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摘 要 专业课程的学习对学生未来从事专业工作具有很好的引领作用。把专业教学目标结合学科竞赛的要求引入问题式教学法，将问题设置到学科竞赛的需求中，以需求驱动学生专业课程的学习。提出的问题以直接完成竞赛目标为目的，让问题引导学习、以目的驅动学习，并通过竞赛小组的讨论和思考，确定良好的竞赛作品方向及攻克专业知识点以促进竞赛作品的完成，使学生的理论学习和实践应用无缝结合，达到很好的学习专业课程并加以应用的效果。
关键词 问题式教学；学科竞赛；需求驱动；制冷课程
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）20-0087-03
1 引言
制冷是一门应用性很强的技术，制冷专业是特别强调实践动手能力的专业。制冷工程专业是广东海洋大学具有典型应用特色的传统专业，非常注重工程实际应用能力和实际动手能力的培养。制冷原理与设备课程是引领学生进入制冷领域和拓宽专业视野的一块基石，因此，课程学习效果直接关系未来专业体系的建立及专业应用中理论体系的追本问题，在整个专业课程体系中起着非常重要的作用。课程中包括的原理分析和热力计算是未来所有专业课程中所涉及的计算基础，对其相关理论知识和内容的系统掌握，对未来实践应用包括设计和管理等都非常重要。但如果在上课时只是一味地讲理论内容而不能很好地结合专业实践应用，或者对专业实践应用的理解不到位，很可能会引起知识转移不全面，实践应用时又不知从何下手的情况，学生的学习积极性不高，主动性不强。
为了较好地实现专业知识的良好转移，让学生在应用中学习理论知识，本课程的教学曾尝试采用将课堂搬到现场，将现场观摩到的装置、流程和原理与课程上的教学内容结合起来，将实习安排穿插于课程教学之间[1]，并取得一定的教学效果。问题式教学法有其独特的优势，可以通过不同途径将理论课程与应用需求结合，将学生提升到主体地位[2]，主动性一下就提升上来。本文正是通过利用问题式教学法结合学科竞赛的需要，将课堂理论学习变成学生学习的主动需求，大大提高其学习的积极性、主动性和目的性。
2 问题式教学在制冷原理与设备课程教学中应用的必要性
目前，结合实际教学过程，广东海洋大学大部分课程主要采用以教师为中心的教学方法，对于以学生为主体的教学方法运用不多。采用以教师为中心的教学方法，教师容易控制教学过程，能够使学生在较短时间内获得大量系统的科学知识介绍。也就是说传统的教学模式以知识传授和灌输式教育形式，传递了不少信息，但是学生学习的主动性、积极性不易发挥，接受知识的效率不高，容易出现“填鸭式”教学，即教师讲得多，而学生真正学到的知识较少，且对于提高学生的独立学习能力锻炼机会少。学生课堂上接受的理论知识基本不能转化成自己的知识体系，因此应用知识来解决问题时就会显得不知所措，理论与应用分割，理论知识不能与实践应用结合起来。
由于制冷原理与设备课程与实践应用的密切相关性，本课程也曾尝试把课程教学与工程实践和实习结合起来，间隙进行，采用从理论与实践、从实践到理论的教学模式。实践表明，这种方式在一定程度上促进了学生对理论知识的良好理解，并强化了实践动手能力，但学生在一定层次上对课程理论内容的理解，以及从机理上来分析实践问题的能力、专业创新思维能力和主动学习能力的培养仍停留在比较浅的程度，学习的主动性还没有得到较大提高。
问题式教学法是以问题设计和问题解决为核心的教学模式。以问题的设计为引导，以问题的解决为目的，问题的指向性越明确，引入学习和解决问题的途径就越明确，就更有利于学生主动学习。为了强化学生在制冷原理与设备课程学习中对制冷机理的深入理解，及主动应用学科知识解决应用问题，培养主动学习和合作处理问题的能力，在融合课程教学与学科竞赛的主动学习能力培养上引入问题式教学模式，为制冷专业整个课程体系的教学与实践提供良好的课堂教学改革基础，并能适当推广应用。
