“制冷原理與設(shè)備”課程教學(xué)改革實踐

張立琋

摘要：“制冷設(shè)備與原理”課程是熱能工程專業(yè)的專業(yè)課。本文從調(diào)整課程結(jié)構(gòu)、改進課堂教學(xué)方式、培養(yǎng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力和工程實踐能力、提高學(xué)生專業(yè)英語應(yīng)用能力、改進考核方式等方面，介紹該課程教學(xué)改革和實踐的方法、成果與經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：制冷；課程；教學(xué)改革；實踐；創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）44-0113-02

“全面提高高等教育質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)，是建設(shè)高等教育強國的基本要求，是實現(xiàn)建設(shè)人力資源強國和創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵?！闭n程教學(xué)模式的改革是提升教學(xué)質(zhì)量、拓展教學(xué)內(nèi)涵、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必然途徑。制冷技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)、人民生活、航空及航天等領(lǐng)域?！爸评湓O(shè)備與原理”課程（以下簡稱“制冷”）是熱能工程專業(yè)的專業(yè)課，它以工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、機械工程等知識為基礎(chǔ)，涉及各種制冷方法、制冷循環(huán)與設(shè)備。

一、教學(xué)改革措施

1.調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。在課程結(jié)構(gòu)調(diào)整中，既保留傳統(tǒng)“制冷”課程體系的主要教學(xué)內(nèi)容，又結(jié)合我校國防教育特色，刪除了原來課程第九章“小型制冷裝置”，改換為“航空航天制冷技術(shù)”，主要介紹飛機空調(diào)的典型制冷方法和制冷循環(huán)，航天器中常用的制冷方法以及各種新型低溫制冷技術(shù)。考慮到原來第九章最后一節(jié)“變頻空調(diào)”是比較先進的制冷技術(shù)，將這部分內(nèi)容保留、整合到第六章“制冷壓縮機”中。調(diào)整后的課程結(jié)構(gòu)，整體性強，教學(xué)內(nèi)容得到更新和拓展，具有先進性和特色性。

2.改進課堂教學(xué)模式。此前，“制冷”課程采用的教學(xué)模式是以老師為中心，強調(diào)理論知識的講授，較少發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性。

此次課堂教學(xué)改革中，加大了形象、生動的影音教學(xué)比例，其中包括播放“單級離心式壓縮機”“兩級離心式壓縮機”“滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機”“豎管降膜蒸發(fā)器”“絲網(wǎng)冷凝器多頭排焊機”等5個教學(xué)短片。采用啟發(fā)式教學(xué)方式，課堂上多提問，使教學(xué)產(chǎn)生互動，提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性。注重“制冷”與“熱力學(xué)”“傳熱學(xué)”“流體力學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)知識的關(guān)聯(lián)性。如講授蒸汽壓縮制冷循環(huán)時，介紹了該循環(huán)是如何從逆向卡諾循環(huán)演變而成；講授節(jié)流制冷時，回顧了“熱力學(xué)”中曾經(jīng)講授的節(jié)流過程的熱力學(xué)特征，為加深“制冷”與“熱力學(xué)”課程的關(guān)聯(lián)性，又深入介紹了焦耳—湯姆遜節(jié)流系數(shù)的熱力學(xué)定義，以及由該系數(shù)表示的實際流體的三種節(jié)流溫度效應(yīng)等。

