车辆制冷与空气调节课程教学改革探讨

   洪  磊 ， 王俭朴 ， 崔  嵩 

（南京工程学院汽车与轨道交通学院，江苏南京，211167）

[摘  要]：本文分析了车辆制冷与空气调节课程的特点，并结合该课程在教学中存在的问题，探讨了在教学改革过程中采取的措施: 整合教学内容、改进教学方法和手段、调整教学环节及加强实验室建设等。在师生的共同努力下，课程教学得到了不断改进和优化，学生普遍反映课程内容设计合理、思政案例丰富、学习过程充实，自身专业素质和创新设计能力得到了提高，对人生观和价值观有了更加深入的思考，取得了良好的教学效果。

[关键词]：车辆制冷；空气调节；教学改革；内容整合；教学手段

[基金项目]：2022年度，江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师项目（苏教师函[2022]29号）；2021年度，南京工程学院高等教育研究课题：工科背景下交通运输类专业教师课程思政能力的培养模式研究（2021YB28）。

[作者简介]洪磊（1982-）, 男，安徽宁国人，博士, 南京工程学院汽车与轨道交通学院副教授，研究方向为车辆设备监测技术；王俭朴（1974-），男，陕西西安人，硕士， 南京工程学院汽车与轨道交通学院副教授，研究方向为轨道车辆牵引传动技术；崔嵩（1988-），男，江苏宿迁人，博士，南京工程学院汽车与轨道交通学院讲师，研究方向为城市轨道交通工程。

[中图分类号]：G642.0, [文献标识码]：A  

课程教学是大学生人才培养活动的核心。办一流本科教育的关键和落脚点是要建设一流的本科课程教学^[1]。汽车与轨道交通学院近年来以本科教学评估为契机，围绕车辆工程专业培养方案，加强专业课程建设，注重课程的教学改革，在教学质量改进方面取得了一定成效。笔者结合车辆制冷与空气调节课程的教学实践，重点探讨课程教学中存在的问题和教学改革过程中采取的措施。

1 课程特点及教学中存在的问题

1.1 课程特点

车辆制冷与空气调节课程是车辆工程专业的一门专业理论课。其目的是使学生掌握轨道车辆的制冷与空气调节装置的结构、原理和设计方法，为从事轨道车辆制冷与空气调节装置的制造、维护、测试等工作打下良好的基础^[2]。该课程的主要特点如下：

（1）学科交叉性强。车辆制冷与空气调节是对机械、热力学、电工、自动控制理论等专业知识的综合应用，是机械、能源、电工、控制等学科相互交叉的课程，这种交叉性的特点需要学生 有较宽的知识基础，并能够把多学科的知识整合成完整的体系。

（2）技术发展更新速度快。以制冷空调中的节流控制阀为例，系统已经逐步转向计算机化、数字化。电子控制方式已逐步取代热力控制方法。而教材内容更新滞后于实际现状，这就要求学生在理解基本理论的同时，掌握学习方法，从被动接受转为主动学习。

（3）应用性强。车辆制冷与空气调节课程是一门典型的理论和实际应用紧密结合的课程，本课程涉及空调列车客室内冷热负荷的确定、制冷与空调设备中各种换热器的设计选择，要求学生有较强的实践动手能力，并通过实践提高对理论的认识与理解。

1.2 教学过程中存在的问题

结合教学实践过程，总结出该课程在教学过程中存在以下问题： 

（1）学生热力学和自动控制理论基础薄弱。该课程的交叉性强，要求学生灵活运用制冷、机械、自动控制等专业知识。而在教学中发现，由于热力学、自动控制理论课程相对比较抽象，学生掌握得不牢固，导致在学习本课程时必须不断补充基础理论知识的讲解，无法取得良好的教学效果。 而新型的换热和控制装置在车辆空调领域的应用，更加要求学生能把知识应用于制冷领域，这进一步增加了教学的困难。

（2）教师缺乏对课程思政元素的挖掘。作为工科类技术课程，存在只注重向学生传授专业知识和专业技能，对思政教育的重视力度不够，未有效衔接和贯穿立德树人的教育理念问题。同时，教师在如何深入挖掘专业课中蕴含的思政元素，缺乏思考和训练，教学能力还需要提高。

