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摘要:根据实际教学情况,结合“制冷与低温技术”的课程特点,分析了目前该课程在教学中存在的问题,提出了理论教学与实践教学环节相结合的教学方法,以便增强学生的综合能力和工程意识,有效地提高课堂教学效果。
关键词:制冷与低温技术;教学改革;研究;理论教学;实践教学
作者简介:刘恩海(1974-),男,河南信阳人,河南城建学院建筑环境与能源工程系,讲师,工学硕士,主要研究方向:低温制冷技术及系统仿真;周前(1967-),男,河南平顶山人,河南城建学院建筑环境与能源工程系,副教授,主要研究方向:低温制冷技术及系统仿真。(河南 平顶山 467000)
“制冷与低温技术”是热能与动力工程专业(低温制冷方向)的一门专业必修课程,是在学生已经学习了“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”等专业理论基础课程的前提下,从实践的角度出发,去分析和解释实际工程中问题的一门课。通过对该课程的学习,使学生掌握制冷与低温工质的性质、蒸气压缩制冷、吸收和吸附制冷、低温冷域中的气体制冷和液化循环、气体分离的原理及其应用[1]等基本知识和近年低温制冷方面的新技术、新设备和新的研究成果等所必备的基本理论,以解决低温制冷工程设计、施工、管理及监理工作中与热动专业很好地协调配合的问题。但在教学实践中发现,近几届学生普遍反映低温制冷系统抽象、制冷循环特性理解不够透彻。特别是在实践教学环节方面,学生缺乏参与现场实际的动手操作、调试机会,头脑中对制冷设备以及系统管道之间的连接感受模糊,致使教师上课枯燥费劲,学生听起来吃力、印象不深,究其原因是教材的原理与实际应用脱节。针对应用型本科院校人才培养工作所面临的共性问题,为实现社会行业需求的培养目标、强化工程能力实训的应用型人才培养类型和模式的转变,可从以下几方面对该课程的教学方法进行改革、完善:充分利用教材内容进行教学,加强与实际应用联系,深入细致地进行理论研究和实践改革,解决教学过程中出现的新情况和遇到的新问题,有机地将课堂教学和实践教学结合起来,从而不断提高课程的教学质量。
一、注重专业基础课程教学,优化课程教学内容
为适应新世纪人才的要求,教师在进行教学时不仅要传授理论知识,更重要的是要通过对话的方式提出問题、认识问题和解决问题,这在制冷技术知识领域以及专业前沿性方面尤为重要。“制冷与低温技术”课程的特点是理论性和实践性都很强,理论性体现在该课程涉及到专业基础课、概念多而抽象,要求学生有扎实的专业功底;实践方面则体现在该课程涉及很多制冷设备和装置,要求学生学习该课程时要灵活运用、融会贯通。因此,在教学过程中重视制冷专业相关知识点的整合,着重细化流体力学、工程热力学和传热学等专业基础课中的概念(包括流体的密度、容重、可压缩性、膨胀性、粘滞性,热传递方式等),适当地讲解制冷压缩机、蒸发器和冷凝器等制冷设备和装置的工作原理、特性以及调试规律并观看实习期间摄制的视频和图片,以提高学生对工程的识图能力,加强对课程的理解和学习兴趣。
二、合理组织课堂教学方法,确保教学质量提高
1.调整“制冷与低温技术”的课程结构
“制冷与低温技术”是热能与动力工程专业规划的骨干课程,兼有理论性和应用性较强的特点,内容涉及制冷工艺设计方法和程序、制冷设备的选型计算、制冷系统方案的确定、管径计算及管道布置、施工图纸的阅读与绘制、制冷机与制冷设备的安装等内容。[2]另外,就制冷系统的操作运行管理与维护、制冷工艺的安全技术以及主要经济指标分析等方面内容也作相应介绍。因此,在教学过程中十分注重学习与实际工作的一致性,根据教学的内容,在不同的教学环节灵活运用多种教学模式。
2.更新课堂教学方法,注重学生能力培养
提高人才培养质量是高校教育教学改革的根本目的。合理组织课堂教学方法,全面激发学生的学习积极性和采用科学性、启发性和艺术性的教学模式,对提高课堂教学效果有十分重要的意义。近年来,由于科学技术的迅速发展,现代教学方法和教学手段日趋众多,网络教学、多媒体教学与传统教学相结合,优势互补,能最大程度上发挥各种教学方法的综合功能。[3]
(1)透彻、细致讲解课程中所涉及的基本概念、制冷系统形式、应用范围等知识要点,把握专业发展趋势和最新动态变化,进行重点归纳、难点剖析、前景展望及应用分析,以更好实现教学目的,提高课程教学质量。