3 与专业相关的学科竞赛是指向性明确的专业应用问题
大学生学科竞赛是在紧密结合课堂教学的基础上，以竞赛的方法，激发学生理论联系实际和独立工作的能力，通过实践来发现问题、解决问题，增强学生自主学习和工作自信心的系列化活动。学科竞赛是以学生为主体的自发性的竞赛活动，可以转变学习方式，调节学习情绪，使学习变得更有趣，因为竞赛需要学生通过自主学习的方式控制自己的学习方法和学习内容，促成不断学习的欲望。专业学科竞赛活动专业性和应用性强，需要有一定的专业知识的应用能力，才有能力有可能完成一个作品的设计。
为了能有效利用这种模式开展教学工作，要让学生在课程学习开展之前有针对性地参加一个学科竞赛活动。因此，在每学期进入主要专业课程学习之前，广东海洋大学会针对性地举办专业科技作品竞赛活动。要参加专业学科竞赛，在竞赛主题的指引下，首先要有一个较好的想法，这个取决于专业的思维拓展和需要广泛了解专业知识背景。这时，相关课程的专业教师结合问题式教学的基本模式，针对学科竞赛的需要，有指向性地提出问题，引出专业背景下的思维理念，结合专业课程学习引导学生有重点、有针对地进行课程学习。
形成一个新意作品，原理上要合理，理论上要可能，需要了解相关的原理，在跟进下一步的工作中需要利用知识储备，需要添加相关的知识来佐证作品；接下来要完善作品，形成作品的完整性，就需要学习与完整性设计有关的理论知识和计算过程。如在某一个问题的提点下产生一个有新意的想法，最后要将这个想法变为一个完整的作品，设计出一个有新意的制冷产品，需要熟悉原理，进行热力计算、设备选型计算，进行装置的组装和动画显示。当要把一个作品完整而有效展示给竞赛委员会时，整个制冷原理与设备相关的原理与计算，都在完成作品参加竞赛过程中变成主动需要。
因此，在结合专业学科竞赛中引导的特定问题就要根据制冷原理的课程特点及在知识体系中应用的需要，并结合整个专业体系的课程安排，让指向性明确的问题式教学法应用于课程教学中，完成学科竞赛活动，让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者，提高学生学习的主动性和积极性，在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，大大提高学生围绕解决问题而必须获取相关的知识和建立相应的知识体系的能力。学生还可能去找更多的相关的书籍去解决和完善面对的问题，提高提出问题、分析问题与解决问题的能力，而且这种主动学习的习惯培养了终身的学习能力。 4 制冷专业学科竞赛中的知识需求增强了运用问题式教学法的效果
参加学科竞赛需要有创新思维——原理创新或应用创新，将问题教学渗透于课程教学与学科竞赛的知识融合体系中，能打破思维定式，点拨創新。传统的教师为主体、学生被动接受知识的教学模式会使学生形成思维定式，而思维定式会使思维活动刻板化，在解决问题的过程中具有阻碍作用。
比如在常规情况下，都认为书上介绍的方法是最好的，在日常设计和应用中就应该首选。随着科学技术的日新月异，现代技术的发展速度远比教科书上的介绍快得多。结合竞赛的需要，首先要有新意，才有可能在竞赛中获得认可，所以结合竞赛的问题设计使学生必须以教材为基础，但又不能拘泥于教材上的内容。教师点拨技术的需求方向、应用背景，提出可能的问题方向，使学生学习之后能跳出思维定式，在传统观念下有所创新，从而课本知识学会了，前沿知识也学会了。这种目的需求的知识索取极大地调动了学生的学习热情，通过学科竞赛活动激起学生对课程知识的应用需要，提示知识背景下的拓展应用，开拓学生思维，从而引导创新能力及提高动手能力和实践应用知识的能力[3]，
让问题式教学方法取得更好的效果。
5 制冷原理与设备教学内容和现有教学条件决定了问题式教学的可行性
