《化工AutoCAD制图》教学环节设计和教学方法探索
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摘 要
本文探讨化学工程与工艺专业的选修课《化工AutoCAD制图》在教学方法和教学环节设计方面的改革创新。在化学工业迅猛发展和工程教育认证工作的全面启动的背景下，探索通过专钻研教学内容，区块化知识点，并根据知识点类型特性采取针对性教学方法;在教学环节设计上，以学生学习积极性和教学效果为导向，探索分组讨论式学习，设置由简到繁的阶梯式闯关训练，开展分组竞赛，并设定配套的成绩评价机制，从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，更有效地培养学生综合能力。
关键词
《化工AutoCAD制图》;化学工程与工艺;教学环节设计;教学方法
中图分类号： TQ050.2-4;G642 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.16.044
Abstract
In this paper，an elective course of chemical engineering and technology major "chemical engineering AutoCAD drawing" was discussed.Under the background of the rapid development of chemical industry and the comprehensive launch of Engineering Education Certification work，the teaching link design and teaching method reform of “Chemical Engineering AutoCAD Drawing” were explored.We refine and differentiate different types of knowledge points and adopt targeted teaching methods through specialized research of teaching content.And some studying interest and teaching effectiveness oriented teaching designs were explored，such as group-discussion-based learning style，set stepwise task training， conducting group competition，and a complete set of performance evaluation mechanism， which from the engineering foundation knowledge，personal ability， interpersonal ability of team and engineering system ability，to effectively cultivate students' comprehensive ability.
Key Words
Chemical engineering AutoCAD drawing;Chemical engineering and technology;Teaching link design;Teaching method
現代化学工业的迅速发展，化工设备、装置和机械越来越复杂，自动化水平越来越高。计算机制图，成为化工企业在设计、建设和生产环节必不可少的一种表达和交流方式。AutoCAD软件是一款自动计算机辅助设计软件，可以用于绘制二维和三维图形，操作简便，通用性强，是化工制图中最常用的软件之一。《化工AutoCAD制图》是一门为化工类专业开设的综合性计算机制图课程，目的是使化工类专业学生掌握必要的化工制图基础知识和计算机制图技巧，具有初步的化工设计和管理的综合能力，以便将来更好地适应实际工作。同时，在工程教育认证工作全面启动和推广的背景下，《化工AutoCAD制图》作为一门掌握基础知识和基本技能并学以致用的课程，在培养学生了解工程知识、分析问题、设计研发与解决问题、调查、现代工具使用、个体与团队协作、沟通能力、项目与财务管理和终身学习的能力方面都承担了重要的角色[1]。
华侨大学化工学院的化工与制药工程系化学工程与工艺专业，工程特色显著，是化学与工程学交叉的工科类专业，需要学生对化工过程、工艺和设备有设计、优化和管理的能力，因此化工计算机制图相关知识的储备相当有必要。《化工AutoCAD制图》是第四学期开设的专业选修课，学生先修的工程类课程不多，包括《工程制图》、《化工导论》、《化工设备机械基础》;在该学期同步学习《化工原理》;在之后大三大四，还将进行《化工过程控制》、《化工安全与环保》、《工程项目与质量管理》、《化工设计》和《化学反应工程》等课程学习。同时，学院鼓励本专业全体学生，在大三参加全国大学生化工设计大赛，提升学生的工程实践能力。可以说《化工AutoCAD制图》在专业培养方案中具有承上启下重要的衔接作用，在提高学生工程实践能力中的作用至关重要。
本文针对化学工程与工艺专业的选修课《化工AutoCAD制图》，探讨在化学工业迅猛发展和工程教育认证工作全面启动的背景下，如何从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面[2]，更有效地培养学生综合能力，谈一谈在《化工AutoCAD制图》这门课程教学过程中的几点尝试和体会。
1 细化教学内容，区块划分、针对教学 本专业《化工AutoCAD制图》这门课选用的教材是张秋利等主编的《化工AutoCAD应用基础》，内容和本专业的培养目标比较契合，主要包括制图标准及方法、AutoCAD制图和化工专业图形绘制三大部分[3]。
