王京红 李磊

摘 要：培养学生的创新能力是职业教育发展面临的重要课题。本文论述了技工院校培养学生创新能力的可行性，提出了创新能力培养的途径。以制冷专业学生创新能力培养为典型案例，从创新项目的设计、实施、效果等方面进行详细分析和反思，提出了建立培养学生创新能力长效机制的几点建议。

关键词：创新能力    热电制冷    专业社团

随着经济社会的发展和教育体制改革的深化，职业教育在面临挑战的同时，也迎来了新的发展契机。国家不断出台促进职业教育发展的有利政策，高技能人才基地建设、特色高水平专业（群）建设为职业教育改革搭建了优质平台。21世纪，中国要努力成为创新高地，技工院校要顺应这一发展潮流，在培养技能型人才的同时，更加注重对学生创新能力的培养。

一、技工院校学生创新能力培养的可行性

目前，有的技工院校教师认为，部分学生的学习基础较差、能力不强，不具备创新的条件，还是应该先让学生把基础知识和基本技能学好，走上工作岗位后再谈创新。笔者认为，学习知识、技能与培养创新能力并不矛盾，不能单纯地把创新视为学习的结果，而要把创新当作学习的动机、学习的起点，在学习中创新，在创新中学习。另外，创新能力不是独立存在的，而是人的综合职业能力的一种表现，获取与处理信息能力、学习能力、专业技能、解决实际问题能力和创新能力是相互影响、相互促进的。

创新有不同的目标，不要人为地给创新设置门槛，而是要与学生的学习、生活甚至娱乐结合起来，激发学生创新的原动力。科学研究、探索宇宙是创新，小发明、小技改也是创新。学生能达到创新的目的是成功，能达到学习的目的也是成功。通过创新，学生可以获得成就感，激发学习和探索的兴趣。总之，培养技工院校学生的创新能力与技术技能人才培养目标是一致的，也是可行的。

二、技工院校学生创新能力培养的途径

培养创新能力不能好高骛远、建空中楼阁，要能落地，要找到合适的切入点和培养途径。引导学生创造性地解决实际问题就是最好的切入点，培养途径有以下几种。

（一）开展一体化教学（实训教学）

技工院校是国家培养技术技能型人才的主要渠道。一体化教学是技工院校的突出优势和特色。对于技工院校学生来说，在一体化教学中，创造性地动手解决实际问题是创新的最佳起点。一体化教学项目是由企业专家访谈提炼出来，并进行教学化处理的项目，具有真实性、代表性。在实施一体化教学时，在方案制定阶段可以采用头脑风暴法，引导鼓励学生创造性地解决问题，寻找创新的“机遇”;在任务实施阶段，在教会学生“怎么干”的同时，还要引导学生思考“为什么干”，对操作要点、工艺流程提出优化、改进建议，培养学生的创新意识。

（二）开展专业社团活动

专业社团是技工院校第二课堂的重要组成部分。笔者认为，专业社团是培养技工院校学生创新能力的主阵地。第一，技工院校为学生专业社团的运行和发展提供了师资、设备设施、资金和制度等方面的保障。第二，专业社团的活动项目具有灵活性和自主性。在常规教学中，需要依据教学计划、课程标准完成预期的进度和教学目标，因此用于培养学生创新能力的時间受到某些限制。而专业社团活动计划由师生共同制订，可以根据学生的兴趣安排选题和教学进度，最大限度地发挥学生的主体作用，真正做到教师“搭台”，学生“唱戏”。

（三）参加创业创新大赛

人力资源和社会保障部从2019年至今已经举办了两届全国技工院校学生创业创新大赛。大赛以引领创业创新为宗旨，以发掘技工院校优秀创业创新技能人才为目标。北京电子信息技师学院（以下简称学院）师生通过参加两次大赛，开阔了眼界，打开了思路，学习了全国各技工院校在培养学生创新能力方面的经验，逐步树立了技能与创业、创新相融合的意识。

三、制冷专业学生创新能力培养的典型案例

随着经济社会的发展，制冷技术的应用已经渗透到生产、生活各个领域。碳中和、碳达峰目标的提出，为制冷专业发展定下了绿色、节能、环保的新主题。为了配合学院校园文化建设，提高学生的创新能力，做到学以致用，学院成立了制冷专业社团。学生创新能力的培养必须以实际项目为载体，在学习中创新，在实践中创新。

