制冷基本技能实训综合性任务的设计及其应用

摘要：阐述了“直冷电冰箱制冷系统组装”综合性任务的设计要点，分析了任务是如何驱动学生主动学习。在制冷基本技能实训中，学生完成该任务，不仅可熟练掌握基本知识和技能，并且还会不断地获得成就感，这将更大地激发他们的求知欲望。

关键词：制冷基本技能实训；综合性任务；电冰箱制冷系统组装

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）05-0133-02

制冷基本技能实训的任务是使学生掌握与制冷设备专业相关的基本技能操作工艺，重点掌握制冷操作基本技能，为本专业其他课程的学习和具体项目操作技能的掌握打下坚实的基础。通过实训，要求学生达到的基本要求包括：熟悉小型制冷设备管道的加工工艺，熟练掌握割管、弯管、扩口和胀口等制冷管道加工技术；了解气焊工艺和电焊工艺，熟练掌握小型制冷设备管道的氧气—乙炔气焊操作技能；会使用制冷维修中常用的电子、电工仪表及制冷专用工具等。

在实训教学中，虽然在教学方法上，我们注重理论与实践相结合，讲解与示范相结合，集体指导与个别指导相结合，但仍感到存在的问题。主要是每个实训任务是一个过于具体的操作内容。例如，练习紫铜管的铜钎焊，我们要求学生完成的任务是在Φ6、8、10mm紫铜管之间进行同管径或异管径的低银钎焊，并进行银钎焊外观与质量分析。又如，为了掌握制冷剂加注组合工具的功能，我们要求学生利用加注组合工具在制冷剂瓶、真空泵和制冷实验装置间进行连接和观察。这些具体操作只停留在掌握技能本身的层面。由于任务太具体，学生不需要进行太多的思考及分析，只要在教师的示范和指导下完成即可，没有拓展的空间。学生学习的知识与技能是零碎的、孤立的。对这样的任务，学生没有兴趣，无法获得比较大的成就感，也就无法较好地调动学生的学习积极性。为此，我们设计了一个“直冷电冰箱制冷系统组装”的综合性任务。在掌握了相关专业知识与技能后，学生完成这个综合性任务，可取得较好的教学效果。

任务设计及实施

（一）任务描述

本次任务的总体目标是组装直冷式电冰箱制冷系统，并进行必要的安装效果检测。直冷式电冰箱制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器等组成。

为了让学生注意压缩机和冷凝器、蒸发器、毛细管的匹配问题，保证制冷系统运行工况符合冰箱制冷系统工况，我们提供压缩机和冷凝器，但要求学生自己选择铜管长度并制作外露蛇形管式蒸发器，确定毛细管的长度。在蒸发和冷凝系统上，设计有多个检测口、检测压力和温度信号。为观察系统内制冷剂的流动情况，供液管路上加装了视液镜。根据双门直冷式电冰箱实物结构，学生在模拟铁架内进行制冷系统的安装。压缩机置于下部，并做成较大的操作空间，便于调试、检测。钢丝盘管式冷凝器置于侧面。自制蛇形管式蒸发器安装在降温箱体内，上部为冷冻室，下部为冷藏室，运行时可模拟冰箱的运行工况，更适用于制冷系统的调试教学。

（二）任务分解及考核设计

教师进行工作任务设计时，要仔细推敲每个知识点、统筹兼顾，为学生设计、构造出一系列典型操作性任务，让学生在完成任务中掌握各种能力。为此，在学体目标的框架上，我们把总体目标进行细分，用数个系统化的小目标涵盖学习模块的要素，每一个小目标均成为一个阶段性的小任务，它们是总学习目标的具体体现。

在实际操作中，制冷工要使用各种类型的金属材料，工程中也经常对一些金属进行现场加工，都要应用到钳工及焊工技术。为了加强学生的钳工及焊工基本操作技能，要求他们根据尺寸利用型钢和板材制作一金属框架，为后续的安装做平台。

电冰箱是一个在一定工况条件下运行的完整封闭系统。在这个系统中，压缩机扮演了制冷系统中心脏的角色。制冷系统其他部件与压缩机制冷量匹配情况的优劣决定了电冰箱运行效能的高低。自行组装电冰箱制冷系统，在选择冷凝器、蒸发器的传热面积和毛细管的规格时，必须与压缩机做制冷量匹配。为了让学生明白这个道理，我们提供相关的资料供学生参考，并让他们自行制作外露蛇形管式蒸发器及确定毛细管的长度。

根据《直冷式电冰箱制冷系统图》，对压缩机及其他设备定位并进行管道连接。在安装过程中学生熟悉了小型制冷设备管道的加工工艺。

对制冷系统进行加压试漏、抽真空及充注制冷剂，完成调试作业，检验安装实训效果。由于学生还未进行家用电冰箱检修技能训练，所以这项任务主要由教师完成，学生进行观察。

在实训过程中，我们要求以2～4人为小组正确完成制冷系统的安装，在教师的指导下集体完成制冷系统的调试运行工作。实训中通过提问或实操对学生进行抽查和考核。

（三）任务设计要点

毛细管长度的确定 实际上市售电冰箱每一根毛细管都是凭经验设计的，凭经验或现成的毛细管尺寸定位模型初步估算毛细管的内径和长度。实训中，因为不知道从销售商获得的毛细管的内径大小，且实训台配用的压缩机功率（排气量）都不相同，通过毛细管与压缩机的匹配尺寸速算公式或者对照表的数据来确定毛细管的长度，往往不能得到很好的匹配。故我们通过实测法来确定。在冰箱冷凝器输出端焊接一个双尾干燥过滤器，干燥过滤器的工艺管焊接针阀，可与维修表阀连通以检测压力。干燥过滤器的毛细管端焊接约3.5～4m长的待测毛细管，毛细管的另一端敞开，压缩机工艺口与大气相通。毛细管内径的选取与系统使用的制冷剂有关，目前冰箱中使用的制冷剂主要有R600a、R134a两种。开启压缩机观察接在干燥过滤器上的压力表压力。对于R600a及R134a系统，此压力应分别在9.6～10.5kg/cm2、10.5～11.5 kg/cm2之间。若压力过高，可适当截短一些毛细管，其长度一般以300mm为调整单元。