3.培養(yǎng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力。創(chuàng)新學(xué)習(xí)是指導(dǎo)學(xué)生主動有效地參與學(xué)習(xí)，獨立地發(fā)現(xiàn)問題，尋找有創(chuàng)意地解決問題的方法。創(chuàng)新學(xué)習(xí)的目的就是使教育成為培養(yǎng)創(chuàng)新精神、激發(fā)創(chuàng)造力的源泉?！爸评洹闭n程中，需要講授多種不同的制冷方法、制冷循環(huán)和設(shè)備，課程內(nèi)容中蘊含著方法創(chuàng)新、設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新、循環(huán)節(jié)能優(yōu)化等多方面技術(shù)更新的可能。在教學(xué)中，以所講內(nèi)容為切入點，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的觀察和思考習(xí)慣，引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生借鑒別人的研究成果或?qū)＠?，樹立?chuàng)新意識，進行創(chuàng)新嘗試。如講授渦旋管制冷時，啟發(fā)學(xué)生運用渦旋管制冷原理，制作手動飲料快速冷卻器；講授吸收式制冷時，啟發(fā)學(xué)生將低品位太陽能或工業(yè)余熱與吸收式制冷相結(jié)合，設(shè)計新型節(jié)能組合式制冷工藝。課程教學(xué)中，要求每個學(xué)生在學(xué)期末完成一項課外制冷技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計，并將創(chuàng)新設(shè)計成績按照20%的比例計入課程總成績，在創(chuàng)新題目的評分中，重點考察新穎性、原創(chuàng)性，不苛求成功，允許失敗，著重鼓勵學(xué)生樹立創(chuàng)新意識，從而逐步獲得創(chuàng)新能力。

4.培養(yǎng)工程實踐能力。以前的“制冷”課程教學(xué)中，教學(xué)方式單一，沒有引入實踐教學(xué)，缺乏實驗動手能力和工程設(shè)計能力的訓(xùn)練，不利于學(xué)生專業(yè)綜合素質(zhì)和實踐能力的培養(yǎng)。本次改革，對于學(xué)生工程能力的培養(yǎng)主要從實驗動手能力和工藝設(shè)計計算兩方面進行。為提高學(xué)生對于中央空調(diào)制冷循環(huán)工藝、制冷設(shè)備、換熱設(shè)備、物性參數(shù)測試等技術(shù)的感性認識，鍛煉實驗技能，本次教學(xué)模式改革中，增加了“飛機空調(diào)制冷實驗”和“氣—液換熱器實驗”。為調(diào)動學(xué)生參與實驗的積極性，實驗課開課前，邀請有興趣的學(xué)生與教師一起進行實驗試做，結(jié)果有7名同學(xué)報名參加；實驗課程中，先請參加過實驗試做的同學(xué)為其他學(xué)生講解實驗?zāi)康摹⒀b置結(jié)構(gòu)和實驗步驟，學(xué)生講解完后，老師再對其講解內(nèi)容進行補充、更正；實驗中，除了操作裝置、記錄實驗數(shù)據(jù)外，還要求學(xué)生分析、尋找實驗裝置存在的不足，提出改進意見。

5.改進考核方式。以往“制冷”課程的考核，是以期末考試成績占80%，平時作業(yè)和出勤成績占20%計算?？荚囍饕强陀^問題，有10%—20%的靈活思考題。事實上，課程考核的過程，不應(yīng)該是簡單的打分過程，更應(yīng)該成為學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的一部分。考核方式，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)和思考方式，發(fā)揮著引導(dǎo)和促進作用。據(jù)調(diào)查，美國大學(xué)中，期末考試成績一般占總成績比例的30%—40%。為促使學(xué)生主動思考、創(chuàng)新學(xué)習(xí)，應(yīng)該降低期末考試成績在考核中所占的比例，強化平時設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和實驗動手能力的綜合考核。本次教學(xué)模式改革中，課程總成績按照設(shè)計型大作業(yè)占20%、制冷技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計占20%、實驗占10%、期末考試占50%的比例綜合考核，減輕了學(xué)生期末考試的壓力，增加了平時的學(xué)習(xí)工作量與學(xué)習(xí)積極性。這種考核方式受到學(xué)生的歡迎和支持。

