關(guān)于制冷壓縮機(jī)本科教學(xué)的反思

【摘要】制冷壓縮機(jī)是制冷及低溫工程、暖通空調(diào)等專業(yè)本科生的必修基礎(chǔ)課程。針對(duì)學(xué)院在制冷壓縮機(jī)本科教學(xué)中存在的問(wèn)題開(kāi)展分析，本文結(jié)合授課經(jīng)驗(yàn)、課程特點(diǎn)，針對(duì)本科生制冷相關(guān)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)于制冷空調(diào)相關(guān)知識(shí)不熟悉等情況，提出了將專業(yè)概念用生活實(shí)例和數(shù)據(jù)解釋清楚，注重去專業(yè)化的引導(dǎo)等教學(xué)方式，并根據(jù)實(shí)際教學(xué)結(jié)果，提供了一些對(duì)有關(guān)制冷壓縮機(jī)課程本科教學(xué)的思考。

【關(guān)鍵詞】制冷壓縮機(jī) ?本科教學(xué) ?反思

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）43-0224-02

制冷壓縮機(jī)課程是我校能源與動(dòng)力工程學(xué)院，制冷及低溫技術(shù)工程研究專業(yè)的一門(mén)必修課，通常在大三下班學(xué)期開(kāi)設(shè)，該課程主要是培養(yǎng)本專業(yè)工作者基本素質(zhì)的重要課程。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程，使學(xué)生既能對(duì)各類(lèi)制冷壓縮機(jī)有一較全面的了解，同時(shí)具備良好的適應(yīng)壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的能力。

通常在蒸氣壓縮式制冷裝置中，會(huì)選用各種不同類(lèi)型的制冷壓縮機(jī)。它們是裝置中的關(guān)鍵核心設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行性能、噪聲、振動(dòng)、使用壽命和節(jié)能有著決定性的作用。然而該課程內(nèi)容龐雜，涉及往復(fù)式制冷壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)、渦旋式制冷壓縮機(jī)、螺桿式制冷壓縮機(jī)以及離心式制冷壓縮機(jī)等較多制冷壓縮機(jī)類(lèi)型較多，而且包括壓縮機(jī)的工作原理、工作過(guò)程、發(fā)展趨勢(shì)，壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu)， 主要零件特性主要應(yīng)用要求， 簡(jiǎn)單的評(píng)估、主要熱力性能參數(shù)的計(jì)算，容量調(diào)節(jié)方法與特點(diǎn)等諸多方面的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使得學(xué)生課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握存在一定的困難。針對(duì)制冷壓縮機(jī)課程的教學(xué)，很多學(xué)者在該課程教學(xué)過(guò)程及教學(xué)手段方面進(jìn)行了研究[1-5]。

1.制冷壓縮機(jī)課程概況

1.1課程內(nèi)容

制冷壓縮機(jī)是能源動(dòng)力等專業(yè)中制冷及低溫工程方向的基礎(chǔ)課程，主要解決是制冷專業(yè)、暖通專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)制冷原理中有關(guān)其核心原件制冷壓縮機(jī)方面理論及應(yīng)用所遇到的問(wèn)題。該課程所需預(yù)備知識(shí)較多，學(xué)生需具備包括工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、制冷原理等方面的理論知識(shí)。制冷壓縮機(jī)課程的主要研究對(duì)象為制冷壓縮機(jī)，在大多數(shù)情況下，需要基于實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)制冷壓縮機(jī)的選型、制冷回路的設(shè)計(jì)等相關(guān)問(wèn)題開(kāi)展研究。

在筆者工作的上海理工大學(xué)，制冷壓縮機(jī)的教學(xué)內(nèi)容包括：緒論、往復(fù)式制冷壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)、渦旋式制冷壓縮機(jī)、螺桿式制冷壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)、離心式制冷壓縮機(jī)等方面，此外還包括4學(xué)時(shí)壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

1.2教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

在擔(dān)任制冷壓縮機(jī)課程助教期間，對(duì)所授專業(yè)的學(xué)生及授課教師進(jìn)行了調(diào)研，并結(jié)合課堂教學(xué)過(guò)程的觀察，總結(jié)了目前教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題。

