關于技工院校制冷專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐研究

王京紅 李磊

摘 要：培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是職業(yè)教育發(fā)展面臨的重要課題。本文論述了技工院校培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的可行性，提出了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑。以制冷專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為典型案例，從創(chuàng)新項目的設計、實施、效果等方面進行詳細分析和反思，提出了建立培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力長效機制的幾點建議。

關鍵詞：創(chuàng)新能力? ? 熱電制冷? ? 專業(yè)社團

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和教育體制改革的深化，職業(yè)教育在面臨挑戰(zhàn)的同時，也迎來了新的發(fā)展契機。國家不斷出臺促進職業(yè)教育發(fā)展的有利政策，高技能人才基地建設、特色高水平專業(yè)（群）建設為職業(yè)教育改革搭建了優(yōu)質平臺。21世紀，中國要努力成為創(chuàng)新高地，技工院校要順應這一發(fā)展潮流，在培養(yǎng)技能型人才的同時，更加注重對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、技工院校學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的可行性

目前，有的技工院校教師認為，部分學生的學習基礎較差、能力不強，不具備創(chuàng)新的條件，還是應該先讓學生把基礎知識和基本技能學好，走上工作崗位后再談創(chuàng)新。筆者認為，學習知識、技能與培養(yǎng)創(chuàng)新能力并不矛盾，不能單純地把創(chuàng)新視為學習的結果，而要把創(chuàng)新當作學習的動機、學習的起點，在學習中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中學習。另外，創(chuàng)新能力不是獨立存在的，而是人的綜合職業(yè)能力的一種表現(xiàn)，獲取與處理信息能力、學習能力、專業(yè)技能、解決實際問題能力和創(chuàng)新能力是相互影響、相互促進的。

創(chuàng)新有不同的目標，不要人為地給創(chuàng)新設置門檻，而是要與學生的學習、生活甚至娛樂結合起來，激發(fā)學生創(chuàng)新的原動力。科學研究、探索宇宙是創(chuàng)新，小發(fā)明、小技改也是創(chuàng)新。學生能達到創(chuàng)新的目的是成功，能達到學習的目的也是成功。通過創(chuàng)新，學生可以獲得成就感，激發(fā)學習和探索的興趣?？傊?，培養(yǎng)技工院校學生的創(chuàng)新能力與技術技能人才培養(yǎng)目標是一致的，也是可行的。

二、技工院校學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑

培養(yǎng)創(chuàng)新能力不能好高騖遠、建空中樓閣，要能落地，要找到合適的切入點和培養(yǎng)途徑。引導學生創(chuàng)造性地解決實際問題就是最好的切入點，培養(yǎng)途徑有以下幾種。

（一）開展一體化教學（實訓教學）

技工院校是國家培養(yǎng)技術技能型人才的主要渠道。一體化教學是技工院校的突出優(yōu)勢和特色。對于技工院校學生來說，在一體化教學中，創(chuàng)造性地動手解決實際問題是創(chuàng)新的最佳起點。一體化教學項目是由企業(yè)專家訪談提煉出來，并進行教學化處理的項目，具有真實性、代表性。在實施一體化教學時，在方案制定階段可以采用頭腦風暴法，引導鼓勵學生創(chuàng)造性地解決問題，尋找創(chuàng)新的“機遇”;在任務實施階段，在教會學生“怎么干”的同時，還要引導學生思考“為什么干”，對操作要點、工藝流程提出優(yōu)化、改進建議，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

（二）開展專業(yè)社團活動

專業(yè)社團是技工院校第二課堂的重要組成部分。筆者認為，專業(yè)社團是培養(yǎng)技工院校學生創(chuàng)新能力的主陣地。第一，技工院校為學生專業(yè)社團的運行和發(fā)展提供了師資、設備設施、資金和制度等方面的保障。第二，專業(yè)社團的活動項目具有靈活性和自主性。在常規(guī)教學中，需要依據(jù)教學計劃、課程標準完成預期的進度和教學目標，因此用于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的時間受到某些限制。而專業(yè)社團活動計劃由師生共同制訂，可以根據(jù)學生的興趣安排選題和教學進度，最大限度地發(fā)揮學生的主體作用，真正做到教師“搭臺”，學生“唱戲”。