外露蛇形管式蒸发器配管长度的确定 自制蒸发器选用外径8mm、壁厚0.5～0.6mm的紫铜管，主要是因其有利于焊接和加工。配管长度根据经验值确定。当冷冻室容量分别为20、35、50升时，长度分别约为3.3、5、6.8米；冷藏室容积分别为120、150升时，长度分别取2.4、2.9米（回气管除外）。也可应用估算法：由于电冰箱冷冻室深度基本固定在400～450mm，故其容积大小主要与其高度和宽度有关。冷冻室配管总长度为5倍的冷冻室上、下、左、右四壁周长。冷藏室绕管长度根据冷藏室容积大小确定，长度多在2～3m，即可达到冷藏温度0～10℃的要求。

降温箱体的制作 为配合降温调试作业，制作的金属框架上安装用真空双层玻璃做成的箱体，上部为冷冻室，下部为冷藏室。由于使用了双层玻璃结构，保温性能好，故运行时可模拟冰箱的运行工况，使其用于制冷系统的调试教学更具正确性。同时，通过透明的真空双层玻璃，可清晰地观看到蒸发器的结构和运行时的结霜情况。若条件不允许，也可选择一台结构符合自己设计要求的旧冰箱，用手提切割机切去电冰箱箱体表面面板，挖掉电冰箱的保温材料，留下电冰箱的框架结构。在完成自制蒸发器安装后，再在电冰箱箱体切去面板的地方镶上有机玻璃（或玻璃板）。

驱动学生主动学习

本次任务涉及家用电冰箱，是一个与学生经验相关的真实性任务。真实性的任务，可以使学生围绕着解决实际问题进行学习和理解，在完成任务的过程中，可以使学生逐步建立解决实际问题的方法。

在任务驱动过程中要进行有效的学习，探究活动是必不可少的。我们要求学生通过测试的方法确定毛细管的长度，通过经验值或估算来计算蛇形管蒸发器铜管总长度，也是为了在提出问题和解决问题的不断循环中驱动学生主动地学习。在完成测试和计算过程中，我们没有手把手地教，而是提供相关资料，让学生积极思考，通过任务分析，提出问题，然后，在实训中自己去探索。这既有利于调动学生的学习积极性，还有利于学生将原有知识库中相关的知识再现出来，从而完成新知识的意义建构。

任务驱动的方式，应是一种开放性的教学方式。例如，学生在进行压缩机及其他部件定位并进行管道连接时，我们只给出柜架要求，并不指明具置。保温箱体中怎样布置盘管式蒸发器、视液镜及检测口的位置，也交给学生自定。在制冷系统安装过程中，会出现多种故障。例如，压缩机的排气管（铜）与冷凝器进气管（铁）焊接时堵塞管道，毛细管插入干燥过滤器过深而引起堵塞，毛细管长度、蒸发器铜管长度选择不当引起制冷效果的恶化等。在实训过程中，我们允许学生犯错。学生通过故障现象观察分析及故障排除过程，克服了以往同类实训装置只能进行故障分析，不能对制冷系统常见故障进行实际维修操作的缺点，学生获得了宝贵的维修经验。开放式的教学能给学生以充分的探索时间与空间，让学生自己去理解、去发现、去解决，培养了发现问题及解决问题的能力。

在任务完成过程中，学生所获得的成就感是驱动学生继续学习的良好动机。由于学生还未进行家用电冰箱检修技能训练，不能独立完成对制冷系统的加压试漏、抽真空、充注制冷剂及调试作业。但检验实训效果却非常重要。教师应指导对每台“产品”进行调试作业，比较制冷效果，并点评各“产品”在设备、管路布置上的亮点及不足之处。教师积极的评价有利于激发学生学习热情，保持浓厚的学习兴趣，对学生的后续课程学习将产生强大的动力。

在制冷基本技能训练课程教学过程中，在教师的帮助下，学生紧紧围绕一个共同的任务，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的实训。实践证明，在完成任务的过程中，不仅可培养学生分析问题、解决问题所需的各种能力，而且学生还会不断地获得成就感，可更好地激发他们的求知欲望。

参考文献：

[1]劳动和社会保障部培训就业司.技工学校制冷与空调设备维修专业教学计划与教学大纲[Z].北京：中国劳动和社会保障出版社，2008：56.

[2]武文平.工作任务驱动法在技能实训教学中的应用[J].中国电力教育，2009（10上）：149-150.

[3]童蕾，陈超敏.对冰箱制冷系统中毛细管的探讨和分析[J].制冷技术，2004（3）：11-13，18.

[4]黄耿.谈谈电冰箱毛细管的选配方法[J].中国现代教育装备，2010（16）：97-98.

[5]孙余凯，项绮明，等.制冷电器故障检修技巧与实例[M].北京：人民邮电出版社，2005：104-106.

[6]周大勇.电冰箱结构原理与维修[M].北京：机械工业出版社，2011：129.

[7]傅璞.直观式冰箱示教仪的设计与制造[J].制冷与空调，2005，19（4）：50-51.

作者简介：

肖震（1971—），男，湖南长沙人，佛山市南海技师学院高级讲师，研究方向为制冷空调专业职业教育。