制冷原理與設備課程教學改革研究與實踐

孔德霞

(山東華宇工學院，山東 德州 253034)

1 目前課程教學中存在的問題

制冷原理與設備課程主要闡述的是蒸氣壓縮式制冷系統的基本概念、基本原理、系統組成、制冷劑的熱物理性質、制冷循環的特性分析與計算及制冷設備的結構特點、傳熱機理等。通過學習，使學生掌握蒸氣壓縮式制冷系統的基礎概念和基本原理，掌握常用制冷系統的組成及其各設備的作用和性能，掌握制冷劑的熱物理性質，熟悉溴化鋰吸收式制冷的原理及其冷水機組的性能，了解當前國內外該領域的研究熱點和相關的新理論、新技術、新設備，培養學生分析和解決工程問題的能力。制冷原理與設備課程理論性、實踐性較強，教學過程中還存在一些問題，現歸納總結如下。

A.系統性較差?，F有制冷原理與設備教材知識點獨立，如制冷設備的作用、安裝位置、結構特點及適用范圍等知識點都是獨立的，學生對工程制冷系統的識圖能力、分析能力不足，理論與實踐有些脫節。

B.教學方法單一。現有的教學方法很多，但多數是以教師為中心，停留在理論知識層面，當學生遇到難點時，獨立思考能力與分析能力的不足就會顯現出來[1]，不能激發學生的學習興趣。

C.實踐環節不足。制冷原理與設備是一門理論性與實踐性較強的課程，理論知識要與工程及生產相結合，達到學以致用的目的。在授課時，由于課時限制、實驗設備陳舊不足、校外實踐基地較少等原因，導致學生實踐次數不足，學習不太積極，效率不高。

D.考核模式不合理。制冷原理與設備課程現有考核模式由平時成績和期末考試構成，其中平時成績占期末總成績的30%，期末考試占期末總成績的70%。這種傳統的一次期末定成績的考核形式會使得學生偏重理論知識的學習與考前突擊記憶，忽視了理論知識在實際工程中的應用。

2 教學改革措施

2.1 優化課程內容

通過分析課程內容，將原本11個章節的教學內容整合為以蒸氣壓縮式制冷、制冷劑、蒸氣吸收式制冷、制冷設備及輔助設備為主的四大模塊知識體系，以案例導入、任務驅動為主要形式。新知識的導入案例和任務能夠激發學生學習興趣，注重與工程流體力學等課程知識的關聯性，加強各知識點與課程體系的聯系，使知識講授與工程實踐項目相結合。調整后的課程內容整體性更強，鍛煉了學生的系統思維和整體思維能力。

2.2 調整教學方法

將實際工程任務融入教學過程中，讓學生成為課堂學習的主體者和構造者，教師是教學的組織者和啟發者。為了激發學生的學習興趣，根據不同的教學內容選擇最佳的教學方法。例如，在講授回熱器時，可以讓學生先復習回顧制冷原理學過的知識點(回熱對循環性能的影響)，然后過渡到新知識的學習(回熱器的作用、種類、結構及應用等)，像盤管式回熱器中擋板與殼體的連接方式可以采用焊接，除了焊接還有沒有其他的連接方式？如何實現？通過啟發式教學法從系統節能的角度引入思政元素，使學生加深對理論知識的理解，讓學生形成大膽設想、小心求證的設計理念和節能環保的意識。學生可以利用討論取得的成果參加大學生創新設計大賽，發表相關學術論文，提升創新能力。通過學習通教學平臺及優秀教育教學資源庫(學堂在線、智慧樹等)開展線上線下混合式教學，發揮了教師的主導作用，體現了學生的主動性、積極性和創造性，還通過企業實踐、技能大賽、橫向項目等方式培養了學生的應用能力。

2.3 加強實踐環節

制冷原理與設備課程除了學習理論知識外，還要輔有實踐環節，與實際生活聯系起來，調動學生學習的積極性[2]。山東華宇工學院能源與動力工程專業開設了課內實踐和綜合實踐課程，其中綜合實踐課程分為兩大部分，即換熱器選型設計實訓與生產實習，單獨開設。課內實踐安排了四個實踐項目。

實踐項目一：單級蒸氣壓縮式制冷循環的熱力計算。引入工程實例，通過對單級蒸氣壓縮式制冷的循環進行熱力計算使學生掌握熱力計算的步驟和方法，從而達到熟練運用壓焓圖解決實際問題的目的。

實踐項目二：制冷產品系列整體認知。通過對中央空調的學習，使學生掌握離心式冷水熱泵機組、一體化蒸發冷模塊冷水機組、滿液式冷水熱泵機組、降膜式冷水熱泵機組、變頻水源熱泵機組、水冷冷(熱)水機組、風冷熱泵模塊機組、超低溫風冷冷(熱)水機組、雙能源熱泵機組的結構、工作原理、特點及應用，熟悉各種制冷設備和中央空調末端產品的種類、結構及工作原理，為冷藏庫原理與設計、畢業設計、畢業實習的學習奠定基礎。

