職業(yè)院校科研成果有效轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源的探索與實(shí)踐

(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710302)

0 引 言

科學(xué)研究和教育教學(xué)是高職院校工作中不可分割的兩個(gè)方面。教學(xué)工作是教師把已知的成熟的知識(shí)傳授給學(xué)生，主要是把已有的知識(shí)講解明了，讓學(xué)生能夠明白整個(gè)的知識(shí)體系以及相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，做到學(xué)有所用；科研則是老師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)未知領(lǐng)域的研究，重在培養(yǎng)學(xué)生在遇到問題時(shí)如何去分析以及如何去解決的思路和能力。如果能夠?qū)⒖蒲谐晒^好的轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，將會(huì)對(duì)學(xué)生以后走上工作崗位自立解決實(shí)際問題起到不可估量的作用，同樣，在學(xué)校期間也可以開闊學(xué)生的眼界，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)習(xí)慣，為以后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的鉆研并解決問題的基本能力。對(duì)學(xué)校來說，也可增加科研項(xiàng)目設(shè)備儀器一次性投入的重復(fù)利用，提高了科研項(xiàng)目的收益率。因此，如何將科研成果有效地轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源值得所有高職院校教師的深思。

1 科研成果簡述

1.1 項(xiàng)目簡介

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民的生活品質(zhì)也不斷地提高了，人們不再滿足于吃飽穿暖，而是開始最求更高的生活品質(zhì)，在炎熱的夏季，家用空調(diào)已經(jīng)走入了我們每個(gè)小家庭。目前，家用空調(diào)在我國居民住房中已經(jīng)普及，根據(jù)相關(guān)部門調(diào)查數(shù)據(jù)[1]，在2015年度，家用空調(diào)在全國城鎮(zhèn)中用量每100戶已超過195臺(tái)，在2018年度，家用空調(diào)在全國城鎮(zhèn)居民中用量每100戶已超過260臺(tái)，可以看出，空調(diào)用量增速很快，至少有一臺(tái)家用空調(diào)的居民家庭高達(dá)95%以上，截止到2018年，家用空調(diào)在居民家庭占有量已經(jīng)達(dá)到平均一戶兩臺(tái)空調(diào)。目前，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人民的生活水平也越來越高，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量不斷的高要求，家用空調(diào)必將進(jìn)入每個(gè)普通家庭，家用空調(diào)給人們帶來舒適和美好環(huán)境的同時(shí)，同樣也帶來了一些煩惱，諸如，浪費(fèi)能源，冷凝水排放問題等等[2]。

在以前，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水的排放方式一般都是無序無組織的直接排放到室外或收集起來排往下水道，但隨著我國開始大力實(shí)施節(jié)能減排政策，居民們的節(jié)能的意識(shí)開始增強(qiáng)了，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水是否能夠回收利用及怎么回收利用問題開始進(jìn)行關(guān)注和重視起來，但就我國目前對(duì)空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用問題的研究工作還處在初級(jí)階段，并且其研究內(nèi)容還主要集中在家用分散式空調(diào)系統(tǒng)上。

陳楠[3]等高級(jí)工程師對(duì)各種空調(diào)系統(tǒng)在不同的氣候條件下產(chǎn)生的冷凝水量進(jìn)行了相關(guān)分析和研究，得出相關(guān)結(jié)論：在我國，南方地區(qū)比北方地區(qū)空調(diào)產(chǎn)生的冷凝水量要大，東部地區(qū)比西部地區(qū)大，因此，在我國南方和東部地區(qū)采用空調(diào)冷凝水回收利用技術(shù)的意義十分重大，其節(jié)能效果將會(huì)非常明顯。可利用空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水來冷卻冷凝器，從而可將空調(diào)的排氣溫度降低，大大的增加了該空調(diào)系統(tǒng)的制冷量，節(jié)能效果明顯，而且對(duì)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命的延長有利。

在國外發(fā)達(dá)國家,有關(guān)空調(diào)系統(tǒng)冷凝水再回收并被以各種方式利用的技術(shù)早已普及。例如，在發(fā)達(dá)國家德國，其科學(xué)家主要研究發(fā)明了將空調(diào)冷凝水回收作為冷卻冷凝器的工質(zhì)，其技術(shù)已經(jīng)很成熟；在發(fā)達(dá)國家美國，關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水回收利用方面的實(shí)用新型專利擁有多項(xiàng)；CharlesL.Michael[8]教授在1996年，申請(qǐng)了一種利用空調(diào)器的冷凝水回收利用為生活飲用水的凈水裝置專利，該實(shí)用新型專利可用于大部分普通辦公室和居民家庭。KevinTeller[8]教授講述了美國自1993到1998年發(fā)明的幾種回收利用空調(diào)冷凝水的專利裝置[4]，并詳細(xì)介紹了幾種發(fā)明專利裝置的工作原理和節(jié)能效果。具體介紹了自己本人的有關(guān)空調(diào)冷凝水回收利用系統(tǒng)的發(fā)明專利，該專利是利用空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水回收后進(jìn)行冷卻室外新風(fēng)，降低其進(jìn)入冷凝器的新風(fēng)冷卻溫度，起到一定的節(jié)能作用。

