谈制冷教学的“三要求”

谈制冷教学的“三要求”

    摘  要：针对职业技术教育中，制冷技术专业教学出现的不当，分别从充实教材、改进教学方法和教学观念方面，提出了对制冷教师的三个要求。
    关键词：制冷  教学  方法

    制冷技术是职业技术教育电类专业的一个组成部分。其培养目标是熟悉并掌握基本的制冷技术原理和制冷维修技术，具有一定的小家电维修能力的，具有初、中级资格的制冷设备维修工。但由于国家教育改革，职业技术教育的生源整体素质呈现下滑趋势，加大了教学难度。同时由于制冷专业起步晚，师资及教学经验不足，故该课程的考证合格率不高，学生的技能不达标，使制冷专业的就业前景不容乐观。
    那么如何改进教学，提高考证合格率，培养出优秀的制冷专业技能人才？笔者经过多年的教学实践，结合教育学理论及职业技术教育学生的特点，总结经验教训，摸索出了一套制冷教学的“三要求”原则。

    一、钻研教材，更要充实教材
    教学过程是教师向学生传递教学内容，并使学生掌握的过程。因为教学的方向、内容、方法、进程、结果、质量等，都主要由教师决定和负责，所以，教师在教学过程中的主导作用是具有必然性的。只有借助教师的主导作用，学生才能以简捷有效的方式，掌握基本文化科学知识，迅速站到科学技术的前沿。
    当前，科学技术迅猛发展，制冷技术也出现了日新月异的变化，并涌现出大量以高、精、尖技术为特征的新产品、新技术。制冷技术行业的这种变化和挑战，对具有教学主导作用的教师提出了新的要求——应具有敏锐的科技触觉，及时吸收和更新专业新元素。
    而且，当代的制冷专业技术工的就业范围已不在局限于小家电生产维修，更多的是定位于建筑工程中的暖通空调部分安装维护、中小型冷库的维护及汽车空调养护方面。这些都已远远超出了原有教学大纲的要求。为了更好地帮助学生适应社会适应发展，教师就必须要精通专业基本知识，对教材做到懂、透、化的基础上，精选教材，加强教学的预见性和计划性，适当地调整章节顺序，更新教学知识点，在职业教育中及时充实教材内容，才能真正发挥教师在教学中的主导作用。
    如1999年版的教材中，对压缩机的讲解，重点停留在往复活塞式压缩机。而市场上出售的家用空调多为旋转式。虽然在制冷维修工的考评中对旋转式压缩机的要求比重不大，但这个知识点对学生今后的实际工作有着现实意义。这就要求教师及时补充讲解旋转式压缩机的相关知识，以充实教学内容。
    同样，汽车空调在常用教材中未有提及，在制冷维修工的考评中也没有要求。可是作为当代制冷技术的一大应用，这是教材中的一个空白点。而且汽车空调的动力来源、制冷剂、通风等基础知识与家用空调有着较大的差别，学生以后自学有一定难度，教师就更应单独列出，与家用空调进行对比讲解。
    另外，教材中对窗机分体机等局部式空调（即分散式空调）介绍详细，但对常见的中央空调（即集中式和半集中式空调）并未涉及。这大大局限了学生的视野，也为将来的就业设下了隐患。考虑到课时安排及学生的接受能力，教师应将中央空调的主要原理、组成部分，简要地用形象化多媒体教学，并相应资料印发给学生，作为知识点的充实更新。
    调整教材章节顺序方面，就应该根据课时安排，兼顾教学难易程度，灵活处理。如参考文献2中的“检修工具及材料”部分，作为第三章内容，在基础部分先行讲解。而第六章“制冷系统维修操作技能”部分，虽然与第三章内容紧密相扣，但编者考虑到由易到难逐步深入的原则，将两个章节分开讲解。实际教学中，由于课时安排要求跨学期讲解，故教材的连贯性受阻。为避免学生出现记忆断层，可适当调整章节顺序，将这两章合并讲解。并按照“外形认识——使用方法——具体操作”的顺序，将检修工具由抽象到实际地讲解，达到学生更好掌握的目的。