（一）项目的确立

1.提出项目

在指导教师的协调下，学院制冷专业社团成员充分讨论，积极寻找身边能够利用制冷技术解决的小问题。经过一周的思考，不少学生提出了自己的想法。其中一个学生提出的创意，厨房冷霸项目得到了大家的一致认可。空调已经走进千家万户，人们家中的卧室、客厅普遍安装了空调，但是，厨房作为家里温度高、湿度大的地方，却没有与之配套的专用空调产品。这位学生在陈述项目创意时所描述的“炎炎夏日、挥汗如雨、烹制菜肴”的场景，引起了大家的强烈共鸣。厨房冷霸项目恰好提供了一个新的思路，聚焦到现有产品的空白领域。

2.确定制冷方式

项目确立以后，学院制冷专业社团成员开始寻找合适的制冷方式，通过在课堂上、互联网上获得的专业知识，大家讨论后决定采用热电制冷方式作为厨房冷霸的冷源。原因是，目前空调广泛采用的蒸汽压缩式制冷方式存在一些不足。第一，压缩机在运行时会产生振动和噪声;第二，现有各种制冷剂或多或少地在安全、环保、经济成本方面存在某些不足，这也是蒸汽压缩式制冷方式亟待解决的问题。与蒸汽压缩式制冷方式相比，热电制冷方式利用热电制冷效应，无须压缩机、无制冷剂及其管道，运行安静，热电制冷片体积小、重量轻。

3.聚集项目创新点

项目聚焦解决生活中的实际问题——改善厨房热环境，补充了制冷空调技术在这一特殊领域的空白。创造性地将热电制冷技术用于厨房冷霸，有利于解决噪声和管路复杂问题，更符合制冷空调产品绿色、安全、环保的发展趋势。

（二）厨房冷霸项目的设计

1.厨房冷霸的工作原理

热电制冷技术利用珀耳帖效应，当电流流过时特定材料会产生吸热、放热现象，无须制冷剂即可完成制冷循环。冷端（相当于蒸汽压缩式制冷蒸发器）可以用于空调制冷装置的冷源;热端（相当于蒸汽压缩式制冷凝器）向环境排热。热电制冷技术最大的优势在于不需要蒸汽压缩式制冷系统中的制冷剂管道连接蒸发器、冷凝器，也不需要会产生噪声、振动的压缩机及节流装置，结构紧凑、运行平稳，从根本上解决制冷剂产生的各种问题，是制冷技术发展的新热点。人们实际使用的热电制冷装置是多个热电堆通过电串联和热并联组合而成的，可以获得小到毫瓦级、大到上万瓦的冷量。

2.厨房冷霸的结构

（1）制冷部分。制冷部分由3个制冷量为450W的热电制冷片组成，直流电源供电。每片热电制冷片均由多级温差电堆串并联形成，具有制冷迅速、运行平稳的特点。为了保证冷端、热量均能顺利进行热交换，两侧采用强迫对流换热方式，保证热电制冷系统安全高效运行。

（2）空气循环部分。在冷端风扇基础上设置离心风机，将3个热电制冷片产生的冷风由送风口送出，为厨房提供冷量，承担负荷。热端产生的热量由风扇经厨房吊顶空间排入烟道或直接排向室外。

（3）控制与照明部分。控制与照明部分主要由热电制冷片控制模块、冷风机调速模块、语音控制模块、LED照明模块和保护模块组成。采用语音控制，可实现厨房冷霸开停、风量控制和LED照明控制。

（三）厨房冷霸项目实施对学生能力的培养

厨房冷霸项目实施分为获取信息、制定方案、系统组装、运行测试、成果展示5个环节。通过实际项目的实施培养学生获取与处理信息能力、学习能力、专业技能、解决实际问题能力和创新能力。

第一，获取与处理信息能力。在信息时代，使用互联网进行数字信息资源检索是一项重要能力。获取信息环节可以提高学生检索文献和使用网络资源的能力。

第二，学习能力。在制定方案和项目实施环节中，学生需要学习信息检索工具的使用、热电制冷的原理、CAD软件的应用、各种专用工具的使用、制冷工艺操作方法。学生在应用中可以及时发现自身在知识和技能方面存在的不足，进行二次学习，从而提高学习能力。

第三，专业技能。在系统组装环节中，需要综合运用钳工、电工、制冷空调系统装调技能，完成厨房冷霸产品的组装。系统组装包括热电制冷片、风机叶轮、电控系统，大量操作需要在工作面上完成，空间狭小，还要注意不能损坏其他部件和设备，对学生是一个不小的考验。学生需要在实践中反复磨炼，有效提高了专业技能。

