虚拟仿真实验在制冷压缩机拆装教学改革中的应用

李玉苹

（山东华宇工学院 山东 德州 253000）

《教育的等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》《教育部关于深化本科教育教学改革，全面提高人才培养质量的意见》和《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》等多个政府颁布的文件要求教育教学改革应该更加重视实践活动，提高实践分数所占的比重。目前来看，众多大学在工科专业人才培养的过程中，都非常重视实践活动，不断提升实践学分的占比。早在2019年全国教育大会，就明确提出各种卓越计划，并且得到进一步的完善和发展。在此期间，工程教育专业的发展标准和教学改革方案也在逐步完善，始终保持以学生为主体的教学要求，坚持以产出为导向和持续改进的教学理念，要求全体学生参与一些复杂工程的建设活动，提高实践类课程的教学要求，提升学生的实践操作能力。

一、制冷压缩机拆装教学工作现状

1.制冷压缩机拆装实验内容要求

制冷压缩机拆装实验包含多个内容，教师会带领学生进行制冷系统核心部件的研究工作，完成制冷机的拆除、安装，分析研究制冷压缩机的各个零部件的功能作用和运行要求。这一实践课程主要针对两种制冷压缩机进行相应的讲解，使学生能深入了解活塞式制冷压缩机和螺杆式制冷压缩机的拆装要求、具体工作原理、工作特征和工作流程。这一课程能为相关专业的学生提供更多的专业知识，使同学能够完成专业课程中其他科目的学习，提升实践操作能力。

2.制冷压缩机拆装实验课程的模块设置

根据实际的教学课程要求，制冷压缩机拆装实验课程的模块设置非常重要，必须根据教学要求和教学目标，不断完善制冷压缩机拆装实验的具体环节，打造四个实验模块，包括活塞式制冷压缩机的整体拆卸和安装活动、分析研究活塞式制冷压缩机各个组件的特征和实际应用价值、完成螺杆式压缩机组的拆卸和安装活动、充分了解螺杆式压缩机各个零部件的特征和实际应用价值。在制冷压缩机拆装实验的教学改革中，学校可以将该实验和虚拟仿真实验项目完美结合起来，以提高教学效率和教学效果。[1]

3.虚拟仿真教学体系的组成模式

根据实验课程要求，研发压缩机拆装虚拟仿真教学体系，可以将该体系划分为两个部分，包括实际仿真教学体系和后端监管体系。在其前端的仿真学体系中，学生可自主选择活塞式制冷压缩机或螺杆式制冷压缩机的模拟仿真实验模式。在学习制冷压缩机拆卸和安装方法时，可以选择多种模式，前期可以选择学习模式和练习模式，后期则可以利用考核模式，检验自己的学习效果。这种可供学生自主选择的学习和实践操作模式，针对每个学生的特点，提升其实际学习和操作能力，强化了实际的教学效果。

在众多学习模式中，考核模式是至关重要的，不但能检验学生的学习情况，且能够使教师深入了解学生的实际学习情况，方便教师开展下一步的教学工作。在考核模式中，主要包含两个考核环节，考查学生的拆卸和安装能力。具体的操作环节非常简单，学生可以根据自己学习、掌握的知识，选择相应的拆卸顺序，在系统平台中选择自己需要的拆装工具，点击两下需要拆卸的组件，就可以完成拆卸工作。学生一旦忘记拆卸步骤或者不了解拆卸方法，可以选择“跳过”这一选项，暂时拆卸其他的零部件，这样不会影响整体的考核效果和考核进度。在学生按要求完成拆卸之后，系统中就会出现“提交”这一选项，学生点击该选项，就可以获得自己的考核分数。[2]考核结果，既可让学生了解自己的实际应用能力，还可让学生从中了解自己操作失误的具体步骤和对应的零件，改进实验方法。最终的考核结果会被传输到后台的监管系统中，方便记录和统计，教师也可以从中了解每个学生的学习情况，制定更加完善和有针对性的教学方案，提升教学改革的效果。

伴随我国科学技术的不断发展和进步，各高等院校已经开始在制冷压缩机拆装教学工作中加入虚拟仿真实验，不断开展教学改革工作，并取得了很好的效果。压缩机拆装虚拟仿真教学体系：学习模式—练习模式—考核模式逐渐形成并发挥作用。在这个教学体系中，学生可以自主选择学习步骤和学习次数，比如：在选择学习模式和练习模式时，学生可以根据实际情况选择手动操作方案或者自动操作方案，通过压缩机拆装学习，了解实际工作过程、拆卸方法和注意事项，在练习中提升实际操作能力。在前期学习过程中，教师可以组织学生完成学习模式和练习模式，学生也可以根据自己的学习和掌握情况，选择学习模式和练习模式，多次学习和练习之后，按最终的考核要求进入考核模式。在这个过程中，学生可以实时监控和掌握自己的学习情况，学习更多的压缩机拆卸知识，了解制冷压缩机各个组件的功能特征和具体应用要求，不断调整实践方案，提升自己的实际拆卸和安装能力。教师则可以通过后台的考核成绩了解学生的实际情况，通过整个系统的数据记录，分析研究模拟仿真实验的价值和作用，调整教学改革方案，提升实际的教学效果。

