化工制圖與ＣＡＤ課程改革探討

張會(huì)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(jì)實(shí)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(duì)《化工制圖與AutoCAD》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方法等諸多方面進(jìn)行了全面的改革研究。

關(guān)鍵詞：化工制圖與CAD；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；教學(xué)手段；教學(xué)改革

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

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

《化工制圖》是伴隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，從制圖學(xué)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(zhǔn)確的度量性，因此它是工程人員表達(dá)設(shè)計(jì)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(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)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(gè)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(shí)和能力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷增加，計(jì)算機(jī)輔助繪圖（AutoCAD）是化工專業(yè)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)不可缺少的軟件系統(tǒng),其工作界面簡單、易學(xué),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(duì)于高職化學(xué)制藥專業(yè)來說既要掌握化工制圖的基本知識(shí)，也需要學(xué)習(xí)AutoCAD的基本功能，從而能夠利用AutoCAD繪制出合格化工圖樣。在實(shí)際教學(xué)過程中我們不斷改進(jìn)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面的改革進(jìn)行了有益的嘗試。

一、教學(xué)內(nèi)容

1.AutoCAD與化工制圖的融合教學(xué)。當(dāng)前對(duì)化工人才需求,是能將計(jì)算機(jī)技術(shù)與化工專業(yè)知識(shí)、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(xué)生工作崗位的需求調(diào)查，推出在教學(xué)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(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)引入制圖課程中，最初是在學(xué)完制圖課程后，開設(shè)計(jì)算機(jī)繪圖課；由于計(jì)算機(jī)繪圖功能逐漸強(qiáng)大，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的優(yōu)勢,適應(yīng)新形勢下對(duì)于人才的需求，使設(shè)計(jì)者甩掉圖板。所以我們嘗試了化工制圖與計(jì)算機(jī)繪圖內(nèi)容的融合式教學(xué)，將AutoCAD各部分功能的教學(xué)貫穿于化工制圖的教學(xué)中,在講授化工制圖知識(shí)的同時(shí)適時(shí)的加入計(jì)算機(jī)制圖的相應(yīng)命令，利用AutoCAD作為工具來實(shí)現(xiàn)化工圖樣的繪制，所有的課程均在計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)機(jī)房開設(shè),真正做到講練結(jié)合,這樣既練習(xí)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(shí)，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(biāo)準(zhǔn)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(xué)內(nèi)容與工程制圖的內(nèi)容近似，大量的學(xué)時(shí)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(duì)近年來的畢業(yè)生調(diào)查分析可知學(xué)生畢業(yè)后化工工藝流程圖等一些專業(yè)性較強(qiáng)的圖樣應(yīng)用較多，化工制圖講授基礎(chǔ)的制圖知識(shí)在第2學(xué)期，而有關(guān)的化工工藝圖等內(nèi)容的講授放在了第5學(xué)期，時(shí)間間隔長，不利于知識(shí)的銜接[2]。所以我們對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了整合。對(duì)化工制圖與CAD的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，增加了突出專業(yè)特點(diǎn)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(xué)方法

1.多媒體及AutoCAD的三維功能結(jié)合。在教學(xué)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(xué)模式，向利用多媒體計(jì)算機(jī)、視頻展示臺(tái)等現(xiàn)代教學(xué)工具進(jìn)行教學(xué)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(xué)生好評(píng)。

化工制圖的教學(xué)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(dá)化工制圖課程教學(xué)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(xué)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(xué)需要把模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、放大縮小、任意角度觀看、體會(huì),通過直觀形象的立體圖形，使學(xué)生更容易理解和學(xué)習(xí)。例如剖視圖的學(xué)習(xí)中,對(duì)于較復(fù)雜的零件,采用什么樣的剖切方法,從什么地方進(jìn)行剖切拿不定主意。通過應(yīng)用AutoCAD繪圖就容易從各個(gè)不同的方向和部位對(duì)零件進(jìn)行剖切,形成剖視圖。