實踐項目三：換熱器生產工藝流程學習。學生到校企合作實踐基地的制冷空調設備生產車間進行參觀并觀察殼管式換熱器、翅片管式換熱器、套管式換熱器及表冷器的生產過程，掌握常用蒸發器、冷凝器、表冷器的種類、各工序的加工工藝流程和操作規程。

實踐項目四：空調系統運行及末端設備認識。學生到中央空調系統運行演示實驗室、中央空調產業學院進行中央空調系統運行演示實驗，讓學生對制冷循環系統進行現場模擬演示，使其對制冷循環系統、冷媒水系統、冷卻水系統的設備及其循環過程有一個直觀的認識，培養學生解決問題的能力。

將課堂教學、課內實踐與校外實踐基地實習聯系在一起，通過任務驅動、工程案例式教學與實踐基地工程師現場講解將設備的生產工藝、實驗項目與檢測過程聯系起來，使學生對設備的生產工藝環節有一個充分認識，提升教學質量[3]。

2.4 調整考核模式

制冷原理與設備課程考核的重點是學生運用所學的理論知識分析和解決工程實際問題的能力。鑒于課程性質，課程考核模式改革將期末考試成績占比由70%調整到50%，增加了實踐能力考核占比，減輕學生期末考試的壓力，增加了學生平時的學習量。同時，試卷題型去掉了名稱解釋題，減少了填空題等客觀題的比例，增加了考查理解應用的分析問答題等內容[4]。

課程考核的平時成績中，考勤情況占5%，課堂表現占10%，作業占15%，實踐技能成績占10%，階段性測驗成績占10%。其中，作業包括知識點小習題成績+選作提高題成績，知識點小習題注重學生平時對知識的積累，選作提高題鍛煉不同層次學生的自主學習積極性，實踐技能部分彌補了純理論考試缺實踐的環節。在這樣的考核模式下，能夠提高課程學習效果。

3 課程教學改革研究特色與成效

從培養高素質應用型人才的目標出發，優化課程內容，強化學生創新能力和應用能力的培養。課堂中以任務為載體，采用團隊協作、線上線下混合式教學模式，讓學生充分融入課堂，提高知識應用能力。本著以學生為主體的教育理念，將工程實例等各種資源整合，完成課程內容、教學方法、多媒體課件制作等方面的改革。

3.1 增加課內企業實踐環節，提升學生的創新能力

學生到德州亞太集團、山東沃克空調集團有限公司、山東格瑞德集團有限公司等企業進行實踐，實現了理論與實踐的結合，發現并提煉出很多創新點，形成專利、論文等科研成果，提升學生的創新能力。

3.2 吸納學生參與教師的橫向項目，培養學生的應用能力

學生跟隨教師到企業進行現場學習，了解企業需求，協助教師完成橫向項目，既能發揮教師的引導、啟發作用，又能充分體現學生的主動性、積極性與創造性，做到學以致用，培養學生的應用能力。

3.3 過程考核的多元評價

課程的考核方式采用四環節考核模式：知識點小習題成績+選作提高題成績+實驗技能成績+閉卷考試成績，及時掌握教師和學生的教與學情況，避免一次期末定成績，提高課程學習效果。

3.4 課程改革后學生成績有了較大的提升

通過教學改革，學生成績普遍提高，對知識的綜合應用能力顯著增強。課程改革前的山東華宇工學院2017級能源與動力工程專業學生成績與課程改革后的2018級能源與動力工程專業學生成績對比分析如圖1、圖2所示。

圖1 改革前后學生成績平均分和最高分對比Fig.1 Comparison of average and the highest scoreof students before and after reform

圖2 改革前后學生成績優秀率和良好率對比Fig.2 Comparison of the excellent and good rates of students before and after reform

根據圖1、圖2可以計算出，2018級比2017級學生的平均成績提高了7.35%，學生成績優秀率提高了17.53%，良好率提高了26.82%，改革成效明顯。

3.5 通過課程教改使教師的教學能力得到了提升

通過課程教學改革，促使教師不斷提升教學技能，能根據教學內容的性質、特點選擇合適的教學方式，以掌握概念和強化應用為重點，引導學生運用所學的基礎知識和專業知識分析問題和解決問題。

4 結語

制冷原理與設備課程是能源與動力工程專業制冷方向的一門理論性與實踐性較強的專業選修課程，分別從優化課程內容、調整教學方法、加強實踐環節和調整考核模式這幾方面進行了改革與實踐。在以后的教學過程中，教師應不斷進行教學反思，及時分析總結存在的問題和不足，利用現代信息技術持續進行課程教學改革與實踐，以提高學生的應用實踐能力為目的，實現高素質應用型人才培養的目標。