（三）參加創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽

人力資源和社會保障部從2019年至今已經(jīng)舉辦了兩屆全國技工院校學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽。大賽以引領創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新為宗旨，以發(fā)掘技工院校優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新技能人才為目標。北京電子信息技師學院（以下簡稱學院）師生通過參加兩次大賽，開闊了眼界，打開了思路，學習了全國各技工院校在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面的經(jīng)驗，逐步樹立了技能與創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新相融合的意識。

三、制冷專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的典型案例

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，制冷技術的應用已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、生活各個領域。碳中和、碳達峰目標的提出，為制冷專業(yè)發(fā)展定下了綠色、節(jié)能、環(huán)保的新主題。為了配合學院校園文化建設，提高學生的創(chuàng)新能力，做到學以致用，學院成立了制冷專業(yè)社團。學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)必須以實際項目為載體，在學習中創(chuàng)新，在實踐中創(chuàng)新。

（一）項目的確立

1.提出項目

在指導教師的協(xié)調下，學院制冷專業(yè)社團成員充分討論，積極尋找身邊能夠利用制冷技術解決的小問題。經(jīng)過一周的思考，不少學生提出了自己的想法。其中一個學生提出的創(chuàng)意，廚房冷霸項目得到了大家的一致認可?？照{已經(jīng)走進千家萬戶，人們家中的臥室、客廳普遍安裝了空調，但是，廚房作為家里溫度高、濕度大的地方，卻沒有與之配套的專用空調產(chǎn)品。這位學生在陳述項目創(chuàng)意時所描述的“炎炎夏日、揮汗如雨、烹制菜肴”的場景，引起了大家的強烈共鳴。廚房冷霸項目恰好提供了一個新的思路，聚焦到現(xiàn)有產(chǎn)品的空白領域。

2.確定制冷方式

項目確立以后，學院制冷專業(yè)社團成員開始尋找合適的制冷方式，通過在課堂上、互聯(lián)網(wǎng)上獲得的專業(yè)知識，大家討論后決定采用熱電制冷方式作為廚房冷霸的冷源。原因是，目前空調廣泛采用的蒸汽壓縮式制冷方式存在一些不足。第一，壓縮機在運行時會產(chǎn)生振動和噪聲;第二，現(xiàn)有各種制冷劑或多或少地在安全、環(huán)保、經(jīng)濟成本方面存在某些不足，這也是蒸汽壓縮式制冷方式亟待解決的問題。與蒸汽壓縮式制冷方式相比，熱電制冷方式利用熱電制冷效應，無須壓縮機、無制冷劑及其管道，運行安靜，熱電制冷片體積小、重量輕。

3.聚集項目創(chuàng)新點

項目聚焦解決生活中的實際問題——改善廚房熱環(huán)境，補充了制冷空調技術在這一特殊領域的空白。創(chuàng)造性地將熱電制冷技術用于廚房冷霸，有利于解決噪聲和管路復雜問題，更符合制冷空調產(chǎn)品綠色、安全、環(huán)保的發(fā)展趨勢。

（二）廚房冷霸項目的設計

1.廚房冷霸的工作原理

熱電制冷技術利用珀耳帖效應，當電流流過時特定材料會產(chǎn)生吸熱、放熱現(xiàn)象，無須制冷劑即可完成制冷循環(huán)。冷端（相當于蒸汽壓縮式制冷蒸發(fā)器）可以用于空調制冷裝置的冷源;熱端（相當于蒸汽壓縮式制冷凝器）向環(huán)境排熱。熱電制冷技術最大的優(yōu)勢在于不需要蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的制冷劑管道連接蒸發(fā)器、冷凝器，也不需要會產(chǎn)生噪聲、振動的壓縮機及節(jié)流裝置，結構緊湊、運行平穩(wěn)，從根本上解決制冷劑產(chǎn)生的各種問題，是制冷技術發(fā)展的新熱點。人們實際使用的熱電制冷裝置是多個熱電堆通過電串聯(lián)和熱并聯(lián)組合而成的，可以獲得小到毫瓦級、大到上萬瓦的冷量。

