案例教学模式在工程专业课程中的实践

1案例教学的设计

根据专业特点和教学要求，目前没有相关实用性很强的教册，现有教册的内容设计主要偏注于理论教学，很少有理实一体化教学册。针对该课程教学过程进行教学内容改革，在教学环节中压缩理论教学学时，增加案例教学环节。因此，在整个教学环节中设计了几个案例教学环节：如雾霾天气室内空气品质解决方案、工业余热利用、蒸发冷却技术、车辆空调、冷藏陈列柜设计等。案例教学一：雾霾天气室内空气品质解决方案当前，我国部分城市的污染较为严重，特别引起人们广泛关注的雾霾天气。2013年，全国有160万平方公里受到雾霾天气的影响。根据历年的观测资料统计分析显示，2013年我国雾霾日数较常年同期明显偏多。以省会城市为例，1月合肥雾霾日数达30天、南京和杭州均为29天，几乎整月都被雾霾笼罩；北京雾霾日数有25天，较常年同期偏多13.6天，为1954年以来同期最多。在教学过程中把这个案例引入到教学环节中，主要让学生认识到雾霾天气的形成原因、构成方法和目前国内外空气净化设备的特点。图1CA气相净化原理

现以CA公司的气相净化技术及设备(如图1所示)为例作些介绍，主要气相净化技术的原理、处理方法和设备结构特点。通过分析，让学生了解目前的净化设备仍然不能处理PM2.5左右的颗粒。案例教学二：蒸发冷却技术直接蒸发冷却是指空气与水直接接触。由于水的蒸发使空气和水的温度都降低，空气的含湿量增加，空气的显热转化为潜热，这是一个绝热加湿过程。整个蒸发冷却过程要在冷却塔、喷水室或其他绝热加湿设备内实现，其装置原理如图2所示。间接蒸发冷却是指把直接蒸发冷却过程中降温后的空气和水通过非接触式换热器冷却待处理的空气，就可得到温度降低而含湿量不变的送风空气，此过程为等湿冷却过程。若把直接蒸发冷却中用的空气称二次空气，待处理的空气称一次空气，则可得到用间接蒸发冷却装置原理图如图3所示。图2直接蒸发冷图3间接蒸发冷在案例教学过程中，主要让学生了解各类蒸发冷却方式的原理、发展现状与性能表征，更重要的是让学了解应用范围，设备制造特点，设计计算和它的优缺点。并与目前常用的机械制冷系统进行对比分析，增加学生分析能力。案例教学三：余热利用截至2020年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，这对我国节能减排提出了更高的要求，各行各业要进行降低能耗和污染物排放。针对目前这个热点，设计了余热利用中的热泵技术案例，主要阐述热泵技术的特点，在电厂热能、化工、制药、冶金等行业应用的技术要求、设计要求、能耗计算等。以热电联产的热电联产、乏汽冷凝热和余热回收的案例，分析热泵机组在工业余热方面的应用情况及案例分析，如图4、图5所示的改进前后热电厂的系统图。表1给出改进前后的节能效果。整个教学环节设计了几个不同的主题案例式教学环节，使得学生能够充分了解制冷设备的特点、应用范围、设计计算、相关行业标准等，通过这学环节的教学能够提高学生分析问题能力、激发学生学习的主动性。在设计这种教学环节的过程中，与学生的生产实习相结合。我校的生产实习在第五周到第七周，正好学生了解了这些设备的特点与原理，在课堂教学中有什么不明白地方，可以在生产实习过程中与工程师进行充分的讨论。例如学生到中南科莱空调设备有限公司的实习过程中，对水(地)源热泵中央空调、风源热泵中央空调、工业冷凝冷却、可再生能源的利用方面的设备特点有了充分认识与了解，特别是对满液式蒸发器、干式蒸发器/冷凝器等设备经过工程师的讲解与车间的产品制造过程，产品的实验与检验环节的过程，学生能充分地了解设备的特点，增加了学生的动手能力、分析问题能力、解决实际问题的能力。

2案例的教学效果

2.1激发了学生学习兴趣

目前的专业教册很难与生产实际结合起来，让学生对枯燥的理论教学失去了兴趣，很多高年级的学生变成了“低头族”。因此，在专业课的教学环节中增加案例式的实践教学环节，使得学生能将理论、实践与应用有机结合起来，使得学生在专业知识与实际应用之间建立了有机的联系，激发了学生的学习兴趣，改变了课堂教学的不足，大大提高了学生的学习积极性，增加了学生的讨论与教学互动。

2.2增加了对专业知识的理解和掌握

与传统的专业课教学相比，案例教学法将学生的学习过程由被动学习变为主动学习，学生从收集相关资料、计算、设计、分组讨论等环节，增加了对知识的了解，提高了教学质量。

2.3提高了学生解决工程问题的能力

案例式教学过程，使得学生能对一些工业设备有了深入的了解，训练学生提出问题、解决问题的能力。同时与学生的生产实习过程结合，可促进学生对设备有深入的了解与认识，培养了学生解决实际问题的能力和对相关设备的设计、计算能力，增加了他们的专业知识，也有利用于他们的就业或从事科学研究工作。

3结束语

针对专业课的教学过程，在教学过程中增加了案例式教学环节，通过这个教学环节，增加了学生收集资料、分析问题、查找问题、解决问题和对设备的设计、计算等方面的能力。由于课程的特征，将课程教学与生产实习联系在一起，通过案例式教学与实习中工程师现场的设备讲解、制造过程、实验与检测过程的讲解联系起来，学生对设备制造的环节有充分的认识，整个教学过程激发了学生的学习兴趣，提高了他们解决问题的能力，提升了教学质量。

作者：吴学红 尹亚领 赵敏 龚毅 吕彦力 单位：郑州轻工业学院能源与动力工程学院