根据制冷原理与设备专业课程的特点、内容和结合学生参加竞赛活动的知识要求，广东海洋大学现有大型冷冻现场的教学条件，能让课堂搬到现场，合理选择和灵活运用问题式教学方法，促进教学过程的优化。本教学团队在其他课程中已尝试应用问题式教学法[4]，并取得较好的教学效果。针对课程教学大纲的重点内容和应用需要设计问题，现场提问、现场解答，更新教学理念，实现很直接的知识转移，将过去单一性的教学方法更改为“引导—提问或设问—讨论—展示与现场解答或者探索回答—实践”复合式联机教学法，将学生很自然地引导到主体地位上来。
结合现场设备中展示的行业技术应用，及时提出行业应用上具体要解决的问题，或在教师提点式讲授课程新的知识点的同时提出问题，要求学生提出问题的解决方案和理论依据，突出应用需求驱动知识的主动摄取。如讲直接蒸发冷却及间接蒸发冷却的原理及应用时，现场启动冷库和盐水池，让学生就现场看到的状况分析二者有什么区别和联系，然后随着问题的深入，其原理与应用的差异就很自然地分析出来；再提出蒸发冷却的应用条件及其在冷加工产品中的应用及局限和优势，可以改善、推广应用的方向等。学生通过对问题的全方位的解读，并通过课堂展示、现场解读，对蒸发冷却的概念和机理、现有产品及开发空间有一个全方位的认识，能达到较好的理解深度。
在问题式教学过程中，学生还会自主设问、分组探讨，课堂展示评比打分，随着循环程度加强，很好地培养自主学习及主动提出问题、分析问题和直接面对问题并解决的知识应用能力。对于利用已学过的流程原理来设计和进行设备的选型学习方面，主要采用分组设问、分组讨论和互相评分的形式，最后由教师进行总结和评分统计，作为学科成绩的重要组成部分，有效改善了考核模式[5]。如对于蒸发器形式及流程设计的选择方面，不同冷却介质的选择、管型的布置及应用特点、不同形式异同等问题，让学生分组讨论、展示、提问、评分，最后由教师进行总结和评分确定。
在每一次学习和讨论过程中，会适时引出学科竞赛的内容和要求及不同思维理念的提示。教学效果表明，学生的思维模式能有效更新，产生一些有新意的想法和作品，通过组队研讨，直接激发知识的需求效应，完整作品的出现表明把课程的知识要点都学到了，重点计算和分析都掌握了。专业课程的知识体系设计是要直接面对行业的需要，通过及时引入行业大学生学科创新竞赛活动，使还未涉足专业课程的学生有极大的想拥有相关知识增强竞赛能力的欲望。外围的指点和分散式的提示，可以有效引导创新思维并诱导学生见问思疑，获得知识的应用能力，大大提高了学生的学习兴趣，提高了学生的实践动手能力。
6 结束语
问题式教学法的引入，除了可以用传统的教学测验方式来评价学生对知识技能的掌握情况之外，还非常注重测查学生的问题解决能力和自主学习能力的发展情况。通过课堂展示和过程性评价，尤其是随时收集学生在解决问题时的过程性资料，如讨论记录、产品、报告等，以此来评价学生的学习情况。在课程教学中结合专业学科竞赛的需要，通过参与竞赛活动来考查学生的学习效果，改变常规考试模式，更能体现能力，也更受学生欢迎。指向性的问题设计，并加以引导学习和找到相关问题的答案，充分利用问题式教学法在培养大学生创新能力和合作能力上的优势，强化了需求驱动的学习动力。但如何在问题的设计与引导上顺利实施并获得更好的效果及对效果的评估，还需要不断完善，使之真正成为在专业课程教学和引导学科竞赛中更有成效的方法。
参考文献
[1]李敏，叶彪，张乾熙.“制冷专业概览”课程教学中的多途径拓展[M]//制冷、暖通空调学科发展与教学研讨会论文集.成都：西南交通大学出版社，2015：82-85.
[2]蒋新宇，施树云，金刚.问题式教学法在有机化学实验教学中的应用[J].光谱实验室，2012，29（4）：2548-2550.
[3]丁辉侠.论问题式教学法对大学生创新与合作能力的培养[J].河南教育：高校版，2012（4）：24-25.
