浅谈化工节能课程《制冷与空调》教学中的探索

《制冷与空调》课程是我国“能源化学工程”、“能源动力系统及自动化”、“建筑环境与能源利用”以及等专业的一门重要专业课，该课程的先修专业基础课为《工程热力学》、《传热学》和《工程流体力学》等课程。《制冷与空调》的课程目标为使学生初步掌握制冷与空调的基本理论知识及设计方法，对制冷空调技术方面的新理论、新技术、新设备及发展有所了解。制冷部分包括制冷发展历史、制冷方法、制冷工作原理、制冷剂、制冷装置典型流程和各个部件较详细介绍、制冷设备选型，空调部分包括空气状态基础知识、冷(热)湿负荷计算方法、系统设计方法、空调流程和设备介绍、空调设备选型、新型节能技术及实验工程案例介绍。
青年教师在承担专业核心课程的过程中往往存在教学经验不足，不够自信，学生对老师缺乏认同感等问题，这样因素都会影响到本科教学质量。因此，作为一名青年教师，不仅需要积累专业课程的教学经验，同时更需要探索本科教学过程中新方法和新思路，从而不断的提高自身教学水平和业务能力。
1、教学过程中存在的问题
1.1理论知识与工程应用脱节
《制冷与空调》是一门应用型很强的专业课程，相关原理和知识在工业生产和日常生活中十分常见。然而，课程中涉及到的四大关键部件(压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器)种类繁多，原理较为复杂，例如：常见的制冷压缩机有活塞式、涡旋式、螺杆式和离心式制冷压缩机。膨胀阀包括毛细管、热力膨胀阀、热电膨胀阀、电子膨胀阀、浮球膨胀阀等。换热器包括水冷式和风冷式冷凝器，以及处理液体和气体蒸发器等。学生仅仅通过理论知识和图形难以充分掌握相关部件的结构、原理和差异。
1.2学生学习积极性不足
除了“建筑环境与能源利用”专业，《制冷与空调》课程在“能源化学工程”以及“能源动力系统及自动化”等专业通常是一门专业选修课。在学生课业压力十分巨大的今天，在课堂上如果不能充分调动学生的注意力和积极性，往往会出现学生学习积极性不足的表现。
1.3学生对专业知识理解不深入
本科课程的教学过程与初高中课程的讲授有很大不同，初高中课程往往就一个知识点反复讲解和练习，然而本科课程需要在有限的时间内将大量的知识讲授出去，因此，难以对所有知识点深入讲解和展开。学生对专业知识往往处于一知半解的状态，理解不够深入。而本科课程的考试往往更注重对学生知识广度和学习态度的考核。长此以往，学生对课程知识的学习难以深入。
2、针对以上问题的教学改进措施
2.1实物与多媒体动画相结合
针对书本理论知识与工程应用脱节的问题，在传统讲解中增加实物与多媒体动画。通过收集制冷循环过程中的各种类型压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器实物，在课堂上将实物结构与理论知识相结合，使学生更容易理解制冷关键部件的原理和结构。另外充分利用多媒体动画，将不同制冷部件的原理和内部三维结构通过Flash动画或GIF动画在课堂上展现出来，同时可以将学生从长期枯燥的知识讲解中释放出来。此外，通过到国内外相关制冷与空调企业和展会上，将行业内最新的动态和知识带入课堂中，使得学生的知识面可以与时俱进。
2.2正向奖励机制
针对学生学习积极性不足的问题，采用正向奖励机制。传统的本科教学往往采用点名的方式来考核学生的出勤率，对于点名没到的同学采取扣分的方式予以处罚。在课堂上通过提问的方式与学生互动，然而往往提出问题无人回答或是很少人回答。通过思考之后，在教学改革中采用正向奖励的机制。在教学过程中对于点名在场的同学采取加分的方式，如果两次点名在场的同学就可以拿到基本出勤分，三次点名都在场的同学可以得到额外的出勤分。此外，对课堂上提出问题第一位回答正确的同学可以在平时成绩中加分，有自己见解和逻辑的回答也可以加分。通过这种正向奖励机制，结果发现学生的出勤率大大增加，在课堂上的问答互动也变成十分的活跃，学生往往会给出很有意思和有意义的回答。
2.3学生自选题目汇报和讨论
针对学生对专业知识理解不深入的问题，采用学生自选题目在课堂上汇报和讨论，进入更深入的理解相关专业知识，同时也是增强文献调研、自我学习和报告交流的能力。对本科生而言，教师不可能将每一个知识点反复讲解，因此增强自我学习能力是十分重要。通过让每一位学生自选小课题，在课下进行文献调研和整理，制作汇报PPT，然后在课堂上花费5到10分钟进行汇报，同学进行提问和探讨，在此过程中培养学生的文献调研，自我深入学习和口头交流的能力。这些能力不管是在将来工作或是研究生阶段都是十分重要的。
3、教学改进后效果分析
笔者对比了上述教学改进前后的学生成绩和教学反馈情况。在教改之前《制冷与空调》课程的平均分为83分，但是在教改之后课程平均分提升到89.7分。90分以上的人数从教改前的3人增加到9人。最低分从70分增加到83分。更令笔者欣慰的是，学生教学评价反馈明显提升，例如学生评价：“老师采用多样化的教学方法开展教学，善于启发和引导学生，有效激发我的学习兴趣”，“老师注重与学生的交流和互动，有良好的交流技巧”，“老师课内外均乐于答疑解惑”，“通过该课程的学习，我觉得很有收获”。学生对教师评价分的平均分达到4.83(满分是5分)。学生学习成绩的提升和对教师的正面评价是笔者进行教学改进和反思的最大动力。
4、结论
《制冷与空调》课程是我国能源化工、能源动力和建筑环境等相关专业的一门重要专业课程。但是在教学过程中往往出现理论知识与工程应用脱节、学生学习积极性不足和学生对专业知识理解不深入的问题。针对上述问题，笔者提出采用实物与多媒体动画相结合、正向奖励机制和学生自选题目汇报和讨论等教学改进措施。通过教学改革，发现学生成绩最低分从原来的70分大幅提升至83分，且学生对教师的教学评价明显提高。因此，证明相应的教学改革措施是有效果的。然而，本科教学改革是没有止境的，今后还需继续不断的摸索和改进教学方法，提升自身的教学水平和经验。