新工科背景下應用型高校實踐教學體系建設

摘要：實踐教學環節是學生學習的重要環節，為理論與實際應用搭建了橋梁。本文以制冷專業為例，對當前制冷專業的實踐教學體系進行優化建設，搭建4條主線，通過各個學年的實踐課程優化銜接，指導后續專業學生培養方案的調整及各個課程教學質量標準的設計，為實踐教學建設提供支撐。

關鍵詞：制冷壓縮機；實踐教學；專業課

中圖分類號：TB"""""" 文獻標識碼：A""""" doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.13.084

0 引言

“雙碳”背景下，能源類專業面臨新的發展機遇與挑戰。減少能源消耗是實現“雙碳”目標的重要手段之一。能源類專業學生需要在學習工作原理與設備基礎上，將所學知識應用到行業的發展過程中，研究和設計更高效的系統和設備，減少能源的損失及浪費。

作為以應用型人才培養為目標的高校，應緊跟行業發展和技術進步，更新課程內容和教學方法［12］，在強化學生基礎理論、專業知識的同時，應注重實踐教學［35］，以問題為驅動，使學生將所學知識應用到實際問題中，培養學生的實際操作能力，為企業的人才需求接軌［6］。

新工科背景下，高校對于學生的培養不僅僅是本專業的基礎知識與專業能力素養的培養，進一步地，需要通過培養體系拓展學生能源領域知識面，培養復合應用型人才［7］。本文以制冷專業課為例，構思能源與動力工程專業在新工科形勢下的實踐教學體系，希望能夠形成規范化、系統化的教學體系，引導學生培養方案的設定與框架搭建，為學生培養提出實踐體系新思路。本文拋磚引玉，為能源類課程實踐教學體系建設提供思路。

1 現狀分析

高校學生的培養體系中包含理論課程、實驗課程、實踐課程等方面的內容。各個課程環節之間應進行融合，理論與實踐環節的融合，以及理論課程之間、實踐課程之間需構成相應的銜接體系，從而構成完整的培養方案，為學生的人才培養目標服務。我院當前能源與動力工程專業的實踐環節構成如下圖1所示。以勞動教育實踐、課程實驗、課程設計、實習、綜合訓練為核心。其存在一些問題如：

（1）勞動教育多為基礎性教育活動，與專業課程體系基本無關。2022版培養方案使用，增設勞動教育理論與實踐內容，而理論課開設在第一學年，具有普適性。勞動教育的實踐環節分布在各個學期，以學生自選學習為主，多為基礎性勞動環節，缺乏與專業結合的勞動教育環節。

（2）各學年實踐教學關系較少，部分實踐環節間僅包含簡單的前后聯系，無法形成體系。第一學年的課程實驗、實習環節均依據現有實訓中心環境，開設簡單的C語言實踐，數控車床、3D打印、木工、陶工等工種，與制冷專業后續的課程脫節。

（3）理論課程的課程實驗與實習實踐、實習聯系單薄，難以實現應用型培養目標。理論課程與課程實踐間存在部分脫節，如第三學年的課程實驗，均依據學校現有設備進行開展，未綜合考慮學生的授課體系及實踐環節的銜接。課程設計與實習環節、實驗環節均為各自完成課程內容。如機械設計課程設計，目前仍以減速器設計為主，雖然減速器作為典型的設計過程可以滿足學生對于設計過程的學習與掌握，在專業中存在一定的應用，但針對制冷專業學生，只能起到啟蒙的作用，與后續的課程設計脫節。

2 實踐課程體系建設

為改善現狀，優化制冷專業學生課程教學體系，培養專業學生，現進行實踐課程體系建設構想，同時，配合部分專業課程內容調整，構建更具優勢的學生培養體系。

針對制冷專業學生，擬構建如圖2所示教學體系。具體內容包含四條主線。

第一條主線，勞動教育線，通過勞動理論指導各個學期的勞動教育，從第一學年的基礎性勞動，到第二、三、四學年的專業性勞動。基礎性勞動采用學生自由選擇的方式，專業性勞動依據實驗、實習課程進行制定。第二學年的專業性勞動可依據機械課設計部分課程實驗內容采用壓縮機、減速器等結構形式的拆裝為主，在進行勞動的同時理解機械結構連接及配合，為課程設計及課程實驗提供基礎；第三學年的專業性勞動教育依據專業課程實驗可采用空調清潔維護、空調維修演示等方面的課程，彌補專業課程實驗學時數少的不足，同時能夠使學生真正融入專業實踐過程；第四學年的專業性勞動教育可依據實踐環節內容開展空調、制冷設備故障處理等方面課程的開設。從而將勞動教育與專業進行有效結合，實現第一條體系構建。