[4]李敏，叶彪，刘岩.问题式教学法在冷冻技术课程教学中的应用与实践[M]//制冷与暖通空调学科教育教学研究.北京：中国电力出版社，2016：182-184.
[5]彭忠利，吴红叶.问题式教学法在精细化学品化学课程教学中的创新与实践[J].广东化工，2012，39（9）：212，222.
关键词 问题式教学；学科竞赛；需求驱动；制冷课程
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）20-0087-03
1 引言
制冷是一门应用性很强的技术，制冷专业是特别强调实践动手能力的专业。制冷工程专业是广东海洋大学具有典型应用特色的传统专业，非常注重工程实际应用能力和实际动手能力的培养。制冷原理与设备课程是引领学生进入制冷领域和拓宽专业视野的一块基石，因此，课程学习效果直接关系未来专业体系的建立及专业应用中理论体系的追本问题，在整个专业课程体系中起着非常重要的作用。课程中包括的原理分析和热力计算是未来所有专业课程中所涉及的计算基础，对其相关理论知识和内容的系统掌握，对未来实践应用包括设计和管理等都非常重要。但如果在上课时只是一味地讲理论内容而不能很好地结合专业实践应用，或者对专业实践应用的理解不到位，很可能会引起知识转移不全面，实践应用时又不知从何下手的情况，学生的学习积极性不高，主动性不强。
为了较好地实现专业知识的良好转移，让学生在应用中学习理论知识，本课程的教学曾尝试采用将课堂搬到现场，将现场观摩到的装置、流程和原理与课程上的教学内容结合起来，将实习安排穿插于课程教学之间[1]，并取得一定的教学效果。问题式教学法有其独特的优势，可以通过不同途径将理论课程与应用需求结合，将学生提升到主体地位[2]，主动性一下就提升上来。本文正是通过利用问题式教学法结合学科竞赛的需要，将课堂理论学习变成学生学习的主动需求，大大提高其学习的积极性、主动性和目的性。
2 问题式教学在制冷原理与设备课程教学中应用的必要性
目前，结合实际教学过程，广东海洋大学大部分课程主要采用以教师为中心的教学方法，对于以学生为主体的教学方法运用不多。采用以教师为中心的教学方法，教师容易控制教学过程，能够使学生在较短时间内获得大量系统的科学知识介绍。也就是说传统的教学模式以知识传授和灌输式教育形式，传递了不少信息，但是学生学习的主动性、积极性不易发挥，接受知识的效率不高，容易出现“填鸭式”教学，即教师讲得多，而学生真正学到的知识较少，且对于提高学生的独立学习能力锻炼机会少。学生课堂上接受的理论知识基本不能转化成自己的知识体系，因此应用知识来解决问题时就会显得不知所措，理论与应用分割，理论知识不能与实践应用结合起来。
由于制冷原理与设备课程与实践应用的密切相关性，本课程也曾尝试把课程教学与工程实践和实习结合起来，间隙进行，采用从理论与实践、从实践到理论的教学模式。实践表明，这种方式在一定程度上促进了学生对理论知识的良好理解，并强化了实践动手能力，但学生在一定层次上对课程理论内容的理解，以及从机理上来分析实践问题的能力、专业创新思维能力和主动学习能力的培养仍停留在比较浅的程度，学习的主动性还没有得到较大提高。
问题式教学法是以问题设计和问题解决为核心的教学模式。以问题的设计为引导，以问题的解决为目的，问题的指向性越明确，引入学习和解决问题的途径就越明确，就更有利于学生主动学习。为了强化学生在制冷原理与设备课程学习中对制冷机理的深入理解，及主动应用学科知识解决应用问题，培养主动学习和合作处理问题的能力，在融合课程教学与学科竞赛的主动学习能力培养上引入问题式教学模式，为制冷专业整个课程体系的教学与实践提供良好的课堂教学改革基础，并能适当推广应用。
3 与专业相关的学科竞赛是指向性明确的专业应用问题