（1）理論知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)難度較大，學(xué)生接受能力有限。在上制冷壓縮機(jī)課之前，學(xué)生已經(jīng)在前幾學(xué)期的“制冷與空調(diào)設(shè)備”、“制冷原理”、“流體力學(xué)”、“工程力學(xué)”等課程中對(duì)制冷空調(diào)的基本原理和壓縮機(jī)的基本理論知識(shí)有了一個(gè)感性的了解。而作為制冷空調(diào)系統(tǒng)四大件中最主要的壓縮機(jī)，它是整個(gè)制冷系統(tǒng)的核心。為了能連續(xù)不斷地制冷，需用壓縮機(jī)將已汽化的低壓蒸氣從蒸發(fā)器中吸出并對(duì)其做功，壓縮成為高壓的過(guò)熱蒸氣，再排入冷凝器中（提高壓力是為了使制冷劑蒸氣容易在常溫下放出熱量而冷凝成液體）。在冷凝器中利用冷卻水或空氣將高壓的過(guò)熱蒸氣冷凝成為液體并帶走熱量，制冷劑液體又從冷凝器底部排出。如此周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷。通常為了方便學(xué)生理解，在上課時(shí)，我們把壓縮機(jī)比喻成人的心臟，制冷劑比喻成人的血液。壓縮機(jī)的種類(lèi)形式多樣其結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜，如果僅依靠一塊黑板一根粉筆上課的教學(xué)手段，用教材上的圖片教材和掛圖，很難把壓縮機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)工作過(guò)程講清楚，如壓縮機(jī)系統(tǒng)的油路潤(rùn)滑系統(tǒng)，在上課時(shí)學(xué)生沒(méi)有見(jiàn)過(guò)壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅靠文字?jǐn)⑹鰧W(xué)生理解起來(lái)很費(fèi)勁。學(xué)生光靠書(shū)本上的圖也不容易了解復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的板書(shū)方法也無(wú)法表達(dá)出連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的壓縮機(jī)工作過(guò)程。

（2）另外堂教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐課程在時(shí)間和內(nèi)容上存在較大不同步脫節(jié)的現(xiàn)象。譬如，書(shū)本上重點(diǎn)講解開(kāi)啟式活塞壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)工作原理，目前的實(shí)際情況是開(kāi)啟式的活塞壓縮機(jī)在市場(chǎng)上基本淘汰沒(méi)有使用，市場(chǎng)上以半封閉式和全封閉式壓縮機(jī)為主。我們把建筑環(huán)境與能源技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的需要掌握的知識(shí)分為理論知識(shí)、技能知識(shí)和工程知識(shí)三部分，在目前的教學(xué)培養(yǎng)方案下，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生顯然掌握理論知識(shí)更牢固，而技能知識(shí)的培養(yǎng)僅僅在所附屬的實(shí)驗(yàn)課程上有所體現(xiàn)，對(duì)工程知識(shí)的培養(yǎng)僅僅在專業(yè)實(shí)習(xí)中接觸。在學(xué)校中實(shí)驗(yàn)課程成為“只看最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果”的驗(yàn)證性教學(xué)環(huán)節(jié)。而專業(yè)實(shí)習(xí)中對(duì)工程知識(shí)的培養(yǎng)，由于學(xué)生招生規(guī)模擴(kuò)大實(shí)習(xí)場(chǎng)地限制，實(shí)訓(xùn)老師往往一次帶很多的學(xué)生，學(xué)生都是進(jìn)行走馬觀花式的學(xué)習(xí)。

2.教學(xué)方法改進(jìn)及應(yīng)對(duì)措施

在制冷壓縮機(jī)教學(xué)過(guò)程中，可以對(duì)教學(xué)方法做出適當(dāng)調(diào)整，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在目前課堂教學(xué)高度信息化、多媒體化的大背景下，如何運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段取得理想的教學(xué)效果，對(duì)于制冷壓縮機(jī)的課堂教學(xué)，具有極其重要的意義。

首先，采用多元化的教學(xué)手段，活躍課堂氣氛，解決問(wèn)題一課程教學(xué)的難點(diǎn)，嘗試新的教學(xué)手段，采用教師自己根據(jù)目前最新的壓縮機(jī)發(fā)展制作的PPT課件教學(xué)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體教學(xué)提供的信息內(nèi)容要眼高于傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)，利用Flash 動(dòng)畫(huà)演示和GIF動(dòng)態(tài) 圖片可以將壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程等知識(shí)點(diǎn)更加形象生動(dòng)地呈現(xiàn)在課堂上。當(dāng)然，多媒體教學(xué)在上課時(shí)也存在一定的局限性。比如在使用多媒體上課的進(jìn)度一般比傳統(tǒng)的上課進(jìn)度要快，一張圖片一個(gè)動(dòng)畫(huà)有可能學(xué)生還沒(méi)有完全看清楚就結(jié)束了。

