《制冷工艺设计》课程教学改革研究与探索

戚素素

《制冷工艺设计》课程教学改革研究与探索

戚素素

（山东华宇工学院，山东 德州 253000）

《制冷工艺设计》课程是制冷与空调技术专业的专业课。文章阐述了当前课程的教学现状及存在问题，并且针对问题分别从教材的选用、教学内容的优化、教学方法的改进、实践能力的提升以及考评机制的调整等几方面入手，对《制冷工艺设计》课程进行改革与探索，以完善学生的知识体系、提高学生的实践能力为目标，进行合理的教学设计，致力于培养高素质应用型本科人才。

制冷工艺设计；制冷设备；工程实际；改革

引言

“全面提高高等教育质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求，是实现建设人力资源强国和创新型国家战略目标的关键。”积极进行课程教学改革是当今国家政策下提升教学质量、拓展教学内涵的必然途径[1]。《制冷工艺设计》是制冷专业的一门专业课，主要讲授了冷库制冷系统的组成、工作原理与设计方法[2]。它以《热工学基础》《制冷原理技术应用》《制冷与空调设备》《制冷压缩机》《制冷空调CAD应用》等课程知识为基础，涉及各种制冷方法、制冷循环与制冷设备的选用。目的是使学生可以掌握冷库制冷系统的设计原理与方法，合理地对制冷设备进行选取及合理地对制冷管道进行布置，能够对制冷工艺设计图样进行识读和编阅[3]。这是一门理论与实际联系十分紧密的课程，为了调动学生学习的积极性，从而切实增强教学效果、提高教学质量，在课堂教学中我们进行了一些教学改革研究与探索[2]。

1 当前课程的教学现状与存在的问题

1.1 教材有待改进

目前，本课程选用教材为《制冷工艺设计》，李建华主编，本教材是“十二五”职业教育国家规划教材，针对冷库制冷系统设计，系统地阐述了制冷工艺设计的基本原理和设计方法，重点介绍了制冷负荷计算、制冷系统方案确定、制冷设备选型与布置、制冷管道设计等内容。该教材于2008年出版，并于2010年新的《冷库设计规范》出版后进行了修订，并对多机头并联压缩机组、翅片铝排管、CO2/NH3及CO2/R507复叠式制冷系统等新技术进行了补充。但由于篇幅有限，对上述新技术只是做了简单介绍，并未对其进行详细讲解。此外，在本教材第二章制冷机器设备的选型计算中，对于压缩机的选型计算还停留在活塞式压缩机，并未对螺杆式压缩机进行过多讲解，只是提供了简单的选型表格。而对于冷凝器、冷却设备、高压贮液器等其他制冷设备的选型，只是介绍了选型方法，并未提供选型表格，也缺少相应例题辅助学生理解。

1.2 教学系统性差

现有教材单独介绍了冷库设计的各个设计环节，如制冷负荷计算、制冷设备选型、制冷方案确定，但每个环节都过于独立，教材并没有将这些独立环节与整个冷库系统（见图1）进行结合，这也导致了学生在后期的课程设计和毕业设计中，不会对冷库系统的性能进行整体分析，更不能对整个冷库系统进行全面设计[4]。

1—单级压缩机；2—单机双级压缩机；3—中间冷却器；4—油氨分离器；5—立式冷凝器 6—贮氨器；7—总调节站；8—低压循环桶；9—氨泵；10—液体调节站；11—气体调节站；12—蒸发器；13—气液分离器；14—盐水蒸发器；15—排液桶；16—放空气器；17—集油器；18—加氨站。

