化工類專業(yè)制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀分析與改革探究

陳大勇

(池州學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院， 安徽 池州 247000)

制圖課程既能培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和邏輯思維能力，又能培養(yǎng)學(xué)生閱讀工程圖樣和繪制工程圖樣的能力，是工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課[1]。制圖課程在化工類人才的培養(yǎng)中具有非常重要的作用。制圖課程不僅有利于化工類學(xué)生在校期間的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，也有利于他們?nèi)蘸笤诨I(yè)領(lǐng)域發(fā)揮其專業(yè)特長。池州學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院擁有高分子材料與工程、材料化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)等化工相關(guān)專業(yè)。目前，這些專業(yè)開設(shè)的制圖相關(guān)課程主要是工程制圖。而高分子科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)了AUTOCAD課程。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 工程制圖課程教學(xué)現(xiàn)狀

工程制圖課程內(nèi)容以正投影理論與制圖的基本知識為主[2]。根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)與培養(yǎng)目標(biāo)不同，這些專業(yè)開設(shè)工程制圖的時間、學(xué)時數(shù)各不相同。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的工程制圖課程開設(shè)時間為第1學(xué)期。由于應(yīng)用化學(xué)其工科屬性相對較弱，因此學(xué)時設(shè)定為52課時。高分子材料科學(xué)與工程和材料化學(xué)專業(yè)的工程制圖課程開設(shè)時間分別為第2、第3學(xué)期。因高分子材料科學(xué)與工程和材料化學(xué)具有很強(qiáng)的工科屬性，對學(xué)生的繪圖、看圖能力要求相對較高，因此學(xué)時數(shù)相對較多，設(shè)定為64課時。多年的教學(xué)實(shí)踐表明，盡管工程制圖課程在這些專業(yè)的人才培養(yǎng)中發(fā)揮了尤為重要的作用，但其不足也相當(dāng)明顯。主要表現(xiàn)為：

(1)課程內(nèi)容以正投影理論與制圖的國家標(biāo)準(zhǔn)為主。教學(xué)內(nèi)容缺乏與化工專業(yè)制圖的聯(lián)系，不能體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)。

(2)課程教學(xué)與理論知識為主，缺乏對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，對學(xué)生實(shí)際繪圖與看圖能力的培養(yǎng)不足。因此，課程實(shí)用性不足。

(3)工程制圖與化工機(jī)械與設(shè)備、化工工藝學(xué)、化工儀表及自動化以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等后續(xù)專業(yè)課程缺乏關(guān)聯(lián)。這些專業(yè)課程往往會涉及到化工設(shè)備圖、化工工藝圖等工程圖樣。然而，工程制圖與這些課程的開設(shè)時間跨度較大，容易造成學(xué)生因遺忘知識而不利于他們的后續(xù)課程學(xué)習(xí)。

1.2 AUTOCAD教學(xué)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了制圖課程的發(fā)展。目前，在各行業(yè)各領(lǐng)域繪圖基本上以計(jì)算機(jī)繪圖為主[3]?，F(xiàn)代制圖的課程也相應(yīng)地由先前的單一工程制圖轉(zhuǎn)變成包括工程制圖、AUTOCAD在內(nèi)的系列課程。為適應(yīng)現(xiàn)代制圖課程的發(fā)展的要求，高分子材料科學(xué)與工程開設(shè)了AUTOCAD課程，課時為36學(xué)時。AUTOCAD課程的開設(shè)很好地培養(yǎng)了學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖能力，為今后從事專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)實(shí)際工作打下了良好的基礎(chǔ)。但當(dāng)前AUTOCAD課程教學(xué)也存在一些不足之處：

(1)教學(xué)內(nèi)容主要針對是ATUOCAD軟件本身的使用，很少讓學(xué)生學(xué)以致用，真正使用ATUOCAD進(jìn)行設(shè)計(jì)畫圖。例如很少讓學(xué)生完整地繪制某一裝置的設(shè)備圖。也很少讓學(xué)生完整地繪制某一生產(chǎn)工藝的流程圖。因此，課程實(shí)用性不強(qiáng)。

(2)課程的前修基礎(chǔ)是工程制圖課程，由于工程制圖開設(shè)時間較早，而ATUOCAD開設(shè)時間較遲。學(xué)生在學(xué)習(xí)AUTOCAD時，遺忘了工程制圖的理論知識。導(dǎo)致學(xué)生利用AUTOCAD繪制形體的三視圖困難。