2.廚房冷霸的結構

（1）制冷部分。制冷部分由3個制冷量為450W的熱電制冷片組成，直流電源供電。每片熱電制冷片均由多級溫差電堆串并聯(lián)形成，具有制冷迅速、運行平穩(wěn)的特點。為了保證冷端、熱量均能順利進行熱交換，兩側采用強迫對流換熱方式，保證熱電制冷系統(tǒng)安全高效運行。

（2）空氣循環(huán)部分。在冷端風扇基礎上設置離心風機，將3個熱電制冷片產(chǎn)生的冷風由送風口送出，為廚房提供冷量，承擔負荷。熱端產(chǎn)生的熱量由風扇經(jīng)廚房吊頂空間排入煙道或直接排向室外。

（3）控制與照明部分?？刂婆c照明部分主要由熱電制冷片控制模塊、冷風機調速模塊、語音控制模塊、LED照明模塊和保護模塊組成。采用語音控制，可實現(xiàn)廚房冷霸開停、風量控制和LED照明控制。

（三）廚房冷霸項目實施對學生能力的培養(yǎng)

廚房冷霸項目實施分為獲取信息、制定方案、系統(tǒng)組裝、運行測試、成果展示5個環(huán)節(jié)。通過實際項目的實施培養(yǎng)學生獲取與處理信息能力、學習能力、專業(yè)技能、解決實際問題能力和創(chuàng)新能力。

第一，獲取與處理信息能力。在信息時代，使用互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)字信息資源檢索是一項重要能力。獲取信息環(huán)節(jié)可以提高學生檢索文獻和使用網(wǎng)絡資源的能力。

第二，學習能力。在制定方案和項目實施環(huán)節(jié)中，學生需要學習信息檢索工具的使用、熱電制冷的原理、CAD軟件的應用、各種專用工具的使用、制冷工藝操作方法。學生在應用中可以及時發(fā)現(xiàn)自身在知識和技能方面存在的不足，進行二次學習，從而提高學習能力。

第三，專業(yè)技能。在系統(tǒng)組裝環(huán)節(jié)中，需要綜合運用鉗工、電工、制冷空調系統(tǒng)裝調技能，完成廚房冷霸產(chǎn)品的組裝。系統(tǒng)組裝包括熱電制冷片、風機葉輪、電控系統(tǒng)，大量操作需要在工作面上完成，空間狹小，還要注意不能損壞其他部件和設備，對學生是一個不小的考驗。學生需要在實踐中反復磨煉，有效提高了專業(yè)技能。

第四，解決實際問題能力。在進行運行測試時，制冷系統(tǒng)往往會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如熱電制冷片接觸不嚴密、風機無法啟動、溫度控制失靈、熱端散熱差等。在解決這些問題的過程中，學生的專業(yè)知識、技能水平有了進一步提高。

第五，創(chuàng)新能力。創(chuàng)新的方式有很多，解決問題、填補空白領域是創(chuàng)新最為有效的切入點。空調類產(chǎn)品種類繁多，但針對廚房的專用空調是目前市場上的空白，冷霸項目恰好解決了這一問題。還有一種創(chuàng)新方式是對現(xiàn)有技術的再利用。熱電制冷又稱半導體制冷、電子制冷，是20世紀50年代發(fā)展起來的一種制冷技術與電子技術相結合的邊緣學科。隨著材料科學的進步，這一技術日臻成熟，常見的熱電制冷產(chǎn)品包括家用飲水機、小型冰箱等。由于熱電制冷技術產(chǎn)品具有體積小、噪聲低和節(jié)能環(huán)保的特點，具有廣闊的發(fā)展和應用前景。多技術復合的多功能產(chǎn)品也是創(chuàng)新的一種方式?？紤]到廚房空間狹小、空氣質量差的環(huán)境特點，冷霸產(chǎn)品除了具有制冷降溫、空氣循環(huán)功能外，還附加了LED節(jié)能照明和負氧離子發(fā)生功能，使其成為“一機多用”的一站式解決廚房環(huán)境問題的復合型產(chǎn)品。在項目確定階段，教師引導學生從身邊找問題，獲得創(chuàng)新的靈感和線索。同時，對現(xiàn)有技術的重新利用也是創(chuàng)新的方式。在制定方案環(huán)節(jié)中，學生根據(jù)自己所掌握的知識和信息，分析了廚房冷霸應用環(huán)境特點，綜合運用線下、線上獲取的理論知識，將已有的熱電制冷技術用于建構廚房冷霸制冷系統(tǒng)，形成完整的設計方案，屬于已有技術的遷移應用。在制定方案環(huán)節(jié)中，學生集成了LED節(jié)能照明技術和負氧離子發(fā)生技術，做到一機多用，屬于多種技術復合。在成果展示環(huán)節(jié)，學生充分發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，將項目完成過程中的成果與亮點用視頻、圖片、表格等多種形式表現(xiàn)出來，形成了創(chuàng)新意識，激發(fā)了創(chuàng)新潛力。