6.引入和應(yīng)用英文教材。由于各學(xué)校課程結(jié)構(gòu)設(shè)置的不同，目前國內(nèi)可供選用的本科“制冷”教材中，基本沒有“制冷壓縮機”的內(nèi)容。該課程的以往教學(xué)中，“制冷壓縮機”這章使用另外一本中文教材。本次改革中，考慮到近年來制冷壓縮機技術(shù)進步較快，現(xiàn)有中文教材內(nèi)容落后，同時學(xué)生的專業(yè)英語應(yīng)用能力也應(yīng)該在教學(xué)中得到提高，因此選擇了2009年出版的英文制冷技術(shù)教材“Refrigeration Technology”中的第十章“Chapter 10 Compressors”，影印給學(xué)生，作為本課程“第六章 制冷壓縮機”的教材。新教材中，有滾動轉(zhuǎn)子壓縮機、滑片壓縮機等內(nèi)容，拓展了原來的教學(xué)內(nèi)容。考慮到課堂學(xué)時有限，因此對于新增加的“滾動轉(zhuǎn)子壓縮機”內(nèi)容，安排在課堂上講解，而“滑片壓縮機”部分，則通過課堂提示，學(xué)生課外自學(xué)的方式完成。

二、教學(xué)改革實踐

在“制冷”課程教學(xué)模式改革過程中，改進了原有教學(xué)模式，以培養(yǎng)創(chuàng)新型拔尖人才的目標(biāo)為導(dǎo)向，注重“基礎(chǔ)知識、實踐能力、創(chuàng)新素質(zhì)”的統(tǒng)一協(xié)調(diào)培養(yǎng)，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、合理，使學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率和參與教學(xué)過程的積極性顯著提高，實驗動手能力、工藝設(shè)備設(shè)計能力得到有效訓(xùn)練，閱讀英文專業(yè)資料能力有所提高，創(chuàng)新思維得到初步訓(xùn)練和激發(fā)。從考試結(jié)果看，學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識的掌握比往屆學(xué)生好。

三、改革所需條件

課程教學(xué)模式改革工作的推廣與持續(xù)，需要以下條件予以支撐：

1.教師對教學(xué)的投入需要增大，知識結(jié)構(gòu)需要完善。教學(xué)模式改革，要求教師在挑選教材、收集素材、組織和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等方面投入更多的時間和精力。教師不僅要熟悉本課程的教學(xué)內(nèi)容，還需要熟悉本專業(yè)其他相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容，講課前，要設(shè)計所講內(nèi)容與前續(xù)、后續(xù)相關(guān)課程內(nèi)容的結(jié)合點和結(jié)合程度。此外，教師還需要具備較好的工程實踐能力和專業(yè)英語水平，具備指導(dǎo)學(xué)生完成創(chuàng)新設(shè)計與實驗的能力。

2.實驗條件需要配套建設(shè)和完善。教學(xué)模式的改革，離不開實驗教學(xué)的配合，因此需要增加實驗經(jīng)費投入，配套建設(shè)多項實驗。

3.對教學(xué)的考核激勵機制需要調(diào)整和完善。大學(xué)教師一般都承擔(dān)著一定的科研任務(wù)。如果將精力投入到科研中，短期內(nèi)可在科研經(jīng)費到款、發(fā)表文章與專利、科研獲獎等方面獲得明顯成效；而投入到教學(xué)中的大量精力，在短期內(nèi)一般不會看到顯著效果。因此如果學(xué)校對教學(xué)的考核和獎勵機制不到位，教師的主要精力就不會自覺投入到教學(xué)中，教學(xué)模式改革將難于推廣和持續(xù)，教學(xué)質(zhì)量很難真正提高。

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Abstract：The course of Refrigeration equipment and principle is a professional course of heat engineering.This paper focuses on adjusting the course structure，improving classroom teaching methods，and cultivating innovative learning ability and engineering practice ability. This paper introduces the methods，achievements and experiences of the teaching reform and practice of the course from the aspects of improving the students' application ability of professional English and improving the examination methods.

Key words：refrigeration；curriculum；teaching reform；practice；innovation