以學習目標為導向的《化工制圖》課程的教學設計

趙云　崔小琴　關云山　許新樂　常興　朱東海　黨力

摘要：本文以教授學生將來在化工專業領域內從事制圖工作能夠應用的最重要、最基本、最全局的知識為出發點，緊密結合教材內容、專業與課程特點，以學習目標為導向，進行了面向應用的《化工制圖》課程的教學設計。將課程分為9章，每個章節都設計了具體的學習目標，解決了“學什么”的問題。同時，探討了“怎么學”的問題。

關鍵詞：化工制圖;教學設計;學什么;怎么學

一、引言

制圖是工程技術界交流信息的語言，化學工業中無論是項目的設計、施工、試車，還是設備的制造、安裝、檢修等各環節都離不開化工圖樣，《化工制圖》就是專門研究化工圖樣的繪制和閱讀的一門課程。

化工制圖類課程的教學設計，有學者已發表過相關論文。蔣東海等結合化工廠的工程設計，進行了《化工制圖CAD》課程的教學設計。劉立平基于信息化技術，對《化工制圖》課程進行了有效教學設計，并總結了教學實踐中的教改經驗。楊瑞洪利用任務驅動模式，進行了《化工制圖與識圖》課程的教學設計。曹詠梅通過創建學習情境，進行了《化工制圖與測繪》課程的教學設計。

我校《化工制圖》課程主要講授：學生未來在專業領域內從事制圖工作能夠應用的最重要、最基本、最全局的知識。

“化工制圖”相關的知識點，非常之多。全部講授，既講授不完，學生也不可能記憶，也沒必要去記憶。通過訓練，使學生將該課程最重要、最基本、最全局的知識點掌握與記憶，能使學生對化工專業的制圖與識圖有整體的把握。也就是這門課程“學什么”的問題。本文主要針對“學什么”進行了設計，設計了《化工制圖》每章的學習目標。

