《制冷工藝設計》課程教學改革研究與探索

戚素素

《制冷工藝設計》課程教學改革研究與探索

戚素素

（山東華宇工學院，山東 德州 253000）

《制冷工藝設計》課程是制冷與空調技術專業的專業課。文章闡述了當前課程的教學現狀及存在問題，并且針對問題分別從教材的選用、教學內容的優化、教學方法的改進、實踐能力的提升以及考評機制的調整等幾方面入手，對《制冷工藝設計》課程進行改革與探索，以完善學生的知識體系、提高學生的實踐能力為目標，進行合理的教學設計，致力于培養高素質應用型本科人才。

制冷工藝設計；制冷設備；工程實際；改革

引言

“全面提高高等教育質量是高等教育發展的核心任務，是建設高等教育強國的基本要求，是實現建設人力資源強國和創新型國家戰略目標的關鍵。”積極進行課程教學改革是當今國家政策下提升教學質量、拓展教學內涵的必然途徑[1]。《制冷工藝設計》是制冷專業的一門專業課，主要講授了冷庫制冷系統的組成、工作原理與設計方法[2]。它以《熱工學基礎》《制冷原理技術應用》《制冷與空調設備》《制冷壓縮機》《制冷空調CAD應用》等課程知識為基礎，涉及各種制冷方法、制冷循環與制冷設備的選用。目的是使學生可以掌握冷庫制冷系統的設計原理與方法，合理地對制冷設備進行選取及合理地對制冷管道進行布置，能夠對制冷工藝設計圖樣進行識讀和編閱[3]。這是一門理論與實際聯系十分緊密的課程，為了調動學生學習的積極性，從而切實增強教學效果、提高教學質量，在課堂教學中我們進行了一些教學改革研究與探索[2]。

1 當前課程的教學現狀與存在的問題

1.1 教材有待改進

目前，本課程選用教材為《制冷工藝設計》，李建華主編，本教材是“十二五”職業教育國家規劃教材，針對冷庫制冷系統設計，系統地闡述了制冷工藝設計的基本原理和設計方法，重點介紹了制冷負荷計算、制冷系統方案確定、制冷設備選型與布置、制冷管道設計等內容。該教材于2008年出版，并于2010年新的《冷庫設計規范》出版后進行了修訂，并對多機頭并聯壓縮機組、翅片鋁排管、CO2/NH3及CO2/R507復疊式制冷系統等新技術進行了補充。但由于篇幅有限，對上述新技術只是做了簡單介紹，并未對其進行詳細講解。此外，在本教材第二章制冷機器設備的選型計算中，對于壓縮機的選型計算還停留在活塞式壓縮機，并未對螺桿式壓縮機進行過多講解，只是提供了簡單的選型表格。而對于冷凝器、冷卻設備、高壓貯液器等其他制冷設備的選型，只是介紹了選型方法，并未提供選型表格，也缺少相應例題輔助學生理解。

1.2 教學系統性差

現有教材單獨介紹了冷庫設計的各個設計環節，如制冷負荷計算、制冷設備選型、制冷方案確定，但每個環節都過于獨立，教材并沒有將這些獨立環節與整個冷庫系統（見圖1）進行結合，這也導致了學生在后期的課程設計和畢業設計中，不會對冷庫系統的性能進行整體分析，更不能對整個冷庫系統進行全面設計[4]。

1—單級壓縮機；2—單機雙級壓縮機；3—中間冷卻器；4—油氨分離器；5—立式冷凝器 6—貯氨器；7—總調節站；8—低壓循環桶；9—氨泵；10—液體調節站；11—氣體調節站；12—蒸發器；13—氣液分離器；14—鹽水蒸發器；15—排液桶；16—放空氣器；17—集油器；18—加氨站。

