAD制圖》，探討在化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展和工程教育認(rèn)證工作全面啟動(dòng)的背景下，如何從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面[2]，更有效地培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，談一談在《化工AutoCAD制圖》這門課程教學(xué)過(guò)程中的幾點(diǎn)嘗試和體會(huì)。

1 細(xì)化教學(xué)內(nèi)容，區(qū)塊劃分、針對(duì)教學(xué)

本專業(yè)《化工AutoCAD制圖》這門課選用的教材是張秋利等主編的《化工AutoCAD應(yīng)用基礎(chǔ)》，內(nèi)容和本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)比較契合，主要包括制圖標(biāo)準(zhǔn)及方法、AutoCAD制圖和化工專業(yè)圖形繪制三大部分[3]。

首先，筆者通過(guò)研究培養(yǎng)目標(biāo)和鉆研教學(xué)內(nèi)容，把該課程的教學(xué)內(nèi)容分成三大塊，并區(qū)別對(duì)待，探索不同的教學(xué)方法：第一部分是工程制圖及化工制圖的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，這部分內(nèi)容應(yīng)當(dāng)采取方法重于知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)理念，給學(xué)生搭建主要的知識(shí)框架，傳授查閱工具書、行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的方法，并在后面第二、三部分應(yīng)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)再進(jìn)行穿插式講解，這部分教學(xué)注重學(xué)生調(diào)查能力、現(xiàn)代工具使用能力和終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，學(xué)生有先修的《工程制圖》作為基礎(chǔ)，這部分較易掌握;第二部分是AutoCAD制圖技巧，這部分內(nèi)容實(shí)戰(zhàn)性強(qiáng)，要注重入門引導(dǎo)和興趣培養(yǎng)，嘗試采取分組討論式學(xué)習(xí)和闖關(guān)式教學(xué)設(shè)計(jì);第三部分是化工專業(yè)圖形繪制實(shí)戰(zhàn)，以化工設(shè)備圖、工藝流程圖、設(shè)備布置圖和管道布置圖二維圖形為主，初步涉獵三維繪圖，這部分內(nèi)容需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，教學(xué)過(guò)程中注重案例和作品展示以引發(fā)興趣、強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)的綜合技能在專業(yè)后續(xù)學(xué)習(xí)中的作用以提高學(xué)習(xí)積極性，繼續(xù)采取分組討論式學(xué)習(xí)和闖關(guān)式教學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)上機(jī)實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)。第二、三部分教學(xué)，更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代工具使用、個(gè)體與團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通能力和終身學(xué)習(xí)能力等。

其次，根據(jù)課程教學(xué)需要，把本校該課程的2學(xué)分設(shè)置為1學(xué)分的課堂教學(xué)（18學(xué)時(shí)）和1學(xué)分的上機(jī)實(shí)踐（24學(xué)時(shí)）。合理穿插課程教學(xué)內(nèi)容和闖關(guān)式上機(jī)實(shí)踐，真正做到扎實(shí)理論知識(shí)體系和培養(yǎng)實(shí)操綜合技能相結(jié)合，學(xué)生反響良好，選修人數(shù)基本接近專業(yè)總?cè)藬?shù)。

2 教學(xué)方式方法改革措施和效果

在之前的教學(xué)過(guò)程中，暴露了一些問(wèn)題，如學(xué)生興趣不濃、實(shí)戰(zhàn)能力較弱、學(xué)習(xí)能力和效果參差不齊等。加之，工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生了解工程知識(shí)、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)研發(fā)與解決問(wèn)題、調(diào)查、現(xiàn)代工具使用、個(gè)體與團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通能力和終身學(xué)習(xí)方方面面能力的培養(yǎng)[1]。因此，筆者主要從以下幾個(gè)方面嘗試教學(xué)方法改革：

2.1 分組討論式學(xué)習(xí)

考慮到《化工AutoCAD制圖》的課程特點(diǎn)：AutoCAD操作繁多，隱形技巧需多探索和交流，大型圖紙需要協(xié)作完成和校對(duì)，并且課程實(shí)戰(zhàn)性和實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用到將來(lái)的化工設(shè)計(jì)大賽、實(shí)際化工設(shè)計(jì)和管理的工作中，都需要個(gè)體與團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及溝通能力，因此在教學(xué)中嘗試采用分組討論式學(xué)習(xí)。5-6人為一個(gè)學(xué)習(xí)小組，平衡學(xué)生成績(jī)績(jī)點(diǎn)的基礎(chǔ)上自由組隊(duì)，小組成員間互幫互助，共同完成設(shè)置的學(xué)習(xí)任務(wù)，在完成個(gè)人闖關(guān)后共同參與小組競(jìng)賽，隨機(jī)承擔(dān)競(jìng)賽任務(wù)，共同獲得小組比分，作為期末的平均分。

分組討論式學(xué)習(xí)，組內(nèi)成員互幫互助，榮辱與共，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，同學(xué)課程參與度都有很大提升，學(xué)生討論的多了，問(wèn)問(wèn)題的也多了，學(xué)習(xí)效率也高了，課堂的氣氛很活躍，再加上教師的實(shí)踐指導(dǎo)，同學(xué)們對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的深度以及溝通和配合能力大大改善，使得本課程的實(shí)際教學(xué)效果大幅提高。、