（3）学生考试成绩数据整理分析不充分。学生考试成绩是直接反映教师教学效果的重要依据，对教师了解学生知识点的掌握情况提供了第一手的数据资料。然而当前教师在做教学档案的试卷分析时，往往只有学生总成绩及其分布区间的统计数据，数据偏少且无法直观地反映学生对各知识点的掌握情况，对学生的考试成绩数据没有进行充分利用，失去了很多有参考价值的信息。

2 教学改革措施

2.1 整合教学内容，构建关联知识体系

车辆制冷与空气调节课程结合热工学基础知识，讲授车辆空气调节的基本要求，蒸气压缩式制冷的原理和相关计算，制冷压缩机、换热器和制冷控制调节装置，车辆空调的冷却、通风、加湿加热系统等专业知识。

在实际教学中，由于学生热工学基础知识相对缺失，故需要在教授制冷装置结构和设计内容前让学生对热工学基础理论有初步的认识。坚持以专业知识结构和职业能力要求为导向，本着这种思想，对课程内容进行了优化整合。删去陈旧的内容，增加前沿的内容，结合当前空调技术在地铁和动车组列车上的应用，讲解制冷相关技术的最新发展成果，系统整合后的本课程内容结构如图1所示。

课程内容包括基本知识介绍、车辆制冷工作原理及热力分析、制冷装置的主要部件和客车空调装置的主要系统等。上述内容第一和二部分为理论基础，第三和四部分为实际应用。在教授中增加列车空调在南京地铁、上海地铁和复兴号动车组上典型应用实例，拓展学生知识面，使学生了解本学科本专业的前沿技术和发展动态。

图1 整合车辆制冷与空气调节的课程内容结构

2.2 构建信息化教学环境，实施教学模式改革

依托超星学习通平台构建车辆制冷与空气调节课程的信息化教学环境，学习平台包括课程介绍、教学材料、课程管理、课程作业、答疑讨论、学习统计等部分组成。依托学习平台，采用线上线下、融合信息化和任务驱动的混合式教学模式，本课程的教学过程分为课前、课中和课后3个阶段，如图2所示。

图2  混合式教学模式设计

在信号化教学环境中，教师可以通过课程管理完成班级学生管理和课程教师团队管理；教师为学生提供了包括教案、课件、录课视频、教学案例、阅读文献等丰富的教学资源，学生可进入平台进行自主学习，完成课前课后的学习任务^[3]。教师通过答疑讨论及时接收学生的反馈，通过课程作业管理课程习题库资料，通过学习统计及时掌握学生录课学习、课堂测试、作业完成情况。信息化的教学环境充分体现了线上线下、课前课后有机融合的教学特点，改变了传统单一的课堂教学管理模式，实现了以学生为中心，教师为引导的教学模式的转变^[4]，同时解决了课程课时有限，师生互动不足的问题，教师灵活使用学习通平台，并与课堂教学向衔接，可以充分发挥混合式教学模式的优势。

2.3 深挖课程思政元素，知识和育人有机结合

通过分析本课程本身的知识内容与其中蕴含的思政育人素材的关系，深入研究课程教学中能将思想政治教育内容与专业知识教育内容有机融合的领域^[5]，形成思政映射与融入点。着力培养和传承轨道交通行业的当代工匠精神和科学创新精神，引导学生树立正确的社会主义核心价值观，培养爱岗敬业的职业精神，成为具有使命担当的新时代社会主义建设者。本课程的部分课程思政教学元素的融入案例如下：

