基于创新驱动发展理念的冷冻冷藏制冷工艺课程案例教学实践研究

刘恩海，陈建芳，姜银娥，鲁海方，陈海飞，潘嘉信，尚晓海

（1.常州大学石油工程学院，江苏 常州 213164；2.中建中原建筑设计院有限公司，郑州 450000）

冷冻冷藏制冷工艺课程为工科院校建筑环境与能源应用工程专业的必修课程，在冷热源工程、暖通空调、建筑环境学和热质交换原理与设备等课程修学完成后开设，课程讲授内容涉及冷库制冷工艺基础知识、制冷原理以及制冷设备管道选型计算、布置方法等方面，同学们通过冷冻冷藏制冷工艺课程的学习，可掌握食品冷藏库设计的基本原理与方法、冷冻冷藏制冷工艺相关规范、易腐食品冷藏运输（装货、运输、卸货）能耗分析与节能方法，并具有冷库设计、运行和系统调节等应用能力。随着经济的发展、生活水平的逐步提高，食品冷藏链已经形成，冷藏（冻）食品的运输量大幅度提升，食品品质保鲜已经受到社会的关注[1-2]。基于创新驱动发展理念的大学生创新能力培养的实践研究，本科院校开设冷冻冷藏制冷工艺专业课程的学习显得尤为重要。为进一步深化高等教育与服务地方区域发展对专业人才的需求，凸显本科院校应用型人才培养目标、课程体系与应用教学实践模式[3-4]，以冷冻冷藏制冷工艺课程案例教学为例，提出有针对性地贯穿“课堂理论、实践应用”，有针对性的分组与选题，鼓励提倡专业学生参与教师科研课题；坚持以专业学生为主体，更新课程教学内容，鼓励提倡学生参加课程相关的节能减排社会实践与科技竞赛、创新创业训练计划项目、学生创业计划与科技卫生社会实践活动、学生实践创业论坛及学科相关领域的制冷（暖通）学会创新大赛等活动，且前期师生需要精心准备、进行科学训练与培训，分期、分时段走进实验室，为参赛作品内容提前规划与酝酿，内容需体现课程知识领域新方法、新技术，旨在实现本课程教学目的与教学质量，增强学生对本课程实训的实践创新意识、提升学生对冷冻冷藏制冷工艺课程综合知识的应用实践能力[5]。

一 课程教学内容模块划分

根据冷冻冷藏制冷工艺课程近年来的教学案例，整个教学过程（理论环节、实践环节）采用模块划分的课程教学方式，提出有针对性地贯穿“课堂理论、实践应用”，有针对性地进行分组与学生选题，同学们带着问题思考、设计方案，走进企业进行实训、实操，同时让专业学生参与教师科研课题，分期、分时段走进实验室，旨在实现课程教学目的与教学质量，增强学生对课程实训的实践创新意识[1，3，5-6]。课程教学过程，同学们根据课程模块，对冷冻冷藏制冷工艺创新技术进行深刻的探讨与实际的现场实践（实训、实操），从而掌握冷冻、冷藏制冷技术，另一方面对于储存易腐食品的现代农业产业园（温湿度调控、系统运行、食品品质等）仓储中心（冷冻、冷藏间）的围护结构，提出了新型保温墙体，并将新型墙体与原墙体的隔热效果进行对比，进一步巩固冷冻冷藏制冷工艺课程涉及的内容。

（一）冷链运输制冷模块教学

理论教学环节过程，有针对性地贯穿“课堂理论、实践应用”；在实践环节前，选择教室集中动员1～2次，将冷冻冷藏制冷工艺课程理论部分进行划分、整合，其目的是让同学们带着问题走进企业进行现场（以往届同学们在现代农业产业园实训为实践案例）实践（实训、实操），同时，在实践教学方面，提出了三种制冷模块分别分时段模块调控冷链物流运输车的冷冻冷藏制冷工艺方式，同时对班级学生按照兴趣进行分组，分成不同“区域时段、区域路段”跟车实习，适时记录冷链物流运输车厢内的温湿度随车外环境温度变化的动态数据，结合车厢围护结构、冷链物流运输车的油耗及现代农业产业园仓储中心围护结构保温，进行数据整合、提出冷链物流运输方案优化。跟车实习结束之时，学生根据自己跟车（不同“区域时段、区域路段”）时的亲身经历，提出自己看法及制冷方式（系统）的优缺点。企业（现代农业产业园仓储中心）针对该制冷方式运输下，冷链食品新鲜度的车辆耗能情况与其他制冷方式的运输情况进行对比，可以对此方式提出合理建议与运行策略。实践过程中，同学们若有不明白的地方（疑惑），及时记录在自己的实习、实训记录本上，回到校园时，老师与学生们进行一个研讨交流会，将实习过程的疑问及想法逐一商讨解答，更加有助于学生们对本门课程的理解与掌握。这样有针对性的、有目的的教学方式，让学生们亲身感受、经历，从而提高学生们的理解（创新）能力、动手操作实践能力[5-6]。课程案例教学模式如图1所示。

