制冷課程應(yīng)用問(wèn)題式教學(xué)結(jié)合專業(yè)競(jìng)賽的需求驅(qū)動(dòng)探索

李敏　葉彪　劉巖

摘 要 專業(yè)課程的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生未來(lái)從事專業(yè)工作具有很好的引領(lǐng)作用。把專業(yè)教學(xué)目標(biāo)結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽的要求引入問(wèn)題式教學(xué)法，將問(wèn)題設(shè)置到學(xué)科競(jìng)賽的需求中，以需求驅(qū)動(dòng)學(xué)生專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。提出的問(wèn)題以直接完成競(jìng)賽目標(biāo)為目的，讓問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)習(xí)、以目的驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，并通過(guò)競(jìng)賽小組的討論和思考，確定良好的競(jìng)賽作品方向及攻克專業(yè)知識(shí)點(diǎn)以促進(jìn)競(jìng)賽作品的完成，使學(xué)生的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用無(wú)縫結(jié)合，達(dá)到很好的學(xué)習(xí)專業(yè)課程并加以應(yīng)用的效果。

關(guān)鍵詞 問(wèn)題式教學(xué)；學(xué)科競(jìng)賽；需求驅(qū)動(dòng)；制冷課程

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）20-0087-03

1 引言

制冷是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)，制冷專業(yè)是特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力的專業(yè)。制冷工程專業(yè)是廣東海洋大學(xué)具有典型應(yīng)用特色的傳統(tǒng)專業(yè)，非常注重工程實(shí)際應(yīng)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)。制冷原理與設(shè)備課程是引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入制冷領(lǐng)域和拓寬專業(yè)視野的一塊基石，因此，課程學(xué)習(xí)效果直接關(guān)系未來(lái)專業(yè)體系的建立及專業(yè)應(yīng)用中理論體系的追本問(wèn)題，在整個(gè)專業(yè)課程體系中起著非常重要的作用。課程中包括的原理分析和熱力計(jì)算是未來(lái)所有專業(yè)課程中所涉及的計(jì)算基礎(chǔ)，對(duì)其相關(guān)理論知識(shí)和內(nèi)容的系統(tǒng)掌握，對(duì)未來(lái)實(shí)踐應(yīng)用包括設(shè)計(jì)和管理等都非常重要。但如果在上課時(shí)只是一味地講理論內(nèi)容而不能很好地結(jié)合專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用，或者對(duì)專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用的理解不到位，很可能會(huì)引起知識(shí)轉(zhuǎn)移不全面，實(shí)踐應(yīng)用時(shí)又不知從何下手的情況，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，主動(dòng)性不強(qiáng)。

為了較好地實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的良好轉(zhuǎn)移，讓學(xué)生在應(yīng)用中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，本課程的教學(xué)曾嘗試采用將課堂搬到現(xiàn)場(chǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)觀摩到的裝置、流程和原理與課程上的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，將實(shí)習(xí)安排穿插于課程教學(xué)之間[1]，并取得一定的教學(xué)效果。問(wèn)題式教學(xué)法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)不同途徑將理論課程與應(yīng)用需求結(jié)合，將學(xué)生提升到主體地位[2]，主動(dòng)性一下就提升上來(lái)。本文正是通過(guò)利用問(wèn)題式教學(xué)法結(jié)合學(xué)科競(jìng)賽的需要，將課堂理論學(xué)習(xí)變成學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)需求，大大提高其學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和目的性。

2 問(wèn)題式教學(xué)在制冷原理與設(shè)備課程教學(xué)中應(yīng)用的必要性

目前，結(jié)合實(shí)際教學(xué)過(guò)程，廣東海洋大學(xué)大部分課程主要采用以教師為中心的教學(xué)方法，對(duì)于以學(xué)生為主體的教學(xué)方法運(yùn)用不多。采用以教師為中心的教學(xué)方法，教師容易控制教學(xué)過(guò)程，能夠使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)介紹。也就是說(shuō)傳統(tǒng)的教學(xué)模式以知識(shí)傳授和灌輸式教育形式，傳遞了不少信息，但是學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性不易發(fā)揮，接受知識(shí)的效率不高，容易出現(xiàn)“填鴨式”教學(xué)，即教師講得多，而學(xué)生真正學(xué)到的知識(shí)較少，且對(duì)于提高學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力鍛煉機(jī)會(huì)少。學(xué)生課堂上接受的理論知識(shí)基本不能轉(zhuǎn)化成自己的知識(shí)體系，因此應(yīng)用知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題時(shí)就會(huì)顯得不知所措，理論與應(yīng)用分割，理論知識(shí)不能與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。

