基于CDIO模式的高職院校《空氣調節》課程改革

杜娟麗 劉群生 王 琳

（鄭州牧業工程高等專科學校 河南 鄭州 450011）

基于CDIO模式的高職院校《空氣調節》課程改革

杜娟麗 劉群生 王 琳

（鄭州牧業工程高等專科學校 河南 鄭州 450011）

《空氣調節》是暖通空調專業的核心課程之一，具有理論性強、機理抽象、實用價值高等特點。由于近年來高職院校學生的專業基礎知識比較薄弱，學習基礎理論知識熱情不高，使得教學效果不理想。為了激發學生的學習興趣，提高教學效果，應基于CDIO教育新模式，對《空氣調節》課程進行教學改革，將理論知識與實際應用和動手實操相結合，實現“知識本位”向“能力本位”的轉變。

CDIO模式；高職院校；空氣調節；課程改革

為了培養出重基礎、強技能、滿足社會需求的高素質人才，作為高職暖通空調專業主干核心課程的《空氣調節》，在課程改革中引入了一種新型的工程教育模式：CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）模式，它是一種國際化高等工程的創新模式，即以“構想——設計——實施——操作”等過程為載體，不僅培養學生的學科知識能力，而且重在培養學生的終身學習能力、團隊交流協作能力，以及在企業與社會環境下的構思、設計、實施、運作能力，將學生培養成適應崗位要求、具有創新意識、符合行業需求的高素質技能型人才。

筆者在詳細分析《空氣調節》課程的特點及高職學生學情的基礎上，結合CDIO教育理念，對《空氣調節》課程的教學內容、教學方法及教學手段等方面進行改革探索，制定了“教、學、做”一體化的教學編排，將理論知識與實際應用和動手實操相結合，以期將“知識本位”轉變為“能力本位”。

課程及學情分析

《空氣調節》課程分析 對大多數高職院校而言，《空氣調節》是暖通空調專業的主干專業基礎課程，是后期學習《中央空調設計與施工》和《中央空調系統運行與管理》等核心專業課程的理論基礎，是分析優化空氣處理過程的理論工具，是實現綠色環保、節能的理論源泉，同時也是保障學生能夠順利地進行高等學歷繼續深造的基石。該課程具有理論性強、機理抽象、實用價值高等特點，也因此被列為學科、專業的重點核心課程。《空氣調節》課程的主要內容按性質可分為基礎理論知識和實踐應用知識兩部分。基礎理論包括空氣的狀態參數、典型的空氣處理過程、焓濕圖的應用等內容；應用知識包括空調房間負荷的計算、空氣處理過程（包括一次回風、二次回風及風機盤管的空氣處理過程）、空氣處理設備、氣流組織形式的設計過程、運行調節手段等內容。以上內容均存在著理論性強、直觀可視性差、概念比較抽象等特點，若采用以往的課堂講授為主、實驗為輔的教學方法，會導致理論知識與實踐應用相脫節，很難達到理想的教學效果。

學情分析 近年來，空調專業的畢業生就業前景好，報考人數逐年增加，但學生的知識基礎水平卻逐年下降。據統計，2008年全國參加高考人數1050萬人，錄取人數599萬人，錄取率為57%；2009年全國參加高考人數1020萬人，錄取人數629萬人，錄取率為62%；2010年全國參加高考人數957萬人，錄取人數657萬人，錄取率為69%；2011年全國參加高考人數933萬人，錄取人數675萬人，錄取率為72.3%。可見高招人數的下降與錄取人數的增加，使得高職院校的錄取分數線逐年降低，學生的知識基礎比較薄弱，學習理論知識的興趣和積極性比較淡薄，這給專業基礎理論教學帶來了較大難度。

基于CDIO教育模式的《空氣調節》課程改革措施

基于以上對課程及學情的分析，為了弱化課程內容的抽象機理，強化課程的實踐應用性，同時為了激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性，筆者通過具體項目引領學生參與到教學中來，即以教師為主、學生為輔，攜手共同設計制作一套多功能小型空調箱為目標，在設計、制作過程中，基于CDIO教育模式的指引，對課程進行了項目化、模塊化、實踐化整合，使學生邊學習理論，邊應用于實踐，邊動手制作，將“教、學、做”融于一體，培養學生的工程意識和實踐能力，同時結合專業特色培養復合型人才，拓寬學生的就業與社會適應能力。