二、《化工制圖》學什么

（一）第一章 課程緒論

1、本章要求學生對圖學歷史進行基本了解;用動態、歷史的眼光看待科學與技術的發展。

2、了解化工設計中所涉及的圖類，并能從化工設計圖類中區分出本專業圖類;區分不同設計階段的化工圖樣。

3、了解并區分化工專業有哪些圖樣。

4、了解化工圖樣的繪圖基本知識;進行繪圖基本知識的初步應用。

（二）第二章 化工設備圖樣的基本知識

1、了解設備上幾類主要元素，從圖上區分出標題欄、簽署欄、質量蓋章蘭、明細欄、技術要求、管口表、設計數據表;以及區分出管口符號、件號;讀出主要尺寸標注的含義。

2、了解并能區分出較典型的裝配圖、零、部件圖、管口方位圖、表格圖;為將來能舉一反三，學習、區分與識別預焊件圖、特殊工具圖、梯子平臺圖等設備圖樣奠定基礎。

3、了解繪圖標準，樹立繪圖每一要素，都需遵照標準的意識。

（三）第三章 化工設備圖的表達特點

1、理解與記憶化工設備的基本結構特點，能夠映射化工設備結構特點與化工設備視圖表達特點的關系。

2、區分出化工設備的視圖表達特點，并能初步應用于讀圖。

3、理解化工設備圖采用簡化畫法的原由;基本能從設備圖中區分出簡化畫法的零部件、物件;并能讀出一些基本的、規范化的簡化圖形。

4、能分類讀出化工設備圖上的尺寸，并能區分它們的作用;了解化工設備圖常用尺寸基準，并能初步應用于讀圖。

5、理解標注順序，并能進行簡單應用。

6、習得一種技術要求的撰寫技巧。

（四）第四章 化工設備的焊接及焊縫結構的表達

了解焊縫、焊接基本知識，焊縫的規定畫法，焊縫的標注，化工設備圖技術要求的焊縫焊接說明，并能初步應用于化工設備的焊縫焊接表達。

（五）第五章 化工設備常用零部件簡介

1、能區分什么是標準設備、非標準設備;標準件、非標準件;掌握非標準設備，也可以并盡可能使用標準件。

2、了解通用零部件、標準件的產生原因。熟悉常用的幾種標準化通用零部件，了解典型化工設備的常用零部件，并能初步應用。

（六）第六章 化工設備圖的繪制與閱讀

1、區分工藝專業與設備專業在化工設備設計中的分工，從而理解設備設計條件單。

2、區分化工設備裝配圖中的基本視圖（主視圖、俯視圖/左視圖）、輔助視圖（局部放大圖、X向視圖）、各種表達方法（剖視、剖面、夸大畫法、旋轉表達）。

3、理解繪制化工設備裝配圖的大致步驟。理解繪制視圖的步驟，掌握其基本思路，能初步應用。

4、簡單理解零件圖的視圖選擇要求、零件圖的繪制。

5、理解閱讀化工設備裝配圖的基本要求、方法和步驟。能進行化工設備裝配圖的初步閱讀。

（七）第七章 工藝流程圖

1、能從化工廠設計眾多圖紙中，區分出咱們專業的兩大類圖紙：化工設備圖（裝配圖，零、部件圖，表格圖，管口方位圖，預焊件圖，梯子平臺圖，標準、通用圖，特殊工具圖）、化工工藝圖（工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖）。

2、熟悉與區分三大類化工工藝流程圖。區分三大類圖的主要用途與主要表達內容。熟悉方案流程圖、物料流程圖又有不同的型式。

3、熟悉工藝流程圖中設備、流程線的畫法、管道標注的特殊情況。掌握設備位號與名稱的標注、設備位號的標注位置、管道代號、儀表控制點的畫法與標注。

4、熟悉PID圖包含的主要內容：設備示意圖（帶接管口的設備、位號、名稱）、管道流程線（流程線、閥門等管件、儀表控制點、管道代號）、圖例、標題欄。

5、熟悉施工流程圖設備、管道、閥門、儀表、相對位置應接近施工后實際情況。

6、了解PID圖閥門等管件的畫法、標注。

7、能初步進行方案流程圖、物料流程圖、PID圖的閱讀。

8、能初步區分工藝PID圖與輔助管道/公用系統管道PID圖。

（八）第八章 設備布置圖

1、認知設備布置設計相關的圖樣，除設備布置圖，還包括：首頁圖、設備安裝祥圖/設備基礎圖、管口方位圖;能區分這四類圖，分辨它們的作用。

2、熟悉與理解設備布置圖與建筑圖的先后關系與相互作用。

3、熟悉設備布置圖由哪四部分內容組成。

4、熟悉設備布置圖的表達需遵循一定的規范與標準，包括圖幅、比例、線寬、圖名、編號等等。理解分區索引圖（首頁圖）及其產生原因。熟悉設備布置圖上尺寸默認單位，除標高單位為m外，其余單位均為mm。掌握平面布置圖與立面布置圖的產生原理。

5、熟悉設備布置圖視圖主要表達的兩大內容為：建筑與設備。熟悉建構筑物、設備圖形/設備基礎是按比例簡化畫出。熟悉建構筑物等圖形是遵循一定的規范而畫出。熟悉設備圖形的表達，可以是設備的實際外形的簡化表達，或設備實際的基礎外形的簡化表達。了解相同設備、動設備等的表達方法。

6、理解安裝方位標存在的意義，區分設計/建筑北向與實際北向。

7、了解設備布置圖上可以用縮寫詞來表達。

8、熟悉設備布置圖需要標注的四大內容。熟悉廠房建構筑物需標注與設備定位有關的尺寸，如：剖切位置、定位軸線、軸線間距、各層平面及室外標高、廠房長寬總尺寸，等等。除此之外，建構筑物一般不標其它結構尺寸。熟悉設備圖形/設備基礎，不標定形/結構尺寸，只標定位尺寸。熟悉設備定位尺寸、標高的標注。掌握設備名稱和位號的標注。

9、理解隨著設計的深入，設備布置圖的版本深度越深。

10、理解設備安裝詳圖（設備基礎圖）、管口方位圖存在的意義。

11、理解設備布置所需基礎資料。理解設備布置需考慮工藝要求，經濟原則，便于操作、安裝和檢修，滿足安全等要求。

12、熟悉設備布置圖的繪圖步驟：確定視圖配置;選定比例與圖幅;繪制設備布置平面圖;繪制設備布置剖面圖;繪制方位標;制作設備一覽表;完成圖樣。

13、理解設備布置圖閱讀的主要內容與閱讀步驟。

（九）第九章 管道布置圖

1、熟悉管道布置的相關圖樣共有四類。熟悉管道布置設計的方式有：模型設計、管道布置圖、軸測圖。熟悉管道布置圖的內容：視圖、尺寸標注、管口表、方向標、標題欄、分區索引圖。

