以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向的《化工制圖》課程的教學(xué)設(shè)計

趙云　崔小琴　關(guān)云山　許新樂　常興　朱東海　黨力

摘要：本文以教授學(xué)生將來在化工專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)從事制圖工作能夠應(yīng)用的最重要、最基本、最全局的知識為出發(fā)點，緊密結(jié)合教材內(nèi)容、專業(yè)與課程特點，以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向，進行了面向應(yīng)用的《化工制圖》課程的教學(xué)設(shè)計。將課程分為9章，每個章節(jié)都設(shè)計了具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，解決了“學(xué)什么”的問題。同時，探討了“怎么學(xué)”的問題。

關(guān)鍵詞：化工制圖;教學(xué)設(shè)計;學(xué)什么;怎么學(xué)

一、引言

制圖是工程技術(shù)界交流信息的語言，化學(xué)工業(yè)中無論是項目的設(shè)計、施工、試車，還是設(shè)備的制造、安裝、檢修等各環(huán)節(jié)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(xué)設(shè)計，有學(xué)者已發(fā)表過相關(guān)論文。蔣東海等結(jié)合化工廠的工程設(shè)計，進行了《化工制圖CAD》課程的教學(xué)設(shè)計。劉立平基于信息化技術(shù)，對《化工制圖》課程進行了有效教學(xué)設(shè)計，并總結(jié)了教學(xué)實踐中的教改經(jīng)驗。楊瑞洪利用任務(wù)驅(qū)動模式，進行了《化工制圖與識圖》課程的教學(xué)設(shè)計。曹詠梅通過創(chuàng)建學(xué)習(xí)情境，進行了《化工制圖與測繪》課程的教學(xué)設(shè)計。

我?！痘ぶ茍D》課程主要講授：學(xué)生未來在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)從事制圖工作能夠應(yīng)用的最重要、最基本、最全局的知識。

“化工制圖”相關(guān)的知識點，非常之多。全部講授，既講授不完，學(xué)生也不可能記憶，也沒必要去記憶。通過訓(xùn)練，使學(xué)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(xué)生對化工專業(yè)的制圖與識圖有整體的把握。也就是這門課程“學(xué)什么”的問題。本文主要針對“學(xué)什么”進行了設(shè)計，設(shè)計了《化工制圖》每章的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

二、《化工制圖》學(xué)什么

（一）第一章 課程緒論

1、本章要求學(xué)生對圖學(xué)歷史進行基本了解;用動態(tài)、歷史的眼光看待科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展。

2、了解化工設(shè)計中所涉及的圖類，并能從化工設(shè)計圖類中區(qū)分出本專業(yè)圖類;區(qū)分不同設(shè)計階段的化工圖樣。

3、了解并區(qū)分化工專業(yè)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(yīng)用。

（二）第二章 化工設(shè)備圖樣的基本知識

1、了解設(shè)備上幾類主要元素，從圖上區(qū)分出標(biāo)題欄、簽署欄、質(zhì)量蓋章蘭、明細欄、技術(shù)要求、管口表、設(shè)計數(shù)據(jù)表;以及區(qū)分出管口符號、件號;讀出主要尺寸標(biāo)注的含義。

2、了解并能區(qū)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(xué)習(xí)、區(qū)分與識別預(yù)焊件圖、特殊工具圖、梯子平臺圖等設(shè)備圖樣奠定基礎(chǔ)。

3、了解繪圖標(biāo)準(zhǔn)，樹立繪圖每一要素，都需遵照標(biāo)準(zhǔn)的意識。

（三）第三章 化工設(shè)備圖的表達特點

1、理解與記憶化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)特點，能夠映射化工設(shè)備結(jié)構(gòu)特點與化工設(shè)備視圖表達特點的關(guān)系。

