學(xué)時(shí)縮減背景下“化工工程制圖”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

程海蒂，韓佳佳，宗建平，包文亞，解婭男，胡晶晶

（齊魯理工學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250200）

近年來(lái)，一些高校為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高了通識(shí)課程的學(xué)分，壓縮了專業(yè)課程的學(xué)時(shí)學(xué)分[1]；另一方面，受疫情影響，各式各樣的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)相繼推出，要求學(xué)生線上學(xué)習(xí)的時(shí)間增加，變相地?cái)D壓線下課堂時(shí)間。在各種因素下，各高校許多專業(yè)課程的學(xué)時(shí)學(xué)分受到壓縮。如何在壓縮后的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)，是眾多高校教師亟待解決的問題。

基于本校應(yīng)用型人才定位，依托于為適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，面向化工行業(yè)、生物行業(yè)，以為生產(chǎn)企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)學(xué)科理論功底扎實(shí)、技術(shù)技能突出的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，筆者以“化工工程制圖”課程為例，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，重新構(gòu)建了少學(xué)時(shí)的課程體系。從課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)手段、總成績(jī)?cè)u(píng)定方法等方面探討了“化工工程制圖”課程的教學(xué)改革和實(shí)踐。

1 課程存在問題

“化工工程制圖”是化學(xué)工程與工藝專業(yè)、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)如生物工程專業(yè)、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)必修的課程，也是后續(xù)其他專業(yè)課程的紐帶和重要環(huán)節(jié)。雖然近年來(lái)不少高校教師對(duì)工程制圖類課程的教學(xué)改革實(shí)施了較為廣泛和深入的研究，但隨著制圖類課程和信息技術(shù)的發(fā)展，仍存在以下普遍問題：①該課程涉及知識(shí)面廣，知識(shí)點(diǎn)相對(duì)較多，并且知識(shí)點(diǎn)相互之間相關(guān)性較強(qiáng)，必須循序漸進(jìn)，壓縮學(xué)時(shí)后，課上時(shí)間不能支撐完成教學(xué)任務(wù)[2]；②本校該課程設(shè)置在大二上學(xué)期，學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，并且學(xué)生的空間想象能力參差不齊，導(dǎo)致想象不出的學(xué)生會(huì)出現(xiàn)難學(xué)、厭學(xué)、懶學(xué)的現(xiàn)象；③該課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，大二的學(xué)生自律性較差，缺少基本的專業(yè)素養(yǎng)，作圖質(zhì)量差，容易出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象[3]；④實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容、考核方式陳舊，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的培養(yǎng)與提高[4]；⑤期末考試成績(jī)包括平時(shí)作業(yè)成績(jī)和卷面成績(jī)兩大部分，考核評(píng)定方式比較單一。

根據(jù)上述“化工工程制圖”課程實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，從調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、改革教學(xué)手段和改革總成績(jī)?cè)u(píng)定方法等方面進(jìn)行調(diào)整和實(shí)踐。

2 重塑課程結(jié)構(gòu)

“化工工程制圖”課程內(nèi)容由理論知識(shí)與CAD上機(jī)實(shí)驗(yàn)兩部分構(gòu)成。學(xué)時(shí)縮減后，由原來(lái)的64 學(xué)時(shí)改為40 學(xué)時(shí)?？紤]到基礎(chǔ)理論知識(shí)是專業(yè)圖形繪制的基石，為此，筆者將理論學(xué)時(shí)和上機(jī)學(xué)時(shí)由原來(lái)的32+32調(diào)整為24+16。學(xué)時(shí)縮減前的各章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配見表1。

表1 縮減學(xué)時(shí)前“化工工程制圖”課程各章節(jié)學(xué)時(shí)分布

縮減學(xué)時(shí)后，圍繞在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合我校現(xiàn)階段的辦學(xué)定位及行業(yè)需求特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重塑，構(gòu)成了由制圖標(biāo)準(zhǔn)、畫法幾何、制圖基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)繪圖、化工圖樣5個(gè)主要模塊組成的“化工工程制圖”模塊群，各模塊教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配如圖1所示。