2、熟悉管道、管道交叉、管道重疊、管道轉折、管道分叉、管道連接的畫法。熟悉管道上管件、閥門、傳動結構、控制點、管架的畫法。

3、熟悉管道布置圖與車間布置圖的關系，熟悉它們的首頁圖，即分區索引圖。熟悉PID圖、設備布置圖、管道布置圖，一般都采用A1圖幅。熟悉管道布置圖繪圖比例、圖線、字體，需遵循一定標準或規范。熟悉管道布置圖的視圖配置，及其與車間布置圖視圖配置的關系。

4、能區分管道布置圖與設備布置圖上設備圖示的一般區別。熟悉管道布置圖中設備與建構筑物，是按比例畫出，而管道不按比例。

5、熟悉管道布置圖與車間布置圖，標高默認單位都是m，其余尺寸默認單位都是mm，基準地平面的標高都是EL100.00（0）或±.（0）。熟悉設備圖與三類工藝圖的尺寸數字，橫向都是在尺寸線上方且字頭向上，縱向都是在左側且字頭向左。熟悉管道布置圖上管道，一般需標注定位尺寸、標高、公稱直徑、物料代號、管道編號、異徑管直徑、坡度坡向等等。熟悉管件、閥門，一般不標注定位尺寸，閥門要在立面圖上標注安裝標高。熟悉儀表控制點的標注，管道布置圖與PID圖一樣，一般用指引線從安裝位置引出。熟悉管道支架需標注定位尺寸、標高、管架編號。

6、理解管架圖、管件圖存在的意義。

7、熟悉管道軸測圖是用來表達一段管道及該管段上所有附件空間位置情況的立體圖樣。了解軸測圖的形成原理、參數、性質、分類、畫法。

8、理解管道布置所需基礎信息。理解管道布置需考慮物料因素，要便于施工、操作、維修，需考慮安全生產，等等因素。

9、熟悉管道布置圖繪圖的一般步驟：擬定表達方案、確定圖幅比例、繪制管道平面布置圖、繪制剖視圖、繪制方位標、填寫管口表、填寫標題欄等等。

10、熟悉管道布置圖閱讀的一般步驟：明確視圖數量及關系，看懂管道的來龍去脈，分析管道位置。

三、《化工制圖》怎么學

以上回答了《化工制圖》“學什么”。接下來，就是“怎么學”的問題。怎么學才能夠使學生掌握這些最重要、最基本、最全局的知識。

針對本課程的特點，設計了大量的訓練題目，且題型多樣。

讓學生在解決問題或做題的實踐過程中，以主動思考、主動解決問題、甚至翻轉的方式去學習，掌握“學什么”中的內容。通過各種實踐過程，以求達到最高的掌握度。并借助我校購買的雨課堂軟件實現各種互動以及線上線下的混合。

四、結語

本文以教授學生在專業領域內從事制圖工作能夠應用的最重要、最基本、最全局的知識為出發點，面向應用，緊密結合教材內容、專業與課程特點，解決《化工制圖》“學什么”的問題，詳細設計了各章節學習目標。并探討了“怎么學”。

參考文獻：

[1]蔣東海，史永永，唐安江等.基于工程實踐的《化工制圖CAD》教學設計[J].山東化工，2018，（14）：164-165.

[2]劉立平.信息化技術下化工制圖教學設計與實踐[J].科教文匯，2015，（11）：54-55.

[3]楊瑞洪.高職《化工制圖與識圖》課程設計探討[J].晉城職業技術學院學報，2014，（2）：50-52.

[4]曹詠梅.基于工作過程的高職化工制圖與測繪課程設計與構建[J].中國職業技術教育，2011，（2）：59-62.

基金項目：本文系青海大學《化工制圖》三類課程建設項目（FL193004）;青海省一流專業建設項目（化學工程與工藝專業）。

作者簡介：趙云，出生年月：1984年12月，性別：男，民族：漢族，籍貫：湖南岳陽，學歷：博士，職稱：高級工程師/副教授，畢業院校：北京理工大學，畢業專業：材料科學與工程，研究方向：化工與材料。