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[摘要]針對當(dāng)下高等學(xué)校教育中的首要任務(wù)及化工制圖教學(xué)中的問題,高校教師必須要認(rèn)真思考如何將素質(zhì)教育合理融入到日常教學(xué)中,完成立德樹人這一神圣使命。筆者通過合理整合化工制圖教學(xué)內(nèi)容,選擇合適案例作為載體結(jié)合可視化教學(xué)和化工仿真模擬積極調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造的主觀能動性以解決化工制圖教學(xué)中存在的問題,使學(xué)生樹立起嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化概念,培養(yǎng)良好的制圖習(xí)慣與高度的責(zé)任感、使命感及安全意識,熟練掌握課程教學(xué)內(nèi)容并能靈活應(yīng)用于工程實(shí)踐,有助于培養(yǎng)化工相關(guān)專業(yè)的高素質(zhì)人才。
[關(guān)鍵詞]化工制圖;素質(zhì)教育;工程案例;載體;教學(xué)實(shí)踐
2018年9月10日總書記在全國教育大會上指出教育是國之大計(jì)、黨之大計(jì),并對我國教育的首要問題和根本任務(wù)等進(jìn)行了深入闡述[1]。習(xí)總書記的講話為高校學(xué)生素質(zhì)教育提出了明確的要求,即堅(jiān)持把立德樹人作為根本任務(wù),大力培養(yǎng)各領(lǐng)域品德修養(yǎng)高、綜合素質(zhì)拔尖的創(chuàng)新人才,才能為黨和國家的興旺發(fā)展輸送一代又一代合格的建設(shè)者和接班人,實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興[2]。此外,世界各國的綜合國力競爭已逐漸演化為科學(xué)技術(shù)競爭以及高素質(zhì)人才培養(yǎng)。大力培養(yǎng)各領(lǐng)域的高素質(zhì)創(chuàng)新人才,是當(dāng)前世界各國促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升綜合國力的重要途徑[3]。因此加強(qiáng)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)是當(dāng)下高等學(xué)校教育中的首要任務(wù)。化學(xué)工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工業(yè)支柱,故而化工領(lǐng)域人才能力和素質(zhì)培養(yǎng)也應(yīng)有更高更嚴(yán)的要求。化工制圖課程是高等院校化工類學(xué)生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是專門研究化工圖樣圖示、繪制與讀閱的課程,有助于培養(yǎng)學(xué)生的形象思維與空間想象能力以及工程實(shí)踐意識[4]。這也是一門標(biāo)準(zhǔn)性非常嚴(yán)格的課程,要求學(xué)生在進(jìn)行圖紙繪制時必須嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,小到字體、圖紙選用,大到零件設(shè)備圖示與尺寸,每個環(huán)節(jié)都有特別嚴(yán)格、細(xì)致的要求,要勝任化工制圖工作就必須要具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和實(shí)事求是的作風(fēng)。特別是隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用,多數(shù)高等學(xué)校根據(jù)化工設(shè)計(jì)需求將化工制圖與CAD課程合并,以體現(xiàn)學(xué)科交叉性以及理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的特點(diǎn)[5]。然而筆者在《化工制圖及CAD上機(jī)訓(xùn)練》課程的教學(xué)期間,發(fā)現(xiàn)該門課程教學(xué)存在以下問題亟待解決:(1)在高校教學(xué)改革壓縮課時的背景下,如何在課時不變甚至減縮的情況下以立德樹人為宗旨合理合并《化工制圖》與《CAD上機(jī)》兩門課程并保證教學(xué)質(zhì)量?(2)講授課程時大部分學(xué)生還未參與生產(chǎn)實(shí)踐,缺乏對化工流程和工藝設(shè)計(jì)等形象的認(rèn)識,很難將理論和實(shí)際聯(lián)系起來,在這樣的前提下,如何讓學(xué)生真正認(rèn)識到在化工制圖時“失之毫厘謬以千里”的真諦?采用何種教學(xué)措施以提高學(xué)生素質(zhì)進(jìn)而樹立其化工工程師的責(zé)任感?針對當(dāng)下高等學(xué)校教育中的首要任務(wù)以及化工制圖教學(xué)中存在的問題,筆者意識到作為高校教師必須要認(rèn)真思考如何將素質(zhì)教育合理融入到日常教學(xué)中去,并在傳授專業(yè)課的同時潛移默化地完成育人這一神圣使命,有助于推動社會整體素質(zhì)的提升。