2、區(qū)分出化工設(shè)備的視圖表達特點，并能初步應(yīng)用于讀圖。

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

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

5、理解標(biāo)注順序，并能進行簡單應(yīng)用。

6、習(xí)得一種技術(shù)要求的撰寫技巧。

（四）第四章 化工設(shè)備的焊接及焊縫結(jié)構(gòu)的表達

了解焊縫、焊接基本知識，焊縫的規(guī)定畫法，焊縫的標(biāo)注，化工設(shè)備圖技術(shù)要求的焊縫焊接說明，并能初步應(yīng)用于化工設(shè)備的焊縫焊接表達。

（五）第五章 化工設(shè)備常用零部件簡介

1、能區(qū)分什么是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備;標(biāo)準(zhǔn)件、非標(biāo)準(zhǔn)件;掌握非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，也可以并盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)件。

2、了解通用零部件、標(biāo)準(zhǔn)件的產(chǎn)生原因。熟悉常用的幾種標(biāo)準(zhǔn)化通用零部件，了解典型化工設(shè)備的常用零部件，并能初步應(yīng)用。

（六）第六章 化工設(shè)備圖的繪制與閱讀

1、區(qū)分工藝專業(yè)與設(shè)備專業(yè)在化工設(shè)備設(shè)計中的分工，從而理解設(shè)備設(shè)計條件單。

2、區(qū)分化工設(shè)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(zhuǎn)表達）。

3、理解繪制化工設(shè)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(yīng)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(shè)備裝配圖的基本要求、方法和步驟。能進行化工設(shè)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(shè)計眾多圖紙中，區(qū)分出咱們專業(yè)的兩大類圖紙：化工設(shè)備圖（裝配圖，零、部件圖，表格圖，管口方位圖，預(yù)焊件圖，梯子平臺圖，標(biāo)準(zhǔn)、通用圖，特殊工具圖）、化工工藝圖（工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖）。

2、熟悉與區(qū)分三大類化工工藝流程圖。區(qū)分三大類圖的主要用途與主要表達內(nèi)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(shè)備、流程線的畫法、管道標(biāo)注的特殊情況。掌握設(shè)備位號與名稱的標(biāo)注、設(shè)備位號的標(biāo)注位置、管道代號、儀表控制點的畫法與標(biāo)注。

4、熟悉PID圖包含的主要內(nèi)容：設(shè)備示意圖（帶接管口的設(shè)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(biāo)題欄。

5、熟悉施工流程圖設(shè)備、管道、閥門、儀表、相對位置應(yīng)接近施工后實際情況。

6、了解PID圖閥門等管件的畫法、標(biāo)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(qū)分工藝PID圖與輔助管道/公用系統(tǒng)管道PID圖。

（八）第八章 設(shè)備布置圖

1、認知設(shè)備布置設(shè)計相關(guān)的圖樣，除設(shè)備布置圖，還包括：首頁圖、設(shè)備安裝祥圖/設(shè)備基礎(chǔ)圖、管口方位圖;能區(qū)分這四類圖，分辨它們的作用。

2、熟悉與理解設(shè)備布置圖與建筑圖的先后關(guān)系與相互作用。

3、熟悉設(shè)備布置圖由哪四部分內(nèi)容組成。

4、熟悉設(shè)備布置圖的表達需遵循一定的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，包括圖幅、比例、線寬、圖名、編號等等。理解分區(qū)索引圖（首頁圖）及其產(chǎn)生原因。熟悉設(shè)備布置圖上尺寸默認單位，除標(biāo)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(chǎn)生原理。

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

6、理解安裝方位標(biāo)存在的意義，區(qū)分設(shè)計/建筑北向與實際北向。

7、了解設(shè)備布置圖上可以用縮寫詞來表達。

8、熟悉設(shè)備布置圖需要標(biāo)注的四大內(nèi)容。熟悉廠房建構(gòu)筑物需標(biāo)注與設(shè)備定位有關(guān)的尺寸，如：剖切位置、定位軸線、軸線間距、各層平面及室外標(biāo)高、廠房長寬總尺寸，等等。除此之外，建構(gòu)筑物一般不標(biāo)其它結(jié)構(gòu)尺寸。熟悉設(shè)備圖形/設(shè)備基礎(chǔ)，不標(biāo)定形/結(jié)構(gòu)尺寸，只標(biāo)定位尺寸。熟悉設(shè)備定位尺寸、標(biāo)高的標(biāo)注。掌握設(shè)備名稱和位號的標(biāo)注。