表1 《车辆制冷与空气调节》课程思政教学元素融入案例

2.4 整理分析学生成绩数据，切实把握学生知识点掌握情况

针对当前教师对学生考试成绩数据利用不充分的问题，在本课程的教学中，尝试加强了对考试成绩数据的整理和细化，以2020级G车辆201班为例，如表2所示

表2 考试成绩数据统计分析

 结合表2的得分率情况来看，可以分析出学生名词解释、简答题等基本知识较多的题型得分达到良好水平，但选择和判断题的得分情况较差，说明学生对知识点的辨析把握不足，理解不到位，计算分析题得分中等，说明综合分析能力还有待提高，总体来看，各题型涉及到的知识点较广泛，说明学生知识点掌握的全面性不够。以上仅是数据层面，还可以进一步深入挖掘学生失分的特点，从而进一步总结今后授课时对各知识点重难点教授时间和方法的选择。

2.5 加强实践教学建设，提升学生理论知识的运用能力

（1）增加实验课程学时。本课程原设置均为理论课时，通过引进空调装置实验组件，增加4学时车辆制冷装置主要部件为基础的相关实验课程，将理论教学中的难点和重点分解在实验教学中，使学生在实验中理解和消化理论教学的重点和难点。同时，可以利用课后的时间引导学生们自主地进行实验课程的训练。从而增加学生们接触实际设备的机会。实践表明，通过实物和理论知识的对照，使学生对车用空调的部件结构及其功能有了更清晰的认知，这有利于提高学生的动手能力和理论知识运用能力。

（2）增设课程设计教学环节。近2年来，在理论课基础上，增设了以“地铁车辆空调装置的初步设计”为题的课程设计环节。通过课程设计实践环节巩固和加强理论课程所学知识，掌握课程知识实际应用的能力。该选题符合本课程的教学要求，主要训练学生掌握轨道车辆制冷与空调装置的分析、设计与计算方法。设计内容包含空调列车客室内冷热负荷的确定、制冷与空调设备中各种换热器的设计选择。选题内容结合实际地铁车辆空调系统的设计需求，体现了实践教学的综合性和创新性。

（3）将教学内容融入毕业设计课题。毕业设计综合考查学生应用本专业知识解决实际问题的能力，近2年来，笔者尝试将教学内容融入毕业设计课题，设置了“地铁车辆空调制冷循环热力计算软件设计”、“基于焓湿图的地铁车站空调系统空气处理计算分析”等毕业设计选题，并结合专业实际引导学时进行深入研究，着重培养学生解决应用本专业知识解决实际问题的能力，取得了较好的实践教学效果。

4 结语

车辆制冷与空气调节作为车辆工程专业的一门专业必修课，教学内容和教学方法应该配合课程特点与时俱进，学生的专业技能才会有所进步和提高。在近年来的教学过程中，笔者就课程教学改革创新措施进行了探索。

[参考文献]

[1] 汤俊雅. 我国一流大学本科教学改革与建设实践动向[J]. 中国高教研究,2016(07):1-6.

[2] 张天彤. 城轨交通车辆空调装置(修订本)[M]. 北京：北京交通大学出版社, 2021.

[3] 李春祥, 林秋爽, 史晓云. 提高高校创新教学改革的若干建议[J]. 科技视界, 2017(1):249-250.

[4] 刘秀玲,刘玉婷,王俊峰.高校“以学为主”混合式教学筹备和组织设计[J].苏州市职业大学学报,2023,34(02):9-13.

[5] 郑树彬, 户国. 城市轨道交通类课程融入思政元素的教学探讨[J]. 教育教学论坛, 2020,(9):36-37.

Discussion on the teaching reform of vehicle refrigeration and air conditioning course

Hong Lei, Wang Jian, Pu, and Cui Song

(School of Automotive and Rail Transit, Nanjing Institute of Technology, Nanjing, Jiangsu Province, 211167)

Abstract: This paper analyzes the characteristics of vehicle refrigeration and air conditioning course, and combined with the problems existing in the teaching course, discusses the measures taken in the process of teaching reform: integrating the teaching content, improving the teaching methods and means, adjusting the teaching links and strengthening the laboratory construction. Under the joint efforts of teachers and students, the course teaching improved and optimization, students generally reflect reasonable course content design, ideological case rich, learning process, improve their professional quality and innovative design ability, the outlook on life and values have more in-depth thinking, achieved good teaching effect.

Key words: vehicle refrigeration; air conditioning; teaching reform; content integration; teaching means