因此,筆者在近年高校教學(xué)改革壓縮課時和大力培養(yǎng)各領(lǐng)域高素質(zhì)專門人才的背景下,探索著通過結(jié)合課程特點(diǎn)合理整合化工制圖與CAD教學(xué)內(nèi)容體系,適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)教學(xué)的模式和方法、積極調(diào)動學(xué)生興趣和創(chuàng)造的主觀能動性等方法解決以上化工制圖教學(xué)過程中存在的問題,本文詳細(xì)闡述了筆者是如何嘗試以案例為載體將素質(zhì)教育融入到化工制圖這門課程的教學(xué)中來(詳見圖1),從而使學(xué)生樹立起嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化概念,培養(yǎng)良好的制圖習(xí)慣與創(chuàng)造力、高度的責(zé)任感、使命感以及安全意識,熟練掌握課程教學(xué)內(nèi)容并能靈活應(yīng)用于工程實(shí)踐,以期圖一中的方法探索和實(shí)踐有助于實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)化工相關(guān)專業(yè)的高素質(zhì)人才。
1合理整合授課內(nèi)容,以相關(guān)案例作為教學(xué)重點(diǎn)
圖樣是交流技術(shù)、指導(dǎo)制造、使用及維修的工具,被譽(yù)為工程技術(shù)界的“語言”。要成為一名合格的化工及相關(guān)專業(yè)人員,掌握好“工程技術(shù)界的語言”是首要的[6]。因此,對于化工及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生來說,提高其制、閱圖能力是提高課程教學(xué)質(zhì)量的基本要求。
1.1授課內(nèi)容的整合
CAD作為化工及相關(guān)專業(yè)制圖的輔助工具,是一項(xiàng)基本的上機(jī)操作,使用方法與其它專業(yè)是相似的,只要敢于嘗試CAD軟件各命令的功能與操作方法再加以適當(dāng)練習(xí)就可很好的掌握,所以在整合授課內(nèi)容時無需占用較多課時用于CAD的基本操作講解,而是要注重利用CAD基本操作繪制化工制圖常用圖元,既可讓學(xué)生掌握化工制圖常用圖元的CAD繪制方法、熟悉CAD軟件的基本操作命令,還可有效提高教學(xué)效率、合理壓縮課時。此外,還要注重突出專業(yè)特色。對于化工相關(guān)專業(yè),制圖課程要重點(diǎn)講授化工工藝圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖以及化工容器裝配圖的作用、基本內(nèi)容與圖示特點(diǎn)、繪制方法與步驟以及相關(guān)制、閱圖方法和技巧,并融入繪圖標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,授課時應(yīng)特別注意提醒學(xué)生在進(jìn)行化工制圖時,既要保證繪圖內(nèi)容準(zhǔn)確,又要使各圖元的線型、標(biāo)注等繪圖環(huán)境也符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,在課程整合中將CAD基本操作命令講解與化工制圖常用圖元繪制進(jìn)行合理融合是提高授課效率的關(guān)鍵。解決這一問題的方法是把具有代表性的化工工程案例圖紙分解為簡單的基本圖元,如:各類封頭、普通精餾塔主體與塔板、支座與人孔等,課上重點(diǎn)講授這些基本圖元的CAD繪制方法以及繪圖環(huán)境的準(zhǔn)確設(shè)置。在實(shí)際教學(xué)中以學(xué)生上機(jī)練習(xí)為主,課堂講授為輔。針對各類化工圖紙均從最簡單的圖元繪制出發(fā),并將分解圖紙內(nèi)容的任務(wù)布置給學(xué)生,在每次上機(jī)練習(xí)中都布置相應(yīng)的繪圖任務(wù),遵循循序漸進(jìn)的原則不斷引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行上機(jī)操作,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性,同時也能提高他們的CAD軟件操作能力。由此,學(xué)生在學(xué)習(xí)制、閱圖時由淺入深、由簡至繁,可最大限度調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,逐步掌握化工制圖的要領(lǐng),最終可熟練地根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況與化工基礎(chǔ)理論知識以CAD軟件為輔助工具進(jìn)行相關(guān)化工工程設(shè)計(jì)。
1.2案例選擇與資源庫的創(chuàng)建