2 制圖課程教學(xué)改進(jìn)探究

2.1 構(gòu)建工程制圖、AUTOCAD、化工制圖“三位一體”的制圖課程體系

2.1.1 調(diào)整開設(shè)時間，加強(qiáng)課程間聯(lián)系

學(xué)生在大一、大二學(xué)習(xí)階段基本上是以外語、思政等公共課和無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)為主。這些課程基本不涉及到專業(yè)的工程圖樣。而化工機(jī)械與設(shè)備、化工工藝學(xué)、化工儀表及自動化等專業(yè)課程基本在大三年級開始開設(shè)。制圖課程與這些專業(yè)課程存在著千絲萬縷的聯(lián)系。因此為便于學(xué)生學(xué)習(xí)這些專業(yè)課程，加強(qiáng)工程制圖、AUTOCAD與這些專業(yè)課程及的聯(lián)系，建議按表1所示調(diào)整工程制圖、AUTOCAD課程開設(shè)時間與學(xué)時。將原來在第1、2和3學(xué)期開設(shè)的工程制圖統(tǒng)一調(diào)整到第4學(xué)期開設(shè)。而AUTOCAD課程統(tǒng)一調(diào)整到等5學(xué)期開設(shè)，減小工程制圖、AUTOCAD、化工機(jī)械與設(shè)備、化工工藝學(xué)和化工儀表及自動化這些課程開設(shè)的時間跨度，加強(qiáng)課程間的聯(lián)系，以利于學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

表1 相關(guān)專業(yè)工程制圖課程開設(shè)調(diào)整建議

備注：+8學(xué)時為實(shí)訓(xùn)學(xué)時。

2.1.2 補(bǔ)充化工制圖內(nèi)容

化工制圖主要研究化工設(shè)備圖和化工工藝圖等化工圖樣及有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)[4]。其中，化工設(shè)備圖重點(diǎn)討論化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及如何閱讀與繪制化工設(shè)備圖。而化工工藝圖主要討論設(shè)備布置圖和管道布置圖的特點(diǎn)、繪圖和讀圖方法。而工程制圖與AUTOCAD基本不涉及這些化工專業(yè)的制圖內(nèi)容。而化工設(shè)備圖和化工工藝圖在化工行業(yè)具有舉足輕重的作用，因此，針對當(dāng)前工程制圖與AUTOCAD鮮有涉及化工專業(yè)制圖的內(nèi)容的現(xiàn)狀，建議在第4學(xué)期開完工程制圖后，在第5學(xué)期開設(shè)AUTOCAD的同時一并開設(shè)化工制圖課程?；ぶ茍D課程的建議課時數(shù)為24學(xué)時?；ぴO(shè)備圖和化工工藝圖各為12學(xué)時。

2.1.3 開展工程制圖與AUTOCAD課程實(shí)訓(xùn)

針對工程制圖與AUTOCAD課程教學(xué)缺乏實(shí)踐性的顯著，建議將工程制圖與AUTOCAD的課堂教學(xué)與課程實(shí)訓(xùn)相結(jié)合。如表1所示，在原有學(xué)時基礎(chǔ)上，增加8學(xué)時進(jìn)行工程制圖與AUTOCAD實(shí)訓(xùn)。工程制圖與AUTOCAD課程的建議實(shí)訓(xùn)內(nèi)容擬定為化工機(jī)器圖和化工工藝流程圖的繪制。

2.1.4 構(gòu)建化工制圖實(shí)訓(xùn)模塊

為進(jìn)一步增強(qiáng)制圖課程的專業(yè)性和實(shí)用性，以化工設(shè)備圖與化工工藝圖為載體，以工程制圖與AUTOCAD為工具構(gòu)建工程制圖、AUTOCAD、化工制圖三位一體的課程教學(xué)模塊，實(shí)行化工制圖實(shí)訓(xùn)。如表2所示，化工設(shè)備圖與化工工藝圖模塊分別給出三個繪圖內(nèi)容以供教學(xué)過程根據(jù)教學(xué)實(shí)際選擇使用。

表2 化工制圖實(shí)訓(xùn)模塊內(nèi)容(選繪)

