制药类制药工程制图改革与实践

导语：制药类制药工程制图改革与实践一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

[摘要]新工科背景下，针对《制药工程制图》教学过程中存在的一系列问题，本文将从教学方法改革，教学内容优化，工程实践能力培养，课程评价体系完善等多方面对教学改革进行探索与实践，取得了一些成果。实践结果表明：这些教学改革措施有利于提高学生的学习积极性，提升工程实践能力和创新能力，符合新工科建设对人才培养的要求。

[关键词]新工科建设；教学改革；制药工程；工程制图；人才培养

随着工业技术的快速发展，为了应对新一轮科技革命所带来的挑战，我国于6年加入国际工程联盟《华盛顿协议》，并于7年积极推动“新工科建设”，旨在全力探索具有中国特色的工程教育模式，培养高端创新的新型技术人才[1-3]。在“新工科”的推动下，中国药科大学制药工程专业以此为契机，围绕“药学”特色，积极多方面探索实践，努力培养适应医药企业发展需要的高水平的“药学”技术人才。《制药工程制图》是中国药科大学制药类(制药工程、药物制剂及生物制药等专业)开设的一门重要专业基础课程，是一门理论联系实际的机械类技术基础课。该课程内容主要包括制图的基本知识及相关国家技术规范标准，制药工程图样的绘制以及AutoCAD基础操作技能和技能。它要求学生具备一定的识读及绘制制药工程图样的能力，也为后续开设的《化工原理课程设计》、《制药工程学》、《药厂实习》等课程夯实基础。目前，该课程教学计划分别是58、及34个学时，作为专业基础课在大二开设。在实践教学过程中，笔者发现药学类学生的几何基础知识比较薄弱，空间想象能力不足，课程的教学内容及知识点繁杂且多而课时数有限，这些困难给制图的教学工作带来了一些挑战。如何优化《制药工程制图》的教学内容，改革教学方法，使其满足新工科的建设要求，培养适应新一轮科技革命和产业变革的卓越科学技术人才，成为了图学工作者的研究重点。

1《制药工程制图》教学过程中存在的问题

1.1学时少与教学内容多的矛盾

《制药工程制图》涉及的内容广，包含画法几何、制图基础、三视图的绘制、机械的常用表达方法、制药工程图样的绘制及AutoCAD基础操作等内容。作为工程类的专业基础课，大部分学生第一次接触机械设备，空间想象力不足，对立体模型理解不深，学生往往想象不出已知视图所要表达的立体结构，更不要说补画其他视图，这就需要图学工作者多花时间通过引导学生“多读图”“多看图”来培养其空间想象力，有限的课时量给学生空间想象力的提高造成了一定的困扰。此外，受课时量的限制，过去对制药工程图样的绘制及AutoCAD软件的使用这部分内容的讲解过于笼统，不透彻，而这些内容在为后续专业课程《化工原理》、《制药工程学》及课程设计类课程夯实基础，重要性不言而喻。为了培养适应“新工科”建设需要的工程师人才，提升学生的识读及绘制工程图样的能力，如何在有限的时间内解决教学内容多而课时少的矛盾，成为了每一位图学工作者需要解决的重要问题。

1.2内容枯燥、乏味，学生兴趣不浓

《制药工程制图》这门课所涉及的知识点零散，繁杂，大多是国标里记忆性内容，知识点之间关联性较弱，不利于学生理解、记忆。繁多的课程内容需要老师在有限的时间内将知识点讲解清楚，从而限制了老师与学生的互动教学，上课的讲课方式变为填鸭式教学，影响了学生的学习热情和兴趣。此外，在教学过程中，老师处于绝对的权威中心，学生处于被动接受的位置，教学内容及目标都是教师人为设定好的，学生缺乏探索、求知的过程，这就导致学生在学习的过程中，对课程内容感到枯燥乏味，缺乏兴趣。同时，该课程要求学生具有较好的空间想象力，部分学生想象力的不足导致学习难度较大，从而打击了学习的自信心和积极性。