大学生学科竞赛是在紧密结合课堂教学的基础上，以竞赛的方法，激发学生理论联系实际和独立工作的能力，通过实践来发现问题、解决问题，增强学生自主学习和工作自信心的系列化活动。学科竞赛是以学生为主体的自发性的竞赛活动，可以转变学习方式，调节学习情绪，使学习变得更有趣，因为竞赛需要学生通过自主学习的方式控制自己的学习方法和学习内容，促成不断学习的欲望。专业学科竞赛活动专业性和应用性强，需要有一定的专业知识的应用能力，才有能力有可能完成一个作品的设计。
为了能有效利用这种模式开展教学工作，要让学生在课程学习开展之前有针对性地参加一个学科竞赛活动。因此，在每学期进入主要专业课程学习之前，广东海洋大学会针对性地举办专业科技作品竞赛活动。要参加专业学科竞赛，在竞赛主题的指引下，首先要有一个较好的想法，这个取决于专业的思维拓展和需要广泛了解专业知识背景。这时，相关课程的专业教师结合问题式教学的基本模式，针对学科竞赛的需要，有指向性地提出问题，引出专业背景下的思维理念，结合专业课程学习引导学生有重点、有针对地进行课程学习。
形成一个新意作品，原理上要合理，理论上要可能，需要了解相关的原理，在跟进下一步的工作中需要利用知识储备，需要添加相关的知识来佐证作品；接下来要完善作品，形成作品的完整性，就需要学习与完整性设计有关的理论知识和计算过程。如在某一个问题的提点下产生一个有新意的想法，最后要将这个想法变为一个完整的作品，设计出一个有新意的制冷产品，需要熟悉原理，进行热力计算、设备选型计算，进行装置的组装和动画显示。当要把一个作品完整而有效展示给竞赛委员会时，整个制冷原理与设备相关的原理与计算，都在完成作品参加竞赛过程中变成主动需要。
因此，在结合专业学科竞赛中引导的特定问题就要根据制冷原理的课程特点及在知识体系中应用的需要，并结合整个专业体系的课程安排，让指向性明确的问题式教学法应用于课程教学中，完成学科竞赛活动，让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者，提高学生学习的主动性和积极性，在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，大大提高学生围绕解决问题而必须获取相关的知识和建立相应的知识体系的能力。学生还可能去找更多的相关的书籍去解决和完善面对的问题，提高提出问题、分析问题与解决问题的能力，而且这种主动学习的习惯培养了终身的学习能力。 4 制冷专业学科竞赛中的知识需求增强了运用问题式教学法的效果
参加学科竞赛需要有创新思维——原理创新或应用创新，将问题教学渗透于课程教学与学科竞赛的知识融合体系中，能打破思维定式，点拨創新。传统的教师为主体、学生被动接受知识的教学模式会使学生形成思维定式，而思维定式会使思维活动刻板化，在解决问题的过程中具有阻碍作用。
比如在常规情况下，都认为书上介绍的方法是最好的，在日常设计和应用中就应该首选。随着科学技术的日新月异，现代技术的发展速度远比教科书上的介绍快得多。结合竞赛的需要，首先要有新意，才有可能在竞赛中获得认可，所以结合竞赛的问题设计使学生必须以教材为基础，但又不能拘泥于教材上的内容。教师点拨技术的需求方向、应用背景，提出可能的问题方向，使学生学习之后能跳出思维定式，在传统观念下有所创新，从而课本知识学会了，前沿知识也学会了。这种目的需求的知识索取极大地调动了学生的学习热情，通过学科竞赛活动激起学生对课程知识的应用需要，提示知识背景下的拓展应用，开拓学生思维，从而引导创新能力及提高动手能力和实践应用知识的能力[3]，
让问题式教学方法取得更好的效果。
5 制冷原理与设备教学内容和现有教学条件决定了问题式教学的可行性
根据制冷原理与设备专业课程的特点、内容和结合学生参加竞赛活动的知识要求，广东海洋大学现有大型冷冻现场的教学条件，能让课堂搬到现场，合理选择和灵活运用问题式教学方法，促进教学过程的优化。本教学团队在其他课程中已尝试应用问题式教学法[4]，并取得较好的教学效果。针对课程教学大纲的重点内容和应用需要设计问题，现场提问、现场解答，更新教学理念，实现很直接的知识转移，将过去单一性的教学方法更改为“引导—提问或设问—讨论—展示与现场解答或者探索回答—实践”复合式联机教学法，将学生很自然地引导到主体地位上来。