由于制冷原理與設(shè)備課程與實(shí)踐應(yīng)用的密切相關(guān)性，本課程也曾嘗試把課程教學(xué)與工程實(shí)踐和實(shí)習(xí)結(jié)合起來(lái)，間隙進(jìn)行，采用從理論與實(shí)踐、從實(shí)踐到理論的教學(xué)模式。實(shí)踐表明，這種方式在一定程度上促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的良好理解，并強(qiáng)化了實(shí)踐動(dòng)手能力，但學(xué)生在一定層次上對(duì)課程理論內(nèi)容的理解，以及從機(jī)理上來(lái)分析實(shí)踐問(wèn)題的能力、專業(yè)創(chuàng)新思維能力和主動(dòng)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)仍停留在比較淺的程度，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性還沒(méi)有得到較大提高。

問(wèn)題式教學(xué)法是以問(wèn)題設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決為核心的教學(xué)模式。以問(wèn)題的設(shè)計(jì)為引導(dǎo)，以問(wèn)題的解決為目的，問(wèn)題的指向性越明確，引入學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的途徑就越明確，就更有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。為了強(qiáng)化學(xué)生在制冷原理與設(shè)備課程學(xué)習(xí)中對(duì)制冷機(jī)理的深入理解，及主動(dòng)應(yīng)用學(xué)科知識(shí)解決應(yīng)用問(wèn)題，培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)和合作處理問(wèn)題的能力，在融合課程教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)上引入問(wèn)題式教學(xué)模式，為制冷專業(yè)整個(gè)課程體系的教學(xué)與實(shí)踐提供良好的課堂教學(xué)改革基礎(chǔ)，并能適當(dāng)推廣應(yīng)用。

3 與專業(yè)相關(guān)的學(xué)科競(jìng)賽是指向性明確的專業(yè)應(yīng)用問(wèn)題

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽是在緊密結(jié)合課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，以競(jìng)賽的方法，激發(fā)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和獨(dú)立工作的能力，通過(guò)實(shí)踐來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和工作自信心的系列化活動(dòng)。學(xué)科競(jìng)賽是以學(xué)生為主體的自發(fā)性的競(jìng)賽活動(dòng)，可以轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)情緒，使學(xué)習(xí)變得更有趣，因?yàn)楦?jìng)賽需要學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)的方式控制自己的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)內(nèi)容，促成不斷學(xué)習(xí)的欲望。專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)專業(yè)性和應(yīng)用性強(qiáng)，需要有一定的專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力，才有能力有可能完成一個(gè)作品的設(shè)計(jì)。

為了能有效利用這種模式開(kāi)展教學(xué)工作，要讓學(xué)生在課程學(xué)習(xí)開(kāi)展之前有針對(duì)性地參加一個(gè)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)。因此，在每學(xué)期進(jìn)入主要專業(yè)課程學(xué)習(xí)之前，廣東海洋大學(xué)會(huì)針對(duì)性地舉辦專業(yè)科技作品競(jìng)賽活動(dòng)。要參加專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽，在競(jìng)賽主題的指引下，首先要有一個(gè)較好的想法，這個(gè)取決于專業(yè)的思維拓展和需要廣泛了解專業(yè)知識(shí)背景。這時(shí)，相關(guān)課程的專業(yè)教師結(jié)合問(wèn)題式教學(xué)的基本模式，針對(duì)學(xué)科競(jìng)賽的需要，有指向性地提出問(wèn)題，引出專業(yè)背景下的思維理念，結(jié)合專業(yè)課程學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生有重點(diǎn)、有針對(duì)地進(jìn)行課程學(xué)習(xí)。

形成一個(gè)新意作品，原理上要合理，理論上要可能，需要了解相關(guān)的原理，在跟進(jìn)下一步的工作中需要利用知識(shí)儲(chǔ)備，需要添加相關(guān)的知識(shí)來(lái)佐證作品；接下來(lái)要完善作品，形成作品的完整性，就需要學(xué)習(xí)與完整性設(shè)計(jì)有關(guān)的理論知識(shí)和計(jì)算過(guò)程。如在某一個(gè)問(wèn)題的提點(diǎn)下產(chǎn)生一個(gè)有新意的想法，最后要將這個(gè)想法變?yōu)橐粋€(gè)完整的作品，設(shè)計(jì)出一個(gè)有新意的制冷產(chǎn)品，需要熟悉原理，進(jìn)行熱力計(jì)算、設(shè)備選型計(jì)算，進(jìn)行裝置的組裝和動(dòng)畫(huà)顯示。當(dāng)要把一個(gè)作品完整而有效展示給競(jìng)賽委員會(huì)時(shí)，整個(gè)制冷原理與設(shè)備相關(guān)的原理與計(jì)算，都在完成作品參加競(jìng)賽過(guò)程中變成主動(dòng)需要。