全球各個(gè)國家都有部分地區(qū)存在水資源緊缺問題，不只是在我國的西北部，那么這些國家或者地區(qū)，如果能夠?qū)⒖照{(diào)系統(tǒng)的冷凝水進(jìn)行最大化的回收利用，將會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐乃Y源問題的解決起到尤為重要的作用，比如，在沙特阿拉伯國家，一個(gè)國際機(jī)場每年中央空調(diào)系統(tǒng)就可以產(chǎn)生的冷凝水量高達(dá)約9 500 t，這些空調(diào)冷凝水如果能夠通過一定的設(shè)備和技術(shù)加以回收，那么，這些回收的冷凝水就可以用在本機(jī)場的所有廁所用水、機(jī)場周圍的景觀用水及機(jī)場周圍的草坪樹木綠化等用水，這樣做既可以防止空調(diào)冷凝水由于無序無組織排放影響周圍環(huán)境和室外墻體美觀及結(jié)構(gòu)，又解決了機(jī)場自身的水資源短缺的問題，其節(jié)能效果相當(dāng)明顯[5]。因此，在這些國家或地區(qū)如何能夠最大化的回收利用空調(diào)系統(tǒng)冷凝水將值得我們相關(guān)人員研究。

雖然我國水資源總量較多，但我國13億人口，數(shù)量龐大，人均用水量遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國家，而其中真正能作為生活飲用水的水資源則更加有限。尤其在我國西北部有些城鎮(zhèn)，很多地方常年干旱，人民的飲用水都不能夠保證，偏遠(yuǎn)農(nóng)村的飲用水的水質(zhì)更不能保證。對(duì)于這些西北部城鎮(zhèn)飲用水相對(duì)短缺的區(qū)域,本研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)的分散式空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收利用為飲用水可以在很大程度上緩解當(dāng)?shù)氐娘嬘盟倘鼻闆r。所以該研究項(xiàng)目對(duì)任何飲用水水資源緊缺的地區(qū)都具有非常重要現(xiàn)實(shí)的意義。

因此，本課題以一個(gè)家用分體式空調(diào)為例,計(jì)算其冷凝水產(chǎn)生量，設(shè)計(jì)其冷凝水凈化裝置，并對(duì)其空調(diào)冷凝水經(jīng)凈化后進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論，其完全可以作為飲用水源，從而實(shí)現(xiàn)了空調(diào)冷凝水作為飲用水的回收利用技術(shù)。

本項(xiàng)目研究及擬解決的核心問題

(1)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)空調(diào)工程實(shí)例，對(duì)其產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行特性分析研究，對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，對(duì)分散式空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的水量進(jìn)行分析計(jì)算，根據(jù)這兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)出空調(diào)冷凝水的凈化裝置。

(2)通過實(shí)驗(yàn)分析探索空調(diào)系統(tǒng)冷凝水的回收利用為飲用水的技術(shù)和方法，與校外空調(diào)工程公司合作，根據(jù)實(shí)際工程實(shí)例，進(jìn)行分散式空調(diào)系統(tǒng)的冷凝水回收利用工程技術(shù)的設(shè)計(jì)。

(3)根據(jù)空調(diào)公司安裝的實(shí)際工程實(shí)例對(duì)冷凝水回收利用為飲用水系統(tǒng)進(jìn)行其經(jīng)濟(jì)效益分析和可行性分析，其分析結(jié)果將會(huì)對(duì)分散式空調(diào)系統(tǒng)冷凝水的回收利用為飲用水技術(shù)有一定的參考意義。

1.2 本項(xiàng)目研究需搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

課題組通過搭建了一下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)很好地對(duì)該項(xiàng)目涉及的幾個(gè)問題進(jìn)行了研究：

(1)建立各種空調(diào)系統(tǒng)冷凝水回收系統(tǒng)模型。要研究空調(diào)冷凝水系統(tǒng)的回收利用為飲用水技術(shù)，首要問題就是建立一個(gè)合理的冷凝水回收系統(tǒng)模型，本課題將通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)及走訪相關(guān)專家來建立一個(gè)合理的冷凝水回收模型。

(2)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和相關(guān)空調(diào)工程實(shí)例，對(duì)其產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)行特性分析研究，對(duì)其水質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析，對(duì)分散式空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的水量進(jìn)行分析計(jì)算，根據(jù)這兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)并搭建空調(diào)冷凝水的凈化裝置。

