嚴中俊，楊正德

(湖南人文科技學院 能源與機電工程學院，湖南 婁底 417000)

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基于教育轉(zhuǎn)型發(fā)展的制冷原理及設(shè)備課程改革探索

嚴中俊，楊正德

(湖南人文科技學院 能源與機電工程學院，湖南 婁底 417000)

[摘要]在向應(yīng)用技術(shù)大學轉(zhuǎn)型發(fā)展的大環(huán)境下，從教學大綱的制訂、教材的選用、課堂組織、實踐教學組織與實施等方面對制冷原理及設(shè)備課程進行改革與探索，實踐表明，在課堂上引入工程實踐案例進行分析、在實踐教學中引入制冷系統(tǒng)進行實訓對培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新意識具有較好的效果。

[關(guān)鍵詞]制冷原理及設(shè)備課程；教育轉(zhuǎn)型；改革探索；工程實踐案例；制冷系統(tǒng)實訓

隨著我國高等教育培養(yǎng)的人才與社會人才需求不相適應(yīng)的矛盾不斷加劇，國家要求部分地方高校以應(yīng)用技術(shù)大學為發(fā)展目標進行轉(zhuǎn)型發(fā)展[1]。引導部分地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展是黨中央、國務(wù)院作出的重大決策，條件較為成熟的省市已經(jīng)先行一步啟動省級改革試點[2]。湖南人文科技學院作為地方高校，在提高學生動手能力及創(chuàng)新意識進行改革與探索，是學校順利向應(yīng)用技術(shù)大學轉(zhuǎn)型發(fā)展的一個重要保證。

制冷原理及設(shè)備是湖南人文科技學院能源與動力工程專業(yè)建筑節(jié)能方向的一門主干專業(yè)課程，在課程體系中具有重要的地位[3]。制冷原理及設(shè)備課程與工程熱力學、傳熱學等專業(yè)基礎(chǔ)知識緊密聯(lián)系，要求學生具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識，同時與工程實踐密切聯(lián)系[4-5]。因此，在教學過程中不僅要考慮學生對專業(yè)理論知識的掌握程度，還要培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的動手能力及創(chuàng)新意識。應(yīng)從教學大綱的修訂、教材的選擇、案例分析教學和實訓教學等多方面出發(fā)對教學進行改革探索，提高學生的動手能力和創(chuàng)新意識，從而滿足學校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要。

一教學大綱的制訂

教學大綱的制定必須以專業(yè)發(fā)展基本要求為基礎(chǔ)，滿足學校轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要。能源與動力工程專業(yè)作為地方一般院校本科專業(yè)，人才培養(yǎng)目標是為地方經(jīng)濟的發(fā)展與建設(shè)提供高級應(yīng)用型人才，在修訂教學大綱時，充分考慮本專業(yè)的定位，即突出應(yīng)用型人才的定位。

制冷原理及設(shè)備課程主要面向目前生活中常用的制冷設(shè)備及系統(tǒng)，以了解制冷設(shè)備和系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)、對其性能進行分析、并掌握制冷裝置設(shè)計為教學目的。因此，課程以廣泛應(yīng)用于生活中的冷庫、空調(diào)、冰箱為對象，以蒸汽壓縮式制冷循環(huán)為重點，從熱力學基礎(chǔ)、制冷劑和載冷劑、制冷循環(huán)熱力過程、制冷設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點、制冷裝置的設(shè)計這些方面進行全面闡述，并對吸收式制冷循環(huán)、壓縮氣體制冷循環(huán)等其他制冷循環(huán)過程進行介紹。通過本課程的學習，學生獲得制冷設(shè)備及系統(tǒng)的基本工作原理，熟悉制冷設(shè)備及系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及特點，能夠從熱力學的角度對制冷設(shè)備及系統(tǒng)進行定量的分析，并對其進行設(shè)計，為后續(xù)的學習及實習打下堅實的基礎(chǔ)。

二教材的選用

在教材的選用上，課程在滿足教學大綱的基礎(chǔ)上，考慮教材的先進性和實用性，選取國家級規(guī)則教材作為課程的教材。目前“制冷原理及設(shè)備”教材較多，吳業(yè)正主編的《制冷原理與設(shè)備》、韓寶琦主編的《制冷空調(diào)原理及應(yīng)用》、王如竹主編的《制冷原理與技術(shù)》、鄭賢德主編的《制冷原理與裝置》具有代表性。

