摘 要： 文章對制冷設備（包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置四大核心部件）進行深入研究，制作完成壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置四大核心部件的三維實體仿真模型，運動多媒體教學手段將壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置的內部結構、零部件、拆裝過程仿真通過電腦呈現(xiàn)在學生面前，以提高學生學習積極性，從而提高教學效率。

關鍵詞： 制冷設備 虛擬模型 設備拆裝

隨著計算機技術的發(fā)展，在專業(yè)課教學中采用計算機三維模型仿真教學已成為一個發(fā)展方向。在傳統(tǒng)教學方式中，因為掛圖或膠片是靜止的，無法連貫地演示制冷設備的拆裝過程，由此造成老師的講解困難和學生的理解困難，教學效果不理想。

壓縮機與冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置共稱為制冷系統(tǒng)的四大部件，以上設備的講解一直是制冷專業(yè)的必備知識點，設備的內部結構和拆裝過程是專業(yè)技能訓練的重點和難點，普通的理論講解很難使學生對設備的內部結構快速掌握。

1.制冷設備三維實體模型的作用

開發(fā)制冷設備三維實體模型有三個作用：第一，可以開展多項制冷設備的技能訓練，彌補實驗室制冷設備數(shù)量的不足，消除拆裝過程對設備本身的不利影響，如果讓每個學生都到實驗室進行拆裝，一是實驗室沒有這么多設備供學生拆裝，二是拆裝每臺設備的時間長，如果輪流拆裝則會影響正常的教學進程，三是會影響壓縮機等制冷設備的配合間隙，影響制冷設備的正常使用。第二，可以積極開展虛擬仿真的技能訓練，提高學生對虛擬仿真模型的掌握能力，發(fā)展學生的三維空間的想象能力，增強學生的綜合能力。第三，將三維實體仿真模型應用于專業(yè)的技能實訓，彌補制冷設備實訓教學的不足。同時，制冷設備的三維模型開發(fā)可以為專業(yè)教學的其他實景訓練打下基礎，對高等院校技能人才和企業(yè)工程技術人員的培養(yǎng)均起到關鍵作用。

因此，專業(yè)教學亟待開發(fā)制冷設備三維虛擬仿真模型，通過模型開發(fā)，將壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置的內部結構、零部件及裝配順序表達清楚，提高專業(yè)教學效率和學生的學習積極性。

2.制冷設備三維仿真模型開發(fā)的意義

開發(fā)制冷設備三維模擬仿真模型的意義體現(xiàn)在以下四個方面：第一，運用制冷設備三維模擬仿真講解制冷專業(yè)課內容可以有效增強教學效果，避免傳統(tǒng)教學中使用掛圖帶來的弊端，使學生迅速掌握制冷設備的內部結構、設備拆卸過程與裝配過程，為制冷設備實體的拆裝與設備的故障排除打下基礎。第二，使用制冷設備三維模擬仿真可以大大提高學生的學習積極性。學生往往對教學掛圖沒有興趣，特別是機械結構掛圖，剖面線錯綜復雜，造成學生的識圖困難，采用三維實體仿真可以避免學生識圖上的困難。第三，運用制冷設備三維模擬仿真可以為學生的實景教學打下基礎，有了三位實體仿真的學習，學生對制冷設備的總體結構有了全新認識。第四，復雜問題由繁化簡，增強教學效果。同時，提高教師運用多媒體手段教授專業(yè)知識的能力，為教師開展科研奠定良好基礎。

國家骨干校建設成果提供豐富的科研工作基礎，將國家骨干校建設成果應用到專業(yè)教學中是今后制冷專業(yè)教研組工作的重點，其中如何融入先進的教學方法與手段是建設成果實施的關鍵。建設成果的實施需要專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進行轉變，人才培養(yǎng)模式已由過去的傳統(tǒng)教育方式逐漸向工學結合、頂崗實習的模式轉變，也就是說，學生不能僅坐在課堂上學習，更要在真實的或是仿真的工作環(huán)境中獲取知識。

3.制冷設備三維實體仿真模型開發(fā)

開發(fā)三維的模型包括：活塞式壓縮機、水冷式冷凝器、蒸發(fā)器和熱力膨脹閥等三維模型。學生通過計算機進行制冷設備四大部件的三維實體仿真拆裝，實現(xiàn)模擬虛擬拆裝環(huán)境。要運用當前先進的職業(yè)教育設計理念，對制冷設備的三維模型進行教學設計。

基于三維實體軟件Solid Works軟件環(huán)境下完成產(chǎn)品的三維模型設計，內容包括活塞式壓縮機的三維造型設計、螺桿壓縮機的設計、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計等，其中的三維模型設計必須根據(jù)企業(yè)的實際情況加以確定。

（1）形成完整的研究過程，選擇當前具有代表性的制冷設備作為零件造型，然后進行裝配設計、運動分析、工藝設計，最后實現(xiàn)虛擬仿真文件，包括活塞式壓縮機、螺桿式壓縮機、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，下圖為研究內容框圖。

（2）運用當前先進的教學設計理念，對形成的三維模擬仿真文件進行教學設計，使之適應當前職業(yè)教育的發(fā)展。多媒體課件本質上是一種計算機應用軟件，軟件工程中通常以流程圖的形式描述軟件產(chǎn)品的設計與制作過程。從總體上看，三維模型的教學設計包括軟件設計、軟件制作、課件設計和課件制作四個階段，前兩個階段已經(jīng)在三維設計軟件平臺上完成，后兩個階段需運用多媒體技術完成。三維實體軟件應根據(jù)高職院校學生的特點進行三維模型的教學設計。

（3）實現(xiàn)人機互動。

在完成制冷設備三維實體構建后，進行三維動態(tài)實體虛擬拆卸與裝配，形成制冷設備可執(zhí)行仿真拆裝文件，有效實現(xiàn)人機交互。學生可以通過計算機對一臺壓縮機進行完整的拆裝，并且整個過程動態(tài)可視，實現(xiàn)模擬真實的拆裝環(huán)境。拆裝課件通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機的對話。通過人機交互，可以輕松實現(xiàn)三維實體虛擬仿真環(huán)境下的演示。

4.結語

通過開發(fā)制冷設備的三維實體仿真模型，可以調動學生的學習主動性，增強學習效果，提高教學質量。還可以應用于專業(yè)技能訓練及教師教學科研、企業(yè)工程技術人員培訓之中，真正實現(xiàn)專業(yè)教學、科學研究、對外服務的一體化。同時，制冷設備的三維實體仿真模型的開發(fā)還可以為開展高校制冷專業(yè)課程的其他實驗打好基礎，對高等院校技能人才和企業(yè)工程技術人員的培養(yǎng)均起到關鍵作用。

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