“制冷技术与节能”研究生课程建设与思考


  摘 要:课程建设是教学质量提高的基础。文章从制冷技术与节能课程的发展历史与作用入手,分析了新形势下,制冷技术与节能课程所面临的问题,并以华中科技大学为例,提出了加强制冷技术与节能课程建设的措施。
  关键词:研究生;制冷技术与节能;课程建设
  中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2015)06-0026-03
  研究生教育是我国高等教育体系中的最高层次,是我国高等教育综合实力和整体水平的直接反映。我国研究生教育兴起于20世纪初,但直到1949年,仅毕业了200多名研究生。新中国成立后,研究生教育有了一定的发展,但仍然处于小规模、低水平的发展状态,1950年到1965年的16年间,共招收研究生2.3万人。1966年后由于“文化大革命”的原因,研究生教育中断长达12年。
  我国研究生教育的发展,是在1978年恢复研究生招生制度以后。1978年至1999年的22年间,累计招收研究生77.3万余人。1999年以后随着我国经济的高速发展,研究生教育进入了一个前所未有的超常规发展时期。仅2013年,我国研究生的招生规模就达到了60.8万人,接近1978年至1999年22年招生总数的80%。
  这种研究生教育的超常规发展,虽说也达到了某些初衷,产生了多方面的积极意义,但是,数量上的急剧增长也带来了许多问题和矛盾,尤其是研究生的培养质量不容乐观[1-3]。加之中国的研究生教育由于历史的原因,本来基础就比较薄弱,条件也相对欠缺,这就加剧了这些问题和矛盾可能带来的消极后果。
  研究生的培养过程涉及到许多方面,其中课程建设是教学质量提高的基础,教学质量的提高又是人才培养的关键。这里就华中科技大学研究生课程制冷技术与节能的建设与思考谈点自己的体会。
  一、制冷技术与节能课程的发展历史与作用
  (一)制冷技术与节能课程的发展历史
  我国制冷及低温工程专业研究生的培养始于上世纪60年代初,但由于文化大革命的原因,制冷及低温工程的研究生教育刚刚起步就戛然而止。文化大革命结束后,1978年才又重新恢复研究生培养。华中科技大学制冷及低温工程的研究生培养也同步开始,并于1981年获得制冷及低温工程专业硕士学位授予权[4]。
  在学校制冷低温工程专业研究生培养初期,制冷技术与节能主要针对当时我国制冷技术开始起步,仅在本科专业教学内容的基础上略微提高,确定以制冷新理论、混合工质节能研究以及当时刚刚开始应用的旋转式压缩机和涡旋式压缩机的理论与性能为主要教授内容。1987年联合国关于臭氧破坏物质的《蒙特利尔议定书》获得通过,制冷技术与节能的内容逐渐淘汰混合工质的内容,而代之以CFCs物质的淘汰,尤其是电冰箱用R12的制冷剂替代技术与节能技术。同时由于制冷剂环保性能和多能源驱动的优势,吸收式制冷技术蓬勃兴起并逐渐压缩已经日渐成熟的旋转压缩机技术和涡旋压缩机技术的内容。进入21世纪后,全球变暖的趋势使得具有较高全球温室气体潜能值(GWP)的制冷剂受到挤压,新型更环保的制冷剂研究日渐兴起,空调器与电冰箱的能耗标准越来越高,储能技术与可再生能源的利用等都对制冷技术与节能课程的教学产生了冲击。
  (二)制冷技术与节能课程的作用
  制冷技术与节能课程针对制冷及低温工程专业中的普冷技术,与早期针对低温技术的低温传热学课程一起构成了学校制冷及低温工程专业研究生教育的两门专业必修课程。制冷技术与节能课程是建立在热力学、传热学、制冷原理与装置等课程的基础上,也就是学生们在掌握了热力学和传热学理论,获得人工制冷的基本原理和循环特性的知识,具有制冷循环分析和计算能力,获得有关制冷设备方面的知识和相应的分析和计算能力的基础上,通过制冷技术与节能课程的学习,需要进一步掌握制冷循环新理论、制冷剂替代新进展、冰箱空调的新要求及其节能措施以及二氧化碳制冷技术、最新蓄冷技术、高效吸收式制冷技术、太阳能等可再生能源在制冷空调中的应用技术等,既要拓宽学生的知识面,又要培养学生的理论与应用能力,这对于培养既具有宽广知识面、适应能力强,又具备良好的专业知识和技能的高水平、有创新精神的优秀学生具有举足轻重的作用。
  二、制冷技术与节能课程教学面临的问题
  (一)研究生数量急剧增多
  在学校开始招收制冷及低温工程专业研究生初期,每年招收的研究生数量均只有几个人。由于人数少,课程教学一直都是采用课堂教学、课堂讨论、专题讲座及讨论等方法,互动性比较强,学生参与度也比较高。后来随着1999年后全国研究生教育进入一个超常规发展时期,加上除了与原来相同的学术性硕士研究生外,近年来又增加全日制专业型研究生的招生,使得学校制冷及低温工程专业的研究生数量每年都在30人左右,已经是一个班的规模,从而对原有教学方式带来冲击。
  (二)研究生来源不同,知识背景差异大
  由于招生人数的增加,本专业的研究生来源除主要为本校毕业的学生以及其他相类似的重点高校的毕业生外,也开始有一定数量的二本甚至是三本院校的毕业生考入。虽然这些学生大部分来自于热能与动力工程专业制冷与低温方向,但也有一部分学生来自于建筑环境与设备专业。另外还有一些其他专业的研究生将这门课程作为选修课程。除了应届本科毕业生外,也有一些参加工作数年后再来读研究生的。由于研究生的来源不同,学科背景也有一定差距,对本课程相关的基础知识掌握程度也都存在一定的差异,从而也为本课程的教学带来一定的难度。
  (三)学科发展迅速,缺乏适合教材
  制冷技术与节能课程主要面向制冷空调技术。随着我国改革开放的进行,制冷空调行业走上健康发展的轨道,进入1990年代以后,整个制冷空调迎来了高速增长的发展阶段。现在我国已经跻身于世界制冷空调设备制造大国之列,多项产品产量已稳居世界第一的位置,部分技术处于世界领先地位。这些都表明,制冷空调行业已经成为我国装备工业的有生力量和国民经济的重要组成部分。另一方面,全球的制冷空调技术在近三十年中也取得了长足发展,如制冷剂替代从最初的CFCs淘汰,到HCFCs的淘汰,再到目前HFCs的限制使用,自然制冷剂的重新兴起;国际社会也从最初的只重视破坏臭氧层物质的淘汰,到臭氧层与温室气体效应并重,形势发展错综复杂,各方利益博弈激烈,新的技术层出不穷;制冷换热器、制冷系统、制冷压缩机也都取得巨大进步,难以有一本教材能够跟上,即使是一些专著,也是在出版两三年就已经落后。近些年,制冷剂的替代发展日新月异,自然工质与新出现的HFOs类工质及各种混合物,由于其0ODP、低GWP受到世界各国的广泛重视,研究力度也大大加强,涌现了很多新技术和新的研究方向。这就需要结合现在最新研究成果对教学内容进行调整与改革。