在高校改革壓縮學(xué)時的背景下,本門課程的內(nèi)容繁多而課時有限。考慮到學(xué)生對化工制圖CAD軟件的掌握能力是通過在實(shí)際作圖中不斷嘗試和摸索來提高的,所以可利用學(xué)校現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建立教學(xué)資源庫,提供教學(xué)課件、課程錄像和工程案例等豐富的資源,保證學(xué)生在課堂內(nèi)、外都有條件和資源繼續(xù)提高圖紙閱讀與繪制能力,同時可加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)項(xiàng)目問題的理解和解決能力。由此可見,化工制圖教學(xué)要在有限的課時內(nèi)取得好的教學(xué)效果,需以豐富的、具有代表性的實(shí)際案例為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué),以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將授課中心轉(zhuǎn)變?yōu)榛すこ贪咐治觯龠M(jìn)學(xué)生積極思考,實(shí)現(xiàn)理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)目的,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。可見合理選擇案例可確保學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,筆者邀請?jiān)诨づc相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中具有豐富經(jīng)驗(yàn)和能力的4位老師,請他們提供所涉及領(lǐng)域3~5個具有代表性的可公開案例及相關(guān)工藝制圖,創(chuàng)建化工制圖網(wǎng)絡(luò)資源庫,引導(dǎo)學(xué)生利用課下時間查閱了解資源庫中所涉及項(xiàng)目的背景與工藝,總結(jié)并記錄相關(guān)內(nèi)容,例如:工藝流程在廠區(qū)的分布、廠房各層設(shè)備的布置以及設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)等。在此基礎(chǔ)上結(jié)合化工專業(yè)基礎(chǔ)理論以及本門課程所學(xué)習(xí)的制、閱圖知識在課上完成相關(guān)圖紙的閱讀與CAD抄圖,從而可鞏固加深學(xué)生對化工設(shè)備裝配圖、工藝流程圖、設(shè)備布置圖以及管道布置圖等各類化工圖紙作用、內(nèi)容、繪制方法以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的理解與應(yīng)用。通過檢查學(xué)生完成圖紙的準(zhǔn)確性和規(guī)范性來考察體現(xiàn)其將實(shí)際案例與CAD制圖相融合的能力與水平,進(jìn)而來鑒定、確保學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,以上措施既能提高教學(xué)效率、擴(kuò)展學(xué)生的知識面,又能增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)際工程案例的理解,學(xué)會借助相關(guān)工具把理論知識與實(shí)際案例相結(jié)合。
2在良好的制、閱圖基礎(chǔ)上以案例為載體融入素質(zhì)教育
近年來科技的飛速發(fā)展使知識傳授型的教學(xué)模式開始向教師引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動與學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式過渡[7]。在此特殊變革時期,如何保證教學(xué)和人才質(zhì)量成為高校教學(xué)改革的焦點(diǎn)。在此新形勢下人才的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)由社會根據(jù)學(xué)生的能力與綜合素質(zhì)來評判。因此,在良好的制、閱圖基礎(chǔ)上,以案例為載體合理地將素質(zhì)教育融入到化工制圖教學(xué)中,必將對化工及相關(guān)專業(yè)學(xué)生個人修養(yǎng)和綜合素質(zhì)穩(wěn)步提升起到一定的潛移默化的幫助作用,也將對國民整體素質(zhì)提升起到積極的推動作用。
2.1樹立、提高學(xué)生的生產(chǎn)意識,糾正制圖不良習(xí)慣
授課時由于學(xué)生還未開始生產(chǎn)實(shí)習(xí),不熟悉化工設(shè)備與相關(guān)零部件、工藝流程以及設(shè)備、管道布置等知識,但本門課程中涉及的化工設(shè)備裝配圖、設(shè)備和管道布置圖以及工藝流程圖等內(nèi)容都與生產(chǎn)實(shí)際密切聯(lián)系,故而學(xué)生很難將理論知識與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來。若按照傳統(tǒng)的化工制圖教學(xué)模式,單純地靠課堂講解各類圖紙的制、閱方法以及遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的重要性,這樣單方面的灌輸就好似空中建樓。因?yàn)閷W(xué)生對課上所講的內(nèi)容缺乏感性的認(rèn)識,也無法展開合理的想象,使得教學(xué)效果事倍功半。鑒于此,根據(jù)資源庫中已選的具有代表性的工程案例,通過播放相關(guān)視頻材料或借助VirtualReality(VR)技術(shù)虛擬代表性工藝進(jìn)行沉浸式、可視化教學(xué),同時結(jié)合引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、開展小組討論等方式,盡量將課程中抽象的知識形象化甚至可視化,讓學(xué)生能夠真正體會到圖樣中每一個數(shù)據(jù)、符號都與實(shí)際的生產(chǎn)要求、安全要求相關(guān),并深刻認(rèn)識到繪圖時任何繪制或者標(biāo)注失誤都可能引起不堪的后果,以至于危害社會安全。