车辆制冷与空气调节课程案例教学设计与实践

洪磊　　崔嵩　　 杨亮亮

［摘 要］课程教学应注重理论联系实践，文章以“制冷循环的热力分析与计算”教学为例，从案例素材选择、结构设计、评价反思等方面阐述了案例教学的设计和实施过程，并在车辆制冷与空气调节课程教学中实施了案例教学模式的实践改革，基于“线上+线下”混合式教学模式开展授课，教学实践表明案例教学能高效调动学生学习的积极性、主动性，弥补课程教学理论联系实际不足的问题，为同类型工科专业课开展案例教学设计和教学模式改革提供有益的参考。

［关键词］案例教学；车辆制冷与空气调节；混合式教学；教学设计

［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）06-0035-04

车辆制冷与空气调节是面向车辆工程专业开设的专业基础课，课程以工程热力学为基础，讲授车辆空气调节的基本要求、蒸气压缩式制冷的原理和计算以及车辆空调的冷却、通风、加湿加热系统等专业知识。教学中需要理论联系实际，既要求学生掌握基础理论知识，又要求学生了解学科前沿进展，培养学生先进装备制造的思维理念。在“新工科”课程教学改革的背景下，借助互联网及信息技术融合的线上线下混合式教学模式已成为课程教学模式的扩展性创新，本文将网络资源与课程内容相结合构建项目案例用于启发式教学，以“制冷循环的热力分析与计算”授课为例，实施混合式教学模式的案例教学，将理论知识与实际应用相衔接，充分调动学生的学习积极性，对车辆工程专业课程教学方法优化、提高教学质量具有积极的推进作用[1-3]。

一、案例教学设计

（一）教学案例的素材选择

车辆制冷与空气调节学科交叉性强，课程知识涵盖面广，所涉机械、能源、控制等学科多年来涌现了大批科学家和工程师，取得了大量的研究成果，积累了丰富的史料和经典案例。同时，作为制冷和空调技术在轨道车辆领域的应用课程，随着轨道交通技术的进步，尤其是与人工智能、新能源技术相结合，形成了先进的学科前沿技术，提供了丰富的创新素材，因此，本课程案例资源比较充裕，课程教学中，可选择与车辆制冷与空气调技术发展历程密切相关且具有代表性的案例素材，课程各章节选用的部分重点案例见表1。

案例素材的选择体现教学过程的扩展性，使学生既能从案例中学习基础知识，又能运用所学知识发现实际问题，并通过广泛阅读文献讨论解决实际问题的方法。通过案例启发，不但能加强学生对理论知识的理解，而且能开拓思维，鼓励其对实际问题提出见解，锻炼学生的实践应用能力。同时在这一过程中有机融入思政元素，引导学生增强专业使命感，培养学生爱岗敬业的职业精神。

（二）教学案例的结构设计

教学案例的设计是在深入分析课程内容的基础上，将课程知识相关的文献资料与案例有机结合的过程。本课程的案例设计通过教学目标、引导问题、文献及视频资料、案例分析、引申讨论课后阅读的结构展开，使教学的内容和目标清晰呈现，学生的学习和思考贯穿始终。以“制冷循环的热力分析与计算”的授课为例，其教学案例设计见表2。

该教学案例以制冷循环的压焓图和热力性能指标等知识点为基础，选择“制冷剂R134a压焓图及其在空调制冷循环中的热力分析”为素材。首先提出“压焓图和热力性能指标是什么”的引导问题，引导学生阅读及观看相关文献资料和教学视频，初步理解制冷循环的热力分析工具和計算指标的关系，通过核心案例帮助学生全面掌握制冷循环热力分析计算的方法，培养学生思考分析的能力，同时为学生预留充裕的探索和讨论的空间，通过“夏季车内空调温度调节的依据是什么”等问题的讨论，使学生充分认识到热力循环经济性分析的重要性，课后进一步阅读相关文献[4-5]，探讨相关问题，拓宽视野和思路。整个教学案例通过提出问题、查阅资料、案例分析、思考讨论、总结归纳等过程，使学生变被动学习为主动学习，锻炼学生的思考能力、表达能力和团队协作能力，同时在案例教学中有机地融入思政教育元素，形成价值引领，达到案例教学“知识目标、能力目标、思政目标”的融合统一。

