探究學(xué)習(xí)在《制冷空調(diào)自動化》實驗課程中的應(yīng)用＊

王金鋒，謝 晶

（上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306）

《制冷空調(diào)自動化》課程是制冷（熱能）專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于涉及到制冷專業(yè)的基礎(chǔ)知識，同時也涉及到自動控制的知識，因此學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍反映課程較難接受。探究式學(xué)習(xí)是國家課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出的一種學(xué)習(xí)方式。科學(xué)探究既是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也是一種重要的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展不只是記住有關(guān)的探究知識就能解決的，必須在探究實踐中不斷積累。培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。［1～5］在《制冷空調(diào)自動化》的實驗課程中嘗試使用探究式的教學(xué)方式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，收到了較好的教學(xué)效果。

1 科學(xué)探究的基本過程

科學(xué)探究的基本過程主要有 7個要素：［6］①提出問題；②猜想與假設(shè)；③制定計劃與設(shè)計實驗；④實驗與數(shù)據(jù)收集；⑤分析與論證；⑥評估；⑦交流與合作。

第一要素：提出問題，也就是探究什么，針對什么現(xiàn)象設(shè)問。第二要素：猜想與假設(shè)。實質(zhì)上就是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識（也可以結(jié)合生活經(jīng)驗）對提出的問題進(jìn)行猜想。第三要素：制定計劃與設(shè)計實驗，這一環(huán)節(jié)是教學(xué)的核心。教師啟發(fā)學(xué)生討論、思考，讓學(xué)生理解實驗研究方案，積極投入探索學(xué)習(xí)。第四要素：實驗與收集數(shù)據(jù)，在實驗中加強實驗規(guī)范操作安全操作的指導(dǎo)，實驗數(shù)據(jù)及時填入記錄表中。第五要素：分析與論證，實質(zhì)就是對探究的數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，對探究的現(xiàn)象歸納總結(jié)的過程，學(xué)生通過對記錄表中數(shù)據(jù)的計算、分析、比較后得出結(jié)論。第六要素：評估，實質(zhì)是對探究的反思過程，討論科學(xué)探究中所存在的問題、獲得的發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)建議等。評估有利于發(fā)展學(xué)生的批判性思維，教師要以多種形式引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成對探究的過程和探究結(jié)果有評估的意識。第七要素：交流與合作，全班或同一組內(nèi)圍繞得到什么結(jié)論，如何得出結(jié)論，有什么體會等問題進(jìn)行討論與交流。探究實驗是在小組合作的基礎(chǔ)上完成的，教師要注意加強培養(yǎng)學(xué)生的合作意識，這個環(huán)節(jié)還要求學(xué)生能對探究過程進(jìn)行簡單報告。

當(dāng)然，對于不同的探究實驗，比如大探究（完整探究）和小探究（部分探究），探究過程應(yīng)有所側(cè)重，并不是所有探究都需要探究過程的七個要素面面俱到，應(yīng)視實際情況而定。

2 《制冷空調(diào)自動化》課程的學(xué)習(xí)

《制冷空調(diào)自動化》是制冷及低溫工程專業(yè)的一門主干課程，它的主要任務(wù)是通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)，運用各種教學(xué)方法，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握制冷裝置的內(nèi)涵、基本類型，制冷系統(tǒng)的總體調(diào)節(jié)及運行過程，制冷空調(diào)系統(tǒng)中基本的調(diào)節(jié)規(guī)律及所采用的調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等對學(xué)生深入了解制冷系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)起著重要的作用。為今后從事制冷技術(shù)及其相關(guān)的研究工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.1 學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題

學(xué)生在普遍的學(xué)習(xí)中還是基本采取高中的學(xué)習(xí)方式，即，接受學(xué)習(xí)、死記硬背、應(yīng)付考試，甚至有的學(xué)生還針對老師的講課內(nèi)容，自己劃分考試重點與非重點，只學(xué)習(xí)重點內(nèi)容。學(xué)生把上課看作一種負(fù)擔(dān)，希望盡快擺脫這種負(fù)擔(dān)。在《制冷空調(diào)自動化》的課程中也存在類似的問題。而且學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏積極主動性，有些學(xué)生完全是應(yīng)付考試，有些學(xué)生就認(rèn)為學(xué)習(xí)這門課程根本就沒有用。學(xué)生的工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)和制冷原理的基礎(chǔ)知識掌握不牢，也是導(dǎo)致本課程學(xué)習(xí)存在障礙的一個重要因素。