(3)空調(diào)冷凝水回收利用為飲用水技術(shù)的設(shè)計(jì)問題。對(duì)不同型號(hào)大小的空調(diào)系統(tǒng)冷凝水，根據(jù)其特點(diǎn)提出不同的冷凝水回收利用為飲用水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，通過實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，根據(jù)不同的空調(diào)種類設(shè)計(jì)出不同的冷凝水回收利用為飲用水系統(tǒng)的模型并進(jìn)行搭建。

1.3 項(xiàng)目研究最終科研成果

(1)本項(xiàng)目對(duì)格力KFR-26GW/NhDbB3型壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)(制冷量2.6 kW,標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量630 m3/h)的冷凝水發(fā)生量進(jìn)行了理論計(jì)算，計(jì)算出KFR-26GW/NhDbB3型空調(diào)器的冷凝水量為3.86 kg/h。隨著制冷量的增加,產(chǎn)生的冷凝水量也增加。因此,一臺(tái)大1匹的分體式空調(diào)器一天工作5 h,可以產(chǎn)生大于19.2 kg的冷凝水,足以提供一家三口(人均每日飲水量大約2 500 ml，即大約2.5 kg,按此計(jì)算一個(gè)大1P的空調(diào)日產(chǎn)水量可供6-7人飲用)的日常飲水需求。

(2)針對(duì)其壁掛式家用空調(diào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出了對(duì)其產(chǎn)生的冷凝水凈化的工藝[6]。經(jīng)過過濾、凈化及消毒這些工藝的處理,最終達(dá)到可供人體飲用的飲用水。

(3)本凈水裝置適應(yīng)范圍較廣,可適用于單個(gè)家庭、企事業(yè)單位等只要有分體式空調(diào)可用的私人或公共場合,特別適合飲用水水資源較短缺的地區(qū)。

2 本科研成果有效轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源的應(yīng)用

項(xiàng)目組全體人員團(tuán)結(jié)合作，投入了大量的精力，在廣泛調(diào)研查閱有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，高水平、高質(zhì)量地完成了本項(xiàng)目的研究，并在隨后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷地充實(shí)完善，取得了滿意的成果。

(1)在某些課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以利用本科研成果進(jìn)行理論和實(shí)踐教學(xué)。比如，制冷原理、空調(diào)電路技術(shù)及空調(diào)器維修這三門專業(yè)核心課，在教學(xué)中如果能很好的利用此研究成果，將會(huì)起到事半功倍的效果。例如，在制冷原理課程教授過程中，在有關(guān)空調(diào)四大件工作原理、運(yùn)行等理論時(shí)，以前在課堂上只是理論講解，對(duì)教師來說，很費(fèi)勁，但學(xué)生還不理解，現(xiàn)在可以直接利用此項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行功能演示，其區(qū)別和相同點(diǎn)很直觀的顯示出來了，對(duì)學(xué)生來說，大大地加深了制冷系統(tǒng)的理解力和印象，學(xué)習(xí)本課程的興趣也會(huì)大大提高。在空調(diào)電路技術(shù)課程授課中，在有關(guān)家用空調(diào)電路講解過程中，同樣存在這個(gè)問題，教師在課堂上用理論畫電路圖,將電路是如何運(yùn)行、工作和檢修的，學(xué)生同樣理解起來很困難。那么，現(xiàn)在利用本科研項(xiàng)目試驗(yàn)平臺(tái)直接可以讓學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場拆卸、連接和檢測電路。使學(xué)生能夠理論和實(shí)踐融會(huì)貫通，大大提高了課堂教學(xué)效率。在空調(diào)器維修這本課中，完全可以在該平臺(tái)上進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，管路制作、安裝和電路的講解、檢測以及家用空調(diào)的抽真空、加制冷劑等一系列操作都可以在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。通過在理論課程中融入科研成果的講解，也可以表現(xiàn)出教師本人的科研能力和專業(yè)素養(yǎng)，這將大大提高教師個(gè)人的教學(xué)魅力，大大提高課堂教學(xué)吸引力，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高將會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

(2)在制冷課程設(shè)計(jì)中可以讓學(xué)生利用此項(xiàng)目平臺(tái)來設(shè)計(jì)一個(gè)制冷系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)的制冷量計(jì)算所選蒸發(fā)器和冷凝機(jī)組的大小，并進(jìn)行圖紙的設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是普通高等職業(yè)院校教育實(shí)踐環(huán)節(jié)的一個(gè)重要組成部分，是對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐教學(xué)能力的重要一環(huán)[7]。通過課程設(shè)計(jì)，不僅可以提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)課程進(jìn)行全角度的總結(jié)分析的能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程中遇到的問題的本領(lǐng)，因此課程設(shè)計(jì)在高職院校中是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。科研成果研究本身就是解決工程中遇到的一些實(shí)際問題，通過學(xué)生借助其項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠體會(huì)到在進(jìn)行實(shí)際工程設(shè)計(jì)的感覺，大大增加學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的興趣，提高了課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

