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《化工制图》课程教学模式探析

2020-02-16曲炳良康信煌

山东化工 2020年12期
关键词:制图化工教学模式

曲炳良,康信煌

(广东海洋大学 化学与环境学院,广东 湛江 524088)

制药工程和应用化学等化工类专业学生,除了具备扎实丰富的理论知识,还要掌握《化工制图》这门重要的专业技术基础课,该课程实践性和应用性很强,是化工类专业学生今后从事生产实践过程中的一项必不可少的工具。化工设备的生产、加工、调试,化工产品的制造、检验,车间厂房的构建安装布置等流程和环节均要体现在图纸上,不同工种的所有参与人员通过图纸实现交流。就某种意义而言,设计、绘制、阅读化工图纸的水平可以综合检验学生对专业技术水平的掌握程度,可以作为学生大学期间专业成绩的一项重要衡量标准。《化工制图》的教学内容主要包括四大模块: 工程制图的基础知识模块、化工工艺流程图模块、化工设备图模块以及AutoCAD 模块[1]。虽然该课程注重实践和应用,但对理论的要求也很高,对空间想象力和思维能力要求较高,必须以完成《化工原理》、《制药工艺学》等相关课程的学习为前提,且要求学生树立和培养规范化和标准化的意识,养成严谨、缜密的思维以及注重细节的习惯。随着硬件和软件技术的快速发展,计算机绘图几乎已经完全取代了传统的尺规绘图。鉴于以上所述《化工制图》课程的特殊性,有必要采取不同于一般课程的教学模式。笔者和其他授课老师共同总结多年的教学经验,对该课程的教学模式进行了尝试和探索。

1 单向传授模式

作为传统的广泛被采用的教学模式,单向传授模式以教师为主导,在课堂上实现知识内容从教师到学生的过程,学生主要依靠记忆力、理解力掌握所传递的信息,该种模式的教学步骤一般为:复习以往知识-引出教学内容-讲述新知识-回顾总结-课堂练习-布置作业。

在这种教学模式下,教师按照教学大纲规定,根据课时量制定周密的授课计划,提前确定授课时间和知识点、方法和手段、重点和难点、课后作业等内容,整个授课过程均严格按照授课计划执行。编写高质量的教案在该模式中显得尤为重要,教师在有限的时间和空间内,高效利用教材、黑板、投影等手段,恰当选用教学方法,合理调动课堂气氛和组织教学活动,这些教学设计和思想都在教案中得以充分体现。老师的知识背景、语言表达、教学经验甚至是性格特征,也对授课效果和教学质量具有显著的影响。老师在课堂上需要完成教案规定内容的讲授,自由发挥的空间非常小,班级和学生之间的差异被忽视。学生全程都以被动的听课为主,效果取决于学生注意力的专注程度以及领悟能力,师生互动的程度有限。

《化工制图》课程中制图基本知识等标准和规范性的内容,采取该模式教学,单位时间内传递的信息量大,授课效率高。在后续章节中的讲授中,通过反复记忆和提醒,不断巩固加强,学生对该部分知识掌握牢固。

2 自学反馈辅导模式

大学生已经具备了较强的自学能力和独立思考能力,应该鼓励、培养和激发这种能力,调动学生学习的积极主动性。这种教学模式的教学步骤一般为:学生自学-反馈问题-教师辅导-师生讨论-解决问题。

这种教学模式下,学生首先自学教师布置的授课内容,自学过程中,会有自己的收获与体会。一些基础较好的学生会完全理解和掌握所学内容,另外一些学生则会提出一些问题,教师把问题汇总分类后,重点针对问题进行辅导,并引导学生开展讨论,教师通过答疑解惑环节最终解决提出的问题。教师根据学生对知识的掌握程度,提前预测可能出现的问题并确定最佳的讲解方法。

通过反馈和讨论这两个环节,教师能够进一步掌握学生的薄弱环节以及原因,讲解过程中可以做到详略得到,重点突出,避免平铺直叙,平淡无奇。学生在相互讨论过程中逐渐加深理解和认识,体验到问题迎刃而解的学习乐趣,对加深课程的学习兴趣具有积极的促进作用。学生带着问题听课,老师带着问题授课,以解决问题为驱动力和目标,对于难度较大、需要理解的知识内容教学效果明显。