2.2 由簡(jiǎn)到繁的階梯式闖關(guān)訓(xùn)練

《化工AutoCAD制圖》本身的知識(shí)點(diǎn)煩瑣，內(nèi)容涵蓋工程制圖及化工制圖的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程、AutoCAD制圖技巧，以及化工設(shè)備圖、工藝流程圖、設(shè)備布置圖和管道布置圖等專業(yè)圖形繪制等，講解起來(lái)煩瑣冗長(zhǎng)，學(xué)生汲取的有效性非常低。將游戲中闖關(guān)機(jī)制引入課堂教學(xué)中，借助課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，設(shè)置闖關(guān)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望和學(xué)習(xí)熱情[4]。通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的梳理和歸納，將其設(shè)置為三類關(guān)卡：第一類為制圖基礎(chǔ)知識(shí)，第二類為Auto CAD制圖技巧，第三類為實(shí)戰(zhàn)。在第三關(guān)實(shí)戰(zhàn)中，將基礎(chǔ)知識(shí)和繪圖技巧融入具體的繪圖訓(xùn)練中。每類關(guān)卡中，難度由簡(jiǎn)到難，一關(guān)通過(guò)才能進(jìn)入下一關(guān)。在課程平臺(tái)同步建設(shè)課程視頻、知識(shí)點(diǎn)匯總指導(dǎo)和闖關(guān)攻略等教學(xué)資源，并在上機(jī)實(shí)踐課上及時(shí)答疑指導(dǎo)。

由簡(jiǎn)到繁的階梯式闖關(guān)訓(xùn)練，把煩瑣的知識(shí)點(diǎn)融入闖關(guān)中，用學(xué)生喜歡的方式，在不經(jīng)意間激發(fā)了其學(xué)習(xí)興趣、鍛煉了其自學(xué)能力和溝通能力、引導(dǎo)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用和提升其解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，一個(gè)學(xué)期下來(lái)，學(xué)生學(xué)得輕松，學(xué)得扎實(shí)，并學(xué)以致用。

2.3 分組競(jìng)賽，團(tuán)隊(duì)合作，提高小組平時(shí)分

闖關(guān)通過(guò)的同學(xué)，以學(xué)習(xí)小組為單位，參加分組競(jìng)賽。競(jìng)賽選題以繪圖實(shí)戰(zhàn)為主，涵蓋化工設(shè)備圖、工藝流程圖、設(shè)備布置圖和管道布置圖，小組成員隨機(jī)地承擔(dān)競(jìng)賽任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)完成，核算成小組共同成績(jī)，并作為平均分計(jì)入期末的總成績(jī)。

競(jìng)賽的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，規(guī)則的設(shè)定是為了帶動(dòng)每一位同學(xué)。大學(xué)生中，總是有一些學(xué)生比較懶散，但小團(tuán)體榮辱與共，集體榮譽(yù)感和表現(xiàn)欲以及同組成員的相互帶動(dòng)，會(huì)讓學(xué)習(xí)效果大大提高。過(guò)程中不僅掌握了知識(shí)和技能，也鍛煉了同學(xué)的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時(shí)還增進(jìn)同學(xué)的相互了解和磨合，為大三組隊(duì)參加化工設(shè)計(jì)大賽奠定基礎(chǔ)。

2.4 期末考試筆試和機(jī)試結(jié)合，全面反映學(xué)生綜合能力

《化工AutoCAD制圖》是本校化學(xué)工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)選修課，為了真實(shí)反映學(xué)生學(xué)習(xí)效果，課程采用閉卷考試。同時(shí)，這門課在工業(yè)制圖和化工制圖的基本概念和理論的基礎(chǔ)上，更多的是要求掌握AutoCAD操作技巧和化工制圖能力，因此，該課程的閉卷考試設(shè)置筆試和機(jī)試兩部分，對(duì)上述兩部分的掌握情況進(jìn)行全面考察，并在分值上更側(cè)重機(jī)試，以便更全面客觀地反映學(xué)生綜合素質(zhì)和能力。

課程總成績(jī)采用期末閉卷和平時(shí)分共同計(jì)分的方法，其中閉卷考試（筆試+機(jī)試）占70%，平時(shí)分占30%。平時(shí)分，包括個(gè)人的闖關(guān)成績(jī)和小組的競(jìng)賽成績(jī)。課程總成績(jī)的評(píng)定方法服務(wù)于課程整體的教學(xué)設(shè)計(jì)，是以提高學(xué)生積極性、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和提高教學(xué)效果為目的，亦是順應(yīng)工程教育認(rèn)證從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，更有效地培養(yǎng)學(xué)生綜合能力來(lái)考量的。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，結(jié)合化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)特色、學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、課程前后銜接和《化工AutoCAD制圖》這門課的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，經(jīng)過(guò)教學(xué)方法的思考、探索和改革，取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生反響好，也得到學(xué)校專家聽課組的好評(píng)。首先，專研教學(xué)內(nèi)容，細(xì)化并區(qū)別對(duì)待不同類型知識(shí)點(diǎn)，采取針對(duì)性教學(xué)方法;其次，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上，以學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果為導(dǎo)向，探索分組討論式學(xué)習(xí)，設(shè)置由簡(jiǎn)到繁的階梯式闖關(guān)訓(xùn)練，開展分組競(jìng)賽，并設(shè)定配套的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)機(jī)制，來(lái)達(dá)到國(guó)際工程教育認(rèn)證理念下，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)。

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