1.3教学手段单一

《制药工程制图》需要培养学生的空间想象能力，具有在大脑中将二维平面图形转化为三维立体结构的能力。过去传统教法是将木模和画好的平面图形进行对比，老师在黑板上演示并解析画图过程。这种讲法过于单一，学生的感受不直观，空间想象能力难以得到提高。此外，在实际学习的过程中，往往会碰到没有木模的复杂机件结构，学生反馈无法想象出机件的内外部结构，老师因此很难将其给学生讲清楚，说明白，这也是制图教学的困难所在。

1.4工程实践经验不足影响学习效果

《制药工程制图》作为先行专业基础课程在大二开设，此时学生尚未修读《化工原理》、《制药工程学》和《制药设备基础》等专业课程，更未开始工厂实习，因而工程实践经验不足，对图样涉及的工艺结构及相关功能认识不够，增加了学习难度，影响了学习效果。实践经验的缺乏也影响了对零件的加工过程及工艺的理解，导致了学生随意标注零件尺寸和填写技术要求，绘制的工程图样中出现很多不满足工程实践要求的地方。

1.5理论与实践结合不够紧密影响学生解决工程实际问题的能力

《制药工程制图》的教学目标是为了培养学生掌握阅读并绘制制药领域相关图纸的能力。而我们对即将毕业的学生调研发现：大部分学生缺乏看懂复杂工程图样的能力，所绘制的工程图样不规范，无法满足国标要求，导致不能应用于工业生产。后续专业课程《化工原理课程设计》、《制药工程学课程设计》的学习任务需要学生熟练掌握AutoCAD软件绘制制药设备图、制药工艺图等工程图样，实践教学中发现学生很难达到相应教学要求。究其原因是老师在课堂上教授的知识点与工程实践的实际需求不能完全契合，存在差距，这就导致了学生在完成本门课程的专业学习后，无法将所学的各知识点组成完整的知识结构网并融会贯通地利用所学知识解决实际工程问题，难以看懂和绘制满足国标要求的图纸。

2《制药工程制图》课程教学改革实践

2.1优化整合教学内容，突出重点

为解决教学内容多而课时少的矛盾，不能简单地依靠压缩教学内容精减课时，须在教学内容上进行优化整合。教学内容的优化不仅要考虑其实用价值及必要性，还要注意其与后续专业课程的相关联系，仔细斟酌，重要的教学内容不能丢失，与工程实践联系紧密的章节内容需要得到加强。在处理《制药工程制图》各章节内容关系、整合教学内容的过程中，我们做了以下改革措施：(1)对于制图基本知识这一章节，保留国家标准内容的介绍，几何作图及平面图形的绘制变为线上微视频教学，学生自学为主，教师教授为辅；(2)降低相贯线、截交线的教学要求，去掉轴测图部分的内容；(3)由于制药设备图及制药工艺图与工程实践联系紧密，且也是后续专业课程《化工原理课程设计》、《制药工程学课程设计》及《制药工程学》的学习基础，着重提高该章节教学课时，包括图样的概念、意义、作用、表达内容及标注，确保学生学完该章节后可以独立识读及绘制相关图样；(4)AuotoCAD计算机绘图已成为现今工程图样绘制的主要方式，此次课程改革将强化计算机绘图的学习，将其贯穿于整个教学过程，确保学生能熟练使用AutoCAD软件绘图各类图样，最终可独立完成工程设计的绘图任务。