因此，在結(jié)合專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽中引導(dǎo)的特定問(wèn)題就要根據(jù)制冷原理的課程特點(diǎn)及在知識(shí)體系中應(yīng)用的需要，并結(jié)合整個(gè)專業(yè)體系的課程安排，讓指向性明確的問(wèn)題式教學(xué)法應(yīng)用于課程教學(xué)中，完成學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，讓學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與者和積極探索者，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，在發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，大大提高學(xué)生圍繞解決問(wèn)題而必須獲取相關(guān)的知識(shí)和建立相應(yīng)的知識(shí)體系的能力。學(xué)生還可能去找更多的相關(guān)的書(shū)籍去解決和完善面對(duì)的問(wèn)題，提高提出問(wèn)題、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，而且這種主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣培養(yǎng)了終身的學(xué)習(xí)能力。endprint

4 制冷專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽中的知識(shí)需求增強(qiáng)了運(yùn)用問(wèn)題式教學(xué)法的效果

參加學(xué)科競(jìng)賽需要有創(chuàng)新思維——原理創(chuàng)新或應(yīng)用創(chuàng)新，將問(wèn)題教學(xué)滲透于課程教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽的知識(shí)融合體系中，能打破思維定式，點(diǎn)撥創(chuàng)新。傳統(tǒng)的教師為主體、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)模式會(huì)使學(xué)生形成思維定式，而思維定式會(huì)使思維活動(dòng)刻板化，在解決問(wèn)題的過(guò)程中具有阻礙作用。

比如在常規(guī)情況下，都認(rèn)為書(shū)上介紹的方法是最好的，在日常設(shè)計(jì)和應(yīng)用中就應(yīng)該首選。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)比教科書(shū)上的介紹快得多。結(jié)合競(jìng)賽的需要，首先要有新意，才有可能在競(jìng)賽中獲得認(rèn)可，所以結(jié)合競(jìng)賽的問(wèn)題設(shè)計(jì)使學(xué)生必須以教材為基礎(chǔ)，但又不能拘泥于教材上的內(nèi)容。教師點(diǎn)撥技術(shù)的需求方向、應(yīng)用背景，提出可能的問(wèn)題方向，使學(xué)生學(xué)習(xí)之后能跳出思維定式，在傳統(tǒng)觀念下有所創(chuàng)新，從而課本知識(shí)學(xué)會(huì)了，前沿知識(shí)也學(xué)會(huì)了。這種目的需求的知識(shí)索取極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)激起學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的應(yīng)用需要，提示知識(shí)背景下的拓展應(yīng)用，開(kāi)拓學(xué)生思維，從而引導(dǎo)創(chuàng)新能力及提高動(dòng)手能力和實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)的能力[3]，

讓問(wèn)題式教學(xué)方法取得更好的效果。

5 制冷原理與設(shè)備教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)有教學(xué)條件決定了問(wèn)題式教學(xué)的可行性

根據(jù)制冷原理與設(shè)備專業(yè)課程的特點(diǎn)、內(nèi)容和結(jié)合學(xué)生參加競(jìng)賽活動(dòng)的知識(shí)要求，廣東海洋大學(xué)現(xiàn)有大型冷凍現(xiàn)場(chǎng)的教學(xué)條件，能讓課堂搬到現(xiàn)場(chǎng)，合理選擇和靈活運(yùn)用問(wèn)題式教學(xué)方法，促進(jìn)教學(xué)過(guò)程的優(yōu)化。本教學(xué)團(tuán)隊(duì)在其他課程中已嘗試應(yīng)用問(wèn)題式教學(xué)法[4]，并取得較好的教學(xué)效果。針對(duì)課程教學(xué)大綱的重點(diǎn)內(nèi)容和應(yīng)用需要設(shè)計(jì)問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)、現(xiàn)場(chǎng)解答，更新教學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)很直接的知識(shí)轉(zhuǎn)移，將過(guò)去單一性的教學(xué)方法更改為“引導(dǎo)—提問(wèn)或設(shè)問(wèn)—討論—展示與現(xiàn)場(chǎng)解答或者探索回答—實(shí)踐”復(fù)合式聯(lián)機(jī)教學(xué)法，將學(xué)生很自然地引導(dǎo)到主體地位上來(lái)。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中展示的行業(yè)技術(shù)應(yīng)用，及時(shí)提出行業(yè)應(yīng)用上具體要解決的問(wèn)題，或在教師提點(diǎn)式講授課程新的知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)提出問(wèn)題，要求學(xué)生提出問(wèn)題的解決方案和理論依據(jù)，突出應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)知識(shí)的主動(dòng)攝取。如講直接蒸發(fā)冷卻及間接蒸發(fā)冷卻的原理及應(yīng)用時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)冷庫(kù)和鹽水池，讓學(xué)生就現(xiàn)場(chǎng)看到的狀況分析二者有什么區(qū)別和聯(lián)系，然后隨著問(wèn)題的深入，其原理與應(yīng)用的差異就很自然地分析出來(lái)；再提出蒸發(fā)冷卻的應(yīng)用條件及其在冷加工產(chǎn)品中的應(yīng)用及局限和優(yōu)勢(shì)，可以改善、推廣應(yīng)用的方向等。學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的全方位的解讀，并通過(guò)課堂展示、現(xiàn)場(chǎng)解讀，對(duì)蒸發(fā)冷卻的概念和機(jī)理、現(xiàn)有產(chǎn)品及開(kāi)發(fā)空間有一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí)，能達(dá)到較好的理解深度。