第二條主線，課程設計線，以第二學年的機械設計課程設計、第三學年的專業課程設計、第四學年的綜合訓練為主要環節。將原有的采用減速器作為機械設計課程，調整為采用活塞式壓縮機設計為課程設計，為后續的制冷原理、制冷壓縮機課程的講授提供實踐支撐；將原有的鍋爐專業課程設計調整為管翅式或管殼式換熱器設計，為制冷、空調等專業理論課提供實踐支撐；綜合拆裝部分的專業勞動教育，第二條主線可以通過拆裝訓練、壓縮機設計、換熱器設計、冷庫/空調/制冷系統設計四個環節將課程設計串聯，由認知到結構設計到系統設計構成完整的設計主線。

第三條主線，實驗課程線。當前的實驗課程由第一學年的編程、第二學年的物理、流體實驗、第三學年的傳熱學、制冷實驗、制冷壓縮機性能實驗等構成。課程實驗主要為理論課程服務，從而引導學生更加深入地理解理論過程。單通過實驗過程尋找聯系遠遠不夠。需通過理論課程中的銜接、理論課程中實踐環節內容的補充構建實驗課程體系。例如，針對第一學年的編程實踐，針對學生是否能夠完成小型軟件的編程作為目的教學，在理論課程中增加兩個學時的專業軟件簡介，以焓濕圖為例，通過一系列方程實現焓濕圖的可視化展現，引導學生在完成編程學習后能夠獨立進行部分命令的編寫與運行；針對第二學年的流體力學實驗，在現有的基礎流動基礎上，增加兩相流等方面的流動試驗；針對第三學年的課程實驗，以制冷壓縮機為例，本門課程主要針對不同壓縮機結構形式進行講授，其包含原理與結構設計，針對此種課程，考慮增加課程實驗的環節，通過壓縮機的拆裝、運行、性能檢測等環節的銜接實現學生對壓縮機的深入了解。通過翻轉課堂的方式，由學生針對壓縮機的構成來描述壓縮機的工作原理及制冷劑在其中的流動過程，從而以學生為主加深學生的學習過程。此過程，課程實驗成為理論課與實踐環節的橋梁，使得學生能夠將課程體系綜合為專業的系統學習，也實現了在課程學習過程中融入勞動教育內容。

第四條主線，實習線，四個學年均包含實習環節。金工實習主要考慮學生對于產品設計的認知，可根據專業特性引導學生針對彎管、脹管、法蘭連接、焊接等操作方式進行實習設計，此內容的優化也為課程設計打基礎，為結構設計的合理性提供依據。認識實習、生產實習與畢業實習與專業聯系相對緊密，通過當前產教融合，利用學校的實習基地，進行實習方面的銜接。制冷專業的對應實習基地一般都具備彎管、脹管等各個零配件的加工環節，這又與金工實習的內容進行了銜接，構建完整的實習主線。

通過四條主線的構建以及各個主線之間的聯系搭建完整的實踐教學課程體系。通過專業性勞動教育的融入，充分發揮勞動教育的意義同時引導學生進行專業性內容的學習，避免了各個學期的勞動教育與專業課脫節的問題，同時，通過勞動教育的助力，使得學生更加深入地了解專業，認知專業。通過課程設計之間的由設備到系統的設計思路搭建，避免了學生為學課程而學，相反，課程的學習成為專業學習路上的有效工具，輔助學生的成長。部分專業課程中增加實踐環節的占比，通過學生的自主設計、零配件的拆裝訓練，更加深入地理解理論學習對于實踐環節的指導意義。

從廣義上描述，實驗、實習的過程也是勞動實踐的過程階段。課程的設計成果中也不乏勞動的融入。因此，勞動教育是貫穿整個實踐環節的。課程的實驗是理論課程與實踐環節的銜接，學生通過理論過程的學習進行實驗的檢驗，進而通過實踐環節加深理論內容的學習與延伸，從而為應用型人才的培養構建完整的學習體系。

