基于創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展理念的冷凍冷藏制冷工藝課程案例教學實踐研究

劉恩海，陳建芳，姜銀娥，魯海方，陳海飛，潘嘉信，尚曉海

（1.常州大學石油工程學院，江蘇 常州 213164；2.中建中原建筑設計院有限公司，鄭州 450000）

冷凍冷藏制冷工藝課程為工科院校建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)的必修課程，在冷熱源工程、暖通空調(diào)、建筑環(huán)境學和熱質(zhì)交換原理與設備等課程修學完成后開設，課程講授內(nèi)容涉及冷庫制冷工藝基礎知識、制冷原理以及制冷設備管道選型計算、布置方法等方面，同學們通過冷凍冷藏制冷工藝課程的學習，可掌握食品冷藏庫設計的基本原理與方法、冷凍冷藏制冷工藝相關規(guī)范、易腐食品冷藏運輸（裝貨、運輸、卸貨）能耗分析與節(jié)能方法，并具有冷庫設計、運行和系統(tǒng)調(diào)節(jié)等應用能力。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、生活水平的逐步提高，食品冷藏鏈已經(jīng)形成，冷藏（凍）食品的運輸量大幅度提升，食品品質(zhì)保鮮已經(jīng)受到社會的關注[1-2]?；趧?chuàng)新驅(qū)動發(fā)展理念的大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐研究，本科院校開設冷凍冷藏制冷工藝專業(yè)課程的學習顯得尤為重要。為進一步深化高等教育與服務地方區(qū)域發(fā)展對專業(yè)人才的需求，凸顯本科院校應用型人才培養(yǎng)目標、課程體系與應用教學實踐模式[3-4]，以冷凍冷藏制冷工藝課程案例教學為例，提出有針對性地貫穿“課堂理論、實踐應用”，有針對性的分組與選題，鼓勵提倡專業(yè)學生參與教師科研課題；堅持以專業(yè)學生為主體，更新課程教學內(nèi)容，鼓勵提倡學生參加課程相關的節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目、學生創(chuàng)業(yè)計劃與科技衛(wèi)生社會實踐活動、學生實踐創(chuàng)業(yè)論壇及學科相關領域的制冷（暖通）學會創(chuàng)新大賽等活動，且前期師生需要精心準備、進行科學訓練與培訓，分期、分時段走進實驗室，為參賽作品內(nèi)容提前規(guī)劃與醞釀，內(nèi)容需體現(xiàn)課程知識領域新方法、新技術，旨在實現(xiàn)本課程教學目的與教學質(zhì)量，增強學生對本課程實訓的實踐創(chuàng)新意識、提升學生對冷凍冷藏制冷工藝課程綜合知識的應用實踐能力[5]。

一 課程教學內(nèi)容模塊劃分

根據(jù)冷凍冷藏制冷工藝課程近年來的教學案例，整個教學過程（理論環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)）采用模塊劃分的課程教學方式，提出有針對性地貫穿“課堂理論、實踐應用”，有針對性地進行分組與學生選題，同學們帶著問題思考、設計方案，走進企業(yè)進行實訓、實操，同時讓專業(yè)學生參與教師科研課題，分期、分時段走進實驗室，旨在實現(xiàn)課程教學目的與教學質(zhì)量，增強學生對課程實訓的實踐創(chuàng)新意識[1，3，5-6]。課程教學過程，同學們根據(jù)課程模塊，對冷凍冷藏制冷工藝創(chuàng)新技術進行深刻的探討與實際的現(xiàn)場實踐（實訓、實操），從而掌握冷凍、冷藏制冷技術，另一方面對于儲存易腐食品的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園（溫濕度調(diào)控、系統(tǒng)運行、食品品質(zhì)等）倉儲中心（冷凍、冷藏間）的圍護結(jié)構，提出了新型保溫墻體，并將新型墻體與原墻體的隔熱效果進行對比，進一步鞏固冷凍冷藏制冷工藝課程涉及的內(nèi)容。