除了前端的模拟仿真操作实验系统，后台管理体系也至关重要。教师可以通过后台管理体系监管学生的实际操作能力和学习情况。后台的管理体系包含多个功能，限制学生操作次数，系统完成组织和管理工作，记录整合学生的考核成绩，进行整体分析。

后台管理体系具体的操作方法非常简单，相关工作人员可以直接应用筛选按钮，根据自己的实际需求在筛选面板中选择，管理者和实验教师可以在考核系统中查看学生的考核成绩，可按班级进行成绩筛选，也可直接查找学生的姓名、学号，了解其实际成绩，能够充分了解学生的学习效果。后台管理体系所记录的信息非常详细，不仅包含学生操作失误的具体步骤数量，还包含学生拆卸和安装过程中出现失误的具体情况和失误原因，使教师进一步了解学生在实际操作过程中出现的问题，不断改革教学方案和教学方法，提高教学效果及学生的实际操作能力。总而言之，在进行制冷压缩机拆装教学改革的过程中，应用虚拟仿真实验，不但能解决实验设备匮乏问题，还能使教师了解教学中出现的问题，了解学生的学习能力和经常出现错误的地方，进一步改进教学方案，提升实验课程教学效率。

4.应用虚拟仿真实验教学的意义

我国不断推进教学改革步伐，大学虚拟仿真实验教学项目获得了越来越多人的认可，大家可以通过多种渠道了解实验仿真课程，将虚拟仿真实验应用到各种实验课程中，为国家和社会打造更多实践型精英。

在制冷压缩机拆装教学改革过程中，应用虚拟仿真实验教学项目，能够使全体同学进入实验室，完成各种实验，不断提升动手能力。在整个教学体系中，动手实践十分重要，想要真正提升学生的动手能力，就要不断完善考核模式。整个操作过程包含三个部分：第一部分是考查学生的动手能力，这一部分占总成绩的40%；第二部分则是中间过程的考核，包括拆卸、安装压缩机的每一个零部件，解决拆卸、安装中出现的各种问题，这一部分占整体成绩的30%；第三部分则是实验后的总结，学生在完成一次次的试验操作之后，将自己的体会和新的认识以实验报告的形式写出来，能够体现学生的学习成果，这一部分占总成绩的30%。[3]

要想不断完善制冷压缩机拆装教学工作，就必须让虚拟仿真实验教学项目和实践操作项目结合起来。实验表明，虚拟仿真和实际操作能使学生更加了解制冷压缩机的相关知识，在反复的虚拟操作中提升操作能力，在发现问题和解决问题的过程中，深入掌握制冷压缩机的工作原理和特征，提升实际操作能力，解决实际工作中出现的疑难问题；使教师提高实践教学能力和效果。

二、制冷压缩机拆装实验课程教学的发展方向和具体要求

1.制冷压缩机拆装实验课程教学的发展方向

随着经济的快速发展，我国亟须大量的实践型号人才。山东华宇工学院将能源和动力工程专业人才培养的重点放在了实践课程上，以打造更多的高能力、高水平实践型人才。能源与动力工程专业的基础课程是热工、力学及机械科学理论，教学目的是使学生掌握能源的产出、转移和应用方案，学会利用动力系统和相关的应用技术，尽早达到节能减排要求，使学生毕业后能在众多领域发挥其实际效用。比如在制冷和低温控制工程中，发挥自己的能力。参与空调工程设计工作，深入研究制冷空调系统的各个环节，包括系统的安装工作、完成日常监控和开发工作、在了解制冷空调的各个性能的基础上完成地完成销售工作，从而成为各领域的实干精英。

2.制冷压缩机拆装实验课程教学具体要求

就目前的发展情况来看，活塞式制冷压缩机和螺杆式制冷压缩机应用得最多，因此制冷压缩机拆装实验主要针对这两种压缩机进行。学生在拆装过程中，可以深入了解压缩机的工作流程、结构特征、各零部件的作用，提升判断压缩机故障原因、解决压缩机故障问题的实际操作能力。

制冷压缩机拆装实验课程要求学生充分了解活塞式制冷压缩机拆卸、安装的具体要求，掌握活塞式制冷压缩机各个组件的结构特征和实际的工作方式；完全掌握螺杆式制冷压缩机各个组件的结构特征、实际的工作形式及要求。除此之外，想要达到该项目要求，参与制冷压缩机的拆装学习课程，学生还必须具备相关的基本知识，包括故障判断方法、故障解决方案、维修零部件方法等，为以后的工作奠定良好基础。[4]

三、结语

总而言之，制冷压缩机拆装教学改革应用虚拟仿真实验能够提升教学效果，在有限的条件下培养更多操作精英。从发展现状来看，各大院校已经开始将虚拟仿真实验应用于教学工作中。在制冷压缩机拆装实验课程中，教师可以根据实验仿真项目要求和现实要求进行教学工作，打造一个虚实结合的实验课程，使每位同学真正参与实践，在练习、学习中提升发现、解决疑难问题的能力，打造更多具备实践操作能力的精英，不断推动社会的发展和进步。