3 應用效果分析

針對體系建設取得的部分成效進行說明。勞動教育的開設是針對當前22級學生的課程內容，為能夠滿足專業內容，針對勞動教育的內容按照年級進行設置，第一學年以金工實習延伸出的各個工種的勞動教育、生活性勞動教育為主開設課程，引導學生進行選擇；第二學年以專業基礎課程勞動教育進行設置，如開設能量轉換裝置的設計，通過自身的學習和設計過程，感受到專業的魅力。第三、第四學年的設計以專業課程中的結構設計、系統設計、小組合作等內容為主，為學生的就業及深造提供實踐環節支撐。學生設計裝配模型如圖3所示。學生在進行第二學年能量轉換裝置設計過程中的內容，通過電能帶動機械傳動再次帶動車輪的運動過程，相較于制冷專業學生，能量轉換的學習可以對應后續制冷原理、制冷壓縮機、熱泵技術等課程內容的學習，為后續專業課程的學習做了很好的銜接，具有實際意義。

學生在進行課程設計線完成的成果展示，如下圖4-6所示。在完成第二學年機械設計的理論課程后，依托專業特色，將原有的減速器設計更改為活塞式壓縮機的結構三維設計，通過結構設計過程理解制冷過程中壓縮機的運行過程，從而為第三學年的制冷原理、制冷壓縮機課程打下基礎。進而在壓縮機的項目設計中以及后續的課程設計中分別完成壓縮機設計及換熱器設計。匯總到大學四年級的綜合訓練中以圖6所示的完整系統圖設計成果，其中包含灰色的壓縮機設計結構及綠色的換熱器設計結構，構建完整的系統三維模型。以此，搭建學生完整的第二條主線，通過設計之間的銜接，完成設計過程。

學生在進行課程實驗的主線內容是學生在學習過程中通過實踐環節檢驗理論，加強學習的過程，也是學生對于理論知識的認可過程。課程實驗的應用可以結合實習環節進行建立，也可以采用專家進課堂的方式，邀請企業人員進行實驗的演示、操作步驟的講解等內容。目前制冷專業方向學生的實驗學習過程中，邀請具有企業工作經驗的工程師進行講解說明是當前的應用方案，企業的工作經驗可以促使工程師站在設計者的角度多方面考慮問題，也給學生的后續理論課程的銜接打好基礎。

實習主線內容的設計，在現有的基礎上做了較為重要的銜接過程。將金工實習的內容融入后續實習的環節內容中。實習過程中實習單位的選擇對于實習環節的設計也非常重要，尤其是當前提倡的混合式教學過程，給實習環節增加了豐富的資源。當前制冷專業的實習環節可以從以下角度進行考慮：首先，對實習內容的選擇以及實習單位的確定。為做好專業課程銜接，培養全方面發展高校畢業生，需在金工實習的基礎上進行實習內容及實習單位的選擇，一般認識實習多考慮生產性單位，如空調生產裝配企業、鈑金件生產、兩器生產以及智能裝備公司等；其次，考慮實習過程中的內容設計，對應金工實習的內容以及后續專業課程的設置，要求學生在實習過程中的學習掌握內容可以通過線上平臺發布，通過線下實習與線上資源有效利用的方式進行課程內容的學習；然后，依據認識實習的內容及后續學生的就業方向，就業意向等選擇生產實習單位，通過駐廠實習的方式進行內容的學習；最后，依據學生的就業情況，單位的招聘需求等信息確定畢業實習的單位，在實習的同時考慮學生針對性地進行就業意向指導，幫助學生順利完成學校到社會的過渡。

以上內容均是針對制冷專業構思的實踐教學體系建設進行的思考。畢業設計作為大學的最后一個環節，具有重要意義。但畢業過程中最重要的環節應該是在第四學年最后一個學期的畢業設計內容，這項內容涵蓋體系中的所有內容的應用，畢業設計的內容規劃、撰寫過程是將大學所學內容進行系統性的整理，證明學生能夠達到畢業要求，具有邁向社會的能力。因此，畢業設計的內容應該是在各個環節過程中，通過系統設計、團隊合作精神等內容逐步打下的基礎。

4 結語

本文以制冷專業課程為例，思考了新工科背景下，實踐教學體系的優化方案，通過建設4條主線，以及各條主線之間的緊密銜接關系，指導教學大綱及課程質量標準的修訂，并且以第二條主線的實踐成果為例，進行設計環節銜接過程的說明，從而明確專業人才培養的目標，針對性地進行應用型人才培養。

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