(2)结合教材内容,配合课程实物图片剖视、制冷循环动画演示及工程设计实例进行电化教学,组织专题讨论。以低温制冷领域的节能技术项目为背景,布置相关题目,开展理论研究。提出有关专业热点研究问题,深入探索其机理,充分提高学生的参与度,有助于学术兴趣与能力的培养。
(3)改革传统课堂教学模式,提高讲课艺术,增强师生之间互动效应。教要得法、学要主动,改善课堂解决枯燥、学生被动听课的诸多问题。
三、改进实践教学模式,加强学生工程能力实训培养
“制冷与低温技术”教学内容分为理论教学和实践教学(课程实验、课程设计、生产实习)两部分:理论教学内容是实践教学内容的基础部分,而实践教学内容是理论教学内容的有效补充和充分验证,[4]是学生综合运用所学知识进行创新性实践的一种有效手段。因此,充分有效地使用好实践教学这一环节,对提高教学质量、锻炼学生的实践动手能力、培养创新意识和知识综合运用能力有十分重要的意义。
1.改进课程实验教学模式[5-7]
(1)根据实验类型、教学要求,任课教师、实验员分别从了解实验、理解实验和掌握实验三个层次进行现场讲授。采取启发引导、旁征博引、任务驱动等教学方法,侧重于学生实践动手能力的培养,着重于从设备工作原理、设备运行调试、设备系统的安装、性能运行及参数测试等方面,补充和验证理论的教学内容。
(2)依托学科优势进行教育模式和教学内容的改革,构建合理的教学体系。在现有的演示性、验证性实验的基础上,增设综合性实验,使课程实验与工程训练相结合,创新设计与综合实验相结合,为开展本课程的实践教学创造良好的实验环境。
(3)定期组织实验室向学生开放,鼓励学生开展实际工程项目的理论研究,强化学生综合测试、研究和数据处理等方面理论联系实际的科研能力。
2.改进课程设计教学模式
(1)认真修订课程培养计划,根据研究课题实际,兼顾学生特点和今后就业方向,合理地规范课程设计内容。
(2)适时进行设计方案论证,做好深入细致的指导工作,以改进实践教学措施,缩短与专业领域的实际工程的差距。
通过课程设计教学模式的改进,以提高学生的空间想象能力和绘图能力,增强学生对制冷系统的组成、管道之间的连接与交叉的感性认识,使学生在设计过程中能主动寻找问题、发现问题和解决问题。
3.改进生产实习教学模式
(1)加强生产实习指导环节,建立高素质的实习指导教师队伍。指导老师根据教学实际和自身教学实践,围绕低温制冷领域的各类立项课题及科研成果,结合地方科研资源,进行有针对性的现场教学,使之与实习环节结合起来,提高学生发现问题、解决问题的能力。[5,8]
(2)加强实习环节教育和管理,强化实习基地建设。积极进行校外实习基地建设,选择具有专业先进水平的企业作为校外实习基地,并聘请长期工作在生产一线的工程技术人员作为兼职教师进行现场指导,实施理论教学与实际工程相结合的培养模式。
四、结论
“制冷与低温技术”教学改革是一个长期的教学经验的积累、知识更新的过程。可从三方面着手对其进行改进。
(1)提高学生的综合知识应用能力。教学过程主动适应不断发展的低温制冷行业对人才需求的动态变化,积极进行教学内容、教学方法和教学手段的改革,旨在提高教学效果和学生的综合素质。
(2)实现教学目的,提高教学质量。采用多样化教学手段,注重素质教育,改进传统教学理念。将低温制冷原理与实践教学结合起来,有效地提高学生对知识的理解和实际应用能力,实现教学的持续发展。
(3)改进实践教学理念,增强学生的实践、创新意识。在优化实践教学内容的同时,实现现场教学,以适应学生的需要,有利于提高学生的实践动手能力和创新意识。
参考文献:
[1]陈光明,陈国邦.制冷与低温原理[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2]李树林,南晓红,冀兆良.制冷技术[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]邓玉艳.制冷原理及设备课程教学改革与实践[J].科技信息,2008,(29):322.
[4]毕明华,凌勋.制冷工艺设计课程教学改革的思考[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2008,(1):91-93.
[5]张登春,邹声华,于梅春.制冷技术实践性教学方法改革研究[J].湘潭师范学院学报,2009,31(1):200-202.
[6]庄友明,张建一.制冷空调学科毕业实习模式教学改革探索[J].集美大学学报,2003,4(1):103-106.
[7]李英玲.化工热力学教学的实践与体会[J].高教论坛,2009,4
(4):79-81.