2.2改革教学方式，丰富教学手段

为了充分调动学生的积极性，提高学习效率，教师应尝试通过多元化的教学手段和方式来引导和鼓励学生探索和钻研制图知识。(1)首先，通过引入“翻转课堂”的教学方式，以学生为中心，将学生容易自学掌握的内容，以观看视频讲座、flash动画、以及阅读功能增强的电子书的形式安排学生课前自主学习，课上分组讨论并PPT演示，老师最后简要讲授点评，这样既节省了课时，又能起到鼓励学生自主探索、钻研的作用。例如，在第一章制图基本知识关于国标内容的教学中，安排学生课前自行查询国标的相关内容，课上分组讨论，讨论后安排各组成果展示，这样既提高学生自主学习的能力，也调动学生学习的积极性，避免出现课堂老师“满堂灌”的现象。(2)其次，微视频是一种互联网时代涌现出来的新的教学方式，它以主题突出、制作简单实用、交互性好等特征在各大高校的教学改革中得到广泛的应用。与传统的教学方法比相比，微视频从图、文、声、像等多方面着手，通过听觉、视觉和触觉等手段将信息迅速传输给大脑，大脑中心综合处理信息，获取知识，营造出一种良好的学习环境，从而提高学生的学习效率，增强学习兴趣[4]。《制药工程制图》的知识点大都相对独立(比如，点、线、面的投影，AutoCAD软件的使用)，每个知识点可以单独制作成视频，学生利用课后时间观看微视频提前预习课堂内容，这样可以提高课堂的教学效果。对于各章节的重难点，也可做成针对性强的微视频，方便学生课后复习巩固，如遇课上没有听懂的知识点，也可以方便学生再次学习，帮助解疑答惑。在“”疫情爆发的时候，微视频也作为一种线上教学的方式被各大高校广泛使用，解决了老师与学生的“距离”问题，让学生在家“停课不停学”。笔者从1年开始尝试将微视频引入教学中来，已顺利完成在线课程建设，学生可以根据自己的需求随时随地地利用网络微课教学资源合理地安排学习进程，最终的教学效果得到了学生的认可。(3)案例教学法是一种以案例为基础的教学方法。与传统的教学方法相比，它鼓励学生通过积极讨论案例，老师讲评，帮助学生理解相关知识、原理，有利于提高学生的分析和解决问题的能力，激发学生的学习积极性，充分发挥学生的主观能动性和创造力，从“要我学”变成“我要学”。《制药工程制图》主要培养学生绘图、识图的能力，要求初步具备利用图样这门工程语言来表达自己的设计思想以解决工程实际问题的能力。通过案例教学，使学生参与到图案的设计、分析及总结中来，对课程内容的学习更有针对性和目的性，培养学生独立思考和发现、解决实际问题的能力。例如，在讲解制药设备图的时候，选择以习题集上的25m3多组分反应釜作为案例，老师简要介绍制药设备图的表达方法之后，将学生分组，结合习题集上提出的问题，组织学生分组讨论，最后各组推举代表来介绍反应釜的结构，并回答习题集上提出的问题。在整个案例教学过程中，学生一直带着问题在思考学习，可以加深对该案例所涉及知识点的理解，还可以回顾过去已学知识，在脑海中构建一个完整的知识结构体系。对于学生在讨论中理解不正确或不够深入的地方，老师加以点拨、重点讲解，对教学目标的达成起到事半功倍的效果。(4)传统的工图教学向学生展示机件的内外部结构及机件的工作原理时，往往使用课件中的立体图或者定制的实木模型，这些都属于枯燥的静态画面，学生理解、掌握起来比较困难，也不易于师生间的沟通和激发学生的学习兴趣。近年来，三维软件如Solidwork、Inventor等软件已广泛应用于机械产品设计领域，通过它们快速构建计算机立体模型库和机械的模拟仿真动画[5]。虽然课时的限制导致学生无法去学习掌握这些三维软件的使用，但工图教育者可以以此为一种新型教学手段，将枯燥、复杂的制药设备结构、工作原理等课程内容以生动、活泼的三维动画形式展现在学生面前，弥补其空间想象力和认知力不足的缺陷。这些引人入胜的动画元素，既丰富了教学内容，增加了教学的趣味性，同时加深了学生对课程内容的理解，培养了学生的空间想象能力。笔者所在教研室已将课程中碰到的复杂制药设备及机件通过逼真的三维动画的形式展示在学生面前，收到了较好的效果。

2.3注重理论与工程实践相结合

(1)购买定制常见的机件模型，建立模型室。在学习常用件和标准件时，带领学生参观模型室，通过查看具体的实物来了解机件的工作原理，例如，观摩螺纹连接，齿轮传动等结构。在模型的帮助下，学生能快速掌握教学内容，理解也更透彻。在参观之前，指导学生提前预习，初步了解机件的结构特征及应用领域；参观时有针对性地指导学生实际操作模型，探索它的工作原理；参观完，工图教育者对机件的关键结构及功能进行重点讲解，答疑解惑，加深映像。该章节内容学习结束后，布置大图作业-螺纹紧固件的装配图，以便学生掌握并巩固已学知识。通过增加这一环节，促使学生学习的内容不在停留在理论上，更多地与工程实践相结合。(2)课程进程末端，增加绘制大图这样的实践环节，选择难度适宜的制药工艺图、制药设备图布置给学生绘制。其目的：一是大图会涉及前面所学各章节内容，通过大图的绘制回顾三视图的画法，强化对机件的常见表达方法的理解，巩固零件图、装配图的尺寸标注及技术要求填写方法等知识点。二是通过大图的绘制，培养学生严谨的工作作风和工程素质，提高阅读和绘制机械图样的能力，学会综合运用所学知识来解决工程实际问题，培养学生的团队合作意识，满足新工科教学改革的需要。

