“制冷原理與裝置”教學(xué)改革探索與實(shí)踐

陳武

摘要：“制冷原理及設(shè)備”課程是制冷專業(yè)的重要專業(yè)課程。該課程既有深厚的專業(yè)理論基礎(chǔ)知識(shí)，又有很強(qiáng)的工程應(yīng)用。在制定合理的教學(xué)大綱，對(duì)課堂教學(xué)組織與實(shí)施等幾方而對(duì)該課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵字：制冷課程；多媒體教學(xué)；教學(xué)的組織

隨著科技的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步和人民生活水平的不斷提高。制冷與空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用幾乎遍及生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。而運(yùn)行和維護(hù)制冷與空調(diào)設(shè)備需要大批專業(yè)技術(shù)人才，尤其是我國(guó)進(jìn)一步融入國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的大潮后，社會(huì)對(duì)制冷空調(diào)設(shè)備的安裝、維修、管理專業(yè)高級(jí)技術(shù)人才的需求量也愈來愈大。而要學(xué)習(xí)人工制冷方面的知識(shí)就必須了解制冷的原理。我校在制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)1990年經(jīng)批準(zhǔn)開始招收大專生，制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)是全國(guó)較早開設(shè)制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)的院校之一。

2010年，我?！爸评湓砼c裝置”獲批為教育部能源類教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)精品課程。作為專業(yè)主干課程、專業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)課，“制冷原理與裝置”課程的地位十分重要，共有64學(xué)時(shí)，通過該課程的學(xué)習(xí)，將使學(xué)生獲得人工制冷的基本原理和循環(huán)特性的知識(shí)，具有簡(jiǎn)單制冷循環(huán)分析和計(jì)算能力，獲得有關(guān)制冷設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其運(yùn)用方面的知識(shí)和相應(yīng)的分析和計(jì)算能力。該課程是本專業(yè)方向?qū)W生的一直以來都是本校制冷專業(yè)的重點(diǎn)建設(shè)課程。

與其他專業(yè)課程不同的是，《制冷原理與裝置》這門課程既要求學(xué)生有較扎實(shí)深厚的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)，它與工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)緊密相關(guān)，同時(shí)它又與工程實(shí)踐密切聯(lián)系?！吨评湓砼c裝置》課程是一個(gè)系統(tǒng)工程，且系統(tǒng)是非均衡的、動(dòng)態(tài)的，而且要消耗大量的能源，牽一發(fā)而動(dòng)全身。這就要求在教學(xué)中不僅要考慮學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，注重培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、創(chuàng)新意識(shí)以及實(shí)踐能力，因此教學(xué)上存在一定的難度。

一、制定合理的教學(xué)大綱

教學(xué)大綱的制定必須與學(xué)校的定位及該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)一致。據(jù)統(tǒng)計(jì)中國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)將是全球同行業(yè)內(nèi)發(fā)展最迅速最具活力的市場(chǎng)，武漢將實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和先進(jìn)制造業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的新格局，我校的辦學(xué)定位是為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為面向制冷空調(diào)行業(yè)，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才，允分考慮了專業(yè)方向和學(xué)校的辦學(xué)定位，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高學(xué)生的動(dòng)手能力為教學(xué)目標(biāo)。

考慮到本專業(yè)方向所涉及的制冷基本上屬普冷范圍，因此本課程以目前廣泛使用的單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)為重點(diǎn)內(nèi)容，比較全而地闡述了制冷技術(shù)的熱力循環(huán)過程、制冷劑與載冷劑、雙級(jí)制冷循環(huán)的理論分析和計(jì)算、吸收式制冷循環(huán)、制冷設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及常用制冷裝置等內(nèi)容。同時(shí)為了讓學(xué)生對(duì)整個(gè)制冷技術(shù)有較全而的了解，對(duì)于目前比較少見相變制冷、熱電制冷、渦流管制冷、空氣膨脹制冷、固體吸附制冷的原理也進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。本課程中還簡(jiǎn)單敘述了其他制冷循環(huán)如吸收式制冷循環(huán)、壓縮式氣體制冷循環(huán)、氣體渦流制冷、熱電制冷、通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得人工制冷的基本原理和循環(huán)特性的知識(shí)，掌握蒸汽壓縮式制冷機(jī)的工作原理及熱力計(jì)算方法，具有進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和分析研究的初步能力，掌握制冷換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其計(jì)算方法，了解常用制冷劑的性質(zhì)以及應(yīng)用場(chǎng)介，對(duì)混介制冷劑的特性有般了解，對(duì)制冷系統(tǒng)的輔助設(shè)備及制冷裝置有般了解，為今后進(jìn)行課程設(shè)計(jì)及實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，也為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