二、混合式教学模式实施与教学反思

（一）“线上+线下”混合式教学模式的实施

为了更好地实现案例教学目标，在教学设计上改变以教师课堂讲授为主的传统教学模式，主动实施以学生为中心的“线上+线下”混合教学模式，从课堂教学向前后两端延伸教学链，扩展至课前、课中和课后，“制冷循环的热力分析与计算”案例混合式教学具体实施见表3。

在课前阶段，发布教学计划、阅读资料、教学视频和讨论题目，学生结合知识要点和学习目标，通过线上超星学习通平台进行自主学习，激发学生的学习兴趣；课中教学阶段以案例授课为主，围绕“制冷剂R134a压焓图及其在空调制冷循环中的热力分析”案例，通过信息化技术进行生动的案例展示，使学生深入理解“压焓图→热力性能指标→热力计算”三位一体的关系，通过互动提问提升学生的学习主动性。引导学生针对“夏季车内空调温度的调节依据”开展分组讨论，形成讨论意见并进行交流，教师对案例讨论情况进行总结归纳，并结合“压焓图的精确绘制”“制冷循环的经济性”适时融入思政元素，达成专业知识教学和思政教学目标的统一。课后通过线上超星学习通平台发布知识点总结，布置课后作业，指导学生巩固所学知识，进一步引导学生阅读文献，关注生产和生活中制冷循环的应用和经济性要求，激发学生持续学习的兴趣。

（二）教学反思

教学效果的评价之一是学生的反馈。学生的反馈不仅体现在课堂上，还要贯穿于整个案例教学过程中[6]。教师在发布课前教学任务时要引导学生了解课程教学内容，课中在给学生进行案例分析、引导学生展开讨论时要关注学生的课堂反馈，课后通过线上超星学习通平台和学生进行线上交流，进一步获取学生对教学的建议和意见。将学生的反馈情况与课程的知识、能力及思政目标分别对应整理（见表4），并作为教学效果评价的重要依据。

从学生的反馈来看，本次案例教学获得了比较理想的教学效果，学生通过主动探究、分析讨论、总结归纳等过程，不仅能够深刻认识并掌握制冷循环热力性能计算的基础知识，而且培养了独立思考能力、表达能力及团队协作能力。通过案例中蕴含的思政元素的有机融入，学生展开对制冷循环经济性等深层次问题的思考，在潜移默化中吸收了课程内容，学习了敬业奉献、精益求精的大国“工匠精神”，树立节能环保意识，提高了其社会责任感。

三、结论

车辆制冷与空气调节课程蕴含着充裕的案例资源，案例教学既能增强学生学习的积极性、主动性，又能融入丰富的思政元素，是促进专业教学目标和德育目标相统一的重要教学手段。课程组基于超星学习通平台开展了课程混合式教学模式的案例教学，以“制冷循环的热力分析与计算”教学为例，对案例教学实施方法进行了总结，经过学生反馈，验证了案例教学模式能够培养学生的自学能力、独立思考和团队协作能力，学生的整体素质能够得到提升，对车辆工程专业类课程开展教学模式改革，提升教学质量具有一定的借鉴意义。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 王元芳，张素洁.轨道交通车辆空调装置[M].成都：西南交通大学出版社，2021.

[2] 郑金洲.案例教学：教师专业发展的新途径[J]．教育理论与实践，2002，22（7）：36-41.

[3] 张正仁，杨娟，殷鹏飞.高校混合式教学促进深度学习的有效路径[J].教师教育学报，2023，10（2）：98-105.

[4] 康伟，崔军胜，王绅宇，等.轨道交通车辆空调系统智能控制与大数据应用[J].城市轨道交通研究，2020，23（4）：134-136.

[5] 孔祥睿.城市轨道交通车辆空调系统优化设计[J].交通节能与环保，2019，15（5）：21-22.

[6] 马书红，戴学臻，王元庆.基于案例教学的交通经济类在线课程实施效果评价[J].高教学刊，2021（8）：81-84.

［责任编辑：雷 艳］