西安交通大學吳業(yè)正教授主編的《制冷原理與設(shè)備》和上海交通大學王如竹教授主編的《制冷原理與技術(shù)》內(nèi)容基本滿足教學大綱的要求，但缺少對制冷設(shè)備和裝置的闡述，且理論性較強，適宜重點大學的本科生和研究生教學，不利于地方院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。機械工業(yè)出版社鄭賢德教授主編的《制冷原理與裝置》包括制冷原理與制冷裝置兩部分內(nèi)容，制冷原理部分主要介紹用工程熱力學的理論闡述壓縮機式蒸汽制冷機的工作原理、制冷熱力學特性分析、制冷劑熱物性參數(shù)及其計算方法、制冷循環(huán)熱力計算，應(yīng)用傳熱學理論闡明制冷熱交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點及計算；制冷裝置部分主要介紹實用制冷裝置、制冷裝置的設(shè)計計算和優(yōu)化、制冷循環(huán)的計算機模擬、制冷裝置的計算機輔助設(shè)計等內(nèi)容。教材內(nèi)容基本符合教學大綱和專業(yè)培養(yǎng)目標的要求，且在傳統(tǒng)專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，新增了近幾年的前沿知識，符合地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。綜合考慮各種因素，選用《制冷原理與裝置》為本課程的教材。

三課堂教學組織

(一)課件準備

制冷原理及設(shè)備這門課程與工程實踐緊密結(jié)合，在課堂教學過程中若采用教材與PPT進行授課，難以直觀地對制冷設(shè)備及系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)進行展示，學生難以對其進行理解。采用PPT與影像資料(如flash動畫、視頻等)相結(jié)合的教學方法是目前高校推進教學改革的一項重要措施，采用PPT的教學方法對熱工過程的熱力計算進行講解，并通過播放影像等方法對工作原理及結(jié)構(gòu)進行直觀的表述，有助于激發(fā)學生學習的興趣，提高學生對知識點的理解，并加深對制冷設(shè)備及系統(tǒng)的印象。

(二)教學組織

學習興趣是學生學習的最大動力，在教學過程中激發(fā)學生的學習興趣是提高教學效果最直接的方法之一。由于課程的制冷原理部分與工程熱力學、傳熱學等知識緊密相關(guān)，且在教學過程中先對制冷原理進行部分介紹，理論性較強，學生難以理解，很容易失去對這門課程的學習興趣。因此，在教學過程中激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的積極性，是達到教學效果的一個重要保證。

在教學過程中，通過引入生活中的實例，例如生活中的空調(diào)、冰箱等例子，結(jié)合本課程知識點進行講解，更加生動形象地對知識點進行剖析，從而構(gòu)建從生活到課堂的學習情景，提高學生學習的興趣；其次，通過對學生提問，加強與學生的互動，避免在上課過程中枯燥地對知識點進行介紹和講解。

(三)工程實際案例討論

通過對教材進行分析，引入家用式分體空調(diào)、壓縮式制冷主機、溴化鋰制冷主機、地源(空氣源)熱泵及空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方法及措施等以工程實際應(yīng)用背景的工程案例，要求學生查找相關(guān)資料，并以論文答辯的形式對其案例的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能進行分析講解，提高學生查找資料、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

四實踐教學組織與實施

實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養(yǎng)學生科學研究的方法、實踐能力及創(chuàng)新意識的重要教學環(huán)節(jié)。如何對實踐教學進行組織和實施，提高實踐教學效果，對培養(yǎng)應(yīng)用型人才，實現(xiàn)教育轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要意義。