9、理解隨著設(shè)計的深入，設(shè)備布置圖的版本深度越深。

10、理解設(shè)備安裝詳圖（設(shè)備基礎(chǔ)圖）、管口方位圖存在的意義。

11、理解設(shè)備布置所需基礎(chǔ)資料。理解設(shè)備布置需考慮工藝要求，經(jīng)濟原則，便于操作、安裝和檢修，滿足安全等要求。

12、熟悉設(shè)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(shè)備布置平面圖;繪制設(shè)備布置剖面圖;繪制方位標(biāo);制作設(shè)備一覽表;完成圖樣。

13、理解設(shè)備布置圖閱讀的主要內(nèi)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(guān)圖樣共有四類。熟悉管道布置設(shè)計的方式有：模型設(shè)計、管道布置圖、軸測圖。熟悉管道布置圖的內(nèi)容：視圖、尺寸標(biāo)注、管口表、方向標(biāo)、標(biāo)題欄、分區(qū)索引圖。

2、熟悉管道、管道交叉、管道重疊、管道轉(zhuǎn)折、管道分叉、管道連接的畫法。熟悉管道上管件、閥門、傳動結(jié)構(gòu)、控制點、管架的畫法。

3、熟悉管道布置圖與車間布置圖的關(guān)系，熟悉它們的首頁圖，即分區(qū)索引圖。熟悉PID圖、設(shè)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(biāo)準(zhǔn)或規(guī)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(guān)系。

4、能區(qū)分管道布置圖與設(shè)備布置圖上設(shè)備圖示的一般區(qū)別。熟悉管道布置圖中設(shè)備與建構(gòu)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(biāo)高默認單位都是m，其余尺寸默認單位都是mm，基準(zhǔn)地平面的標(biāo)高都是EL100.00（0）或±.（0）。熟悉設(shè)備圖與三類工藝圖的尺寸數(shù)字，橫向都是在尺寸線上方且字頭向上，縱向都是在左側(cè)且字頭向左。熟悉管道布置圖上管道，一般需標(biāo)注定位尺寸、標(biāo)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(biāo)注定位尺寸，閥門要在立面圖上標(biāo)注安裝標(biāo)高。熟悉儀表控制點的標(biāo)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(biāo)注定位尺寸、標(biāo)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(shù)、性質(zhì)、分類、畫法。

8、理解管道布置所需基礎(chǔ)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(chǎn)，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(biāo)、填寫管口表、填寫標(biāo)題欄等等。

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

三、《化工制圖》怎么學(xué)

以上回答了《化工制圖》“學(xué)什么”。接下來，就是“怎么學(xué)”的問題。怎么學(xué)才能夠使學(xué)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(shè)計了大量的訓(xùn)練題目，且題型多樣。

讓學(xué)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(zhuǎn)的方式去學(xué)習(xí)，掌握“學(xué)什么”中的內(nèi)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(xiàn)各種互動以及線上線下的混合。

四、結(jié)語

本文以教授學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)從事制圖工作能夠應(yīng)用的最重要、最基本、最全局的知識為出發(fā)點，面向應(yīng)用，緊密結(jié)合教材內(nèi)容、專業(yè)與課程特點，解決《化工制圖》“學(xué)什么”的問題，詳細設(shè)計了各章節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)。并探討了“怎么學(xué)”。

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(xué)設(shè)計[J].山東化工，2018，（14）：164-165.

[2]劉立平.信息化技術(shù)下化工制圖教學(xué)設(shè)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(shè)計探討[J].晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)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(shè)計與構(gòu)建[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2011，（2）：59-62.

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

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(xué)歷：博士，職稱：高級工程師/副教授，畢業(yè)院校：北京理工大學(xué)，畢業(yè)專業(yè)：材料科學(xué)與工程，研究方向：化工與材料。