制冷空調綜合實驗課程改革及效果分析
一、前言
目標是行動的指南，是行動所要得到的預期結果。目標牽引式教學多應用于大學生的學業規劃。知識學習技巧是國內教學一直強調的重點，在這種導向下，教學的目的在于讓學生牢固地掌握課程的基本概念和理論，而將學生問題解決技巧能力的培養放在了次要位置。實驗課就是要讓學生理論與實踐相結合，更好地理解和掌握所學的知識，通過實踐鍛煉動手能力，掌握操作步驟和方法。要實現這個目的，就要針對具體實驗進行一系列的設計，使實驗能夠順利地進行并達到預期的效果。近幾年來，隨著教學改革的深入、學科建設的進行和課程體系的調整，如何調動學生的學習積極性和創造性，提高教學質量，是筆者一直研究的內容。
二、制冷空調綜合實驗課程改革目標
根據學校的辦學定位，能源與動力工程專業主要培養以熱工、力學和機械科學理論為基礎，具備能源生產、轉化、利用與動力系統研發基本理論和應用技術，具備節能減排理念，能在工業、國防、民用等領域從事制冷及低溫工程、空調工程設計，制冷空調系統安裝、運行管理、實驗研究，以及制冷空調機器設備的研制、開發、營銷等工作的高級應用型人才。
制冷空調綜合實驗是能源與動力工程專業的專業課，屬于必修課程，2學分，64學時，現面向大學能源與動力工程四年級（第七學期）開設。授課對象為能源與動力工程專業本科學生，需要先修課程包括工程熱力學、傳熱學、制冷原理與設備以及制冷壓縮機等課程。根據課程目標和課程內容，自編《制冷空調綜合實驗實驗指導書》，授課人數每年50余人，課程資源有較多積累，包括實驗指導書、教學大綱等。
三、目標牽引式實驗教學改革
設置學生期望的目標作為引導，通過實驗內容設計和實驗過程，逐步達到學生的目標，以提高學生對實驗課程動手的積極性和創新性意識。
實驗設計實驗背景：此次實驗的對象是大四學生，理論課已全部結束，也進行過課程實習，本次制冷空調綜合實驗是他們在校期間的最后一次實驗。本次實驗在實驗室有三次分實驗：
1.小型制冷裝置安裝工程中常用材料和工具的認識與使用；
2.小型制冷系統的結構、原理分析，電路的組成分析；
3.自己動手設計、組裝一個小型制冷裝置，并完成控制下的制冷運行。
設計宗旨在完成本次實驗的基礎上，把學生學過的知識和實際生產中的知識盡量多地融匯進來，讓學生在實驗過程中得到一次加深和貫通。據此，設計三方面實驗：
1.在“小型制冷裝置安裝工程中常用材料和工具的認識與使用”實驗中，聯系大型制冷系統的管道設計和安裝；
2.在“小型制冷系統的結構、原理分析，電路的組成分析”實驗中，聯系大型系統中設備的設置、設置依據、作用、工作原理，包括電路的設置和原理；
3.在“自己動手設計、組裝一個小型制冷裝置，并完成控制下的制冷運行”實驗中，聯系大型制冷系統中設備的安裝、檢漏、排污、充注制冷劑，試運行和調試運行。
實驗動員常規的：實驗的安排、目的、紀律要求、注意事項等。
特別告知：總結以前幾屆學生在本項實驗中的表現和實驗效果，將學生感興趣和想掌握的知識設置為目標，并在實驗開始前告知他們，以充分調動其積極性。
目標牽引1：（學生對于能聯系今后工作中實際情況的知識是十分關心的，也是很想了解和掌握的）告知學生，將在每個分實驗中都會聯系大型制冷系統的實際情況，添加相關知識進行講解和提問。
目標牽引2：（學生雖然理論知識都學完了，成套設備也見過，但對自己動手組裝制冷系統并且運行還是很不自信，也是很期待的。在這個目標的牽引下，學生在實驗中會非常積極、主動）告知學生，本次實驗由三個分實驗組成，其中的第三個分實驗“自己動手設計、組裝一個小型制冷裝置，并完成控制下的制冷運行”，是在前兩個實驗的基礎上進行的，如果前兩個實驗做不好，第三個實驗將很難完成。強調能力的培養，在實驗中要求學生有意識地培養觀察問題的能力、分析問題的能力、解決問題的能力、總結經驗教訓（包括他人的）的能力、理論與實踐相結合的能力，這在今后的工作和生活中都是非常重要的。
實驗進行第一個實驗主要是管道的安裝，所以從大型制冷系統安裝公司的資質開始，簡述安裝資質的取得條件、安裝過程中從材料到施工工藝的質量保證措施、質量檢測部門對工程質量的測評。然后用啟發的方式，提出一個問題，讓全體學生共同回答，教師進行評判講解，再提下一個問題，比如管道的材料、連接方式，有些管道連接的位置關系等。接下來將小型制冷裝置中管道所用材料、連接方式、加工方法與之對比，找出異同點，然后進行工具的認識和使用方法的講解、示范；演示完畢，在密切關注下，讓學生自己動手操作，以及時糾正操作錯誤和避免事故的發生。在管道的連接操作中，同樣的操作過程，每個學生之間、同一個學生的兩次操作之間，都會由于掌握的分寸、力度、火候的不同，而影響連接的質量。因此，在這個實驗中就強調總結經驗教訓（包括他人的），找出影響連接質量的原因。