(一)實驗教學

本課程共設(shè)置了一機二庫性能測定實驗、活塞式壓縮機性能測試實驗和制冷壓縮機性能測試實驗3個實驗。一機二庫性能測定實驗裝置是一臺制冷壓縮機同時向兩個不同庫溫的庫房供應(yīng)冷量，高溫庫要求在0℃左右，低溫庫要求在-15℃左右。裝置不僅配有3個電磁閥、兩個熱力膨脹閥、8個手閥(方便實驗調(diào)節(jié)用)、蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥、相應(yīng)的壓力表和溫度表，使學生了解制冷裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理、并根據(jù)運行工況對其性能進行調(diào)節(jié)和測定，定量地分析系統(tǒng)的制冷性能；同時該裝置還配有相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)，學生可直觀地了解制冷裝置的電氣控制圖，并通過設(shè)置檢測點，用萬用表尋找故障并排除故障，提高學生的動手能力及分析問題、解決問題的能力?；钊綁嚎s機性能測試實驗通過數(shù)據(jù)采集卡、傳感元件、計算機等實時顯示，輸出壓縮機的吸氣壓力、排氣溫度、噴嘴前后溫差等參數(shù)，實時測量并顯示出壓縮機在不同壓力下的排氣量、軸功率和比功率等性能參數(shù)，直觀地顯示出氣缸內(nèi)氣體壓力隨行程的變化規(guī)律。通過實驗，學生可直觀地認識壓縮機的結(jié)構(gòu)，學習壓縮機的運行操作，了解壓縮機壓力、溫度和功率的采集和測試方法，學習壓縮機排氣量的測量方法，并分析壓縮機的運轉(zhuǎn)狀況和排氣量的變化。制冷壓縮機性能測試實驗裝置采用全封閉式制冷壓縮機，蒸發(fā)器和冷凝器均采用水換熱器，壓縮機的功率通過輸入電功率來測算。通過實驗，讓學生了解單級蒸汽壓縮制冷機試驗系統(tǒng)和制冷機的運行操作，了解和掌握制冷壓縮機制冷量和性能系數(shù)的測定方法，掌握制冷壓縮機主要性能參數(shù)測試儀表的使用方法，強化學生對于單級壓縮蒸汽制冷循環(huán)知識點的掌握。

(二)實訓教學

實訓教學采用常用制冷系統(tǒng)實訓裝置開展，本課程設(shè)置了為期一周的制冷系統(tǒng)實訓教學，其裝置如圖1所示。

1.電源及儀表模塊掛箱　2.空調(diào)電氣控制模塊掛箱　3.鋁型材臺面　4.真空壓力表　5.空調(diào)壓縮機　6.接線區(qū)　7.電磁四通閥　8.空調(diào)閥　9.室外熱交換器　10.室內(nèi)熱交換器　11.翅片盤管式蒸發(fā)器　12.電冰箱壓縮機　13.真空壓力表　14.毛細管　15.接線槽　16.電子溫控電氣控制模塊掛箱　17.電冰箱智能溫控電氣控制模塊掛箱　18.鋼絲式冷凝器

實驗裝置由制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成，制冷系統(tǒng)包括電子溫控電冰箱系統(tǒng)、智能溫控電冰箱系統(tǒng)和熱泵型空調(diào)系統(tǒng)，均包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流裝置四大件。制冷劑管道采用可拆卸式結(jié)構(gòu)，通過管道螺紋連接方式，將各部件連接到一個回路中去；電氣控制系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，包括電源及儀表模塊掛箱、空調(diào)電氣控制模塊掛箱、電冰箱電子溫控電氣控制模塊掛箱、電冰箱智能溫控電氣控制模塊掛箱。

常用制冷系統(tǒng)實訓包括制冷系統(tǒng)實訓、電氣控制系統(tǒng)實訓和系統(tǒng)調(diào)試三部分的內(nèi)容。制冷系統(tǒng)實訓內(nèi)容包括制冷工具(割管器、倒角器、脹管擴口器、彎管器、便攜式焊炬等)的使用、制冷管路的釬焊、制冷管路的連接、制冷系統(tǒng)的氣密性檢查、制冷系統(tǒng)的抽真空和制冷劑的充注等項目，學生通過制冷系統(tǒng)實訓，熟悉制冷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理，熟練掌握制冷專用工具的使用和獨立對制冷系統(tǒng)進行拆裝的技能；電氣控制系統(tǒng)實訓包括電子溫控電冰箱的電氣線路連接、智能溫控電冰箱的電氣線路連接和空調(diào)器電氣線路連接等項目，學生通過實訓，掌握測量儀器儀表的使用方法，熟練掌握電氣連線的基本技能，熟悉電氣控制系統(tǒng)的主要功能；系統(tǒng)調(diào)試實訓內(nèi)容包括電子溫控電冰箱的性能調(diào)試、智能溫控電冰箱的性能調(diào)試和空調(diào)器的性能調(diào)試，學生通過實訓，掌握制冷系統(tǒng)的調(diào)試技能，學會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的基本思維方式。

