建设开放型实习实训平台,培养本科生实践创新能力
摘要：目前高校的实践训练教学环节形式化，导致学生实践创新能力偏低。对此现状，我校在实践教学方面大胆开拓，建设了制冷空调设备开放型实习实训和创新实验平台，通过生产实习和开放实验，培养了学生的实践和创新能力，使毕业生掌握了进入企业所应具备的知识和技能。
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674—9324（2014）06—0179—03。
随着我国市场经济的快速发展，企业对工科专业毕业生提出了更高的要求，希望他们上岗后能马上独当一面，并开展创新性工作。而长期以来我国高等教育的人才培养模式更注重基础理论和专业知识的传授，虽然也强调理论与实践相结合，但由于场地、条件、经费和时间等限制，缺乏设计型和创新型实验；生产实习多数情况是走马观花。这些做法远远不能满足培养学生实践能力和创新能力的需要[1]。高校人才培养的最终目标是为社会（企业）服务。目前企业迫切需要能很快适应工作要求的“专门化”工程技术人才，也就是具有实践能力和创新能力的人才，这就形成了高校的人才培养模式与企业的经营理念之间的冲突，产生了宽口径人才培养与专门化人才需求的矛盾，而且这种冲突和矛盾在国内具有普遍性[2]。为了更好的服务社会，改变这种局面，建立学校与企业之间的纽带，郑州大学热能与动力工程系对实践教学方式进行不断的改革，使学生在掌握专业理论知识的前提下，在生产实习中加大动手操作的教学内容，从而加强专业知识的学习，为下一步开展实践和创新工作打下了良好的基础。
虽然我们建立了很多校外的实习基地，但是这些企业都不允许学生亲自动手，所以实习效果就打了折扣。往届许多学生常常反映，生产实习中缺乏亲自动手的环节。我校热能与动力工程系自2010年以来，对学生的生产实习教学进行了大胆改革和探索。为了满足学生们的实践需求，着重培养学生的动手能力和团队创新精神，学院先后投入资金，由我系专业教师自己设计、自己动手建设了制冷空调设备实习型实训平台，指导学生进行创新型实习训练。经过三年的建设，实习型实训平台在本科制冷专业教学中发挥了重要的作用，受到广大学生的一致好评。制冷空调设备实习型实训平台包含三部分内容：
1.常用工具和仪表的使用是必备技能。制冷空调设备实习型实训平台配置的工具分常用电工工具和制冷专用维修工具，电工工具有试电笔、钢丝钳、尖嘴钳、电工刀、剥线钳等，通过试电笔的使用使学生会区别电压高低、相线与零线、直流电和交流电、直流电的正负极等相关技能。制冷专用维修工具有割管器、倒角器、扩胀管器、弯管器、封口钳、快速接头、翅片梳、清洗喷壶等。配置的仪表有指针式和数字式万用表、绝缘电阻表、钳形电流表、电子温度计、压力真空表等。通过实际操作使用，使学生掌握制冷系统中有关电工操作方面的基本能力。这些技能不仅在制冷系统中使用，而且在其他行业甚至日常生活中都必不可少，在实训中，学生们都积极主动，仪表和工具的使用都能很快掌握，实际动手能力得到了很大的提高，增加了自信心，而且大家对后续的实训充满了期待。
2.通过加工和焊接制冷系统的管道，学生可以加深对知识的理解。通过制冷专用工具的使用，使学生掌握铜管的切割、扩胀和弯管等技能。在专业教师的指导下，学生能够正确地将氧气瓶、液化气瓶、减压器、输气胶管和焊炬组装起来，通过反复练习使学生准确调出中性、碳化和氧化火焰，正确选用焊剂，完成铜管和铜管、钢管和铜管的焊接，特别是毛细管与干燥过滤器的焊接。通过这些实际的动手操作，使同学们明白在书本上学到的理论知识和实践操作是有差距的，从而激发学生们学习实践知识的兴趣。
