關于制冷壓縮機本科教學的反思

【摘要】制冷壓縮機是制冷及低溫工程、暖通空調等專業本科生的必修基礎課程。針對學院在制冷壓縮機本科教學中存在的問題開展分析，本文結合授課經驗、課程特點，針對本科生制冷相關基礎薄弱，對于制冷空調相關知識不熟悉等情況，提出了將專業概念用生活實例和數據解釋清楚，注重去專業化的引導等教學方式，并根據實際教學結果，提供了一些對有關制冷壓縮機課程本科教學的思考。

【關鍵詞】制冷壓縮機 ?本科教學 ?反思

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）43-0224-02

制冷壓縮機課程是我校能源與動力工程學院，制冷及低溫技術工程研究專業的一門必修課，通常在大三下班學期開設，該課程主要是培養本專業工作者基本素質的重要課程。通過學習該課程，使學生既能對各類制冷壓縮機有一較全面的了解，同時具備良好的適應壓縮機技術發展的能力。

通常在蒸氣壓縮式制冷裝置中，會選用各種不同類型的制冷壓縮機。它們是裝置中的關鍵核心設備，對系統的運行性能、噪聲、振動、使用壽命和節能有著決定性的作用。然而該課程內容龐雜，涉及往復式制冷壓縮機、滾動轉子式制冷壓縮機、渦旋式制冷壓縮機、螺桿式制冷壓縮機以及離心式制冷壓縮機等較多制冷壓縮機類型較多，而且包括壓縮機的工作原理、工作過程、發展趨勢，壓縮機基本結構， 主要零件特性主要應用要求， 簡單的評估、主要熱力性能參數的計算，容量調節方法與特點等諸多方面的學習內容，使得學生課程內容的學習和掌握存在一定的困難。針對制冷壓縮機課程的教學，很多學者在該課程教學過程及教學手段方面進行了研究[1-5]。

1.制冷壓縮機課程概況

1.1課程內容

制冷壓縮機是能源動力等專業中制冷及低溫工程方向的基礎課程，主要解決是制冷專業、暖通專業學生在學習制冷原理中有關其核心原件制冷壓縮機方面理論及應用所遇到的問題。該課程所需預備知識較多，學生需具備包括工程熱力學、傳熱學、制冷原理等方面的理論知識。制冷壓縮機課程的主要研究對象為制冷壓縮機，在大多數情況下，需要基于實際的應用場景，對制冷壓縮機的選型、制冷回路的設計等相關問題開展研究。

在筆者工作的上海理工大學，制冷壓縮機的教學內容包括：緒論、往復式制冷壓縮機、滾動轉子式制冷壓縮機、渦旋式制冷壓縮機、螺桿式制冷壓縮機、制冷壓縮機的容量調節、離心式制冷壓縮機等方面，此外還包括4學時壓縮機實驗環節。

1.2教學過程中存在的問題

在擔任制冷壓縮機課程助教期間，對所授專業的學生及授課教師進行了調研，并結合課堂教學過程的觀察，總結了目前教學過程中存在的問題。

（1）理論知識點的教學難度較大，學生接受能力有限。在上制冷壓縮機課之前，學生已經在前幾學期的“制冷與空調設備”、“制冷原理”、“流體力學”、“工程力學”等課程中對制冷空調的基本原理和壓縮機的基本理論知識有了一個感性的了解。而作為制冷空調系統四大件中最主要的壓縮機，它是整個制冷系統的核心。為了能連續不斷地制冷，需用壓縮機將已汽化的低壓蒸氣從蒸發器中吸出并對其做功，壓縮成為高壓的過熱蒸氣，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。如此周而復始，實現連續制冷。通常為了方便學生理解，在上課時，我們把壓縮機比喻成人的心臟，制冷劑比喻成人的血液。壓縮機的種類形式多樣其結構都很復雜，如果僅依靠一塊黑板一根粉筆上課的教學手段，用教材上的圖片教材和掛圖，很難把壓縮機內部的結構和動態工作過程講清楚，如壓縮機系統的油路潤滑系統，在上課時學生沒有見過壓縮機內部結構，僅靠文字敘述學生理解起來很費勁。學生光靠書本上的圖也不容易了解復雜的機械結構，傳統的板書方法也無法表達出連續的、動態的壓縮機工作過程。