1.3 教學方法有待改進

該課程目前的教學手段較為多樣，如板書、多媒體等，但是目前老師常用的教學方法仍然是以講授法為主，過度以教師為中心，一門心思強調課堂中理論知識的講授，并沒有在課上及課下關注學生在學習中的積極性，學生處于相對被動地位。由于本身課時較少，只有40個課時，而教材有八個章節的內容，教師上課進度過快，課堂上留給學生獨立思考及分析問題的時間太少。這種填鴨式的教學方法讓學生對老師上課講授的理論知識僅僅停留在一個淺層的了解，而在遇到工程實際問題或知識難點的時候，學生不能對問題進行獨立思考與分析，過度依賴老師進行講解，這對學生日后的學習和工作是不利的[4]。

1.4 缺乏實踐性環節

制冷工藝設計作為一門專業課程，理論與實際結合十分緊密，教師講解教材中的理論知識，歸根結底還是要與工程實際相結合，這樣才能加深學生對教材知識的理解，并將其轉化為實際應用。但在實際的教學過程中，由于本校實踐條件有限，只有一個冷庫實驗室，其內部只有一個冷庫模型，而本校因實驗設備簡陋、實踐機會匱乏都造成了理論與工程實際的脫節。同時，由于該課程理論性較強，有很多計算項目，導致學生在學習理論知識過程中經常感到枯燥乏味，進而導致了學生的學習積極性下降[4]。

1.5 考核機制有待調整

該課程目前的考核機制仍是以期末考試成績為主，期末考試占比70%，平時成績占比30%，平時成績中，平時作業占30%，階段性測試占30%，課堂表現占30%，考勤占10%。平時作業也只是注重對教材知識的鞏固。首先，這會導致學生只重視學習教材上的理論知識，而因為教材的理論性知識過于枯燥乏味，又會進一步降低學生對本門課程的學習興趣，甚至還會出現學生平時不學習或隨便學學，臨考試前進行考前突擊的不良現象；其次，這也會使學生忽略在實際工程中冷庫技術的應用，不能把理論與實際做有機結合[4]。

2 課程教學改革的探究

2.1 添加輔助教材

本文前面提到，目前使用的《制冷工藝設計》（李建華主編）教材，對多機頭并聯壓縮機組、翅片鋁排管、CO2/NH3及CO2/R507復疊式制冷系統等新技術只是做了簡單介紹，并且在制冷設備的選型計算中，未對螺桿式壓縮機進行詳細講解，對于冷凝器、冷卻設備等制冷設備的選型，并未提供選型表格且缺少相應例題。

針對以上問題，我們增加了《制冷工藝設計》（張萍主編）及《冷庫設計及實例》（張國東主編）兩本輔助教材。其中《制冷工藝設計》（張萍主編）在對制冷設備的選型方面，不僅提供了每個制冷設備選型表格（例如表1），還對每種設備的選型計算附加了1～2個例題來輔助學生理解。《冷庫設計及實例》（張國東主編）這本教材則通過對一個單層500 t生產性冷庫的制冷系統設計進行詳細講解，將冷庫設計的各個環節進行了串聯，有助于學生將零碎知識進行有機融合。

表1 煙臺冷凍機廠ZA系列氨貯液器

型號容積/m3外徑/mm接管通徑及主要尺寸/mm重量/kg 進液出液長度 ZA?1.51.581650401 100790 ZA?2.52.51 0206551 1001 120 ZA?3.53.51 22070501 4001 370 ZA?551 22080651 4001 780

2.2 優化系統化教學

本文前面提到，現有教材主要針對冷庫設計的各個設計環節進行單獨介紹，但并沒有將這些獨立環節與整個制冷系統結合起來。針對這個問題，可在課程開始時，布置一個工程實際問題，并貫穿于整個課程學習中，在學習完一個知識點之后，先對一個環節進行局部設計，課程結束時，將整個冷庫系統進行綜合設計。最終將整個系統的綜合設計整理成大作業的形式上交，并作為平時成績考核的一部分。

2.3 改進教學方法

本文前面提到，該課程僅有40個課時，由于課時較少，教師為在期末考試前趕完教學進度，在上課過程中講解速度較快，而且在授課過程中還是以教師為主體，采用單一的講授法，導致學生學習的積極性下降，不能得到良好的教學效果。為解決這一問題，我們在教學方法上進行了一系列的研究與探索[4]。