由此,可使學(xué)生充分認(rèn)識到化工制、閱圖的嚴(yán)密性、科學(xué)性對實(shí)際生產(chǎn)的重要性,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生工作時的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真態(tài)度,初步建立生產(chǎn)意識,樹立其對生產(chǎn)現(xiàn)場和用戶負(fù)責(zé)的責(zé)任感。以上改進(jìn)將原本以講授為中心轉(zhuǎn)化為以工程案例為中心,從實(shí)際案例中如車間選址、構(gòu)筑物耐火等級、設(shè)備和管道布置情況等細(xì)節(jié)開始,讓學(xué)生能夠結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場弄清楚準(zhǔn)確、規(guī)范繪制相關(guān)圖紙的重要意義,使學(xué)生真正樹立起技術(shù)必須對生產(chǎn)負(fù)責(zé)的使命感和責(zé)任感,感悟“失之毫厘謬以千里”的真諦。通過這種教學(xué)方法的實(shí)施,可以以立德樹人為指導(dǎo)思想,巧妙地將素質(zhì)教育融入到化工制圖中,時刻提醒學(xué)生要有極強(qiáng)的生產(chǎn)意識和責(zé)任意識,必須嚴(yán)格按照生產(chǎn)實(shí)際需求與標(biāo)注規(guī)范制圖,及時糾正不良的繪圖習(xí)慣。
2.2樹立、強(qiáng)化學(xué)生的安全意識
在進(jìn)行案例教學(xué)時,教師要特別注意強(qiáng)調(diào)“安全第一”的原則,因?yàn)閷τ诨ぜ跋嚓P(guān)行業(yè)來說,具有超強(qiáng)的安全生產(chǎn)意識也是個人綜合素質(zhì)提升的重要表現(xiàn)[8]。因此,在教學(xué)中通過典型案例來樹立、強(qiáng)化學(xué)生的安全意識,也是將素質(zhì)教育融入化工制圖課程中的重要途徑。在授課中注重以一些相關(guān)的真實(shí)安全事故為例,借此充分、形象地講解化工圖樣各個圖元、符號以及標(biāo)注在實(shí)際工程中的重要作用,例如:設(shè)備裝配圖樣技術(shù)要求中的焊接點(diǎn)以及壓力、密封性測試等的具體意義與要求,以及設(shè)備布置圖在進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制時為何要嚴(yán)格遵循安全生產(chǎn)的要求。因?yàn)橹挥性诎踩谝坏那疤嵯虏拍軐?shí)現(xiàn)和保證經(jīng)濟(jì)效益最大化[9],從而培養(yǎng)學(xué)生樹立真正的“安全第一”意識。此外,還可通過化工仿真技術(shù)模擬預(yù)測所得的代表性工程案例在不同設(shè)計(jì)指標(biāo)下的運(yùn)行數(shù)據(jù),在分析對比所得模擬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生切身體會在化工工程設(shè)計(jì)中萬萬不可存在“偷懶、僥幸”心理,一念之差可能就會導(dǎo)致嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。因此,即使學(xué)生已經(jīng)通過課程學(xué)習(xí)掌握了良好的制、閱圖方法與技術(shù),也樹立了生產(chǎn)意識,但是還應(yīng)該在這個基礎(chǔ)上通過案例教學(xué)強(qiáng)化學(xué)生“安全為天”的思想,只有時刻把“安全第一、環(huán)保優(yōu)先”的理念放在一切工作的出發(fā)點(diǎn),才有助于培養(yǎng)高素質(zhì)的化工及相關(guān)專業(yè)的人才,才算真正達(dá)到本門課的教學(xué)目的。
3結(jié)論
通過優(yōu)化現(xiàn)有的化工制圖課程內(nèi)容與教學(xué)模式,以案例為載體將素質(zhì)教育融入到日常授課中,由機(jī)械模仿抄圖變?yōu)閷W(xué)生自主完成、完善,力求從培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力出發(fā),以立德樹人為根本任務(wù),在授課過程中通過實(shí)際案例的講解與繪制提高學(xué)生制、閱圖的能力和想象力,同時提高學(xué)生的生產(chǎn)意識、糾正不良的作圖習(xí)慣,樹立并強(qiáng)化學(xué)生的安全意識。課程結(jié)束后學(xué)生的工程實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力以及專業(yè)素質(zhì)均有望提高,有助于全面提高相關(guān)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量,有利于培養(yǎng)理論和實(shí)踐相結(jié)合的高素質(zhì)化工及其相關(guān)專業(yè)人才。
作者:王榕 羅美 蔡建信 陳慧萍 單位:南昌大學(xué) 資源環(huán)境與化工學(xué)院