高职院校《化工制图》教学质量的探讨
[摘 要] 图样是现代企业生产过程中不可或缺的要素,《化工制图》是高职院校化工类专业的一门重要基础课程。全面提升其教学质量,应从解决学生的认识问题入手,同时还要针对化工类专业的特点合理整合、优化教学内容,着力培养学生的空间想象和绘图、读图的能力。
[关键词] 高职教育;教材处理;空间想象;动手能力
Abstract:The draft is an absolutely necessary element in the process of modern production. The course of [WTBX]Chemical Industry Charting[WTBZ] is a basic course of all chemical industry specialties in higher technical and vocational colleges. To improve teaching quality, teachers should start with solving students’ cognitive problems and at the same time, integrate and optimize the teaching content according to the characteristic of the specialty, and strongly cultivate students’ ability of space imagination, mapping and interpreting drawings.
Key words: teaching quality;teaching of textbook; space imagination; ability of operation
人类在现代企业生产活动中,如机器设备、仪器的设计、制造、维修,或船舶、房屋等工程的设计和施工,愈来愈倚重图样。图样作为表达设计和交流技术思想的一种简明、快捷的媒介和工具,在经济领域中越发突显其巨大的优势和重要性[1]。由此,制图也就自然成了工科院校学生必修的一门重要基础课程。《化工制图》是伴随着化学工业的发展,从制图学中分化出来的,是画法几何与化工专业相结合的产物。高职院校化工类专业直接担负着为国民经济领域各类化工企业培养高技能人才的任务,每一个合格的化工类专业毕业生,均应具有化工制图的知识和能力。由于种种原因,目前高职院校《化工制图》普遍存在着教学质量不甚理想的问题。因此,应该从国民经济发展对高职院校化工类毕业生的需求实际出发,多方采取得力措施,全面提升《化工制图》的教学质量。基于此,我们必须从教和学两个层面同时努力,方能取得实效。否则,只有一个积极性,或师有生无,或生有师无,都会半途而废。
一、切实提高学生对《化工制图》学习的认识
一般说来,机械制造类学生对制图课较为重视,认识较易统一,大多数学生都会认为绘图和读图应该是他们未来从事相关工作的看家本领和必备能力。而对化工类专业的学生来说,当第一次接触到《化工制图》时,他们中的大多数人往往都会产生这门课程同我所学专业没有多大关系的想法。在他们看来,化工类专业的学生不过是整天与瓶瓶罐罐打交道,学学化学知识、做做实验而已,而这些教与学的过程又不需要画图,即使需要也只是画一下简单的示意图。学生之所以会产生上述一些模糊认识,是因为他们对现代化工企业所需人才的高规格要求不够熟悉,对高职院校化工类专业学生培养目标不甚明了,思想还停留在高中阶段对化学的一般认识上面,因而从思想上不够重视。要提高高职院校《化工制图》的教学效果,就要让学生认识到,高等职业教育化工类专业不仅要培养合格的实验室分析化验人员,更重要的是要为生产第一线培养出能够解决实际问题的高技能人才。他们不但要具备前者所必备的一般知识和初级能力,也要具有在生产第一线发挥更大作用的高级能力。