第二個實驗主要是通過對小型制冷系統的觀察和分析，弄懂小型制冷系統的結構特點。本實驗準備了三種不同型號的空調器，分別是單冷（KF）型電源220V、冷熱（KFR）型電源220V、冷熱電輔（KFRD）型電源380V。由于空調器內空間狹小，管道設備布置緊湊，實驗開始前就告知學生，實驗過程中不要放過任何細節，拆卸過程中也是如此，尤其是塑料構件，一定不能強拆，以免造成斷裂損壞。這個實驗也鍛煉學生的觀察能力和分析能力。接下來實驗按步進行，先拆卸，再觀察分析，過一段時間讓學生對照實物指出制冷系統的組成和各組件的特點，如發現有遺漏，不給指出，再次強調不要放過任何細節，讓其繼續觀察分析。
對于電路也是如此進行。待他們能夠完整走完一個循環，再進行講解。幾次實驗發現他們對實際電路的認知幾近空白，講解電路比講解制冷系統都花費時間。此型號的講解完畢，讓學生觀察另外兩種型號，找出不同點并分析，再給學生進行講解。最后結合小型裝置中的設備設置，聯系到大型系統中，并提問講解每個設備設置的依據、工作原理、正確的工作狀態和具體的操作。
第三個實驗，讓學生根據所學知識，結合第二個分實驗中對小型制冷裝置的學習和分析，以組為單位設計自己想組裝的制冷系統和電路。任務下達后，各組根據自己的設計找教師領取所需的設備和元器件。組裝過程中教師發現有錯誤和不合理的地方，讓學生分析并改正。組裝完成后，教師檢查通過，才能進行充壓檢漏，抽真空，設定控制參數，充注制冷劑運行；然后講述大型系統打壓檢漏、排污、保壓、抽真空、充注制冷劑、單機空載試運行、負荷試運行，
整個系統調試運行的過程、方法。
四、目標牽引式實驗教學改革效果分析
開展了幾次這種目標牽引式實驗教學，都收到好于預期的效果，具體表現在以下幾點。
1.在聯系實際大型制冷系統知識方面，以前學生都認為是教師即興插入的話題，雖然感興趣，但只是想聽，提問他們時，有些學生也懶得動腦，引不起足夠的重視，所以應者寥寥，給他們講了，腦子里也不會留下深刻的印象。現在學生知道實驗中安排了這方面的內容，表現出的是期待，肯定頭腦里也有所準備，這就好比是提前進行了預熱，甚至有些學生準備好了問題。
如有一次一個學生把參觀時未搞明白的問題提了出來：虹吸罐怎么有一根較粗的管道接到冷凝器的進氣管上了？他這一提問，其他學生立即進入回想和思考當中，此時把問題交給全體學生來回答，一舉多得：一是讓他們回顧了參觀時的情景，加深了印象；二是考查了他們參觀時的觀察能力（有很多學生沒有發現這個問題）；三是讓他們對虹吸罐這一設備的作用和結構進行一次復習。最后，教師再進行總結、講解。在這種氣氛下，學生全部精力都投入到聽講和對問題的分析與思考當中。
2.在“小型制冷裝置安裝工程中常用材料和工具的認識與使用”實驗中，以前在教師講解完工具的構造、用途、使用方法并演示之后，大部分學生親自操作一兩次之后，就好像完成了任務，特別是接頭的制作和焊接實驗，不注重質量，僅僅是做了。現在同樣在這個實驗中，他們知道第三個實驗要用到這些技能，同樣是接頭的制作和焊接實驗，會為了做到更好而不厭其煩地總結經驗、重新制作，直到自己滿意為止。
3.在“小型制冷系統的結構、原理分析，電路的組成分析”實驗中，以前，學生將空調器拆完后，就等教師講解，
只有少數幾個學生能遵照實驗的安排對制冷系統進行觀察、分析，基本上無人探討實際電路。現在的學生知道，后面的實驗要自己設計制冷系統和電路，都能夠積極地投入其中。鑒于這不同的學習態度，實驗效果也就不可同日而語了。
4.在“自己動手設計、組裝一個小型制冷裝置，并完成控制下的制冷運行實驗”中，以前是學生在教師指導下進行，現在是自己設計、組裝，教師只是檢查其正確與否。當他們制作的制冷系統在自己連接的控制電路控制下正常運行時，學生每每爆發出發自內心的歡呼，這是對目標實現的勝利的歡呼！也說明這個目標的設置是成功的。
五、結語
實驗的圓滿成功，與學生在實驗中表現出的認真、主動、積極分不開。學生在實驗中不僅能認真地聽講，而且能主動地提出問題，與教師形成了良好的互動。這樣的教學調動了學生的學習積極性、思維的活躍性，拓展了思維空間。通過前后對照，證明實驗中采取目標牽引方式，確能提高學生的主動性、積極性和實驗效率。
針對目標牽引式實驗教學改革總結有三個方面：
1）分析學生的特點和實驗內容，對實驗進行設計；2）將實驗內容以學生感興趣的方式（在這里就是理論與生產實際相結合）融于實驗；3）設置學生期望的目標作為引導，使他們有一個努力的方向。
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