3.制冷系统的维修技能使学生理论和实践结合起来。维修技能主要有制冷系统的试压检漏、抽真空、充注、封口和清洗[3]。在0.4MPa的整体试压检漏找不到漏点时，应分段试压检漏，高压部分按0.8MPa保压6小时，低压按0.5MPa保压6小时，学生通过这样的试压检漏的实践操作，和课堂上学到的制冷循环压焓图中高压部分的冷凝压力与低压部分的蒸发压力建立联系，达到了理论和实践结合的目的。两次抽真空（第一次抽真空后，加入制冷剂，使表压力回零，然后再抽真空）使学生明白了空气和水对制冷系统的危害。还有很多实践的操作都能和理论知识建立起联系，通过这些实践操作使学生的知识更扎实，并且重点培养和锻炼了学生们的实践动手能力和解决问题的能力。
随着中原经济区的建设，河南省在民权县成立了制冷产业集聚区，规模在不断地扩大，2011年格力集团在郑州建立生产基地，加上原有新飞电器集团的规模，河南省已经成为制冷的大省，近几年，我校的热能与动力工程专业的本科生大部分从事制冷相关工作，从用人单位反映的情况看，毕业生普遍存在动手能力差、创新能力弱等问题。从学习知识培养人才的过程来看，是先有理论知识的学习，然后是实践知识的学习，最后是理论联系实践才有了创新。所以，基于目前省内大环境和培养人才的过程来看，我们在本科生教学中改革了实践教学，增加了一些内容。下面分两部分内容介绍：
1.电冰箱制冷系统的故障分析及维修，加强学生的工程实践。在电冰箱的动手维修过程中，学生们掌握了常见故障分析的原则和故障判断的方法，通常是“一看、二听、三摸、四测”，“一看”主要是观察管道是否断裂、蒸发器是否凝露和结霜，这就加深了对《制冷空调与装置》课程中有关电冰箱的知识的理解；“二听”主要是听压缩机和风机的运转声音，压缩机噪声太大可能是发生液击，这和《制冷压缩机》课程建立了联系；“三摸”主要是摸吸气管、排气管、压缩机、蒸发器等部位的温度，这自然就和制冷循环四大部件和制冷剂状态的变化联系上了；“四测”主要是测量压机风机的电流和制冷系统各部位的温度。通过电冰箱制冷系统的常见故障的判断分析，使学生感知到“冰堵”、“脏堵”和“泄漏”的现象，通过学生亲自动手维修，解决了故障，从而使学生学到了实践知识，并且在相应的课程中找到了理论基础，长期做下去，就会有所创新。
2.创新实验装置与创新型人才培养。目前在制冷专业的实验装置虽然种类很多，但都分为“动手”和“演示”两种，“演示”型的仅仅是让学生看看，只是验证性的；“动手”型的也只是在固定的连接好的实验装置上，改变个别数据，在实验装置的参数都稳定后记录数据，通过计算得出结果，从而完成实验，这类实验虽然可以参与，但是它是按照确定好的功能来完成的，学生不可能按照自己的设想完成实验，从而限制了学生的创新方案和想法，目前各个高校的各个专业都在增加“开放”型实验的数量，这对创新型人才的培养是至关重要的，但是相应的实验设备却比较缺乏。在前几年对本科生的“开放”型实验教学中，针对学生提出的实验方案，临时购买设备和耗材，专业教师也花了大量的时间和精力提供指导，但是取得的效果不甚理想，为此我们热能与动力专业设计制造了一种可以重复使用、功能较为齐全的开放性的制冷环保节能新技术创新实验平台[4]，学生可根据自己的设想设计实验设备并开展实验训练。