既然要到生产第一线,接触图纸就在所难免。一般说来,高职院校化工类专业的毕业生,一开始都要到化工企业生产第一线去工作。我们应该这样教育学生,到化工设备制造企业,绘图、读图能力当然必须具备,即使是到化工产品生产企业工作,也会不可避免地接触到一系列设备和工艺。现在,许多化工企业设备复杂,工艺流程繁难,且生产规模也比较大,因而每一部分设备一般都有与之相应的图纸来作配套说明。比如在日常维护、中修、大修中,需要对设备部件进行更换,或购买,或自己加工,或外协加工,都必须依据图纸来进行;再有,无论是设备,还是工艺的技术改造,也都要首先从图纸的修改做起。图纸的绘制、阅读和管理是化工生产企业技术工作的重要组成部分,如果这方面的工作稍有欠缺,都会给生产带来不必要的损失和浪费。笔者在教学过程中就曾有过这样的切身体会。如要学生将一台简单的纯水生产演示设备的工艺流程描述出来,开始,笔者对照该机器设备讲解几遍,可学生印象不深刻;后来,适时给他们配发流程图之后再来讲解,学生就能迅速掌握,并能够事后自己亲自绘制出生产流程图。过段时间让学生再来拿图纸对照设备来说明,他们基本上不需要教师的指导,就能运用自如。有些学生在学习化工类其他专业课程时感到吃力,这固然有其基础不好的原因,但主要还是他们没有找到快捷的方法。我们的专业课程,尤其是涉及工程学方面的内容,教材中用来帮助消化理解文字内容的插图、附图所占的比重相当大,而且这些插图、附图往往是按照制图的要求和方法绘制出来的,简繁兼而有之。如果学生学习了化工制图知识,就比较容易看懂,从而对相关部分的知识或内容就会理解得更为透彻,印象也更为深刻。
二、全面整合、优化《化工制图》教学内容
如同演戏离不开剧本一样,课程教学也要以教材为本 。要想大力提高《化工制图》的教学质量,就需要依据培养目标和教学大纲的要求,全面整合、优化课程教学内容。
1.突出实用,合理取舍
当学生拿到《化工制图》的教材时,看到内容庞杂,学习上不知如何下手,就会产生畏难情绪。加之该课程与其他专业课程知识内容联系不够紧密,也会影响他们的学习兴趣。另外,高职院校《化工制图》教材的编写者多从全面、系统性的观念出发,内容往往多而杂。因此,在教学实践中,任课教师应该针对社会人才需求和高职院校化工专业对学生绘图、读图能力的培养要求,对所选教材作出必要的调整或删削。《化工制图》对学生的学习要求,无外乎是要他们掌握最基本的知识,即国家标准和规定、投影的基础理论、专业制图的一些特殊要求等等,而有关轴测图和零件图、装配图等内容就可不作要求(这些内容对机械制造类专业的学生则十分必要),大胆删削。
2.精心整合,优化模块
对化工专业的学生来说,《化工制图》不需要像对机械制造类专业的学生那样,要求他们对制图知识必须系统、全面;加之《化工制图》的学时又有限,因此除了对教材作出适当取舍外,还有一个教学内容的科学整合问题。总的原则是,既要保证知识体系的完整性,又不显得庞杂零乱。就《化工制图》的基本要求而言,学生应该熟练掌握制图知识的通用部分、化工专业制图的特殊规定两大方面的内容。两者相比,学生掌握制图通用知识是前提和条件,在此基础上,学生学习化工制图的特殊规定,从而具备专业图纸的绘制和阅读能力则是目的。所以,在教学内容的整合上要科学合理。我们不妨将教学内容分为三大模块,即国家制图的基本标准和规定、画法几何以及化工专业制图技法等三部分。而化工行业国家标准的使用以及必须遵循的一些规定,则要贯穿在化工专业制图技法的教学模块当中。其中国家关于制图的基本标准和规定部分要讲授有关图幅、比例、线型、文字、尺寸的基本注法等内容;画法几何部分则要讲授制图的基本概念、原理和方法,包括投影原理、三视图形成与绘制、视图的部分表达方法、读图的基本方法和技巧等;化工专业制图部分则应将化工设备图、化工工艺图(工艺流程图、管路布置图、设备布置图等)的绘制与读图纳入必要的教学内容当中。
3.抓住重点,夯实基础