以投影法章节为例,学生通过自学可以完全掌握中心投影法和平行投影法的概念、特征,也能正确理解三面投影体系的必要性,但对三面投影体系的空间位置,投影面展开过程以及三视图之间的关系等内容则会提出很多的问题,例如,第一角和第三角的区别、如何理解三视图投影规律等,教师通过生活中常见现象举例,立体教具以及动画演示,开展课堂讨论及问答等方法进行一一解答,并现场布置习题予以巩固,起到事半功倍的效果。

3 实例任务驱动模式

电脑及网络已经在当代大学生中高度普及,加之各种功能强大的图形处理软件层出不穷,为实例任务驱动教学模式的顺利实施提供了前提条件。

绘图能力的培养是化工制图特有的实践教学,学生通过动手绘图检查所学理论知识,并将理论知识转化为技能和技巧[2]。CAD(Computer Aided Design)是《化工制图》课程中非常重要的章节之一。工程技术人员可借助计算机和图像处理软件进行图形的绘制、编辑和打印,制图的效率得到极大的提升。CAD也是工科类专业学生必须掌握的一门技能。衡量学生对CAD掌握程度的标准就是能否熟练使用软件进行相关的操作绘制完成工程图纸。CAD绘图软件的功能强大,命令繁多,蕴含着很多技巧和概念,例如快速选择、精确定位的技巧以及图层、面域、布局的概念,学生即使理解了这些原理性的内容,如果不亲自进行上机操作,则无异于纸上谈兵,并未真正掌握相关知识。该模式下,教师在讲授基础性的理论知识后,让学生以工程实例图纸为范本,综合所学课程进行零件设备图、安装图的绘制以及工艺流程图的设计。

学生在本模式中的主体地位进一步突显,从表面上看教师授课时间短,内容少,但教师在课前需要进行大量的准备工作,首先要选取合适的工程实例,不但要难易适中,贴合专业实际,而且确保所有教学内容都包含于其中,具备较强的综合性和代表性。其次,鉴于CAD各项功能之间关联度不高,且达到同一绘图目的有多种方法,教师要以学生的视角,提前进行全过程模拟和演练,列举出所有可能的方法,梳理和归纳知识点。在向学生讲解的过程中,示范绘制或者编辑同一图形的多种方法,让学生意识到CAD软件的精妙之处,鼓励学生尝试用不同的方法解决问题,充分挖掘CAD的深度功能。

学生以完成工程实例任务为目标,在设计和绘制图纸的过程中不断遇到问题,解决问题,在反复中提升,图纸完成之时,即标志着教学目标的实现。不同的学生遇到问题的种类和数量、解决问题的途径、完成任务的时间也不尽相同。如CAD某些功能,有的学生已经掌握,就会自然进行任务的下一阶段,未掌握的学生,则通过网络搜索、查看教程、请教他人等途径掌握该功能,解决问题后,再进行任务的下一阶段。不必让所有的学生保持同样的学习进度。学生的学习天赋、学习能力和学习积极性得到充分的释放和发挥。学生完成相对容易的任务后,对自身的学习能力以及CAD使用技能树立信心,进一步深刻意识到工程实例训练对提升专业素养的重要性,目标更加明确,学习上追求精益求精的动力更加充足。

4 结语

随着教育技术和教学手段的不断更新,教学模式也日趋多样化和现代化。广大高校教师通过持续有效的实践,积累了丰富的经验,形成了丰硕的成果。笔者所在的《化工制图》教学团队以专业核心课程建设培育为契机,根据各个教学班的整体成绩、学习氛围,分班分期分章节实施上述三种教学模式,通过横向和纵向对比分析,发现课堂不再沉闷,学生不再被动应付,学生在课堂上的注意力、提问和互动的积极性显著提升,学生的平时作业质量大为增强,期中和期末平均成绩大幅提高。这些积极变化大大激发了教师的教学潜能,成为教师继续进行教学模式探索源源不断的动力,真正地实现了教学相长。

《化工制图》课程教学模式的探索和尝试过程,也是立足理论让课程的实践性和应用性充分展现的过程,也是对学以致用教学理念继续探索的过程。教学模式的多样化和现代化已经突破了课堂和教材的限制,很多学生的学习观念已经彻底扭转,以该门课程的知识为基础,自学了一些未列入专业培养方案但对今后发展有益的相关知识,例如三维制图软件、图像编辑软件,其专业综合能力得到了全面拓展和提升。教学模式的不断探索和实践,将对提高教师的教学水平和培养创新能力强以及综合素质高的化工人才发挥更重要的作用。

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