圖1 縮減學(xué)時(shí)后“化工工程制圖”課程群及學(xué)時(shí)分配

3 改革教學(xué)手段

3.1 “線上+線下”混合式教學(xué)雙管齊下

縮減學(xué)時(shí)后，留給教師課堂上的時(shí)間少之又少，筆者根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的難易程度進(jìn)行了劃分（表2），將不易理解和較抽象的知識(shí)點(diǎn)在線下的課堂上講授，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。將淺顯易懂的知識(shí)點(diǎn)拆分成時(shí)長(zhǎng)約3～5 min的視頻或篇幅較小的文檔，讓學(xué)生方便利用空閑時(shí)間線上學(xué)習(xí)。教師通過測(cè)驗(yàn)、發(fā)布任務(wù)、大作業(yè)和課堂提問等來(lái)檢測(cè)學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)的程度。這樣，一方面解決了課時(shí)不足的問題，另一方面可以鍛煉學(xué)生自學(xué)的能力。

表2 線上線下課程內(nèi)容劃分

本課程線上建設(shè)借助超星公司研制的“學(xué)習(xí)通”來(lái)進(jìn)行構(gòu)建。在課程門戶上傳了豐富的網(wǎng)絡(luò)電子資源，包括按照知識(shí)點(diǎn)劃分的教學(xué)課件、教學(xué)視頻、電子教案、測(cè)驗(yàn)、課外拓展、課程思政案例、3D模型案例庫(kù)、按課程模塊劃分的題庫(kù)以及習(xí)題集練習(xí)題的講解視頻資源等內(nèi)容。

本課程“線上+線下”的教學(xué)模式（圖2）主體為學(xué)生，線上學(xué)習(xí)：先觀看“學(xué)習(xí)通”的學(xué)習(xí)資源并完成課前測(cè)驗(yàn)；線下授課時(shí)以問題（課前收集）導(dǎo)入的形式，教師進(jìn)行疑點(diǎn)、難點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)的輔導(dǎo)，再發(fā)布高階的練習(xí)題檢驗(yàn)學(xué)生是否掌握。對(duì)于未掌握的內(nèi)容重點(diǎn)講解，然后布置課后作業(yè)，學(xué)生在作業(yè)過程中，遇到疑點(diǎn)可及時(shí)回顧相關(guān)的教學(xué)視頻或其他電子資源，或通過信息化平臺(tái)與同學(xué)、老師進(jìn)行交流，及時(shí)解決問題。在課下拓展環(huán)節(jié)，針對(duì)不同水平的學(xué)生，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的形式發(fā)布難度不同的任務(wù)，挑選優(yōu)秀作業(yè)進(jìn)行展示。

3.2 3D模型輔助教學(xué)

在“化工工程制圖”學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生因?yàn)閳D形很抽象，缺乏空間想象力，導(dǎo)致繪圖不正確。教師利用CAD軟件自帶的3D 繪圖功能繪制了一系列空間體，輔助學(xué)生去理解物體的投影（如圖3所示）[5]。特別是對(duì)于物體表面交線、組合體視圖的閱讀和繪制，剖視圖等內(nèi)容講授時(shí)，教師借助3D 模型能夠直觀地向?qū)W生講授讀圖和繪圖方法，降低了學(xué)生讀圖和繪圖的難度，不僅減少了學(xué)生因難學(xué)而厭學(xué)的現(xiàn)象，而且還提高了學(xué)生學(xué)習(xí)CAD軟件的積極性。

圖3 空間3D立體和其三視圖

3.3 “教-學(xué)-練-用”一體化教學(xué)

貫徹“教與學(xué)緊密結(jié)合、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合”方針，以企業(yè)人才需求點(diǎn)出發(fā)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課內(nèi)外銜接與延展的課程作業(yè)、綜合訓(xùn)練等；組織學(xué)生參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽、山東省大學(xué)生化工過程創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等比賽，讓學(xué)生真正體會(huì)到學(xué)以致用，真正做到活學(xué)活用，一方面能夠極大的提高學(xué)生學(xué)習(xí)“化工工程制圖”的積極性，另一方面學(xué)生畢業(yè)后的繪圖技能能夠滿足崗位要求[6]。