画法几何的基础知识是整个制图教学中的重中之重,如果学生在这一关键问题上不过关,那么这门课程的学习就会大打折扣。该部分内容的教学应按图纸绘制的过程来进行,即先将绘图的基本顺序和步骤加以介绍,然后随着课程内容的渐进适时将该部分内容再次带入。比如绘制前的准备工作(比例、图幅的选定,主视方向的确定,绘图基准的确立等),就要不断地讲,使学生牢固树立起规范、符合标准的制图理念。画法几何的基础内容中基本概念、基本原理不但重要,而且是必须要切实掌握的。
《化工制图》学得好与不好,投影原理掌握得是否熟练至关重要。投影原理应从点、线、面开始打好基础,进而掌握三视图形成过程当中所需要的基本概念和基本原理,利用绘制基本体(或几何体)的视图进行有关三视图绘制内容的教学,重点对视图之间的三大关系,即位置、对应、方位中的后两者要突出讲解,使学生明确三等规律(对应关系)是学习制图的关键,并且要将其贯穿在整个制图课的教学全过程之中,要求学生熟练掌握。利用讲授组合体的三视图,将前面所学的知识运用和深化,要把组合的内涵讲透,通过模型、多媒体等教学手段,将方法与思路清晰地教给学生,并将主视图的确定、基准的确立、图幅和比例的选择、图面的布置、表格的绘制与填写等必备的知识随时融入并贯穿整个教学始终,使学生在此阶段结束后,对立体的三视图的绘制娴熟自如。
图纸最基本的要素是图形和尺寸,所以尺寸标注也要作为《化工制图》教学的一个重点内容来对待。要时刻关注学生基础知识运用方面的问题,发现问题要及时解决。在讲授专业制图部分时除要适当地重复画法几何的知识外,主要精力应放在体现专业特点和国家标准的熟练使用上。在知识讲授过程中还要促进学生思考,针对学生疑难之处和所教重点,精心设计问题,设置疑点,给学生一个寻求答案的思维过程,克服学生只带耳朵,不动大脑的习惯[2]133。
三、着力帮助学生建立空间想象能力
毋庸讳言,学生是教学的主体。学生在学习绘图的过程当中,需要在头脑中建立起三维投影的立体思维模式,即要拥有空间想象能力才行。在日常教学过程中,要教育学生善于利用身边的环境或实物,反复观察,仔细揣摩。经过一定时间的努力,学生一般是能够建立起从立体转换为平面的空间想象能力的。但拿来一张图纸让其阅读,有时仍会感到力不从心。这一方面反映出学生绘制图形时的立体思维模式确立不够,或不甚清晰;更重要地是学生对平面转换为立体的思维方法和技巧普遍感到困难,不易掌握。
读图是绘图的逆过程。在教学实践中,我们应该一方面要求学生克服畏难情绪,树立信心,另一方面让他们掌握空间想象的必要方法和技巧,形成一个清晰而完整的思维路线。读图是把几个视图结合起来,首先将三个视图大致看一下,确定形体的组合方式,从而选择合适的读图方法(线面分析法或形体分析法等),按照前后、左右、上下的顺序,利用视图之间的三等关系、方位关系,结合一些读图的技巧,一个面一个面地将其外表面想象出来,并且把它们合成一个整体,然后解决形体剩余的局部问题。利用多媒体教学,直观形象,能够将分析的整个过程清晰且循序渐进地展现给学生,达到事半功倍的效果。对于不同的读图方法,要反复举例,过程要放慢,要让学生非常清楚地明白为什么要选用这个方法,这个方法是怎样运用的。在读图的基本方法掌握之后,可再举两种方法并用的例子。通过一些典型的示例,帮助学生进一步提升空间想象能力。
除了上述提及的方法之外,充分利用模型教具或学生自制橡皮泥模型等方式,要求学生反复观察,绘图读图,从而激发他们空间想象的兴趣,这也不失为是一个好办法。还可以组织学生到本专业的校内实训基地或到就近的化工企业实地观摩,反复思考,进行绘图读图的实践活动。与此同时,教师还要适时指导,以便在最大程度上培养学生的空间想象能力。这样做的前提是,教师必须有目的、有选择地布置学生要看的内容,不然走马观花,就会过目即忘。此外,还可通过课内外布置补画漏线或视图等方式来进行这方面的训练。
四、大力加强学生动手能力的培养
