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1、制药类制药工程制图改革与实践摘要新工科背景下，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，工程实践能力培育，课程评价体系完善等多方面对教学改革进行探究与实践，取得了一些成果。实践结果说明：这些教学改革措施有利于提高学生的学习主动性，提升工程实践能力和创新能力，符合新工科建设对人才培育的要求。关键词新工科建设；教学改革；制药工程；工程制图；人才培育随着工业技术的快速进展，为了应对新一轮科技革命所带来的挑战，我国于2022年加入国际工程联盟华盛顿协议，并于2022年主动推动“新工科建设，旨在全力探究具有中国特色的工程教育模式，培育高端创新的新型技术人才1-3。在
2、“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，主动多方面探究实践，努力培育适应医药企业进展需要的高水平的“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学问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。它要求学生具备肯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，该课程教学打算分别是58、51及34个学时，作为专业基础课在大二开设。在实践教学过程
3、中，笔者发觉药学类学生的几何基础学问比较薄弱，空间想象能力缺乏，课程的教学内容及学问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，培育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讨论重点。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，空间想象力缺乏，对立体模型理解不深，学生往往想象
4、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“多看图来培育其空间想象力，有限的课时量给学生空间想象力的提高造成了肯定的困扰。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。为了培育适应“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
5、的学问点零散，繁杂，大多是国标里记忆性内容，学问点之间关联性较弱，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学问点讲解清晰，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，老师处于肯定的权威中心，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，学生缺乏探究、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，部分学生想象力的缺乏导致学习难度较大，从而打击了学习的自信念和主动性。1.3教学手段单一制药工程制图需要培育学生的空间想象能力，具有在
6、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冗杂机件结构，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晰，说明白，这也是制图教学的困难所在。1.4工程实践阅历缺乏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，因此工程实践阅历缺乏，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
7、践阅历的缺乏也影响了对零件的加工过程及工艺的理解，导致了学生随便标注零件尺寸和填写技术要求，绘制的工程图样中出现许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育学生把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觉：大部分学生缺乏看懂冗杂工程图样的能力，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娴熟把握AutoCAD软件绘制制药设备图、制药工艺图等工程图样，实践教学中发觉学生很难到达相应教学要求。究其缘由是老师在课堂
8、上教授的学问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本钱门课程的专业学习后，无法将所学的各学问点组成完好的学问结构网并融会贯通地利用所学学问解决实际工程问题，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，不能简洁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有用价值及必要性，还要留意其与后续专业课程的相关联系，认真斟酌，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
9、革措施：(1)对于制图基本学问这一章节，保存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，确保学生能娴熟使用AutoCAD软
10、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主动性，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舞学生探究和钻研制图学问。(1)首先，通过引入“翻转课堂的教学方式，以学生为中心，将学生简单自学把握的内容，以观看视频讲座、flash动画、以及阅读功能增添的电子书的形式支配学生课前自主学习，课上分组商量并PPT演示，老师最终简要讲授点评，这样既节约了课时，又能起到鼓舞学生自主探究、钻研的作用。例如，在第一章制图基本学问关于国标内容的教学中，支配学生课前自行查询国标的相关内容，课上分组商量，商量后支配各组成果展示，这样既提高学生
11、自主学习的能力，也调动学生学习的主动性，避开出现课堂老师“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、制作简洁有用、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快速传输给大脑，大脑中心综合处理信息，获取学问，营造出一种良好的学习环境，从而提高学生的学习效率，增添学习兴趣4。制药工程制图的学问点大都相对独立(比方，点、线、面的投影，AutoCAD软件的使用)，每个学问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
12、果。对于各章节的重难点，也可做成针对性强的微视频，方便学生课后复习稳固，如遇课上没有听懂的学问点，也可以方便学生再次学习，关心解疑答惑。在“新冠疫情爆发的时候，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19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，学生可以依据自己的需求随时随地地利用网络微课教学资源合理地支配学习进程，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，它鼓舞学生通过主动商量案例，老师讲评，关心学生理解相关学问、原理，有利于提高学生的分析和解决问题的
13、能力，激发学生的学习主动性，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育学生绘图、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，使学生参加到图案的设计、分析及总结中来，对课程内容的学习更有针对性和目的性，培育学生独立思索和发觉、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，组织学生分组商量，最终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，学生始终
14、带着问题在思索学习，可以加深对该案例所涉及学问点的理解，还可以回顾过去已学学问，在脑海中构建一个完好的学问结构体系。对于学生在商量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、把握起来比较困难，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
15、习把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、冗杂的制药设备结构、工作原理等课程内容以生动、活泼的三维动画形式呈现在学生面前，弥补其空间想象力和认知力缺乏的缺陷。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，培育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冗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)购置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，带着学生参观模型室，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
16、等结构。在模型的关心下，学生能快速把握教学内容，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，探究它的工作原理；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，以便学生把握并稳固已学学问。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，选择难度适合的制药工艺图、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
17、件的常见表达方法的理解，稳固零件图、装配图的尺寸标注及技术要求填写方法等学问点。二是通过大图的绘制，培育学生严谨的工作作风和工程素养，提高阅读和绘制机械图样的能力，学会综合运用所学学问来解决工程实际问题，培育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，全面评价学生成果制药工程制图的教学内容包含制图理论学问和AutoCAD实践两大块，具有很强的实践性和操作性。它要求学生不仅要把握国标规定的基础理论学问，更要学会依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，转变过去“一考定成果的模式。笔者将考核的成果
18、主要分为三部分，考核方式为闭卷：首先，平常成果占20%。主要考察学生上课回答下列问题的状况及作业完成的状况，工程图样的识读及绘制，空间想象力的培育是一个循序渐进的过程，不能一蹴而就，需要学生平常上课仔细听讲，勤思索，多沟通，课后准时完成作业，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，把握AutoCAD软件绘图显得尤为重要。笔者将选择一副难度适合的制药设备图或制药工艺图让学生来绘制，考察对AutoCAD软件的熟识及把握状况。
19、最终，期末考试占60%。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把握状况，增大制药设备图及制药工艺图部分所占分值，确保培育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“谈图色变的心情，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
20、设，对人才的培育提出了更高的要求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，提高人才培育的质量，以适应时代对工科人才的需求9。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，培育的工程能力强、综合素养高的人才必将紧跟时代步伐，为我国将来制药产业的进展做出应有的奉献。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究J广东化工，2022，45(365)：224-2272张安富，刘超“中国制造2025背景下的新工科构建J中国大学教学，2022(9)：21-333穆浩志，薛立军工程教育专业认证背
21、景下工程制图课程大纲的改革与实践J图学学报，2022，36(5)：711-7174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，2022，34(1)：120-1215穆浩志，王晓菲基于“互联网+的工程制图课程CAD上机试验教学讨论与实践J图学学报，2022，38(5)：772-7786杨婷新工科背景下理工科讨论生培育探究J科技风，2022，(01)；142-1437杨慧珍新工科背景下的理工科讨论生培育对策探究J当代教育实践与教学讨论，2022，(20)：66-678袁凌杰新工科背景下的理工讨论生培育对策讨论J高等学刊，2022，(19)：165-1679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究J广东化工，2022，47(21)：214-215. 季菲 黄德春 单位：中国药科大学本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页