探究學習在《制冷空調自動化》實驗課程中的應用＊

王金鋒，謝 晶

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

《制冷空調自動化》課程是制冷（熱能）專業的專業基礎課程，由于涉及到制冷專業的基礎知識，同時也涉及到自動控制的知識，因此學生學習中普遍反映課程較難接受。探究式學習是國家課程標準明確提出的一種學習方式。科學探究既是重要的學習內容，也是一種重要的學習方式。學生科學探究能力的發展不只是記住有關的探究知識就能解決的，必須在探究實踐中不斷積累。培養學生的學習興趣，調動學生學習的積極主動性才能培養學生的創新精神。［1～5］在《制冷空調自動化》的實驗課程中嘗試使用探究式的教學方式，充分調動學生學習的積極主動性，收到了較好的教學效果。

1 科學探究的基本過程

科學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；③制定計劃與設計實驗；④實驗與數據收集；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，針對什么現象設問。第二要素：猜想與假設。實質上就是引導學生根據所學知識（也可以結合生活經驗）對提出的問題進行猜想。第三要素：制定計劃與設計實驗，這一環節是教學的核心。教師啟發學生討論、思考，讓學生理解實驗研究方案，積極投入探索學習。第四要素：實驗與收集數據，在實驗中加強實驗規范操作安全操作的指導，實驗數據及時填入記錄表中。第五要素：分析與論證，實質就是對探究的數據進行描述，對探究的現象歸納總結的過程，學生通過對記錄表中數據的計算、分析、比較后得出結論。第六要素：評估，實質是對探究的反思過程，討論科學探究中所存在的問題、獲得的發現和改進建議等。評估有利于發展學生的批判性思維，教師要以多種形式引導學生養成對探究的過程和探究結果有評估的意識。第七要素：交流與合作，全班或同一組內圍繞得到什么結論，如何得出結論，有什么體會等問題進行討論與交流。探究實驗是在小組合作的基礎上完成的，教師要注意加強培養學生的合作意識，這個環節還要求學生能對探究過程進行簡單報告。

當然，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），探究過程應有所側重，并不是所有探究都需要探究過程的七個要素面面俱到，應視實際情況而定。

2 《制冷空調自動化》課程的學習

《制冷空調自動化》是制冷及低溫工程專業的一門主干課程，它的主要任務是通過各種教學環節，運用各種教學方法，使學生系統地掌握制冷裝置的內涵、基本類型，制冷系統的總體調節及運行過程，制冷空調系統中基本的調節規律及所采用的調節器、執行器等對學生深入了解制冷系統及自動控制系統起著重要的作用。為今后從事制冷技術及其相關的研究工作奠定堅實的基礎。

2.1 學生學習中存在的問題

學生在普遍的學習中還是基本采取高中的學習方式，即，接受學習、死記硬背、應付考試，甚至有的學生還針對老師的講課內容，自己劃分考試重點與非重點，只學習重點內容。學生把上課看作一種負擔，希望盡快擺脫這種負擔。在《制冷空調自動化》的課程中也存在類似的問題。而且學生的學習缺乏積極主動性，有些學生完全是應付考試，有些學生就認為學習這門課程根本就沒有用。學生的工程熱力學、傳熱學和制冷原理的基礎知識掌握不牢，也是導致本課程學習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《基礎教育課程改革綱要（試行）》中提出，課程改革的一個重要目標就是“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀，倡導學生主動參與、樂于探索、勤于動手”。［7］為了適應新的形勢，教師的教育觀念、教育方式、教學行為等都要發生很大的轉變，從而使學生由“被動接受”轉為“主動參與”。在《制冷空調自動化》的課程中探索在實驗教學中采用科學探究的方式引導學生對于課程學習的主動性。探究式學習方式可以培養學生在學習中積極主動參與，挖掘自身的潛力，但是對于教師的要求也會隨之提高。教師要熟悉科學探究環節，掌握科學探究模式，而且教師要能合理選擇科學探究內容，另外教師要合理科學地設計科學探究學習過程，最后教師要科學合理地定位科學探究的水平層次。教師既要具備相應的知識，也要熟悉探究學習的過程，還要熟悉如何指導學生進行探究。

2.3 實驗條件

科學探究學習往往需要較多的時間，需要小班化教學，需要充足的設施硬件材料等。而現在的多數學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，要組織學生開展科學探究學習是比較困難的。針對這一情況，由于實驗的臺套數較少，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擔任組長，進行實驗。

3 實驗效果

通過科學探究的方式進行了電子膨脹閥的實驗。學生在研究電子膨脹閥對制冷劑流量的影響后，進一步分析研究了電子膨脹閥的開度對于制冷量的影響。學生們興趣濃厚，主動性較強，有的小組還對電子膨脹閥的開度控制原理進行了詳細的探究。通過在《制冷空調自動化》的課程中實施科學探究的教學方式，收到了比課堂教學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，學生也需要花費更多的時間進行研究探討，所以可以在每門課程中也不用開設過多的科學探究的實驗課程。

4 《制冷空調自動化》課程的課堂教學效果

由于在《制冷空調自動化》的實驗課程中開設了科學探究的實驗課，極大調動了學生的積極性和主動性，因此，在實驗課結束后的課堂教學中，更多的學生會從學習中發現問題、提出問題。下一步的教學中需要針對學生自己提出問題，引導學生自己解決自己發現的問題，培養學生的探索和創新精神。

5 結束語

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

1 張 莉.對課堂教學中培養學生自主學習能力的思考［J］.華章，2010（09）：93、105

2 修忠敏.引導學生自主學習，求得主動發展［J］.數學學習與研究，2010（08）：27

3 郝愛語.關于培養與提高高職學生自主學習能力的探索［J］.蘇州工職院，2008（01）：5～6、12

4 陳家祿.課堂教學中實現自主學習的形式［J］.西北職教，2009（05）：51

5 吳永華.中學生英語自主學習能力的培養［J］.文理導航，2010（02）：48～49

6 顧翠霞.科學探究的七個基本要素［J］.科技教育，2009（01）：88～89

7 李子健、尹弘飚.課堂環境對香港學生自主學習的影響［J］.北京大學教育評論，2010（01）：70～82