3.4 深挖課程思政元素

鑒于該課程實(shí)踐性非常強(qiáng)，我們以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為出發(fā)點(diǎn)，深挖思政元素，如疫情初期武漢“火神山”“雷神山”醫(yī)院以驚人的中國(guó)速度建設(shè)，工程圖紙起了很重要的作用，借此培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作精神以及崇高的使命感、高度的社會(huì)責(zé)任感。從愛國(guó)精神和工匠精神出發(fā)，深挖思政元素，如CAD 制圖中，讓學(xué)生根據(jù)《中國(guó)共產(chǎn)黨黨徽黨旗條例》中黨徽和黨旗的制法說明親自動(dòng)手繪制一幅黨徽和國(guó)旗，借此培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)情懷、認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度以及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)。

4 總成績(jī)?cè)u(píng)定方法改革

改革前總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)×30%+期末考試成績(jī)×70%，其中，平時(shí)成績(jī)由考勤、課堂提問、作業(yè)三大部分構(gòu)成，體現(xiàn)不出對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程評(píng)價(jià)；期末考試采取閉卷筆試，缺乏對(duì)學(xué)生應(yīng)用CAD軟件繪圖能力的考查。

改革后總成績(jī)=過程性評(píng)價(jià)×50%+終結(jié)性評(píng)價(jià)×50%，其中，過程性評(píng)價(jià)=平時(shí)成績(jī)×60%+測(cè)驗(yàn)×40%，平時(shí)成績(jī)由作業(yè)、線上完成任務(wù)進(jìn)度、課堂表現(xiàn)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)、小組討論五部分構(gòu)成，測(cè)驗(yàn)分別在課程授課進(jìn)度的1/3、1/2、1的時(shí)候從線上發(fā)放，取其三次測(cè)驗(yàn)的平均值；終結(jié)性評(píng)價(jià)=閉卷筆試×30%+技能測(cè)驗(yàn)×20%，既考查了學(xué)生的理論知識(shí)，又考查了學(xué)生的動(dòng)手繪圖能力。為避免學(xué)生不重視閉卷筆試成績(jī)，設(shè)置一項(xiàng)強(qiáng)制達(dá)標(biāo)線為40分，如有學(xué)生筆試成績(jī)未達(dá)到40分，則該門課程判為不及格。

5 實(shí)施效果

本課程選取2020級(jí)化學(xué)工程與工藝班級(jí)進(jìn)行了上述改革實(shí)施，并與對(duì)照班級(jí)的考核結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。從線上學(xué)習(xí)情況看出，該班級(jí)的線上任務(wù)完成情況、課堂參與度、線上的活躍程度優(yōu)于對(duì)照班級(jí)；從考核結(jié)果得，該班級(jí)平均分為79.68 分，對(duì)照班級(jí)平均分為76.42 分，該班級(jí)平均分高于對(duì)照班級(jí)3.26 分；從參加比賽情況看，該班級(jí)學(xué)生獲得山東省大學(xué)生化工過程創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)；鑒于2020 級(jí)學(xué)生還未畢業(yè)，是否滿足就業(yè)需求尚待考證。

6 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)縮減學(xué)時(shí)后“化工工程制圖”課程進(jìn)行了探索和實(shí)踐，改革后的教學(xué)模式能有效解決學(xué)時(shí)不夠、學(xué)生懶學(xué)、學(xué)生難學(xué)和學(xué)習(xí)過程難以監(jiān)測(cè)等問題，有效提高了“化工工程制圖”的授課質(zhì)量，但也存在一些問題，如線上學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)存在學(xué)生代做跡象，缺乏有力監(jiān)管；某些課程思政內(nèi)容不夠深入；評(píng)價(jià)方式單一，不能夠全面評(píng)價(jià)學(xué)生。在后期授課中，筆者應(yīng)多關(guān)心國(guó)家時(shí)事政治，不斷積累課程思政素材，加強(qiáng)思政內(nèi)容同課程的深度融合，適當(dāng)?shù)貎?yōu)化考核機(jī)制，在考查基礎(chǔ)知識(shí)和繪圖技能的基礎(chǔ)上，積極引入社會(huì)主義核心價(jià)值觀等思想政治教育內(nèi)容。筆者在該課程中將繼續(xù)實(shí)踐并不斷做出調(diào)整，以培養(yǎng)符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的應(yīng)用型人才。