    二、因材施教，更要措施灵活
    教师的教是为了学生的学，故教师选择教学方法时必须先考虑学生的实际情况，包括年龄特征、个性特征、知识智力和班级状况。而且制冷涉及热力学、传热学、流体力学等理论知识，教学中还对实际操作动手能力提出了较高要求，教学难度极大。对此，根据学生的实际情况和教学内容，及时调整教学措施，采取不同的教学方法，才能真正取得好的教学效果。
    1、对同一专业，学生基础的不同，决定着教学方法的不同
    就以电工专业2001级的市外班和市内班为例。笔者了解到市外班由于教学设备、师资等的局限，学生整体的电工基础和思维灵活性较差，但纪律性好，学习主动；而市内班则在接收新知识方面有优势，能动性强，但组织纪律性和学习主动性差。根据这些特点，在教学中就要针对不同的教学群体采用不同的措施。如对制冷技术中常用测量仪表，包括万用表、钳形电流表和兆欧表的讲解。市外班电工基础差，故应采用实验课形式，结合实物进行详细介绍；而市内班电工基础扎实，故可利用课堂练习，以问答卷的形式，帮助学生回顾制冷技术中常用的仪表要点，采用简略的讲法，巩固学生记忆即可。
    课堂互动方面，对前者市外班，随堂提问可采取学生自行举手回答，并给予加分奖励的方法；对后者市内班，则要以老师随机抽问，并鼓励学生上台讲述，集体判断正误的形式。
    而课后作业方面，对市外班多出基础题，对市内班则多出思考提高题。诸如此类的区别对待，都能调动学生积极性，并使不同群体发挥了特长，都取得了较好的教学成果。
    2、对同一个知识点，学生理解能力的不同，也决定着教学方法的不同。
    如蒸汽压缩式制冷循环过程的讲解。一般采用直观教学方法，在实验室现场，对照各实物部件，先介绍制冷循环的基本组成，再连接起来，介绍整个循环过程和原理。这对普通学生有直观形象的优势，但对整个循环过程的理解，则存在死记硬背的隐患。
    对抽象理解力较好的学生，我们可以换用研讨式教学方式。首先给出研讨的课题，就是“如何将教室的温度降低至低于室外温度？”学生可以根据已学的热力学定理得出：“热量总是自动地从高温物体传到低温物体”。即教室要降温，热量就要传递给低温的制冷剂。那么室内就应该有一个换热效果好的热量交换装置，同时，从生产实际考虑，同等量制冷剂，在释放潜热时热量交换最大，即效率最高，所以应该保证进入房间的制冷剂是液态的，在房间吸收热量后，蒸发为气态。所以我们称这个房间里的，直接制造冷量的换热器为蒸发器。而制冷剂又如何实现流动和循环使用？这就需要一个类似心脏的动力源了，即压缩机。它能将电能转换为动能，不断地将低温低压制冷剂蒸汽压缩为高温高压的制冷剂蒸汽，借压力差，实现制冷剂在系统中的自行流动。照此讨论下去，就可以把整个蒸汽压缩制冷循环过程推导出来，并且也将四大组成部件的功能原理解释清楚。学生在分析问题解决问题的过程中，积极思考，受到启迪，拉近了与科研探索间的距离。
    而对毛细管节流原理的讲解过程中，我们可以采用冬天口对手哈气的例子，解释流动阻力的影响。口作为一个阀门，张度大，呼出的空气受到局部阻力就小，消耗的能量少，呼出的温度较高；反过来，口型变小，呼出的空气受到的局部阻力大，消耗能量多，反映在温度上就比前者低。这说明局部流动阻力越大，流体能量消耗越多。而节流降压的过程也是由于管径的缩小，导致制冷剂流动阻力增大，形成流速减慢、能量消耗。同时管子的传热忽略不计，即绝热过程，只有压力降低，也就是所谓节流降压过程。管径越小，管子越长，阻力就越大，压降也越大，节流降压效果越明显。对理解力较好的学生，我们可以采用板书图例讲解即可，并可加入深层次内容——节流过程在压-焓图上的表示；但对理解力较差的学生，则应以多媒体动画示范流动过程的方法，并加入打开打火机阀门，燃气由液态转为气态的实例，反复讲解基础知识，才能使学生真正掌握。