第四，解决实际问题能力。在进行运行测试时，制冷系统往往会出现这样那样的问题，如热电制冷片接触不严密、风机无法启动、温度控制失灵、热端散热差等。在解决这些问题的过程中，学生的专业知识、技能水平有了进一步提高。

第五，创新能力。创新的方式有很多，解决问题、填补空白领域是创新最为有效的切入点。空调类产品种类繁多，但针对厨房的专用空调是目前市场上的空白，冷霸项目恰好解决了这一问题。还有一种创新方式是对现有技术的再利用。热电制冷又称半导体制冷、电子制冷，是20世纪50年代发展起来的一种制冷技术与电子技术相结合的边缘学科。随着材料科学的进步，这一技术日臻成熟，常见的热电制冷产品包括家用饮水机、小型冰箱等。由于热电制冷技术产品具有体积小、噪声低和节能环保的特点，具有广阔的发展和应用前景。多技术复合的多功能产品也是创新的一种方式。考虑到厨房空间狭小、空气质量差的环境特点，冷霸产品除了具有制冷降温、空气循环功能外，还附加了LED节能照明和负氧离子发生功能，使其成为“一机多用”的一站式解决厨房环境问题的复合型产品。在项目确定阶段，教师引导学生从身边找问题，获得创新的灵感和线索。同时，对现有技术的重新利用也是创新的方式。在制定方案環节中，学生根据自己所掌握的知识和信息，分析了厨房冷霸应用环境特点，综合运用线下、线上获取的理论知识，将已有的热电制冷技术用于建构厨房冷霸制冷系统，形成完整的设计方案，属于已有技术的迁移应用。在制定方案环节中，学生集成了LED节能照明技术和负氧离子发生技术，做到一机多用，属于多种技术复合。在成果展示环节，学生充分发挥创造力和想象力，将项目完成过程中的成果与亮点用视频、图片、表格等多种形式表现出来，形成了创新意识，激发了创新潜力。

（四）实施厨房冷霸项目的反思

第一，通过创新项目实施，真正激发了学生创新和学习的积极性。在项目完成过程中，学生早早来到实验室，有时到了熄灯时间，才在教师的催促下恋恋不舍地离开。在指导教师的协调下，学生自主找教材、查资料、咨询专家，学习和运用热电制冷技术，根据设计要求进行热电制冷片选型、组装调试、性能测试和产品改进。看到自己亲手制作的创新产品正常运行，学生获得了成功的体验，更重要的是在创造性解决问题的过程中，创新能力也得到了显著提升，这才是他们积累的最宝贵的财富。

第二，提升了综合素质。厨房冷霸成为学院师生参加第二届技工院校学生创业创新大赛北京市选拔赛的参赛项目。在备赛过程中，参赛团队首先要完成产品的设计、制作。其次，参赛团队还需要撰写项目申报书，从创新性、项目效益方面阐述产品特点和优势;编制创业计划书，从市场、产品、商业模式、成本控制、风险管理、社会效益各方面进行分析，判断企业能否创立和发展。最后，依托以上内容进行创新项目、创业项目的全方位展示。参赛团队成员努力学习、积极准备、分工合作，顺利完成了任务，有效提升了综合素质。

第三，创新是开放环境下的创新，要聚四海之气，借八方之力。冷霸项目整合了校内外各种资源。依托北京制冷学会专家进行热电制冷技术讲座和咨询;依托学院制冷与空调项目世界技能大赛集训基地进行产品安装、调试;北京工业大学环境与能源学院专家在项目创意、设计环节提供技术支持;依托学院就业和创新指导中心，聘请专家对学生进行项目管理、财务知识运用和展示表达方面的训练。

四、建立培养学生创新能力的长效机制

通过两年的运行，学院专业社团在培养学生创新能力方面的优势突显。下一步需要完善体系，建立长效机制，扩大影响，吸引更多的学生参与到创新实践活动中。第一，建立动态更新的创新项目库，做好创新活动的基础工作。举办校内专业创意大赛，汇集学生优秀创新点。提高专业教师培养学生创新能力的意识，从一体化教学（实训教学）中引导学生寻找创新点。第二，加大投入，完善专业社团硬件平台，建立灵活、快速的耗材采购渠道。第三，进一步充实创新咨询专家团队，加强对学生科学思维、项目管理、专利申请等方面的指导。

参考文献：

[1]周兴华.半导体制冷技术及应用[J].电子世界，2000（9）.

[2]胡韩莹，朱冬生.热电制冷技术的研究进展与评述[J].制冷学报，2008（5）.

[3]张健.职业教育创新的时代意蕴与创新能力培养[J].职教发展研究，2020（3）.

（作者单位：北京电子信息技师学院）