2.4完善课程评价体系，全面评价学生成绩

《制药工程制图》的教学内容包含制图理论知识和AutoCAD实践两大块，具有很强的实践性和操作性。它要求学生不仅要掌握国标规定的基础理论知识，更要学会根据国标的规定来识读及绘制工程图样，解决工程实际问题。因此，该课程的考核方式要由考试变革为考察，实行过程化的考核机制，改变过去“一考定成绩”的模式。笔者将考核的成绩主要分为三部分，考核方式为闭卷：首先，平时成绩占20%。主要考察学生上课回答问题的情况及作业完成的情况，工程图样的识读及绘制，空间想象力的培养是一个循序渐进的过程，不能一蹴而就，需要学生平时上课认真听讲，勤思考，多交流，课后及时完成作业，出现问题跟老师多请教沟通。其次，AutoCAD绘图占20%。现如今，AutoCAD绘图已经成为了制药工程领域主流的绘图方式，后续专业课程《化工原理课程设计》、《制药工程学课程设计》都需要学生用AutoCAD软件来完成，因此，掌握AutoCAD软件绘图显得尤为重要。笔者将挑选一副难度适宜的制药设备图或制药工艺图让学生来绘制，考察对AutoCAD软件的熟悉及掌握情况。最后，期末考试占%。考试的范围不再限定于三视图的绘制、机件常用的表达方法及标准件、常用件等内容。为考察学生对工程图样的理解及掌握情况，增大制药设备图及制药工艺图部分所占分值，确保培养的学生满足新工科对毕业生的要求，可以解决工程实际问题。

3课程改革实施效果

经过三年的教学改革，《制药工程制图》的教学质量有了明显的提升，学生学习的热情得到了较大的提高，学生不再出现“谈图色变”的情绪，课程设计及毕业设计图纸的质量得到了专业老师的认可。在全国范围内的制药工程设计大赛上，多名本专业的学子取得了一等奖、二等奖等佳绩。学生就业后，工程图样的识读和绘图能力得到了用人单位的认可。

4结束语

目前，国家正在实施“新工科”建设，对人才的培养提出了更高的要求[6-8]。作为传统学科，需要融合更多更新的教学内容、教学理念、教学方式为新工科服务，提高人才培养的质量，以适应时代对工科人才的需求[]。此次《制药工程制图》的教学改革，为基础课程的升级优化做了一次大胆的尝试，已取得不错的成果，培养的工程能力强、综合素质高的人才必将紧跟时代步伐，为我国未来制药产业的发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]张德谨，谢永，王红艳，等．新工科背景下地方应用型大学《化工制图》课程改革探索[J]．广东化工，8，(3)：-．

[2]张安富，刘超．“中国制造5”背景下的新工科构建[J]．中国大学教学，7()：21-33．

[3]穆浩志，薛立军．工程教育专业认证背景下工程制图课程大纲的改革与实践[J]．图学学报，6，36(5)：711-717．

[4]蓝晓民，王胜智．“工程制图”课程多媒体教学方法探讨[J]．图学学报，4，34(1)：120-121．

[5]穆浩志，王晓菲．基于“互联网+”的《工程制图》课程CAD上机实验教学研究与实践[J]．图学学报，7，38(5)：772-778．

[6]杨婷．新工科背景下理工科研究生培养探索[J]．科技风，1，(01)；142-1．

[7]杨慧珍．新工科背景下的理工科研究生培养对策探索[J]．当代教育实践与教学研究，，(20)：66-．

[8]袁凌杰．新工科背景下的理工研究生培养对策研究[J]．高等学刊，8，(1)：1-1．

[]岳思羽，宋凤敏，赵佐平，等．新工科背景下《工程制图》课程改革的探索[J]．广东化工，0，(21)：-.

作者：季菲 黄德春 单位：中国药科大学