以項目導學和任務驅動整合知識模塊，創建知識體系 根據《空氣調節》課程中實際應用的核心內容，本教學小組自行研發、制作了一套多功能空調箱。該空調箱不僅可以實現多種空氣狀態參數的測定，同時也可實現空氣的多種處理過程，例如對空氣進行加熱、加濕、冷卻處理等。在教學過程中，以該空調箱為載體，通過具體的設計、制作流程整合知識模塊創建知識體系，課程內容具體編排如下：模塊一——濕空氣的狀態參數及焓濕圖的應用；模塊二——空調房間負荷計算；模塊三——空氣處理過程的設計計算；模塊四——空氣處理設備的選型；模塊五——設備采購和小型多功能空調箱的制作；模塊六——小型多功能空調箱的調試及運行。其中每個知識模塊又分成若干個教學任務，使整個教學過程以項目導學、任務驅動的形式體現。這樣通過設計、制作流程可使學生了解課程的整體內容；通過項目導學方式可使學生樹立學習目標，提高學習動力；通過任務驅動可使學生明確每個知識模塊需要掌握的知識內容及這些內容在空氣調節中的作用及其意義。這樣既可充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，又可鍛煉學生的自學能力，拓寬知識視野。

因地制宜，采取多種教學方法和教學手段 （1）教學方法多樣化。針對不同知識模塊的特點，因地制宜采取多種教學方法和教學手段。對于理論性較強的基礎知識，采取課堂講解與實驗實操相結合的方式，通過日常生活案例加深理解，同時通過課下作業練習進一步加以鞏固。如講解“露點溫度”、“濕球溫度”時，可通過多功能空調箱完成“露點溫度”、“濕球溫度”的測量過程，并通過改變空氣參數或改變測量條件獲得不同的測量結果，這樣既可以將抽象的理論轉變為直觀的、可視化的物理過程，激發學生的好奇心和學習興趣，又可以通過對不同測量結果的分析，使學生掌握影響這些物性參數的因素。同時通過“為什么霧出現在早晚？為什么太陽出來霧會消散？為什么夏天水管外表面會‘出汗’？”等日常生活實例可進一步加深學生對知識的理解，提高學生對知識的應用能力。而對于實踐性較強的知識點，則采取理論講解、實驗實操與實踐應用相結合的方式。例如在講解不同的空氣處理過程時，可采用案例法和引導法，首先通過冬季與夏季家用空調的實際空氣處理過程，提取出與教學內容有關的任務，然后通過多功能空調器實現不同的空氣處理過程的操作演示提出問題，加深理解，最后以給定參數要求的小型多功能空調箱的具體設計過程提高學生的工程應用能力，使學生實現邊學習、邊設計、邊實踐的完整流程，達到學以致用的目的。另外，在學習、實踐過程中可不斷引入討論交流法，將關鍵知識點或學生有疑問的知識點讓學生進行討論，或師生共同進行討論，如在設計多功能空調箱的風系統管路走向時，師生共同討論哪種走向最合理、最經濟。這樣可充分調動學生的積極性，給學生發表自己的意見和展現自我的機會。（2）教學手段現代化。由于《空氣調節》課程的理論性較強，計算過程比較多，同時需輔以焓濕圖表示，為了指導學生學習和演練復雜的計算過程，傳統的板書教學手段不可丟。但是《空氣調節》課程中涉及的設備比較多，空氣處理過程比較復雜，單一板書形式的教學手段已滿足不了現代的教學要求。為了直觀清晰地展示設備的結構、原理和工作過程的特點或復雜的空氣處理過程，多媒體教學已成為現代教學過程中不可或缺的教學手段，通過大量生動的二維、三維圖片或鮮活的Flash動畫可以展示和演繹各類設備及具體的空氣處理過程，使課程內容直觀化、生動化。除此之外，豐富的網絡資料也能給課堂教學增色不少，通過優秀的網絡教學，可吸取其他院校的優點和長處，同時也可指導學生充分利用網絡資料，拓展個人視野。

分配角色，相互協調，團隊協作 由于多功能空調箱的設計制作過程比較復雜，且實現的空氣處理過程比較多，所需的空氣處理設備也比較多，但課程的總學時是有限的，因此，要在學時有限的條件下完成整個設備的設計、采購、制作、調試運行過程，必須根據設備不同的功能段，將學生分成多個小組，分別承擔不同的任務。如采購、制作制冷系統的為一組，采購制作加濕器和加熱器的為一組，風系統采購、安裝的為一組等。為了提高每個小組的做事效率，可設立組長、副組長等職位以承擔不同的角色，協調小組成員間的關系，培養學生的團隊協作意識。