在問(wèn)題式教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生還會(huì)自主設(shè)問(wèn)、分組探討，課堂展示評(píng)比打分，隨著循環(huán)程度加強(qiáng)，很好地培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)及主動(dòng)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和直接面對(duì)問(wèn)題并解決的知識(shí)應(yīng)用能力。對(duì)于利用已學(xué)過(guò)的流程原理來(lái)設(shè)計(jì)和進(jìn)行設(shè)備的選型學(xué)習(xí)方面，主要采用分組設(shè)問(wèn)、分組討論和互相評(píng)分的形式，最后由教師進(jìn)行總結(jié)和評(píng)分統(tǒng)計(jì)，作為學(xué)科成績(jī)的重要組成部分，有效改善了考核模式[5]。如對(duì)于蒸發(fā)器形式及流程設(shè)計(jì)的選擇方面，不同冷卻介質(zhì)的選擇、管型的布置及應(yīng)用特點(diǎn)、不同形式異同等問(wèn)題，讓學(xué)生分組討論、展示、提問(wèn)、評(píng)分，最后由教師進(jìn)行總結(jié)和評(píng)分確定。

在每一次學(xué)習(xí)和討論過(guò)程中，會(huì)適時(shí)引出學(xué)科競(jìng)賽的內(nèi)容和要求及不同思維理念的提示。教學(xué)效果表明，學(xué)生的思維模式能有效更新，產(chǎn)生一些有新意的想法和作品，通過(guò)組隊(duì)研討，直接激發(fā)知識(shí)的需求效應(yīng)，完整作品的出現(xiàn)表明把課程的知識(shí)要點(diǎn)都學(xué)到了，重點(diǎn)計(jì)算和分析都掌握了。專業(yè)課程的知識(shí)體系設(shè)計(jì)是要直接面對(duì)行業(yè)的需要，通過(guò)及時(shí)引入行業(yè)大學(xué)生學(xué)科創(chuàng)新競(jìng)賽活動(dòng)，使還未涉足專業(yè)課程的學(xué)生有極大的想擁有相關(guān)知識(shí)增強(qiáng)競(jìng)賽能力的欲望。外圍的指點(diǎn)和分散式的提示，可以有效引導(dǎo)創(chuàng)新思維并誘導(dǎo)學(xué)生見(jiàn)問(wèn)思疑，獲得知識(shí)的應(yīng)用能力，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

6 結(jié)束語(yǔ)

問(wèn)題式教學(xué)法的引入，除了可以用傳統(tǒng)的教學(xué)測(cè)驗(yàn)方式來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的掌握情況之外，還非常注重測(cè)查學(xué)生的問(wèn)題解決能力和自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展情況。通過(guò)課堂展示和過(guò)程性評(píng)價(jià)，尤其是隨時(shí)收集學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)的過(guò)程性資料，如討論記錄、產(chǎn)品、報(bào)告等，以此來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在課程教學(xué)中結(jié)合專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽的需要，通過(guò)參與競(jìng)賽活動(dòng)來(lái)考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，改變常規(guī)考試模式，更能體現(xiàn)能力，也更受學(xué)生歡迎。指向性的問(wèn)題設(shè)計(jì)，并加以引導(dǎo)學(xué)習(xí)和找到相關(guān)問(wèn)題的答案，充分利用問(wèn)題式教學(xué)法在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力和合作能力上的優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化了需求驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力。但如何在問(wèn)題的設(shè)計(jì)與引導(dǎo)上順利實(shí)施并獲得更好的效果及對(duì)效果的評(píng)估，還需要不斷完善，使之真正成為在專業(yè)課程教學(xué)和引導(dǎo)學(xué)科競(jìng)賽中更有成效的方法。

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