2.3.1調整課程結構

在課程結構調整中，由于課時有限，本課程保留制冷負荷計算、制冷設備選型、制冷系統及方案確定、制冷管道設計等主要章節，對于庫房設計、制冰與冰庫等內容，可錄制成教學視頻，放在學習通中，供學生課下時間進行拓展學習，并作為平時成績考核的一部分。

2.3.2增加課前預習與演講

在每節課后，老師可以提前將下節課將會學習的知識范圍事先告知學生，并要求學生在課下根據老師告知的知識范圍進行自主學習。學生可以通過去圖書館借閱相關資料或是上網查找資料，對下節課的內容進行預習，并找出自己認為的重點、難點與感興趣的內容進行標注并做好筆記。下節課開始的時候，老師可以隨機抽取幾位學生，或以毛遂自薦的方式，請幾位同學站上講臺，闡述自己對課前預習的過程中對本次課程內容的看法，將自己的學習成果在全班同學面前進行展示。這樣一方面可以促使學生樹立自主學習的觀念、培養自主學習的能力，另一方面在全班同學面前展示自學成果的時候也鍛煉了學生的邏輯思考能力與表達能力，并對其他學生有良好的示范與引導作用。而這些對學生以后的學習大有裨益，對今后參加工作也是有深遠影響[4]。

2.3.3設置課堂討論

課堂教學中可針對某一實際工程問題，組織學生進行分組討論，從而激發學生的學習興趣，并培養學生獨立思考與獨立分析問題的能力。

2.3.4充分利用多媒體

現場教學的方法能使學生身臨其境地進行現場學習，此方法雖好，但受學時及其它實際條件的限制，大多情況下不能讓學生到現場進行學習，只能在教室或實訓室進行學習，而且現場教學也有弊端，現場教學中學生只能見到此現場的冷庫設備，不能見到其他更為先進的制冷設備，具有片面性。為了彌補不足，我們可以將冷庫行業，甚至整個制冷行業目前應用的所有制冷設備，放在多媒體課件中，或制作成教學視頻，并在課堂中向學生進行展示，既能讓學生直觀地看到制冷設備的外形及工作原理，還能使學生對市場上現有的制冷設備進行全面的了解[2]。

2.3.5生產事故分析

平時生活中，大家普遍對全國各地發生的生產事故關注較多。而生產事故分析其實也可以被我們當做一種教學手段。比如我們在課堂上向學生展示了一段新聞視頻，視頻是對上海市某一冷庫發生爆炸的事故分析，通過該視頻的展示，使學生了解此事故是由于操作工沒有遵守操作規程，導致液氨泄漏，致使在場15人遇難，并造成了重大的經濟損失。通過對生產事故進行分析，不僅可以激發學生學習興趣，使學生認識到遵守操作規程的重要性，而且加深了學生對制冷系統工作原理與設計要點的理解[2]。

通過上述教學方法的研究與探索，既可以達到“以學生為主體”的目的，也能極大地調動學生的學習積極性。

2.4 開設實踐環節

本文前面已經提到，制冷工藝設計是一門與實際工程結合十分緊密的課程，因此除了理論學習以外，還應當輔以一定的實踐環節。本課程理論教學課時較短，所以該課程對應的實踐環節是獨立設置的。充分利用好實踐環節對于加強學生理論聯系實際的能力十分重要。本校制冷專業開設了為期兩周的《冷庫工藝技能訓練》課程作為與本課程密切相關的實踐環節，本課程是以課程設計的形式，要求學生針對老師給出的實際工程題目，利用制冷工藝設計中所學的制冷負荷、制冷設備等相關知識對某地冷庫制冷系統系統進行綜合設計，學生需要完成制冷負荷計算、制冷方案確定、制冷設備選型、管道設計、制冷系統原理圖繪制等任務。為期兩周的課程設計更加貼近于實際工程，有助于學生樹立嚴謹的工程意識[4]。

