摘 要： 文章對(duì)制冷設(shè)備（包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置四大核心部件）進(jìn)行深入研究，制作完成壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置四大核心部件的三維實(shí)體仿真模型，運(yùn)動(dòng)多媒體教學(xué)手段將壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、零部件、拆裝過(guò)程仿真通過(guò)電腦呈現(xiàn)在學(xué)生面前，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，從而提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞： 制冷設(shè)備 虛擬模型 設(shè)備拆裝

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中采用計(jì)算機(jī)三維模型仿真教學(xué)已成為一個(gè)發(fā)展方向。在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，因?yàn)閽靾D或膠片是靜止的，無(wú)法連貫地演示制冷設(shè)備的拆裝過(guò)程，由此造成老師的講解困難和學(xué)生的理解困難，教學(xué)效果不理想。

壓縮機(jī)與冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置共稱(chēng)為制冷系統(tǒng)的四大部件，以上設(shè)備的講解一直是制冷專(zhuān)業(yè)的必備知識(shí)點(diǎn)，設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和拆裝過(guò)程是專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練的重點(diǎn)和難點(diǎn)，普通的理論講解很難使學(xué)生對(duì)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)快速掌握。

1.制冷設(shè)備三維實(shí)體模型的作用

開(kāi)發(fā)制冷設(shè)備三維實(shí)體模型有三個(gè)作用：第一，可以開(kāi)展多項(xiàng)制冷設(shè)備的技能訓(xùn)練，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室制冷設(shè)備數(shù)量的不足，消除拆裝過(guò)程對(duì)設(shè)備本身的不利影響，如果讓每個(gè)學(xué)生都到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拆裝，一是實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有這么多設(shè)備供學(xué)生拆裝，二是拆裝每臺(tái)設(shè)備的時(shí)間長(zhǎng)，如果輪流拆裝則會(huì)影響正常的教學(xué)進(jìn)程，三是會(huì)影響壓縮機(jī)等制冷設(shè)備的配合間隙，影響制冷設(shè)備的正常使用。第二，可以積極開(kāi)展虛擬仿真的技能訓(xùn)練，提高學(xué)生對(duì)虛擬仿真模型的掌握能力，發(fā)展學(xué)生的三維空間的想象能力，增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力。第三，將三維實(shí)體仿真模型應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)的技能實(shí)訓(xùn)，彌補(bǔ)制冷設(shè)備實(shí)訓(xùn)教學(xué)的不足。同時(shí)，制冷設(shè)備的三維模型開(kāi)發(fā)可以為專(zhuān)業(yè)教學(xué)的其他實(shí)景訓(xùn)練打下基礎(chǔ)，對(duì)高等院校技能人才和企業(yè)工程技術(shù)人員的培養(yǎng)均起到關(guān)鍵作用。

因此，專(zhuān)業(yè)教學(xué)亟待開(kāi)發(fā)制冷設(shè)備三維虛擬仿真模型，通過(guò)模型開(kāi)發(fā)，將壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、零部件及裝配順序表達(dá)清楚，提高專(zhuān)業(yè)教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.制冷設(shè)備三維仿真模型開(kāi)發(fā)的意義

開(kāi)發(fā)制冷設(shè)備三維模擬仿真模型的意義體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：第一，運(yùn)用制冷設(shè)備三維模擬仿真講解制冷專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容可以有效增強(qiáng)教學(xué)效果，避免傳統(tǒng)教學(xué)中使用掛圖帶來(lái)的弊端，使學(xué)生迅速掌握制冷設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備拆卸過(guò)程與裝配過(guò)程，為制冷設(shè)備實(shí)體的拆裝與設(shè)備的故障排除打下基礎(chǔ)。第二，使用制冷設(shè)備三維模擬仿真可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生往往對(duì)教學(xué)掛圖沒(méi)有興趣，特別是機(jī)械結(jié)構(gòu)掛圖，剖面線(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜，造成學(xué)生的識(shí)圖困難，采用三維實(shí)體仿真可以避免學(xué)生識(shí)圖上的困難。第三，運(yùn)用制冷設(shè)備三維模擬仿真可以為學(xué)生的實(shí)景教學(xué)打下基礎(chǔ)，有了三位實(shí)體仿真的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)制冷設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)有了全新認(rèn)識(shí)。第四，復(fù)雜問(wèn)題由繁化簡(jiǎn)，增強(qiáng)教學(xué)效果。同時(shí)，提高教師運(yùn)用多媒體手段教授專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，為教師開(kāi)展科研奠定良好基礎(chǔ)。