结合现场设备中展示的行业技术应用，及时提出行业应用上具体要解决的问题，或在教师提点式讲授课程新的知识点的同时提出问题，要求学生提出问题的解决方案和理论依据，突出应用需求驱动知识的主动摄取。如讲直接蒸发冷却及间接蒸发冷却的原理及应用时，现场启动冷库和盐水池，让学生就现场看到的状况分析二者有什么区别和联系，然后随着问题的深入，其原理与应用的差异就很自然地分析出来；再提出蒸发冷却的应用条件及其在冷加工产品中的应用及局限和优势，可以改善、推广应用的方向等。学生通过对问题的全方位的解读，并通过课堂展示、现场解读，对蒸发冷却的概念和机理、现有产品及开发空间有一个全方位的认识，能达到较好的理解深度。
在问题式教学过程中，学生还会自主设问、分组探讨，课堂展示评比打分，随着循环程度加强，很好地培养自主学习及主动提出问题、分析问题和直接面对问题并解决的知识应用能力。对于利用已学过的流程原理来设计和进行设备的选型学习方面，主要采用分组设问、分组讨论和互相评分的形式，最后由教师进行总结和评分统计，作为学科成绩的重要组成部分，有效改善了考核模式[5]。如对于蒸发器形式及流程设计的选择方面，不同冷却介质的选择、管型的布置及应用特点、不同形式异同等问题，让学生分组讨论、展示、提问、评分，最后由教师进行总结和评分确定。
在每一次学习和讨论过程中，会适时引出学科竞赛的内容和要求及不同思维理念的提示。教学效果表明，学生的思维模式能有效更新，产生一些有新意的想法和作品，通过组队研讨，直接激发知识的需求效应，完整作品的出现表明把课程的知识要点都学到了，重点计算和分析都掌握了。专业课程的知识体系设计是要直接面对行业的需要，通过及时引入行业大学生学科创新竞赛活动，使还未涉足专业课程的学生有极大的想拥有相关知识增强竞赛能力的欲望。外围的指点和分散式的提示，可以有效引导创新思维并诱导学生见问思疑，获得知识的应用能力，大大提高了学生的学习兴趣，提高了学生的实践动手能力。
6 结束语
问题式教学法的引入，除了可以用传统的教学测验方式来评价学生对知识技能的掌握情况之外，还非常注重测查学生的问题解决能力和自主学习能力的发展情况。通过课堂展示和过程性评价，尤其是随时收集学生在解决问题时的过程性资料，如讨论记录、产品、报告等，以此来评价学生的学习情况。在课程教学中结合专业学科竞赛的需要，通过参与竞赛活动来考查学生的学习效果，改变常规考试模式，更能体现能力，也更受学生欢迎。指向性的问题设计，并加以引导学习和找到相关问题的答案，充分利用问题式教学法在培养大学生创新能力和合作能力上的优势，强化了需求驱动的学习动力。但如何在问题的设计与引导上顺利实施并获得更好的效果及对效果的评估，还需要不断完善，使之真正成为在专业课程教学和引导学科竞赛中更有成效的方法。
参考文献
[1]李敏，叶彪，张乾熙.“制冷专业概览”课程教学中的多途径拓展[M]//制冷、暖通空调学科发展与教学研讨会论文集.成都：西南交通大学出版社，2015：82-85.
[2]蒋新宇，施树云，金刚.问题式教学法在有机化学实验教学中的应用[J].光谱实验室，2012，29（4）：2548-2550.
[3]丁辉侠.论问题式教学法对大学生创新与合作能力的培养[J].河南教育：高校版，2012（4）：24-25.
[4]李敏，叶彪，刘岩.问题式教学法在冷冻技术课程教学中的应用与实践[M]//制冷与暖通空调学科教育教学研究.北京：中国电力出版社，2016：182-184.
[5]彭忠利，吴红叶.问题式教学法在精细化学品化学课程教学中的创新与实践[J].广东化工，2012，39（9）：212，222.