1.3 教学方法有待改进

该课程目前的教学手段较为多样，如板书、多媒体等，但是目前老师常用的教学方法仍然是以讲授法为主，过度以教师为中心，一门心思强调课堂中理论知识的讲授，并没有在课上及课下关注学生在学习中的积极性，学生处于相对被动地位。由于本身课时较少，只有40个课时，而教材有八个章节的内容，教师上课进度过快，课堂上留给学生独立思考及分析问题的时间太少。这种填鸭式的教学方法让学生对老师上课讲授的理论知识仅仅停留在一个浅层的了解，而在遇到工程实际问题或知识难点的时候，学生不能对问题进行独立思考与分析，过度依赖老师进行讲解，这对学生日后的学习和工作是不利的[4]。

1.4 缺乏实践性环节

制冷工艺设计作为一门专业课程，理论与实际结合十分紧密，教师讲解教材中的理论知识，归根结底还是要与工程实际相结合，这样才能加深学生对教材知识的理解，并将其转化为实际应用。但在实际的教学过程中，由于本校实践条件有限，只有一个冷库实验室，其内部只有一个冷库模型，而本校因实验设备简陋、实践机会匮乏都造成了理论与工程实际的脱节。同时，由于该课程理论性较强，有很多计算项目，导致学生在学习理论知识过程中经常感到枯燥乏味，进而导致了学生的学习积极性下降[4]。

1.5 考核机制有待调整

该课程目前的考核机制仍是以期末考试成绩为主，期末考试占比70%，平时成绩占比30%，平时成绩中，平时作业占30%，阶段性测试占30%，课堂表现占30%，考勤占10%。平时作业也只是注重对教材知识的巩固。首先，这会导致学生只重视学习教材上的理论知识，而因为教材的理论性知识过于枯燥乏味，又会进一步降低学生对本门课程的学习兴趣，甚至还会出现学生平时不学习或随便学学，临考试前进行考前突击的不良现象；其次，这也会使学生忽略在实际工程中冷库技术的应用，不能把理论与实际做有机结合[4]。

2 课程教学改革的探究

2.1 添加辅助教材

本文前面提到，目前使用的《制冷工艺设计》（李建华主编）教材，对多机头并联压缩机组、翅片铝排管、CO2/NH3及CO2/R507复叠式制冷系统等新技术只是做了简单介绍，并且在制冷设备的选型计算中，未对螺杆式压缩机进行详细讲解，对于冷凝器、冷却设备等制冷设备的选型，并未提供选型表格且缺少相应例题。

针对以上问题，我们增加了《制冷工艺设计》（张萍主编）及《冷库设计及实例》（张国东主编）两本辅助教材。其中《制冷工艺设计》（张萍主编）在对制冷设备的选型方面，不仅提供了每个制冷设备选型表格（例如表1），还对每种设备的选型计算附加了1～2个例题来辅助学生理解。《冷库设计及实例》（张国东主编）这本教材则通过对一个单层500 t生产性冷库的制冷系统设计进行详细讲解，将冷库设计的各个环节进行了串联，有助于学生将零碎知识进行有机融合。

表1 烟台冷冻机厂ZA系列氨贮液器

型号容积/m3外径/mm接管通径及主要尺寸/mm重量/kg 进液出液长度 ZA−1.51.581650401 100790 ZA−2.52.51 0206551 1001 120 ZA−3.53.51 22070501 4001 370 ZA−551 22080651 4001 780

2.2 优化系统化教学

本文前面提到，现有教材主要针对冷库设计的各个设计环节进行单独介绍，但并没有将这些独立环节与整个制冷系统结合起来。针对这个问题，可在课程开始时，布置一个工程实际问题，并贯穿于整个课程学习中，在学习完一个知识点之后，先对一个环节进行局部设计，课程结束时，将整个冷库系统进行综合设计。最终将整个系统的综合设计整理成大作业的形式上交，并作为平时成绩考核的一部分。

2.3 改进教学方法

本文前面提到，该课程仅有40个课时，由于课时较少，教师为在期末考试前赶完教学进度，在上课过程中讲解速度较快，而且在授课过程中还是以教师为主体，采用单一的讲授法，导致学生学习的积极性下降，不能得到良好的教学效果。为解决这一问题，我们在教学方法上进行了一系列的研究与探索[4]。