2.開辟空中課堂，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源全面共享。提供與課堂教學(xué)相關(guān)的教案、電子教材、習(xí)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(xué)校的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立和同學(xué)互動(dòng)的交流論壇，教師和多個(gè)學(xué)生在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持下，通過對(duì)某一內(nèi)容有目的的分析討論與交流等協(xié)作活動(dòng)，加深對(duì)問題的理解，從而獲得高級(jí)認(rèn)知能力。實(shí)現(xiàn)資源共享、信息反饋。

3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式的課程教學(xué)方式。根據(jù)實(shí)際教學(xué)條件，我院的《化工制圖》課程采用項(xiàng)目化、任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式為主的工作一體化的課程教學(xué)。采取提出任務(wù)——學(xué)習(xí)相關(guān)概念、知識(shí)——解決問題——總結(jié)提高——作圖實(shí)訓(xùn)的教學(xué)模式，從實(shí)踐——理論——再實(shí)踐——提高和拓展，從而實(shí)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(xué)們?cè)谕瓿扇蝿?wù)的過程中掌握制圖的基本知識(shí)、計(jì)算機(jī)繪圖的基本技能，循序漸進(jìn)，逐步提高同學(xué)們手工及計(jì)算機(jī)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?cè)O(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(dá)了化工生產(chǎn)從原料到成品的整個(gè)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(biāo)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(jìn)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(zhǔn)備。

通過對(duì)任務(wù)進(jìn)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(biāo)注等樣式。

2）相應(yīng)圖層用細(xì)實(shí)線繪制地平線，再按流程順序用細(xì)實(shí)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(duì)大小和高低位置。）

3）按物料走向用粗實(shí)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(shí)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(xì)實(shí)線按規(guī)定的圖形符號(hào)畫出所有閥門。

6）用細(xì)實(shí)線按規(guī)定的圖形符號(hào)畫出所有儀表及控制點(diǎn)。

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

8）填寫標(biāo)題欄。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,以任務(wù)作為驅(qū)動(dòng),讓學(xué)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(xué)的矛盾,在整個(gè)教學(xué)過程中,充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位和教師的主導(dǎo)作用,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,可以在較短的時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí)的能力。

三、考核方式

1.筆試?yán)L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(shí)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(shí)踐性不強(qiáng)；全班一份卷，同學(xué)們?nèi)狈?chuàng)新性。計(jì)算機(jī)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(jìn)行考核。在一定時(shí)間內(nèi)布置難度適中的化工工藝流程圖讓同學(xué)們繪制，這樣在繪制過程中既考核了學(xué)生制圖的基本知識(shí)、基本技能、計(jì)算機(jī)繪圖的基本技能，又能發(fā)揮同學(xué)們的創(chuàng)造性思維，更加全面的衡量學(xué)生的能力。筆試結(jié)束后通過每位同學(xué)所繪圖樣，進(jìn)行相關(guān)知識(shí)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(xué)，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(shí)繪圖作業(yè)所占比重。平時(shí)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(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，建立了隨機(jī)作業(yè)題庫，同學(xué)們之間每次的作業(yè)并不相同。每個(gè)同學(xué)的作業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)隨時(shí)上傳，教師在線批改，一方面及時(shí)掌握同學(xué)們的學(xué)習(xí)情況，另一方面能夠客觀的評(píng)價(jià)每個(gè)同學(xué)的學(xué)習(xí)效果。

通過以上的一系列改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有明顯增高。通過改革前后對(duì)學(xué)生問卷調(diào)查的對(duì)比，改革前學(xué)生對(duì)本課程的滿意率為87.6%，主要不滿意項(xiàng)目為教學(xué)內(nèi)容抽象，不易理解，考試方式不能更好的體現(xiàn)真實(shí)水平；改革后滿意度達(dá)到98.7%，主要不滿意的項(xiàng)目變化為機(jī)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(jī)房教室，將背靠背的電腦轉(zhuǎn)移，課桌全部面向講臺(tái)，方便同學(xué)的記錄和操作。

參考文獻(xiàn)：

[1]江會(huì)保.化工制圖[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007（1~4）.

[2]安青.《AutoCAD化工制圖》教學(xué)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(xué)在職教《化工制圖》教學(xué)中的應(yīng)用[J].江西化工，2007（4）：146～147.

責(zé)任編輯：夏煥堂