(三)實習教學

在本課程的教學大綱中，安排了認識實習和生產(chǎn)實習兩個實習環(huán)節(jié)。認識實習是在上完基礎(chǔ)課程的同時，參觀企業(yè)相關(guān)設(shè)備及系統(tǒng)，其中一個參觀項目是酒店中央空調(diào)系統(tǒng)，學生通過對中央空調(diào)系統(tǒng)主機房和建筑末端設(shè)備進行參觀，了解其工作原理及基本結(jié)構(gòu)，并邀請工作經(jīng)驗豐富的高級工程師來校講解設(shè)備的運行管理知識及經(jīng)驗，提高學生對專業(yè)課程的學習興趣。湖南人文科技學院與企業(yè)具有良好的合作關(guān)系，本課程學生生產(chǎn)實習安排在廣東某壓縮機制造企業(yè)，學生通過生產(chǎn)實習，對制冷的基本原理和應(yīng)用有了更深入的理解和掌握。

五結(jié)論

培養(yǎng)學生實踐動手能力及創(chuàng)新意識是地方本科大學向應(yīng)用技術(shù)型大學轉(zhuǎn)型的核心內(nèi)容，從教學大綱制訂、教材的選用、課堂教學組織和實踐教學組織與實施等幾個方面入手進行改革，對培養(yǎng)學生實踐動手能力及創(chuàng)新意識具有重要意義。尤其是在教學過程中引入工程實際案例討論環(huán)節(jié)和在實踐教學過程中引入實訓教學環(huán)節(jié)等在教學過程中取得了較好的效果。本文僅僅是在目前教育轉(zhuǎn)型發(fā)展大環(huán)境下所得的平時教學過程中的心得體會，如何進一步提煉出具有特色的教學方法還需不斷進行探索和實踐。

參考文獻：

[1]胡瑞文,張海水,朱曦.大眾化階段的人才供求態(tài)勢與高等教育轉(zhuǎn)型發(fā)展[J].教育研究,2014(1):74-83.

[2]尹鐘宏.新建本科院校轉(zhuǎn)型發(fā)展的實踐與思考：以湖南人文科技學院應(yīng)用技術(shù)型院校建設(shè)為例[J].湖南人文科技學院學報，2015(6):65-67.

[3]匡江紅,夏鵬.制冷原理及設(shè)備教學改革探索與實踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2008,18(13):62-64.

[4]邵長波.制冷與空調(diào)專業(yè)工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)的探索[J].山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報,2009,9(5):62-68.

[5]鄧玉艷.制冷原理及設(shè)備課程教學改革與實踐[J].科技信息,2008,29(1):322-323.

(責任編校：楊麗英)

On Reform of Courses on Refrigeration Principle and Equipment

YANGZhong-jun,YANGZheng-de

(School of Energy and Electromechanical Engineering,Hunan University of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China)

Abstract:Under the background of universities transforming into applied technique-oriented ones, this paper explores the reform of courses on refrigeration principle and equipment. To carry out the course reform, we have to put great effort to design the teaching syllabi, select the teaching material, organize the classes, and implement practical teaching. Students benefit when teachers introduce practical engineering cases into the classroom and provide them with practical training in refrigeration system as their practical ability and innovation consciousness both improve.

Key words：courses on refrigeration principle and equipment; educational transformation; reform; practical engineering cases; practical training in refrigeration system

[收稿日期]2015-12-14.

[作者簡介]嚴中俊(1987—)，男，湖南婁底人，湖南人文科技學院能源與機電工程學院助教，碩士，研究方向：過程裝備的高效節(jié)能與可靠性。

[中圖分類號]G642.0

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-0712(2016)02-0111-04