（2）另外堂教學內容與實踐課程在時間和內容上存在較大不同步脫節的現象。譬如，書本上重點講解開啟式活塞壓縮機的結構工作原理，目前的實際情況是開啟式的活塞壓縮機在市場上基本淘汰沒有使用，市場上以半封閉式和全封閉式壓縮機為主。我們把建筑環境與能源技術應用專業的需要掌握的知識分為理論知識、技能知識和工程知識三部分，在目前的教學培養方案下，培養出來的學生顯然掌握理論知識更牢固，而技能知識的培養僅僅在所附屬的實驗課程上有所體現，對工程知識的培養僅僅在專業實習中接觸。在學校中實驗課程成為“只看最后實驗結果”的驗證性教學環節。而專業實習中對工程知識的培養，由于學生招生規模擴大實習場地限制，實訓老師往往一次帶很多的學生，學生都是進行走馬觀花式的學習。

2.教學方法改進及應對措施

在制冷壓縮機教學過程中，可以對教學方法做出適當調整，以激發學生學習的積極性。在目前課堂教學高度信息化、多媒體化的大背景下，如何運用現代化的教學手段取得理想的教學效果，對于制冷壓縮機的課堂教學，具有極其重要的意義。

首先，采用多元化的教學手段，活躍課堂氣氛，解決問題一課程教學的難點，嘗試新的教學手段，采用教師自己根據目前最新的壓縮機發展制作的PPT課件教學。隨著信息技術的不斷發展，多媒體教學提供的信息內容要眼高于傳統的板書教學，利用Flash 動畫演示和GIF動態 圖片可以將壓縮機的運動結構和工作過程等知識點更加形象生動地呈現在課堂上。當然，多媒體教學在上課時也存在一定的局限性。比如在使用多媒體上課的進度一般比傳統的上課進度要快，一張圖片一個動畫有可能學生還沒有完全看清楚就結束了。

其次，在教學中把培養學生的綜合素質能力作為重要目標，以解決教學中面對的第二個問題。在壓縮機的理論教學中我們只要求學生熟練掌握必要的和夠用的理論知識，對一些理論推導過程和公式只要求學生有所了解。比如對于各種類型活塞壓縮機的工作原理及零件結構、選型和運行等知識要求學生熟練掌握，對壓縮機的力學分析計算、力學平衡研究等的理論知識則進行合理刪減。

第三，為保證教學質量，我們在上壓縮機課時將一些比較小的零部件，在每節課最后10 分鐘讓學生分組進行現場拆卸。比如在上到全封閉式活塞壓縮機的結構原理時，事先鋸開幾臺全封閉壓縮機的外殼，在上課時分組讓學生自己動手拆卸壓縮機的氣缸蓋，教師通過提問，要求學生根據理論課時講到的知識，對照實物掌握不同形式活塞式壓縮機的吸、排氣工作原理，觀察其吸、排氣閥片的結構，利用塞尺、游標卡尺和千分尺等測量儀表測量壓縮機的吸排氣閥厚度、氣缸內徑等參數。通過這樣的教學方式，可以提高學生的學習興趣，加深對專業知識的掌握程度。

第四，使課后作業的形式更加豐富。對于相關專業的本科學生，制冷壓縮機學是重要的專業基礎課，僅僅掌握課后習題的解答不利于今后在相關專業領域的發展。因此，在課后習題之外，教師可分配一些思考類的作業，使學生在課后能夠主動回顧相關知識點，而不僅局限于解題及應試。

3.結束語

制冷壓縮機是大多數制冷、環建專業本科生的必修課，從目前學生對制冷壓縮機相關知識的掌握情況以及課堂教學過程觀察，教學效果不理想。本文在總結制冷壓縮機教學過程中存在的，從課堂教學、綜合素質提高、教學質量調高以及課后作業形式四個方面提出了針對性的教學方法與應對措施，使得學生通過該課程的學習，能夠扎實地掌握工程流體力學的相關知識，并能熟練運用相關理論解決實際工程應用中的相關問題。

參考文獻：

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

[2]薛斌，周冬香，熊振海.采用課程目標達成度開展基礎化學教學評價的嘗試[J].科技創新導報，2014（11）：113-114.

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

[4]李援朝.職業教育課程開發設計與教材規劃及典型案例實務全書[M].北京：中國教育出版社，2008.

[5]宋烈俠，楊承運.談精品課程建設與評估[J].高教研究，2005.6.

作者簡介：

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