其次，在教學(xué)中把培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力作為重要目標(biāo)，以解決教學(xué)中面對(duì)的第二個(gè)問(wèn)題。在壓縮機(jī)的理論教學(xué)中我們只要求學(xué)生熟練掌握必要的和夠用的理論知識(shí)，對(duì)一些理論推導(dǎo)過(guò)程和公式只要求學(xué)生有所了解。比如對(duì)于各種類(lèi)型活塞壓縮機(jī)的工作原理及零件結(jié)構(gòu)、選型和運(yùn)行等知識(shí)要求學(xué)生熟練掌握，對(duì)壓縮機(jī)的力學(xué)分析計(jì)算、力學(xué)平衡研究等的理論知識(shí)則進(jìn)行合理刪減。

第三，為保證教學(xué)質(zhì)量，我們?cè)谏蠅嚎s機(jī)課時(shí)將一些比較小的零部件，在每節(jié)課最后10 分鐘讓學(xué)生分組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆卸。比如在上到全封閉式活塞壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)原理時(shí)，事先鋸開(kāi)幾臺(tái)全封閉壓縮機(jī)的外殼，在上課時(shí)分組讓學(xué)生自己動(dòng)手拆卸壓縮機(jī)的氣缸蓋，教師通過(guò)提問(wèn)，要求學(xué)生根據(jù)理論課時(shí)講到的知識(shí)，對(duì)照實(shí)物掌握不同形式活塞式壓縮機(jī)的吸、排氣工作原理，觀察其吸、排氣閥片的結(jié)構(gòu)，利用塞尺、游標(biāo)卡尺和千分尺等測(cè)量?jī)x表測(cè)量壓縮機(jī)的吸排氣閥厚度、氣缸內(nèi)徑等參數(shù)。通過(guò)這樣的教學(xué)方式，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度。

第四，使課后作業(yè)的形式更加豐富。對(duì)于相關(guān)專業(yè)的本科學(xué)生，制冷壓縮機(jī)學(xué)是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，僅僅掌握課后習(xí)題的解答不利于今后在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。因此，在課后習(xí)題之外，教師可分配一些思考類(lèi)的作業(yè)，使學(xué)生在課后能夠主動(dòng)回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，而不僅局限于解題及應(yīng)試。

3.結(jié)束語(yǔ)

制冷壓縮機(jī)是大多數(shù)制冷、環(huán)建專業(yè)本科生的必修課，從目前學(xué)生對(duì)制冷壓縮機(jī)相關(guān)知識(shí)的掌握情況以及課堂教學(xué)過(guò)程觀察，教學(xué)效果不理想。本文在總結(jié)制冷壓縮機(jī)教學(xué)過(guò)程中存在的，從課堂教學(xué)、綜合素質(zhì)提高、教學(xué)質(zhì)量調(diào)高以及課后作業(yè)形式四個(gè)方面提出了針對(duì)性的教學(xué)方法與應(yīng)對(duì)措施，使得學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，能夠扎實(shí)地掌握工程流體力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，并能熟練運(yùn)用相關(guān)理論解決實(shí)際工程應(yīng)用中的相關(guān)問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣華林，張瑋瑋.“985”院校課程認(rèn)知目標(biāo)達(dá)成度及國(guó)際比較[J].高等工程教育研究，2014（2）：75-79，116.

[2]薛斌，周冬香，熊振海.采用課程目標(biāo)達(dá)成度開(kāi)展基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)的嘗試[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（11）：113-114.

[3]劉煥衛(wèi)，高興奎，周秋淑.基于“卓越計(jì)劃”的制冷壓縮機(jī)教學(xué)改革[J].科技視界，2015（25）：79.

[4]李援朝.職業(yè)教育課程開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與教材規(guī)劃及典型案例實(shí)務(wù)全書(shū)[M].北京：中國(guó)教育出版社，2008.

[5]宋烈俠，楊承運(yùn).談精品課程建設(shè)與評(píng)估[J].高教研究，2005.6.

作者簡(jiǎn)介：

李康（1989-），男，博士，上海理工大學(xué)講師，研究方向：新能源汽車(chē)熱管理。