[8]肖侠,吴价宝.大学开展研究性实践教学改革探讨[J].黑龙江高教研究,2008,(10):158-160.
(责任编辑:刘辉)
关键词:制冷与低温技术;教学改革;研究;理论教学;实践教学
作者简介:刘恩海(1974-),男,河南信阳人,河南城建学院建筑环境与能源工程系,讲师,工学硕士,主要研究方向:低温制冷技术及系统仿真;周前(1967-),男,河南平顶山人,河南城建学院建筑环境与能源工程系,副教授,主要研究方向:低温制冷技术及系统仿真。(河南 平顶山 467000)
“制冷与低温技术”是热能与动力工程专业(低温制冷方向)的一门专业必修课程,是在学生已经学习了“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”等专业理论基础课程的前提下,从实践的角度出发,去分析和解释实际工程中问题的一门课。通过对该课程的学习,使学生掌握制冷与低温工质的性质、蒸气压缩制冷、吸收和吸附制冷、低温冷域中的气体制冷和液化循环、气体分离的原理及其应用[1]等基本知识和近年低温制冷方面的新技术、新设备和新的研究成果等所必备的基本理论,以解决低温制冷工程设计、施工、管理及监理工作中与热动专业很好地协调配合的问题。但在教学实践中发现,近几届学生普遍反映低温制冷系统抽象、制冷循环特性理解不够透彻。特别是在实践教学环节方面,学生缺乏参与现场实际的动手操作、调试机会,头脑中对制冷设备以及系统管道之间的连接感受模糊,致使教师上课枯燥费劲,学生听起来吃力、印象不深,究其原因是教材的原理与实际应用脱节。针对应用型本科院校人才培养工作所面临的共性问题,为实现社会行业需求的培养目标、强化工程能力实训的应用型人才培养类型和模式的转变,可从以下几方面对该课程的教学方法进行改革、完善:充分利用教材内容进行教学,加强与实际应用联系,深入细致地进行理论研究和实践改革,解决教学过程中出现的新情况和遇到的新问题,有机地将课堂教学和实践教学结合起来,从而不断提高课程的教学质量。
一、注重专业基础课程教学,优化课程教学内容
为适应新世纪人才的要求,教师在进行教学时不仅要传授理论知识,更重要的是要通过对话的方式提出問题、认识问题和解决问题,这在制冷技术知识领域以及专业前沿性方面尤为重要。“制冷与低温技术”课程的特点是理论性和实践性都很强,理论性体现在该课程涉及到专业基础课、概念多而抽象,要求学生有扎实的专业功底;实践方面则体现在该课程涉及很多制冷设备和装置,要求学生学习该课程时要灵活运用、融会贯通。因此,在教学过程中重视制冷专业相关知识点的整合,着重细化流体力学、工程热力学和传热学等专业基础课中的概念(包括流体的密度、容重、可压缩性、膨胀性、粘滞性,热传递方式等),适当地讲解制冷压缩机、蒸发器和冷凝器等制冷设备和装置的工作原理、特性以及调试规律并观看实习期间摄制的视频和图片,以提高学生对工程的识图能力,加强对课程的理解和学习兴趣。
二、合理组织课堂教学方法,确保教学质量提高
1.调整“制冷与低温技术”的课程结构
“制冷与低温技术”是热能与动力工程专业规划的骨干课程,兼有理论性和应用性较强的特点,内容涉及制冷工艺设计方法和程序、制冷设备的选型计算、制冷系统方案的确定、管径计算及管道布置、施工图纸的阅读与绘制、制冷机与制冷设备的安装等内容。[2]另外,就制冷系统的操作运行管理与维护、制冷工艺的安全技术以及主要经济指标分析等方面内容也作相应介绍。因此,在教学过程中十分注重学习与实际工作的一致性,根据教学的内容,在不同的教学环节灵活运用多种教学模式。
2.更新课堂教学方法,注重学生能力培养
提高人才培养质量是高校教育教学改革的根本目的。合理组织课堂教学方法,全面激发学生的学习积极性和采用科学性、启发性和艺术性的教学模式,对提高课堂教学效果有十分重要的意义。近年来,由于科学技术的迅速发展,现代教学方法和教学手段日趋众多,网络教学、多媒体教学与传统教学相结合,优势互补,能最大程度上发挥各种教学方法的综合功能。[3]
(1)透彻、细致讲解课程中所涉及的基本概念、制冷系统形式、应用范围等知识要点,把握专业发展趋势和最新动态变化,进行重点归纳、难点剖析、前景展望及应用分析,以更好实现教学目的,提高课程教学质量。
(2)结合教材内容,配合课程实物图片剖视、制冷循环动画演示及工程设计实例进行电化教学,组织专题讨论。以低温制冷领域的节能技术项目为背景,布置相关题目,开展理论研究。提出有关专业热点研究问题,深入探索其机理,充分提高学生的参与度,有助于学术兴趣与能力的培养。