（一）冷鏈運輸制冷模塊教學

理論教學環(huán)節(jié)過程，有針對性地貫穿“課堂理論、實踐應用”；在實踐環(huán)節(jié)前，選擇教室集中動員1～2次，將冷凍冷藏制冷工藝課程理論部分進行劃分、整合，其目的是讓同學們帶著問題走進企業(yè)進行現(xiàn)場（以往屆同學們在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園實訓為實踐案例）實踐（實訓、實操），同時，在實踐教學方面，提出了三種制冷模塊分別分時段模塊調(diào)控冷鏈物流運輸車的冷凍冷藏制冷工藝方式，同時對班級學生按照興趣進行分組，分成不同“區(qū)域時段、區(qū)域路段”跟車實習，適時記錄冷鏈物流運輸車廂內(nèi)的溫濕度隨車外環(huán)境溫度變化的動態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合車廂圍護結(jié)構、冷鏈物流運輸車的油耗及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園倉儲中心圍護結(jié)構保溫，進行數(shù)據(jù)整合、提出冷鏈物流運輸方案優(yōu)化。跟車實習結(jié)束之時，學生根據(jù)自己跟車（不同“區(qū)域時段、區(qū)域路段”）時的親身經(jīng)歷，提出自己看法及制冷方式（系統(tǒng)）的優(yōu)缺點。企業(yè)（現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園倉儲中心）針對該制冷方式運輸下，冷鏈食品新鮮度的車輛耗能情況與其他制冷方式的運輸情況進行對比，可以對此方式提出合理建議與運行策略。實踐過程中，同學們?nèi)粲胁幻靼椎牡胤剑ㄒ苫螅?，及時記錄在自己的實習、實訓記錄本上，回到校園時，老師與學生們進行一個研討交流會，將實習過程的疑問及想法逐一商討解答，更加有助于學生們對本門課程的理解與掌握。這樣有針對性的、有目的的教學方式，讓學生們親身感受、經(jīng)歷，從而提高學生們的理解（創(chuàng)新）能力、動手操作實踐能力[5-6]。課程案例教學模式如圖1所示。

圖1 課程案例教學模式

（二）課程教學安排與布置

1 教學安排與布置

實踐教學環(huán)節(jié)，學生前往生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線參觀學習，將課堂授課與實踐應用相結(jié)合。

理論教學環(huán)節(jié)結(jié)課、實踐動員，師生通過觀摩往屆實習、實訓微視頻，以期鞏固課程理論部分，同時將課程知識點細化、進行模塊劃分。

實踐商討、交流會上，老師給學生講解一些實際案例，案例分析過程需形象生動（特別是系統(tǒng)故障、溫濕度波動大、食品品質(zhì)變化等），有助于學生對知識點的理解與消化。

實習、實訓結(jié)束返校，及時召開商討、研討交流會，對于課程實踐期間所記錄的數(shù)據(jù)進行定性分析，采取師生互動、課題驅(qū)動?；趧?chuàng)新驅(qū)動發(fā)展理念下，針對實習、實訓發(fā)現(xiàn)（接觸）難點與疑點，進行任務（知識點）驅(qū)動、創(chuàng)新能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學生積極探索的意識，旨在對實習、實訓方案進行優(yōu)化設計與研究，用于參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，這樣實習時所掌握的知識將被運用到實際情況中，可以提高同學們的創(chuàng)新思維與競賽能力[3，5-6]。

課程教學（實踐）安排與布置示意圖如圖2所示。

圖2 課程教學（實踐）安排與布置示意圖

2 課程（實踐）教學模塊劃分

根據(jù)冷凍冷藏制冷工藝課程及實踐訓練內(nèi)容，冷鏈運輸制冷模塊可以有針對性地劃分為3個實習、實訓模塊。針對實習實訓模塊Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，有針對性地進行系統(tǒng)處理與運行維護，課程實踐教學體系劃分示意圖如圖3所示。

實習、實訓模塊Ⅰ：針對路況車載采集、反饋信息，車外環(huán)境工況變化時，根據(jù)車廂內(nèi)的溫度場分布，系統(tǒng)制冷量不足、能效偏低等情況的調(diào)用的系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)模塊。

實習、實訓模塊Ⅱ：裝貨、運輸和卸貨等環(huán)節(jié)的冷量損失及能耗動態(tài)變化的調(diào)用模塊。

實習、實訓模塊Ⅲ：根據(jù)系統(tǒng)末端供冷需求和運輸過程的經(jīng)濟性分析，提出適宜于冷鏈在短、長距離運輸期間的食品保鮮品質(zhì)、車廂貨架貯藏壽命的可行性運行的調(diào)用模塊。

二 課程實踐應用模塊劃分

依據(jù)冷凍冷藏制冷工藝課程教學案例，結(jié)合實踐路線與地點（含冷鏈運輸環(huán)節(jié)），現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園全溫區(qū)寬幅倉儲冷鏈應用保鮮工藝，從課程理論與課程實訓角度，分析果蔬預冷、冷藏保鮮效果影響因素，以期構建冷凍冷藏制冷工藝課程有效理論與實踐教學模塊，結(jié)合實習、實訓內(nèi)容，有針對性地貫穿“課堂理論、實踐應用”，有針對性地進行班級分組與學生興趣選題。依據(jù)本次實習、實訓工作布置與安排，針對不同“區(qū)域時段、區(qū)域路段”分為模塊線路Ⅰ：鷹潭—上饒、南京—九江、九江—南昌、杭州—蘇州區(qū)域線路；模塊線路Ⅱ：金華—杭州、蘇州—南京、南京—九江區(qū)域線路；模塊線路Ⅲ：南昌—鷹潭、上饒—金華、蘇州—南京、南京—九江區(qū)域線路。