2.3.1调整课程结构

在课程结构调整中，由于课时有限，本课程保留制冷负荷计算、制冷设备选型、制冷系统及方案确定、制冷管道设计等主要章节，对于库房设计、制冰与冰库等内容，可录制成教学视频，放在学习通中，供学生课下时间进行拓展学习，并作为平时成绩考核的一部分。

2.3.2增加课前预习与演讲

在每节课后，老师可以提前将下节课将会学习的知识范围事先告知学生，并要求学生在课下根据老师告知的知识范围进行自主学习。学生可以通过去图书馆借阅相关资料或是上网查找资料，对下节课的内容进行预习，并找出自己认为的重点、难点与感兴趣的内容进行标注并做好笔记。下节课开始的时候，老师可以随机抽取几位学生，或以毛遂自荐的方式，请几位同学站上讲台，阐述自己对课前预习的过程中对本次课程内容的看法，将自己的学习成果在全班同学面前进行展示。这样一方面可以促使学生树立自主学习的观念、培养自主学习的能力，另一方面在全班同学面前展示自学成果的时候也锻炼了学生的逻辑思考能力与表达能力，并对其他学生有良好的示范与引导作用。而这些对学生以后的学习大有裨益，对今后参加工作也是有深远影响[4]。

2.3.3设置课堂讨论

课堂教学中可针对某一实际工程问题，组织学生进行分组讨论，从而激发学生的学习兴趣，并培养学生独立思考与独立分析问题的能力。

2.3.4充分利用多媒体

现场教学的方法能使学生身临其境地进行现场学习，此方法虽好，但受学时及其它实际条件的限制，大多情况下不能让学生到现场进行学习，只能在教室或实训室进行学习，而且现场教学也有弊端，现场教学中学生只能见到此现场的冷库设备，不能见到其他更为先进的制冷设备，具有片面性。为了弥补不足，我们可以将冷库行业，甚至整个制冷行业目前应用的所有制冷设备，放在多媒体课件中，或制作成教学视频，并在课堂中向学生进行展示，既能让学生直观地看到制冷设备的外形及工作原理，还能使学生对市场上现有的制冷设备进行全面的了解[2]。

2.3.5生产事故分析

平时生活中，大家普遍对全国各地发生的生产事故关注较多。而生产事故分析其实也可以被我们当做一种教学手段。比如我们在课堂上向学生展示了一段新闻视频，视频是对上海市某一冷库发生爆炸的事故分析，通过该视频的展示，使学生了解此事故是由于操作工没有遵守操作规程，导致液氨泄漏，致使在场15人遇难，并造成了重大的经济损失。通过对生产事故进行分析，不仅可以激发学生学习兴趣，使学生认识到遵守操作规程的重要性，而且加深了学生对制冷系统工作原理与设计要点的理解[2]。

通过上述教学方法的研究与探索，既可以达到“以学生为主体”的目的，也能极大地调动学生的学习积极性。

2.4 开设实践环节

本文前面已经提到，制冷工艺设计是一门与实际工程结合十分紧密的课程，因此除了理论学习以外，还应当辅以一定的实践环节。本课程理论教学课时较短，所以该课程对应的实践环节是独立设置的。充分利用好实践环节对于加强学生理论联系实际的能力十分重要。本校制冷专业开设了为期两周的《冷库工艺技能训练》课程作为与本课程密切相关的实践环节，本课程是以课程设计的形式，要求学生针对老师给出的实际工程题目，利用制冷工艺设计中所学的制冷负荷、制冷设备等相关知识对某地冷库制冷系统系统进行综合设计，学生需要完成制冷负荷计算、制冷方案确定、制冷设备选型、管道设计、制冷系统原理图绘制等任务。为期两周的课程设计更加贴近于实际工程，有助于学生树立严谨的工程意识[4]。