    三、授之以鱼，更要授之以渔
    现代社会是一个学习化的社会，强调可持续发展。职业技术教育也不再是简单的授人以一技之长，谋得一个职业的功利性教育，而是受教育者整个职业生涯发展的有效途径。我们培养的人才应该掌握文化基础知识、专业基础知识和基本技能，更要为将来进一步接受教育或学习打下基础，具有更新知识、提升知识、转换知识能力的可持续发展的人才。
    叶圣陶先生说：“教是为了不教。”也正说明了教学的过程不单是传授知识的过程，更是学生掌握学习方法的过程。教师要有预见性，要帮助学生掌握有效的学习方法，培养学生的学习主动性，才能使学生在未来的岗位上不断提升个人技能，独立思考、勇于创造，最大限度地实现个人价值。
    换句话说，教学的过程也应该是教师主导地位逐步减弱，而学生主动性逐渐增强的过程。在对制冷设备维修工的培养，乃至所有职业技术人员的教育过程中，我们都必须发挥学生的主动性，引导学生动脑、动口、动手，积极探索、自觉主动地去获取知识和提高独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。
    例如讲解空调器的选购，涉及到利用传热学的公式计算。教师可以把这部分内容设计成课题——为自己的家选择配套的空调。将枯燥的知识点，与实际工程相结合，调动学生的主动性。首先布置课外作业：学生丈量房间尺寸，了解房屋结构，掌握家用空调型号标准。回到课堂，教师先解释空调型号意义，结合热力学原理，介绍空调工作原理。 再回到正题——使用热力学公式，计算房间热负荷。最后，由学生个人将整个计算过程书面化，成为一篇家庭空调设计方案。这样将理论与实际生活挂钩，学习就不再是生硬的讲解，而转化为互动的交流。学生既学到了知识，同时也经历了实际课题的分析解决过程，掌握了学习的方法，更克服了学习的恐惧，激起了学习的兴趣。
    再如制冷技术中对最常用技术图——压-焓图的讲解。压-焓图既能表现出制冷剂的各种状态，更能形象地反映出制冷循环的能量变化、状态变化，是制冷技术的热力学反映，更是制冷技术教学和制冷维修工考评中的重点难点。常规教学中采用的照本宣科，由压-焓图的分区——压-焓图的各类线型——各热力状态点在图中的确定——各热力过程在图中的确定。这种教学方法有循序渐进、由浅入深的优势，但学生一直处于被动接受状态，学习没有主动性、趣味性，就显得枯燥无味。
    本着引导学生学会良好学习方式的原则，我们可以根据启发式教学思路，重新安排教学过程。首先让学生从图上找出各类标志（压力p、焓H、比容υ、熵S等）及各种数字的规律（υ由上向下递增、H由左向右递增等），引起学生的求知欲；再由学生归纳图中出现的线型特征（S线呈上下稍向一侧倾斜、υ线由右下方向右上方倾斜等），小结出压-焓图的基本构成；接着给出多个类似点（氟利昂12温度均为-20℃，但焓值分别为97、134、135kcal/kg），由学生找出分布位置，借以找出干度χ的分区作用；最后给出一套实际蒸汽压缩制冷循环数据，让学生作为家庭作业，在压-焓图上标出点，再连线成为整个循环过程。
    由此将填鸭式的灌输教学，变成了学生自己动手解决问题的过程，使之掌握知识精髓的同时，更在主动探寻中摸索出了学习的方法，建立良好的思维方式，为将来成为优秀的制冷技术人才打好基础。

    参  考  文  献
    1、王  惠主编. 教育学. 广州：广东人民出版社，2001
    2、金国砥主编. 制冷与制冷设备技术. 北京：电子工业出版社，1999
    3、机械工业技师考评培训教材编审委员会编. 制冷设备维修工技师培训教材. 北京：机械工业出版社，2001
    4、张家祥钱景舫主编. 职业技术教育学. 上海：华东师范大学出版社，2001

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