根據(jù)實習、實訓工作布置與安排，不同“區(qū)域時段、區(qū)域路段”模塊線路安排如圖3所示。課程教學（理論、實踐）實踐內(nèi)容如圖4所示。

圖3 不同“區(qū)域時段、區(qū)域路段”線路模塊

圖4 課程教學（理論、實踐）內(nèi)容

根據(jù)往屆（江蘇、江西、浙江等實訓線路）實習、實訓工作布置，冷鏈物流實踐運輸時長（40 h）、調(diào)用模塊的實踐教學安排，見表1。

表1 冷鏈物流運輸時長（約40 h）及調(diào)用模塊實踐教學安排

三 課程校外實習、實訓案例實踐創(chuàng)新

1）根據(jù)冷鏈運輸路線實際，適時跟蹤調(diào)研、記錄溫濕度數(shù)據(jù)。首先，將班級學生分為8組（根據(jù)學生人數(shù)、興趣分組），并根據(jù)實習、實訓工作布置與安排，按照不同“區(qū)域時段、區(qū)域路段”模塊線路，分別適時跟蹤調(diào)研進行實訓。跟車調(diào)研結(jié)束后，對于課程實踐期間所記錄數(shù)據(jù)進行分析，采取師生互動、課題驅(qū)動，針對實習、實訓發(fā)現(xiàn)難點與疑點，進行任務（知識點）驅(qū)動、創(chuàng)新能力培養(yǎng)[3，5]。接著，進行下一實踐環(huán)節(jié)，針對儲存易腐食品的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園倉儲中心的圍護結(jié)構，利用《傳熱學》相關知識進行負荷、冷量計算與校核，在此基礎上，進行設計方案優(yōu)化，設計出更加節(jié)能環(huán)保的實踐執(zhí)行模式，更好地掌握冷凍冷藏制冷工藝這門課程?！安煌瑓^(qū)域時段、路段”模塊實踐線路如圖5所示。

圖5 “不同區(qū)域時段、路段”模塊實踐線路

2）邀請企業(yè)專家（高工、教授級高工）給同學們現(xiàn)場講課，觀摩設備運行視頻、系統(tǒng)方案研討過程與歷程、并現(xiàn)場咨詢與研討[3，5]。通過企業(yè)專家的現(xiàn)場授課講解，旨在培養(yǎng)學生的實踐應用能力、創(chuàng)新意識，讓冷凍冷藏制冷工藝課程理論知識與實踐充分融合。在觀摩過程中，掌握制冷設備冷凍冷藏制冷原理，了解各個制冷設備的安裝位置、制冷機組的系統(tǒng)調(diào)節(jié)、設備維護與保養(yǎng)，并且可以現(xiàn)場頂崗實習、實訓操作。

3）返回校園、師生進行數(shù)據(jù)信息反饋，并與企業(yè)專家進行“云課堂”互動商討。通過企業(yè)實習視頻回看，利用QQ和微信平臺互動、校企騰訊會議服務平臺討論以及企業(yè)對學生實訓的反饋信息與問題等，師生深入討論、融合。根據(jù)實踐環(huán)節(jié)（實習、實訓）記錄數(shù)據(jù)，貫穿課堂理論、實踐應用環(huán)節(jié)，有針對性地進行任務（知識點）驅(qū)動、創(chuàng)新能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學生積極勇于探索、培養(yǎng)實踐創(chuàng)新意識[3，5]。課程相關實習、實訓環(huán)節(jié)流程如圖6所示。

圖6 課程相關實習、實訓環(huán)節(jié)流程

四 結(jié)束語

基于創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展理念下，冷凍冷藏制冷工藝課程案例教學的創(chuàng)新與教學實踐課題，探討了本科院校應用型人才培養(yǎng)目標、課程體系與應用教學實踐模式。①課程教學內(nèi)容模塊劃分；②課程實踐應用模塊劃分；③課程校外實習、實訓案例實踐創(chuàng)新。整個教學過程（理論環(huán)節(jié)、實踐環(huán)節(jié)）采用模塊劃分課程教學方式，提出有針對性地貫穿“課堂理論、實踐應用”，以期實現(xiàn)課程教學目的與教學質(zhì)量，增強學生對本課程實訓的實踐創(chuàng)新意識。