在企業及社會環境下完成市場采購 要想讓學生看到實效，必須將設計的理論結果轉變成可運行的實際系統。因此，各個小組根據所承擔的任務，可自行到市場進行調研、采購。通過實際的市場調研、采購使學生逐漸了解市場行情，產品的性能、價位，同時也可鍛煉學生與人溝通的能力，為后期實習奠定一定的基礎。通過市場調研、采購活動，可使學生直接與社會相接觸，有些學生就通過市場采購選定了適合自己的實習單位。

實際操作，調試運行 多功能空調箱的制作是一個比較復雜的過程。例如，外殼的安裝需考慮一定的安裝工藝，稍有疏忽便會產生裝錯的后果。因此，各個功能段的組裝過程（制冷系統的組裝、風道系統的制作及支撐的制作、加濕器的制作等）不僅能鍛煉學生的動手能力，而且在制作過程中伴隨著不同的問題，可培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，同時，在實踐過程中，也可培養學生創新思維與技術應用的綜合能力。

通過項目驅動、知識模塊、小組協作、市場采購、動手實操等環節構建多功能空調箱的實驗設備實體，可充分發揮學生的主體地位，實現邊學習、邊應用的目標，不僅能培養學生對知識的應用能力和實際動手能力，同時也能培養學生的創新能力、團隊協作能力，有效地提高學生的綜合素質。

課程改革過程中存在的問題

雖然在CDIO教育模式下，《空氣調節》課程的改革取得了一定的實效，教學質量和人才培養質量得到了很大的改善，但在具體實施過程中仍然有一些待解決的問題。

首先是資金問題，課程改革的整體規劃是以小型多功能空調箱的設計、制作過程為依托的，而設備的制作需要一定的資金做保障。由于資金有限，每個班只能制作一臺設備，這便造成了“僧多粥少”的現象，對教學效果產生了一定的影響。

其次是加強課程之間配合的問題。在《空氣調節》的實踐課程教學改革中，不僅涉及空氣調節的內容，還涉及制冷原理與設備、熱工測量、自動控制等其他課程的內容，因此，若要得到一個良好教學效果，離不開整個教育環境的革新，離不開其他專業課程的配合。

結論

1.基于CDIO教學模式，對《空氣調節》課程的改革，不僅可使本課程的知識學以致用，同時可融合其他課程的知識，如制冷原理與設備、熱工測量技術等，達到知識間的融會貫通、靈活應用。

2.通過小組協作，可以培養學生的團隊協作精神，通過市場采購可使學生初步接觸社會，接觸行業。

3.通過實驗裝置的設計、制作過程，不僅可培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，同時也可激發學生的創新能力，培養嚴謹的敬業精神，提高學生的綜合職業素質。

4.CDIO教育模式下的項目導向、任務驅動教學形式，可將教師由講授者轉變為指導者、評價者和管理者，要求教師從理念認知、情感態度和實施能力等方面做出自我調整，不僅可以提升教師個人的業務素質，也可以把教師從無意義的重復講解中解脫出來，將更多時間用于教學設計，更有利于師生的共同發展。

5.課程改革過程中必然存在相應的問題，有待進一步探討、研究和完善。

[1]陰躲芬，龔華明.基于CDIO的“綜合布線技術”課程改革與教學實踐[J].科技創新導報，2012（5）：167.

[2]張欣.項目課程改革在高職院校中的實施研究[J].廈門城市職業學院學報，2012（2）：32-35.

[3]鄭文亨.“空氣調節”課程教學改革的設想[J].科技創新導報，2012（9）：187.

[4]向立平.建筑環境與設備專業空氣調節課程教學改革的研究與實踐[J].當代教育理論與實踐，2012（2）：74-75.

[5]付慧敏.基于項目化教學的自動檢測技術課程改革與實踐[J].產業與科技論壇，2012（11）：197-198.

[6]汪秀清，石建中.《空氣調節用制冷技術》的教學研究[J].教育教學論壇，2012（16）：106-107.

[7]翟敏煥，徐寶林，梁永恩.基于CDIO模式的《電路與模擬電子技術》課程改革的探討[J].現代計算機，2012（14）：29-31.

G712

A

1672-5727（2013）08-0046-03

杜娟麗（1979—），女，河南鄭州人，碩士，鄭州牧業工程高等專科學校講師，研究方向為制冷空調方向和高職教學管理。