在制冷工程领域内，蒸汽压缩式制冷方式占有绝大多数市场份额，所以我们研制的这个创新实验平台也是蒸汽压缩式制冷，该创新实验平台可以组成包括单级压缩、单级压缩回热、单级压缩过热、单级压缩过冷、不同高低压容积比的双级压缩、双级压缩回热、双级压缩过热、双级压缩过冷、复叠式制冷循环、单级与双级复叠式制冷循环等十几种不同的制冷循环系统，还可以加入一些设备组成有特色的制冷系统，如多次节流的制冷系统、重力供液制冷和带中间负荷的制冷系统。所有设备和阀门的接口为螺纹纳子连接，在组成循环系统时不需要焊接，从而使设备和管路能够重复使用。这个创新实验装置由三台不同排气量的全封闭式压缩机、三台不同换热面积的风冷冷凝器、两台套管式换热器、一台板式换热器和含有蒸发器的保温箱，为了能改变蒸发温度，保温箱内放置多组蒸发器、电加热器和轴流风机，当然整个制冷系统需要的储液器、热力膨胀阀、电磁阀、截止阀和干燥过滤器也是必不可少的。制冷系统的四大件都有相应的压力和温度的测量。通过该创新平台，可以组成已有的十几种制冷循环系统，从相应节点上的仪表读取压力和温度的数据，从而完成制冷循环的性能计算，进行不同循环方式的性能比较，可以通过实验得出过冷、过热、回热和不同高低压容积比对系统的影响，学生可以根据自己的兴趣，在蒸汽压缩制冷循环领域内，运用自己所学到的理论知识设计实验，使学生成为主体，是“开放”型的实验。利用该实验平台，学生可以自己通过连接不同的设备，甚至可以是另外增加的设备，来设计属于自己的实验装置，通过思考、设计、计算、安装、调试、测试和分析比较等环节的动手实践，实现真正意义上综合性和创新性。学生通过该创新平台的锻炼，不仅对制冷专业的理论学习有积极的促进作用，而且激发了对本专业的学习热情，既锻炼了动手能力，又培养了创新意识，增加了团队的协作能力。
根据这两年的学生反馈，通过开放型实习实训平台锻炼的学生，普遍反映收获很大，开放型的学习促使他们翻阅大量的相关参考书，对以前的知识能达到举一反三、融会贯通的境界，由于是以小组的形式，通过开放型实习实训平台，所以也磨练了学生之间团队合作的意识和能力，在实训中开拓了学生的眼界，锻炼了实际动手能力，培养了创新实践能力，加深了对制冷专业的更深层次的了解和创新实践能力的发掘。
开放型实验平台是以实习型实训平台为基础，两者都不能缺少，其中制冷环保节能新技术创新实验装置是加强学生创新能力培养的关键装置，学生利用该装置开展创新性实验可以结合开放性实验、生产实习、课程设计甚至毕业设计来完成创新性的研究。随着我国空调制冷行业的蓬勃发展，行业内出现了全国性的空调设计大赛，利用该装置可提高我们的设计作品的水平。
参考文献：
[1]姜明健.学校内进行生产实习的研究与实践[A].全国高等院校制冷空调学科发展研讨会论文集，南京：2005.
[2]刘忠宝.提高本科生实践能力的制冷环保新技术实践基地建设[A].全国高等院校制冷空调学科发展研讨会论文集，厦门：2008.
[3]金国砥.制冷技术与实训[M].北京：机械工业出版社，2007.
[4]臧润清.制冷系统“综合创新”型实验台[A].全国高等院校制冷空调学科发展研讨会论文集，西安：2012.
基金项目：河南省高等教育教学改革研究项目（项目名称：“面向企业的应用型创新人才培养改革与实践”，项目编号：2012SJGLX081）。
第一作者简介：王保东（1968—），男，河南长垣人，硕士，郑州大学化工与能源学院热能与动力工程系讲师，从事高等教育与节能技术等研究。
通讯作者、教改项目主持人：吴金星（1968—），男，河南通许人，博士，教授。郑州大学化工与能源学院热能与动力工程系主任，从事高等教育与节能技术等研究。