图1 课程案例教学模式

（二）课程教学安排与布置

1 教学安排与布置

实践教学环节，学生前往生产企业生产线参观学习，将课堂授课与实践应用相结合。

理论教学环节结课、实践动员，师生通过观摩往届实习、实训微视频，以期巩固课程理论部分，同时将课程知识点细化、进行模块划分。

实践商讨、交流会上，老师给学生讲解一些实际案例，案例分析过程需形象生动（特别是系统故障、温湿度波动大、食品品质变化等），有助于学生对知识点的理解与消化。

实习、实训结束返校，及时召开商讨、研讨交流会，对于课程实践期间所记录的数据进行定性分析，采取师生互动、课题驱动。基于创新驱动发展理念下，针对实习、实训发现（接触）难点与疑点，进行任务（知识点）驱动、创新能力培养，培养学生积极探索的意识，旨在对实习、实训方案进行优化设计与研究，用于参加创新创业竞赛，这样实习时所掌握的知识将被运用到实际情况中，可以提高同学们的创新思维与竞赛能力[3，5-6]。

课程教学（实践）安排与布置示意图如图2所示。

图2 课程教学（实践）安排与布置示意图

2 课程（实践）教学模块划分

根据冷冻冷藏制冷工艺课程及实践训练内容，冷链运输制冷模块可以有针对性地划分为3个实习、实训模块。针对实习实训模块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，有针对性地进行系统处理与运行维护，课程实践教学体系划分示意图如图3所示。

实习、实训模块Ⅰ：针对路况车载采集、反馈信息，车外环境工况变化时，根据车厢内的温度场分布，系统制冷量不足、能效偏低等情况的调用的系统运行调节模块。

实习、实训模块Ⅱ：装货、运输和卸货等环节的冷量损失及能耗动态变化的调用模块。

实习、实训模块Ⅲ：根据系统末端供冷需求和运输过程的经济性分析，提出适宜于冷链在短、长距离运输期间的食品保鲜品质、车厢货架贮藏寿命的可行性运行的调用模块。

二 课程实践应用模块划分

依据冷冻冷藏制冷工艺课程教学案例，结合实践路线与地点（含冷链运输环节），现代农业产业园全温区宽幅仓储冷链应用保鲜工艺，从课程理论与课程实训角度，分析果蔬预冷、冷藏保鲜效果影响因素，以期构建冷冻冷藏制冷工艺课程有效理论与实践教学模块，结合实习、实训内容，有针对性地贯穿“课堂理论、实践应用”，有针对性地进行班级分组与学生兴趣选题。依据本次实习、实训工作布置与安排，针对不同“区域时段、区域路段”分为模块线路Ⅰ：鹰潭—上饶、南京—九江、九江—南昌、杭州—苏州区域线路；模块线路Ⅱ：金华—杭州、苏州—南京、南京—九江区域线路；模块线路Ⅲ：南昌—鹰潭、上饶—金华、苏州—南京、南京—九江区域线路。

根据实习、实训工作布置与安排，不同“区域时段、区域路段”模块线路安排如图3所示。课程教学（理论、实践）实践内容如图4所示。

图3 不同“区域时段、区域路段”线路模块

图4 课程教学（理论、实践）内容

根据往届（江苏、江西、浙江等实训线路）实习、实训工作布置，冷链物流实践运输时长（40 h）、调用模块的实践教学安排，见表1。

表1 冷链物流运输时长（约40 h）及调用模块实践教学安排

三 课程校外实习、实训案例实践创新

1）根据冷链运输路线实际，适时跟踪调研、记录温湿度数据。首先，将班级学生分为8组（根据学生人数、兴趣分组），并根据实习、实训工作布置与安排，按照不同“区域时段、区域路段”模块线路，分别适时跟踪调研进行实训。跟车调研结束后，对于课程实践期间所记录数据进行分析，采取师生互动、课题驱动，针对实习、实训发现难点与疑点，进行任务（知识点）驱动、创新能力培养[3，5]。接着，进行下一实践环节，针对储存易腐食品的现代农业产业园仓储中心的围护结构，利用《传热学》相关知识进行负荷、冷量计算与校核，在此基础上，进行设计方案优化，设计出更加节能环保的实践执行模式，更好地掌握冷冻冷藏制冷工艺这门课程。“不同区域时段、路段”模块实践线路如图5所示。

图5 “不同区域时段、路段”模块实践线路

2）邀请企业专家（高工、教授级高工）给同学们现场讲课，观摩设备运行视频、系统方案研讨过程与历程、并现场咨询与研讨[3，5]。通过企业专家的现场授课讲解，旨在培养学生的实践应用能力、创新意识，让冷冻冷藏制冷工艺课程理论知识与实践充分融合。在观摩过程中，掌握制冷设备冷冻冷藏制冷原理，了解各个制冷设备的安装位置、制冷机组的系统调节、设备维护与保养，并且可以现场顶岗实习、实训操作。

3）返回校园、师生进行数据信息反馈，并与企业专家进行“云课堂”互动商讨。通过企业实习视频回看，利用QQ和微信平台互动、校企腾讯会议服务平台讨论以及企业对学生实训的反馈信息与问题等，师生深入讨论、融合。根据实践环节（实习、实训）记录数据，贯穿课堂理论、实践应用环节，有针对性地进行任务（知识点）驱动、创新能力培养，培养学生积极勇于探索、培养实践创新意识[3，5]。课程相关实习、实训环节流程如图6所示。

图6 课程相关实习、实训环节流程

四 结束语

基于创新驱动发展理念下，冷冻冷藏制冷工艺课程案例教学的创新与教学实践课题，探讨了本科院校应用型人才培养目标、课程体系与应用教学实践模式。①课程教学内容模块划分；②课程实践应用模块划分；③课程校外实习、实训案例实践创新。整个教学过程（理论环节、实践环节）采用模块划分课程教学方式，提出有针对性地贯穿“课堂理论、实践应用”，以期实现课程教学目的与教学质量，增强学生对本课程实训的实践创新意识。