二、教材的選用

在教材的選用上，本課程以滿足教學(xué)大綱所規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，同時(shí)考慮了先進(jìn)性和實(shí)用性。目前制冷教材很多，較具代表性的教材有韓寶琦教授主編的《制冷空調(diào)原理及應(yīng)用》、王如竹教授主編的《制冷原理與技術(shù)》、鄭賢德教授主編的《制冷原理與裝置》以及雷霞教授主編的《制冷原理》等。原先選用的是雷霞教授主編的《制冷原理》，該教材的內(nèi)容基本滿足教學(xué)大綱的要求，但缺少制冷裝置的介紹。為此我校劉佳霓教授根據(jù)我校學(xué)生的具體情況編寫了《制冷原理與裝置》教材，而其他幾本書則作為課程的主要參考書，提供給學(xué)生課后選讀。

三、課堂教學(xué)的組織

作為一門重要的基礎(chǔ)專業(yè)課，在學(xué)生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)上，“制冷原理與裝置”需要與其他教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)課程結(jié)合起來。首先在進(jìn)行該課程的教學(xué)之前，要求學(xué)生需先修學(xué)“傳熱學(xué)”、“工程熱力學(xué)”及“流體力學(xué)”，在這三門課程的基礎(chǔ)上，對(duì)該門課程的教學(xué)將會(huì)順利很多。其次把該門課程的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)課程結(jié)合起來，我校在大二的上學(xué)期和大四的上學(xué)期分別安排有制冷原理實(shí)驗(yàn)，我校制冷技術(shù)研究所通過多年的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)比較完善，為制冷學(xué)科學(xué)生安排的主要實(shí)驗(yàn)課程有：①各種制冷壓縮機(jī)的實(shí)物結(jié)構(gòu)；②電冰箱制冷系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置；③電冰箱和空調(diào)器的制冷仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)；④小型冷庫制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置；⑤中央空調(diào)綜合實(shí)訓(xùn)裝置；⑥分體和柜式空調(diào)拆裝實(shí)驗(yàn)；⑦小型風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組；⑧冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室；⑨汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置；⑩常規(guī)中央空調(diào)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室。這些實(shí)驗(yàn)和參觀一般和“制冷原理與裝置”課程的上課時(shí)間安排在同一學(xué)期，每個(gè)實(shí)驗(yàn)安排1～2個(gè)課時(shí)，以便于學(xué)生可以理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)，對(duì)上課過程中不清楚的地方可以通過實(shí)驗(yàn)比較直觀的對(duì)所學(xué)知識(shí)有比較理性的認(rèn)識(shí)。

“制冷原理與設(shè)備”課程的內(nèi)容專業(yè)性很強(qiáng)，各種循環(huán)的熱力計(jì)算，各種原理圖、公式、圖表所占的比例很大。例如，制冷循環(huán)需要利用許多圖形或動(dòng)畫來展示。以前上課在課堂上現(xiàn)場(chǎng)手工繪制圖形分析一個(gè)循環(huán)和書寫計(jì)算公式，浪費(fèi)大量了的課堂教學(xué)時(shí)間。現(xiàn)在在上課中多采用多媒體教學(xué)手段，在多媒體教學(xué)中，教師擺脫了單純口授，用粉筆繪圖，充分借助于現(xiàn)代視聽媒體進(jìn)行講授。通過多媒體輔助手段，穿插使用圖表、圖像、動(dòng)畫等多種形式教學(xué)，還可以將各種設(shè)備圖紙及照片等通過投影儀清晰地投放在屏幕上，打破了以往傳統(tǒng)的抽象闡述過程，而以視覺形象、聽覺形象來表述原理和理解原理，營(yíng)造了一個(gè)形象生動(dòng)、色彩繽紛的教學(xué)情境。由于學(xué)生受到了感官刺激，使思維能力得到發(fā)展，空間概念也得以拓展，從而大大降低了認(rèn)識(shí)問題和理解原理的難度。例如，在壓焓圖的教學(xué)中，教師可以用多媒體課件將八線用不同的顏色繪出，方便學(xué)生上課是在書上找出相應(yīng)的各種知識(shí)點(diǎn)。在介紹各種壓縮機(jī)設(shè)備時(shí)，以前完全靠教師的口授無法形象的表述各種壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)可以多利用電腦動(dòng)畫，將螺桿壓縮機(jī)、活塞壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)等不同壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況生動(dòng)的表現(xiàn)出來，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的理解。

四、結(jié)語

通過幾年的教學(xué)實(shí)踐后，發(fā)現(xiàn)從教學(xué)大綱制定、教學(xué)組織與實(shí)施、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等幾方而精心準(zhǔn)備，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量很有幫助。本文僅僅是平時(shí)教學(xué)過程中的些體會(huì)，如果要更好地上好“制冷原理與設(shè)備”這門課程，并提煉出具有自身特色的教學(xué)方法還需要進(jìn)行不斷地探索與實(shí)踐，逐步探索出適合本校特點(diǎn)的教學(xué)模式和教學(xué)方法。

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