因冷庫實驗室設備較簡單無法滿足教學需要，可通過實驗室或實驗設備改造對冷庫實驗室內部設備進行改造升級，以滿足學校內部實踐教學條件。其次，本專業校外實習基地基本都是制冷空調生產廠家，缺少專門做冷庫的校外實習基地，而且由于企業本身生產任務比較繁重，學生進入企業也大多只是走馬觀花地參觀廠區或展館，參觀實習的效果并不理想，學生回校之后表示并沒有學到實質性的知識。從長遠來看，學校應該嘗試與本地有生產冷庫或設計冷庫經驗的企業建立校企合作關系。一方面企業可為學生在校期間提供參觀實習或生產實習的機會，另一方面學生畢業后可以去有校企合作關系的企業工作，從而達到企業與學校雙贏的目的[4]。

2.5 調整考核機制

考試作為教學過程的終點，既起到了檢查教學的效果，又起到了對教學過程導向的作用[2]。以往《制冷與工藝設計》課程的考核，期末考試成績占70%，平時成績占30%，平時成績也只注重學生對教材知識的掌握和能否認真聽講等課堂表現的考查，并未體現出對學生理論聯系實際能力的考核。考試主要是教材中的客觀題目，僅有10%左右的主觀思考題。課程考核的最終落腳點，不應該只是期末考試試卷上的分數，更應該是學生自主學習能力、獨立思考能力、創新能力與設計能力的綜合考查。所以我們要追求更合理的考核機制。為促使學生以上能力的培養，我們降低了期末考試成績在課程考核中所占的比例，并將平時上課中能體現出的的設計能力與創新能力納入最終考核。本次考核機制調整中，課程總成績擬按照期末考試50%、平時成績50%進行考核，其中，平時成績中，課程設計上交成果占20%、創新設計點占20%、課堂表現占10%。以此來提升學生在平時學習中的積極性，減輕學生期末考試的壓力，并著力培養學生理論聯系實際與創新設計的能力[1]。

3 總結

《制冷工藝設計》對于制冷專業的學生而言是一門理論與實際緊密結合的重要的專業課程，本文通過對教學當中發現的問題進行認真總結，并分別從添加輔助教材、優化系統化教學、改進教學方法、開設實踐環節、調整考核機制幾方面進行了研究與探索，因制冷課程具有相通性，本文的教學改革方式對于制冷類的其他課程，比如《制冷原理技術應用》《制冷與空調設備》《制冷壓縮機》等課程，同樣可以適用。

[1] 張立琋.“制冷原理與設備”課程教學改革實踐[J].教育教學論壇, 2018(44):113-114.

[2] 鮑琳,賀小營.高職《制冷工藝設計》課教學改革芻議[J].職業教育研究,2005(9):77.

[3] 高晟揚,于俊夫,嚴中俊.熱動專業“冷庫制冷工藝設計”教學內容設計[J].現代職業教育,2016(11):34-35.

[4] 何曉崐,姚江,方海峰,等.制冷原理與設備課程改革措施的探索[J].中國現代教育裝備,2018,28(01):44-46.

Research and Exploration on Teaching Reform of

QI Susu

( Shandong Huayu University of Technology, Shandong Dezhou 253000 )

Thecourse is the refrigeration and air-conditioning technology professional courses. This paper expounds the current teaching situation and existing problems of the current curriculum, and in the light of the problems, we start with the selection of teaching materials, the optimization of teaching contents, the improvement of teaching methods, the enhancement of practical ability and the adjustment of evaluation mechanism, in order to improve the knowledge system and practice ability of the students, the course ofis reformed and explored, and the reasonable teaching design is carried out.

Refrigeration process design; Refrigeration equipment; Engineering practice; Reform

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.049

G642.0

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1671-7988(2021)21-184-04

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戚素素（1994.03—），女，本科，助教，就職于山東華宇工學院，研究方向：制冷、暖通、能源等方面。

山東華宇工學院2019年校級教育教學改革研究項目：新時期應用型本科高校精品課程建設研究（編號：2019ZD07）。