2.2 教師的角色

教育部在2001年頒布的《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中提出，課程改革的一個重要目標(biāo)就是“改變課程實施過于強調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探索、勤于動手”。［7］為了適應(yīng)新的形勢，教師的教育觀念、教育方式、教學(xué)行為等都要發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變，從而使學(xué)生由“被動接受”轉(zhuǎn)為“主動參與”。在《制冷空調(diào)自動化》的課程中探索在實驗教學(xué)中采用科學(xué)探究的方式引導(dǎo)學(xué)生對于課程學(xué)習(xí)的主動性。探究式學(xué)習(xí)方式可以培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)中積極主動參與，挖掘自身的潛力，但是對于教師的要求也會隨之提高。教師要熟悉科學(xué)探究環(huán)節(jié)，掌握科學(xué)探究模式，而且教師要能合理選擇科學(xué)探究內(nèi)容，另外教師要合理科學(xué)地設(shè)計科學(xué)探究學(xué)習(xí)過程，最后教師要科學(xué)合理地定位科學(xué)探究的水平層次。教師既要具備相應(yīng)的知識，也要熟悉探究學(xué)習(xí)的過程，還要熟悉如何指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。

2.3 實驗條件

科學(xué)探究學(xué)習(xí)往往需要較多的時間，需要小班化教學(xué)，需要充足的設(shè)施硬件材料等。而現(xiàn)在的多數(shù)學(xué)校往往因為些許客觀條件的限制，班額較大，再加上沒有充足的必需實驗材料，要組織學(xué)生開展科學(xué)探究學(xué)習(xí)是比較困難的。針對這一情況，由于實驗的臺套數(shù)較少，所以在制冷自動化的課程中使用分組制，將每個班分為3組，每組10人左右，然后選擇有意愿的同學(xué)擔(dān)任組長，進(jìn)行實驗。

3 實驗效果

通過科學(xué)探究的方式進(jìn)行了電子膨脹閥的實驗。學(xué)生在研究電子膨脹閥對制冷劑流量的影響后，進(jìn)一步分析研究了電子膨脹閥的開度對于制冷量的影響。學(xué)生們興趣濃厚，主動性較強，有的小組還對電子膨脹閥的開度控制原理進(jìn)行了詳細(xì)的探究。通過在《制冷空調(diào)自動化》的課程中實施科學(xué)探究的教學(xué)方式，收到了比課堂教學(xué)和演示實驗及操作實驗都要好的效果。但是這樣的實驗因為耗時長，對教師的要求高，學(xué)生也需要花費更多的時間進(jìn)行研究探討，所以可以在每門課程中也不用開設(shè)過多的科學(xué)探究的實驗課程。

4 《制冷空調(diào)自動化》課程的課堂教學(xué)效果

由于在《制冷空調(diào)自動化》的實驗課程中開設(shè)了科學(xué)探究的實驗課，極大調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，因此，在實驗課結(jié)束后的課堂教學(xué)中，更多的學(xué)生會從學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。下一步的教學(xué)中需要針對學(xué)生自己提出問題，引導(dǎo)學(xué)生自己解決自己發(fā)現(xiàn)的問題，培養(yǎng)學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神。

5 結(jié)束語

通過嘗試科學(xué)探究的教學(xué)方法在《制冷空調(diào)自動化》實驗課程中的應(yīng)用，收到了良好的實驗教學(xué)效果，同時也使得《制冷空調(diào)自動化》課程的課堂教學(xué)效果得到了改善。因此在今后《制冷空調(diào)自動化》的教學(xué)中可以選擇開設(shè)1～2個有代表性的科學(xué)探究實驗，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。通過實驗課程的開展，改善課堂教學(xué)效果。

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