2.2 發(fā)揮化工專業(yè)繪圖軟件優(yōu)勢，增強(qiáng)課程的實(shí)用性

AUTOCAD是由美國公司開發(fā)的一種主要的二維繪圖軟件，其功能非常強(qiáng)大[5]。針對具體的行業(yè)領(lǐng)域?qū)UTOCAD進(jìn)行二次開發(fā)，可以衍生出許多具有更強(qiáng)專業(yè)性的繪圖軟件。AUTOCAD與化工領(lǐng)域相結(jié)合衍生出一些相關(guān)的化工專業(yè)繪圖軟件，如PIDCAD。PIDCAD內(nèi)置了很多工具條，如設(shè)備工具條、設(shè)備內(nèi)件工具條、管線工具條和閥門工具條等。通過這些工具條可以快速、便捷、準(zhǔn)確地繪制化工圖樣。例如：(1)通過設(shè)備工具條可添加反應(yīng)釜、泵、換熱器等各種設(shè)備，而且能夠可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況對設(shè)備的尺寸進(jìn)行調(diào)整。(2)通過閥門工具條可以插入閘閥、截止閥、球閥等各類閥門。(3)通過儀表工具條可以添加一次儀表、二次儀表等各類儀表。(4)管件工具條添加異徑管、活接頭管帽、盲法蘭等管件。

在教學(xué)過程中，可嘗試讓學(xué)生使用AUTOCAD在PIDCAD輔助下繪制冷凝器的管箱的部件圖與管板部件圖，培養(yǎng)學(xué)生使用專業(yè)繪圖軟件的能力，加強(qiáng)課程的實(shí)用性。

2.3 密切聯(lián)系專業(yè)見習(xí)與專業(yè)實(shí)習(xí)，增強(qiáng)課程的實(shí)用性

工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖、化工設(shè)備圖等在化工行業(yè)中普遍存在而又非常重要。教學(xué)過程要密切聯(lián)系工程項(xiàng)目與化工生產(chǎn)實(shí)際，使得工程制圖、AUTOCAD、化工專業(yè)制圖"三位一體"課程體系不脫離了行業(yè)實(shí)際?？梢钥紤]讓學(xué)生在專業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)見習(xí)過程中重點(diǎn)考察某一化工生產(chǎn)單元。熟悉生產(chǎn)的工藝流程、熟悉化工設(shè)備構(gòu)造、熟悉化工設(shè)備布置、熟悉管道布置。在見習(xí)與實(shí)習(xí)之后，讓學(xué)生利用掌握的繪圖知識繪制相應(yīng)的化工設(shè)備圖或設(shè)備布置圖。例如在見習(xí)丁二烯生產(chǎn)之后，可以考慮讓學(xué)生嘗試?yán)L制丁二烯冷凝器冷凝器的裝備圖?；蛘咴趯W(xué)生了解丙酮生產(chǎn)之后，讓學(xué)生嘗試?yán)L制丙酮儲罐的設(shè)備圖。

2.4 密切聯(lián)系大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽，增強(qiáng)課程的實(shí)用性

近年來，全國大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽得到了有關(guān)部門與高校的高度重視。各有關(guān)高校普遍開展了大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽?；ぴO(shè)計(jì)競賽通常包括流程設(shè)計(jì)和裝置設(shè)計(jì)。在化工設(shè)計(jì)中不可避免地涉及到化工單元設(shè)備圖與物料流程圖、管道布局圖和設(shè)備布局圖等化工圖樣。而這些圖形的表達(dá)需要借助于化工制圖。因此，將大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽與制圖課程教學(xué)相結(jié)合必須而又可行。例如，進(jìn)行某一殘液處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，可繪制管道布局圖?；ぴO(shè)計(jì)競賽與制圖課程有機(jī)結(jié)合有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，也有利于增強(qiáng)制圖課程的實(shí)用性。

3 結(jié)論

制圖課程是化工類專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。時代的發(fā)展與化工生產(chǎn)的日新月異對制圖課程教學(xué)提出了新的要求。因此，對制圖課程教學(xué)進(jìn)行必要的改革尤為重要。通過構(gòu)建工程制圖、AUTOCAD、化工制圖"三位一體"的制圖課程體系彌補(bǔ)當(dāng)前制圖課程在課程體系與內(nèi)容上的不足以及實(shí)踐能力培養(yǎng)的不足；通過發(fā)揮化工專業(yè)繪圖軟件優(yōu)勢、密切聯(lián)系專業(yè)見習(xí)與專業(yè)實(shí)習(xí)和密切聯(lián)系大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競賽能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際繪圖能力，增強(qiáng)課程的實(shí)用性。