(3)改革传统课堂教学模式,提高讲课艺术,增强师生之间互动效应。教要得法、学要主动,改善课堂解决枯燥、学生被动听课的诸多问题。
三、改进实践教学模式,加强学生工程能力实训培养
“制冷与低温技术”教学内容分为理论教学和实践教学(课程实验、课程设计、生产实习)两部分:理论教学内容是实践教学内容的基础部分,而实践教学内容是理论教学内容的有效补充和充分验证,[4]是学生综合运用所学知识进行创新性实践的一种有效手段。因此,充分有效地使用好实践教学这一环节,对提高教学质量、锻炼学生的实践动手能力、培养创新意识和知识综合运用能力有十分重要的意义。
1.改进课程实验教学模式[5-7]
(1)根据实验类型、教学要求,任课教师、实验员分别从了解实验、理解实验和掌握实验三个层次进行现场讲授。采取启发引导、旁征博引、任务驱动等教学方法,侧重于学生实践动手能力的培养,着重于从设备工作原理、设备运行调试、设备系统的安装、性能运行及参数测试等方面,补充和验证理论的教学内容。
(2)依托学科优势进行教育模式和教学内容的改革,构建合理的教学体系。在现有的演示性、验证性实验的基础上,增设综合性实验,使课程实验与工程训练相结合,创新设计与综合实验相结合,为开展本课程的实践教学创造良好的实验环境。
(3)定期组织实验室向学生开放,鼓励学生开展实际工程项目的理论研究,强化学生综合测试、研究和数据处理等方面理论联系实际的科研能力。
2.改进课程设计教学模式
(1)认真修订课程培养计划,根据研究课题实际,兼顾学生特点和今后就业方向,合理地规范课程设计内容。
(2)适时进行设计方案论证,做好深入细致的指导工作,以改进实践教学措施,缩短与专业领域的实际工程的差距。
通过课程设计教学模式的改进,以提高学生的空间想象能力和绘图能力,增强学生对制冷系统的组成、管道之间的连接与交叉的感性认识,使学生在设计过程中能主动寻找问题、发现问题和解决问题。
3.改进生产实习教学模式
(1)加强生产实习指导环节,建立高素质的实习指导教师队伍。指导老师根据教学实际和自身教学实践,围绕低温制冷领域的各类立项课题及科研成果,结合地方科研资源,进行有针对性的现场教学,使之与实习环节结合起来,提高学生发现问题、解决问题的能力。[5,8]
(2)加强实习环节教育和管理,强化实习基地建设。积极进行校外实习基地建设,选择具有专业先进水平的企业作为校外实习基地,并聘请长期工作在生产一线的工程技术人员作为兼职教师进行现场指导,实施理论教学与实际工程相结合的培养模式。
四、结论
“制冷与低温技术”教学改革是一个长期的教学经验的积累、知识更新的过程。可从三方面着手对其进行改进。
(1)提高学生的综合知识应用能力。教学过程主动适应不断发展的低温制冷行业对人才需求的动态变化,积极进行教学内容、教学方法和教学手段的改革,旨在提高教学效果和学生的综合素质。
(2)实现教学目的,提高教学质量。采用多样化教学手段,注重素质教育,改进传统教学理念。将低温制冷原理与实践教学结合起来,有效地提高学生对知识的理解和实际应用能力,实现教学的持续发展。
(3)改进实践教学理念,增强学生的实践、创新意识。在优化实践教学内容的同时,实现现场教学,以适应学生的需要,有利于提高学生的实践动手能力和创新意识。
参考文献:
[1]陈光明,陈国邦.制冷与低温原理[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2]李树林,南晓红,冀兆良.制冷技术[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]邓玉艳.制冷原理及设备课程教学改革与实践[J].科技信息,2008,(29):322.
[4]毕明华,凌勋.制冷工艺设计课程教学改革的思考[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2008,(1):91-93.
[5]张登春,邹声华,于梅春.制冷技术实践性教学方法改革研究[J].湘潭师范学院学报,2009,31(1):200-202.
[6]庄友明,张建一.制冷空调学科毕业实习模式教学改革探索[J].集美大学学报,2003,4(1):103-106.
[7]李英玲.化工热力学教学的实践与体会[J].高教论坛,2009,4
(4):79-81.
[8]肖侠,吴价宝.大学开展研究性实践教学改革探讨[J].黑龙江高教研究,2008,(10):158-160.
(责任编辑:刘辉)