教学内容安排得再合理,基础知识讲授得再透彻,如果没有学生亲自动手实践这一十分重要的环节,这门课程的教学不说是失败,最多也只能算是是成功了一半。《化工制图》是一门实践性较强的专业技能课,要想大幅度地全面提高这门课程的教学质量,必须要有学生大量的动手时间作保证才行。我们不但要在课堂上要求学生反复练习绘图和读图,而且课后更要布置一定分量的作业或任务,加强训练,以期达到最佳效果。
1.加大课堂练习力度
每次课都有一个或几个知识点,每个人的接受能力不同且课堂时间又紧凑,可能会使学生对知识和方法的完全而牢固掌握造成某些不利影响。为了能够多挤出每一分钟让学生操练,教师必须精讲,让他们多想、多看、多实践[2]133,以便加深学生对每次课内容的理解和掌握。同时,教师还应督促学生独立完成与之相关的小练习,并且要不断巡视,进行指导和答疑。另外,对巡视中发现的共性问题,教师还应再拿出一点儿时间讲评,尽最大努力将学生的疑惑解决在课堂上。
2.课后巩固提高
课堂上的理论知识消化和理解,必须以课后的大量练习作保证,才能使学生掌握图样的绘制、阅读的方法与技巧,以及体会耐心、细心、严谨的科学态度在提高绘制高质量图样和准确读图当中的重要性[3]。课后习题布置要合理,有针对性,应重点考查学生对知识的掌握程度,同时也是在给予他们充足的时间,进一步培养自己严谨规范的工作作风。学习《化工制图》,学生必须要反复做练习,才能巩固所学知识和提高绘图、读图的技能,无形中也会将这种优良作风和态度带入其他课程的学习,一举多得。
3.阶段性综合练习跟进
《化工制图》的学习是环环相扣的,课堂练习和平时的作业是针对单一知识点的巩固训练,对学生全面掌握制图的方法和形成连贯且有层次的思路,还是有一定距离的。为将前面所学知识进一步巩固,让学生掌握绘图、读图的顺序、步骤和方法,从而形成一个清晰的思路,给他们安排一定量的阶段性练习就显得十分必要了。如在学习完组合体的三视图的绘制和尺寸标注后,就应该安排一次综合性的阶段练习,让学生绘制一张完整的图纸。
4.结课前综合实践检验
在学习完画法几何和专业制图知识并经过一学期的反复阶段性训练后,在学期结束前可用1~2周时间,将学生分成若干小组,分配给他们不同的任务,布置一些带有一定设计成分在内的课题,让他们把所学到的绘图知识连贯、有序、综合、灵活地运用起来。题目可来自校内外实训基地,内容为专业设备图、专业工艺图等的设计与绘制,且要有必需的文字说明。另一方面,教师也要带领学生深入生产第一线读相关图纸,或就学生绘制的图纸进行阅读。综合这两方面的实践来达到教学效果验证和学生自我检查的双重目的,为改进以后的教学和学生的自我提高提供参考依据。同时,应把上述实践活动给出的成绩纳入结业考试成绩中来,以便弥补闭卷考试中某些重要的技能无法考核的弊端,比如国家标准的查阅等。同时,也可加入口试部分,作为培养学生技术、学习交流与沟通能力的的必要补充[4]。
5.与时俱进,加大计算机绘图教学的力度
科技的发展和新产品的不断研发,使得化工绘图的工作量越来越大,时间要求也越来越紧迫,再像以前那样仅仅用手工绘制图样,显然已不能完全适应形势发展的需要。计算机的普及和发展以及大量应用软件的开发,为解决这个矛盾带来了革命性的变化。据此,现代制图要求学生不但要掌握手工绘图的技能,而且更要熟练地应用计算机进行图样的绘制。《化工制图》教学要在这方面加大力度,因为计算机绘图是与时俱进的,且高效、精确。我们应该要求学生掌握计算机绘图这样一种非常方便、省力的方法,激发他们学习《化工制图》的兴趣,进而掌握现代绘图技能;同时也可使学生在学习的过程中,进一步巩固手工绘图的基础知识、方法和步骤。
[参考文献]
[1]董振珂,许春树.化工制图[M].北京:化学工业出版社,2005:1
[2]葛耿.《化工制图》教学探讨[J].科教文汇,2007,(4).
[3]王国靖,陈国平.关于一般本科院校《化工制图》课程教学的整体思路[J].科技信息,2004,(4):68.
[4]吴洪特,于兵川,尹先清.《化工制图》课程考试方法改革的研究与实践[J].化工高等教育,2005,(2):101.