國(guó)家骨干校建設(shè)成果提供豐富的科研工作基礎(chǔ)，將國(guó)家骨干校建設(shè)成果應(yīng)用到專(zhuān)業(yè)教學(xué)中是今后制冷專(zhuān)業(yè)教研組工作的重點(diǎn)，其中如何融入先進(jìn)的教學(xué)方法與手段是建設(shè)成果實(shí)施的關(guān)鍵。建設(shè)成果的實(shí)施需要專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，人才培養(yǎng)模式已由過(guò)去的傳統(tǒng)教育方式逐漸向工學(xué)結(jié)合、頂崗實(shí)習(xí)的模式轉(zhuǎn)變，也就是說(shuō)，學(xué)生不能僅坐在課堂上學(xué)習(xí)，更要在真實(shí)的或是仿真的工作環(huán)境中獲取知識(shí)。

3.制冷設(shè)備三維實(shí)體仿真模型開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)三維的模型包括：活塞式壓縮機(jī)、水冷式冷凝器、蒸發(fā)器和熱力膨脹閥等三維模型。學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行制冷設(shè)備四大部件的三維實(shí)體仿真拆裝，實(shí)現(xiàn)模擬虛擬拆裝環(huán)境。要運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的職業(yè)教育設(shè)計(jì)理念，對(duì)制冷設(shè)備的三維模型進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

基于三維實(shí)體軟件Solid Works軟件環(huán)境下完成產(chǎn)品的三維模型設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括活塞式壓縮機(jī)的三維造型設(shè)計(jì)、螺桿壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、蒸發(fā)器與冷凝器三維模型分析、熱力膨脹閥的三維模型設(shè)計(jì)等，其中的三維模型設(shè)計(jì)必須根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況加以確定。

（1）形成完整的研究過(guò)程，選擇當(dāng)前具有代表性的制冷設(shè)備作為零件造型，然后進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析、工藝設(shè)計(jì)，最后實(shí)現(xiàn)虛擬仿真文件，包括活塞式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)、水冷式冷凝器、蒸發(fā)器與節(jié)流裝置熱力膨脹閥的模擬仿真模型，下圖為研究?jī)?nèi)容框圖。

（2）運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)理念，對(duì)形成的三維模擬仿真文件進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，使之適應(yīng)當(dāng)前職業(yè)教育的發(fā)展。多媒體課件本質(zhì)上是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，軟件工程中通常以流程圖的形式描述軟件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程。從總體上看，三維模型的教學(xué)設(shè)計(jì)包括軟件設(shè)計(jì)、軟件制作、課件設(shè)計(jì)和課件制作四個(gè)階段，前兩個(gè)階段已經(jīng)在三維設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)上完成，后兩個(gè)階段需運(yùn)用多媒體技術(shù)完成。三維實(shí)體軟件應(yīng)根據(jù)高職院校學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行三維模型的教學(xué)設(shè)計(jì)。

（3）實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。

在完成制冷設(shè)備三維實(shí)體構(gòu)建后，進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)實(shí)體虛擬拆卸與裝配，形成制冷設(shè)備可執(zhí)行仿真拆裝文件，有效實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。學(xué)生可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)一臺(tái)壓縮機(jī)進(jìn)行完整的拆裝，并且整個(gè)過(guò)程動(dòng)態(tài)可視，實(shí)現(xiàn)模擬真實(shí)的拆裝環(huán)境。拆裝課件通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)的對(duì)話(huà)。通過(guò)人機(jī)交互，可以輕松實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體虛擬仿真環(huán)境下的演示。

4.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)開(kāi)發(fā)制冷設(shè)備的三維實(shí)體仿真模型，可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。還可以應(yīng)用于專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練及教師教學(xué)科研、企業(yè)工程技術(shù)人員培訓(xùn)之中，真正實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)、科學(xué)研究、對(duì)外服務(wù)的一體化。同時(shí)，制冷設(shè)備的三維實(shí)體仿真模型的開(kāi)發(fā)還可以為開(kāi)展高校制冷專(zhuān)業(yè)課程的其他實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)，對(duì)高等院校技能人才和企業(yè)工程技術(shù)人員的培養(yǎng)均起到關(guān)鍵作用。

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