(3)制冷專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)可利用此項(xiàng)目研究平臺(tái)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)研究。高職院校畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生通過三年的大學(xué)學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，應(yīng)獨(dú)立完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)情況可以反應(yīng)學(xué)生在校學(xué)習(xí)和掌握專業(yè)知識(shí)情況，是學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的匯總、分析、運(yùn)用、創(chuàng)新的一個(gè)綜合過程，將會(huì)對(duì)學(xué)生以后走上工作崗位獨(dú)立分析和解決問題起到重要的作用[8]。此科研成果是解決制冷工程實(shí)際問題的項(xiàng)目，因此引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合該科研成果選題，貼合實(shí)際，鼓勵(lì)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)研究已經(jīng)成熟的研究方法，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)該科研成果項(xiàng)目進(jìn)一步進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，也可不斷完善實(shí)驗(yàn)研究成果，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)雙贏。

(4)在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程中可充分利用此研究成果。充分發(fā)揮本科研項(xiàng)目搭建的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將所有搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，不僅可以很好地培養(yǎng)學(xué)生，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，而且可以讓教師本人參與進(jìn)來，可以有針對(duì)性地解答學(xué)生提出的問題，整個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過程教師可以進(jìn)行有效的控制[8]。通過將本科研成果有效轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，不僅可以利用自身的科研優(yōu)勢(shì)，提高了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)能力和水平，而且還實(shí)現(xiàn)科研向教學(xué)方面的逐步滲透，大大地增加了科研項(xiàng)目設(shè)備儀器一次性投入的重復(fù)利用，從而提高了科研項(xiàng)目的收益率。

(5)項(xiàng)目科研成果可有效的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，在校學(xué)生在該課題的研究基礎(chǔ)上可通過自己的不斷探索和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)該課題的研究成果進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，不斷促進(jìn)該成果的進(jìn)一步改良和發(fā)展。從而不但培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且也有可能在不斷地實(shí)踐實(shí)驗(yàn)和檢驗(yàn)下促進(jìn)本行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。

(6)在各級(jí)各類制冷技能大賽中可充分利用此項(xiàng)目試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。目前各級(jí)各類技能大賽基本涵蓋了戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的組裝與調(diào)試、制冷與空調(diào)設(shè)備組裝與調(diào)試、制冷設(shè)備安裝與調(diào)試等幾種大賽。而這幾種大賽都可以利用本項(xiàng)目的幾種試驗(yàn)平臺(tái)稍作改造便可進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。大大的提高了學(xué)生的實(shí)操能力，并且為學(xué)校節(jié)約了投資購買大賽設(shè)備的資金。本校學(xué)生就是利用該項(xiàng)目的試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行刻苦訓(xùn)練，在2017年全國機(jī)械行業(yè)職業(yè)院校技能大賽-“三向杯”制冷設(shè)備安裝與調(diào)試技能大賽中獲得全國二等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績。在2018年全國機(jī)械行業(yè)職業(yè)院校技能大賽-“三向杯”制冷設(shè)備安裝與調(diào)試技能大賽中獲得全國優(yōu)勝獎(jiǎng)的優(yōu)異成績。首次參加2020年全國職業(yè)技能大賽制冷與空調(diào)賽項(xiàng)即獲得全國第十四名的好成績。

3 結(jié)束語

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國，大量高職生畢業(yè)后，在走向工作崗位時(shí)，并不能馬上進(jìn)入自己的角色，都要經(jīng)過一段時(shí)間的企業(yè)或公司的培訓(xùn)，是什么原因?qū)е逻@樣的現(xiàn)象屢見不鮮呢？原因有很多，其中最主要的原因是學(xué)生在校期間所學(xué)到的理論課程與社會(huì)上所需要的能力相脫節(jié)。隨著社會(huì)科技的發(fā)展，市場競爭不斷地加劇，就業(yè)壓力也越來越大，如何提高高職畢業(yè)生的就業(yè)競爭力已經(jīng)是目前各個(gè)高職院校迫切需要解決的問題。因此，我們應(yīng)該改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式，使培養(yǎng)出的人才具有一定市場競爭力。那么如何能將高校具有前沿的科研項(xiàng)目有效地轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，讓其學(xué)生沒有出校門前就能接觸并熟練掌握了本行業(yè)的前沿知識(shí)，這個(gè)問題值得我們所有從事高職教育人的深思。