因冷库实验室设备较简单无法满足教学需要，可通过实验室或实验设备改造对冷库实验室内部设备进行改造升级，以满足学校内部实践教学条件。其次，本专业校外实习基地基本都是制冷空调生产厂家，缺少专门做冷库的校外实习基地，而且由于企业本身生产任务比较繁重，学生进入企业也大多只是走马观花地参观厂区或展馆，参观实习的效果并不理想，学生回校之后表示并没有学到实质性的知识。从长远来看，学校应该尝试与本地有生产冷库或设计冷库经验的企业建立校企合作关系。一方面企业可为学生在校期间提供参观实习或生产实习的机会，另一方面学生毕业后可以去有校企合作关系的企业工作，从而达到企业与学校双赢的目的[4]。

2.5 调整考核机制

考试作为教学过程的终点，既起到了检查教学的效果，又起到了对教学过程导向的作用[2]。以往《制冷与工艺设计》课程的考核，期末考试成绩占70%，平时成绩占30%，平时成绩也只注重学生对教材知识的掌握和能否认真听讲等课堂表现的考查，并未体现出对学生理论联系实际能力的考核。考试主要是教材中的客观题目，仅有10%左右的主观思考题。课程考核的最终落脚点，不应该只是期末考试试卷上的分数，更应该是学生自主学习能力、独立思考能力、创新能力与设计能力的综合考查。所以我们要追求更合理的考核机制。为促使学生以上能力的培养，我们降低了期末考试成绩在课程考核中所占的比例，并将平时上课中能体现出的的设计能力与创新能力纳入最终考核。本次考核机制调整中，课程总成绩拟按照期末考试50%、平时成绩50%进行考核，其中，平时成绩中，课程设计上交成果占20%、创新设计点占20%、课堂表现占10%。以此来提升学生在平时学习中的积极性，减轻学生期末考试的压力，并着力培养学生理论联系实际与创新设计的能力[1]。

3 总结

《制冷工艺设计》对于制冷专业的学生而言是一门理论与实际紧密结合的重要的专业课程，本文通过对教学当中发现的问题进行认真总结，并分别从添加辅助教材、优化系统化教学、改进教学方法、开设实践环节、调整考核机制几方面进行了研究与探索，因制冷课程具有相通性，本文的教学改革方式对于制冷类的其他课程，比如《制冷原理技术应用》《制冷与空调设备》《制冷压缩机》等课程，同样可以适用。

[1] 张立琋.“制冷原理与设备”课程教学改革实践[J].教育教学论坛, 2018(44):113-114.

[2] 鲍琳,贺小营.高职《制冷工艺设计》课教学改革刍议[J].职业教育研究,2005(9):77.

[3] 高晟扬,于俊夫,严中俊.热动专业“冷库制冷工艺设计”教学内容设计[J].现代职业教育,2016(11):34-35.

[4] 何晓崐,姚江,方海峰,等.制冷原理与设备课程改革措施的探索[J].中国现代教育装备,2018,28(01):44-46.

Research and Exploration on Teaching Reform of

QI Susu

( Shandong Huayu University of Technology, Shandong Dezhou 253000 )

Thecourse is the refrigeration and air-conditioning technology professional courses. This paper expounds the current teaching situation and existing problems of the current curriculum, and in the light of the problems, we start with the selection of teaching materials, the optimization of teaching contents, the improvement of teaching methods, the enhancement of practical ability and the adjustment of evaluation mechanism, in order to improve the knowledge system and practice ability of the students, the course ofis reformed and explored, and the reasonable teaching design is carried out.

Refrigeration process design; Refrigeration equipment; Engineering practice; Reform

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.049

G642.0

A

1671-7988(2021)21-184-04

G642.0

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戚素素（1994.03—），女，本科，助教，就职于山东华宇工学院，研究方向：制冷、暖通、能源等方面。

山东华宇工学院2019年校级教育教学改革研究项目：新时期应用型本科高校精品课程建设研究（编号：2019ZD07）。