首先，笔者通过研究培养目标和钻研教学内容，把该课程的教学内容分成三大块，并区别对待，探索不同的教学方法：第一部分是工程制图及化工制图的标准和规程，这部分内容应当采取方法重于知识点的教学理念，给学生搭建主要的知识框架，传授查阅工具书、行业和国家标准的方法，并在后面第二、三部分应用相关知识点时再进行穿插式讲解，这部分教学注重学生调查能力、现代工具使用能力和终身学习能力的培养，学生有先修的《工程制图》作为基础，这部分较易掌握;第二部分是AutoCAD制图技巧，这部分内容实战性强，要注重入门引导和兴趣培养，尝试采取分组讨论式学习和闯关式教学设计;第三部分是化工专业图形绘制实战，以化工设备图、工艺流程图、设备布置图和管道布置图二维图形为主，初步涉猎三维绘图，这部分内容需要综合运用所学知识，教学过程中注重案例和作品展示以引发兴趣、强调培养的综合技能在专业后续学习中的作用以提高学习积极性，继续采取分组讨论式学习和闯关式教学设计，加强上机实战指导。第二、三部分教学，更侧重培养学生现代工具使用、个体与团队协作、沟通能力和终身学习能力等。
其次，根据课程教学需要，把本校该课程的2学分设置为1学分的课堂教学（18学时）和1学分的上机实践（24学时）。合理穿插课程教学内容和闯关式上机实践，真正做到扎实理论知识体系和培养实操综合技能相结合，学生反响良好，选修人数基本接近专业总人数。
2 教学方式方法改革措施和效果
在之前的教学过程中，暴露了一些问题，如学生兴趣不浓、实战能力较弱、学习能力和效果参差不齐等。加之，工程教育认证强调对学生了解工程知识、分析问题、设计研发与解决问题、调查、现代工具使用、个体与团队协作、沟通能力和终身学习方方面面能力的培养[1]。因此，笔者主要从以下几个方面尝试教学方法改革：
2.1 分组讨论式学习
考虑到《化工AutoCAD制图》的课程特点：AutoCAD操作繁多，隐形技巧需多探索和交流，大型图纸需要协作完成和校对，并且课程实战性和实用性强，应用到将来的化工设计大赛、实际化工设计和管理的工作中，都需要个体与团队协作以及沟通能力，因此在教学中尝试采用分组讨论式学习。5-6人为一个学习小组，平衡学生成绩绩点的基础上自由组队，小组成员间互帮互助，共同完成设置的学习任务，在完成个人闯关后共同参与小组竞赛，随机承担竞赛任务，共同获得小组比分，作为期末的平均分。
分组讨论式学习，组内成员互帮互助，荣辱与共，极大地调动了学生的学习热情和积极性，同学课程参与度都有很大提升，学生讨论的多了，问问题的也多了，学习效率也高了，课堂的气氛很活跃，再加上教师的实践指导，同学们对知识点理解的深度以及沟通和配合能力大大改善，使得本课程的实际教学效果大幅提高。、
2.2 由简到繁的阶梯式闯关训练
《化工AutoCAD制图》本身的知识点烦琐，内容涵盖工程制图及化工制图的标准和规程、AutoCAD制图技巧，以及化工设备图、工艺流程图、设备布置图和管道布置图等专业图形繪制等，讲解起来烦琐冗长，学生汲取的有效性非常低。将游戏中闯关机制引入课堂教学中，借助课程网络平台，设置闯关任务，激发学生的挑战欲望和学习热情[4]。通过对知识点的梳理和归纳，将其设置为三类关卡：第一类为制图基础知识，第二类为Auto CAD制图技巧，第三类为实战。在第三关实战中，将基础知识和绘图技巧融入具体的绘图训练中。每类关卡中，难度由简到难，一关通过才能进入下一关。在课程平台同步建设课程视频、知识点汇总指导和闯关攻略等教学资源，并在上机实践课上及时答疑指导。
由简到繁的阶梯式闯关训练，把烦琐的知识点融入闯关中，用学生喜欢的方式，在不经意间激发了其学习兴趣、锻炼了其自学能力和沟通能力、引导进行知识点应用和提升其解决复杂问题的能力，一个学期下来，学生学得轻松，学得扎实，并学以致用。
2.3 分组竞赛，团队合作，提高小组平时分
闯关通过的同学，以学习小组为单位，参加分组竞赛。竞赛选题以绘图实战为主，涵盖化工设备图、工艺流程图、设备布置图和管道布置图，小组成员随机地承担竞赛任务，现场完成，核算成小组共同成绩，并作为平均分计入期末的总成绩。
竞赛的目的是激发学生的学习热情，规则的设定是为了带动每一位同学。大学生中，总是有一些学生比较懒散，但小团体荣辱与共，集体荣誉感和表现欲以及同组成员的相互带动，会让学习效果大大提高。过程中不仅掌握了知识和技能，也锻炼了同学的沟通能力和团队协作能力，同时还增进同学的相互了解和磨合，为大三组队参加化工设计大赛奠定基础。
2.4 期末考试笔试和机试结合，全面反映学生综合能力
《化工AutoCAD制图》是本校化学工程与工艺专业的一门专业选修课，为了真实反映学生学习效果，课程采用闭卷考试。同时，这门课在工业制图和化工制图的基本概念和理论的基础上，更多的是要求掌握AutoCAD操作技巧和化工制图能力，因此，该课程的闭卷考试设置笔试和机试两部分，对上述两部分的掌握情况进行全面考察，并在分值上更侧重机试，以便更全面客观地反映学生综合素质和能力。
课程总成绩采用期末闭卷和平时分共同计分的方法，其中闭卷考试（笔试+机试）占70%，平时分占30%。平时分，包括个人的闯关成绩和小组的竞赛成绩。课程总成绩的评定方法服务于课程整体的教学设计，是以提高学生积极性、引导学生自主学习和提高教学效果为目的，亦是顺应工程教育认证从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，更有效地培养学生综合能力来考量的。
3 结语
总之，结合化学工程与工艺专业的专业特色、学生的知识储备、课程前后衔接和《化工AutoCAD制图》这门课的教学内容和目标，经过教学方法的思考、探索和改革，取得了良好的教学效果，学生反响好，也得到学校专家听课组的好评。首先，专研教学内容，细化并区别对待不同类型知识点，采取针对性教学方法;其次，教学环节设计上，以学生学习积极性和教学效果为导向，探索分组讨论式学习，设置由简到繁的阶梯式闯关训练，开展分组竞赛，并设定配套的成绩评价机制，来达到国际工程教育认证理念下，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，培养学生综合能力和素质。
参考文献
[1]周玲，马晓娜，孙艳丽，等.工程教育，让世界更美好[J].高等工程教育研究，2015（4）： 27-35，69.
[2]顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.
[3]张秋利，周军.化工AutoCAD应用基础[M].第二版.北京：化学工业出版社，2013.
[4]姚方，沈晓莉，李杰，等.闯关型高校课堂教学模式的探索与实践[J].浙江师范大学学报（社会科学版），2016，4（41）：119-124.
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