（四）實施廚房冷霸項目的反思

第一，通過創(chuàng)新項目實施，真正激發(fā)了學生創(chuàng)新和學習的積極性。在項目完成過程中，學生早早來到實驗室，有時到了熄燈時間，才在教師的催促下戀戀不舍地離開。在指導教師的協(xié)調下，學生自主找教材、查資料、咨詢專家，學習和運用熱電制冷技術，根據(jù)設計要求進行熱電制冷片選型、組裝調試、性能測試和產(chǎn)品改進。看到自己親手制作的創(chuàng)新產(chǎn)品正常運行，學生獲得了成功的體驗，更重要的是在創(chuàng)造性解決問題的過程中，創(chuàng)新能力也得到了顯著提升，這才是他們積累的最寶貴的財富。

第二，提升了綜合素質。廚房冷霸成為學院師生參加第二屆技工院校學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽北京市選拔賽的參賽項目。在備賽過程中，參賽團隊首先要完成產(chǎn)品的設計、制作。其次，參賽團隊還需要撰寫項目申報書，從創(chuàng)新性、項目效益方面闡述產(chǎn)品特點和優(yōu)勢;編制創(chuàng)業(yè)計劃書，從市場、產(chǎn)品、商業(yè)模式、成本控制、風險管理、社會效益各方面進行分析，判斷企業(yè)能否創(chuàng)立和發(fā)展。最后，依托以上內(nèi)容進行創(chuàng)新項目、創(chuàng)業(yè)項目的全方位展示。參賽團隊成員努力學習、積極準備、分工合作，順利完成了任務，有效提升了綜合素質。

第三，創(chuàng)新是開放環(huán)境下的創(chuàng)新，要聚四海之氣，借八方之力。冷霸項目整合了校內(nèi)外各種資源。依托北京制冷學會專家進行熱電制冷技術講座和咨詢;依托學院制冷與空調項目世界技能大賽集訓基地進行產(chǎn)品安裝、調試;北京工業(yè)大學環(huán)境與能源學院專家在項目創(chuàng)意、設計環(huán)節(jié)提供技術支持;依托學院就業(yè)和創(chuàng)新指導中心，聘請專家對學生進行項目管理、財務知識運用和展示表達方面的訓練。

四、建立培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的長效機制

通過兩年的運行，學院專業(yè)社團在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢突顯。下一步需要完善體系，建立長效機制，擴大影響，吸引更多的學生參與到創(chuàng)新實踐活動中。第一，建立動態(tài)更新的創(chuàng)新項目庫，做好創(chuàng)新活動的基礎工作。舉辦校內(nèi)專業(yè)創(chuàng)意大賽，匯集學生優(yōu)秀創(chuàng)新點。提高專業(yè)教師培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的意識，從一體化教學（實訓教學）中引導學生尋找創(chuàng)新點。第二，加大投入，完善專業(yè)社團硬件平臺，建立靈活、快速的耗材采購渠道。第三，進一步充實創(chuàng)新咨詢專家團隊，加強對學生科學思維、項目管理、專利申請等方面的指導。

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（作者單位：北京電子信息技師學院）