《汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修》信息化教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)踐
——以汽車空調(diào)原理單元為例

管衛(wèi)華，林用滿，簡(jiǎn)浩鈞

（廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能工程學(xué)院，廣東 廣州 510507）

為深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神，推進(jìn)教育信息化發(fā)展，加快教育現(xiàn)代化和教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)，教育部先后制定并印發(fā)了相關(guān)文件。2016 年6 月教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化“十三五”規(guī)劃》的通知中明確指出 教師信息化教學(xué)能力、學(xué)生信息素養(yǎng)要顯著提升；《關(guān)于印發(fā)國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案的通知》（國(guó)發(fā)〔2019〕4 號(hào)）中明確指出要建立健全信息化建設(shè)等辦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。2018 年 4 月教育部出臺(tái)的《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》指出，推動(dòng)教師樹立信息化教學(xué)理念，主動(dòng)適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)變革，積極開展信息化教學(xué)，全面提升信息化教學(xué)能力。配合貫徹落實(shí)教育規(guī)劃綱要和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011－2020 年）》，教育部自2010 年連續(xù)10 年舉行全國(guó)職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽和教學(xué)能力大賽，促進(jìn)教師將信息化教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂實(shí)施轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)常態(tài)，大大提高了職業(yè)院校教師信息化教學(xué)設(shè)計(jì)能力和課堂實(shí)施能力，促進(jìn)了信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。

筆者以省賽獲獎(jiǎng)作品《汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修》教學(xué)設(shè)計(jì)為例，展示汽車空調(diào)制冷原理信息化教學(xué)過程設(shè)計(jì)并實(shí)施到課堂教學(xué)中，有較強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

一、課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

實(shí)驗(yàn)研究，以50 km/h 的速度剎車，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間在車內(nèi)溫度為35℃時(shí)比車內(nèi)溫度為25℃時(shí)慢20%，也就是說，當(dāng)車內(nèi)溫度為25℃時(shí)，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為1.2 s，剎車距離為18 m，當(dāng)車內(nèi)溫度為35℃時(shí)，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間增加20%，即剎車距離增加3.6 m。這說明空調(diào)對(duì)駕駛員的反應(yīng)影響很大，大大影響行駛安全性。

國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)《汽車維修工（2019 年修訂）》中明確規(guī)定：中級(jí)工要求掌握汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修，包括空調(diào)系統(tǒng)組成與工作原理等；高級(jí)工要求掌握空調(diào)系統(tǒng)故障診斷排除，包括汽車空調(diào)制冷循環(huán)故障診斷等，可以看出汽車空調(diào)的制冷原理是汽車空調(diào)檢修的核心內(nèi)容之一。掌握汽車空調(diào)制冷原理，才能對(duì)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和排除，它在空調(diào)系統(tǒng)故障檢測(cè)過程中有很強(qiáng)的理論指導(dǎo)，能夠幫助維修技師快速找出故障，提高維修工作效率，客戶滿意度也隨之提高。

傳統(tǒng)的汽車空調(diào)制冷原理教學(xué)模式是這樣的：教師先通過視頻或圖片對(duì)制冷原理進(jìn)行講解，然后學(xué)生在臺(tái)架或整車上進(jìn)行實(shí)訓(xùn)?？照{(diào)臺(tái)架讓學(xué)生更能看清制冷部件，但與整車的聯(lián)系卻存在一定的差距；但由于整車中發(fā)動(dòng)機(jī)艙的緊湊性，學(xué)生不容易分清空調(diào)各部件和管路走向。傳統(tǒng)的汽車空調(diào)制冷原理教學(xué)模式（如圖1），教學(xué)效果存在如下問題：授課環(huán)境單一、教學(xué)信息資源缺乏；教學(xué)過程枯燥，導(dǎo)致學(xué)生主動(dòng)性和積極性差；教師只注重汽車空調(diào)制冷原理的講解，老師與學(xué)生之間的互動(dòng)少，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)效果；學(xué)生對(duì)制冷知識(shí)的掌握模糊，不能靈活應(yīng)用；未能與企業(yè)進(jìn)行較好的產(chǎn)教融合，學(xué)生對(duì)于汽車空調(diào)檢修的職場(chǎng)體驗(yàn)不深刻，無法滿足企業(yè)職業(yè)技能的需求。

圖1 汽車空調(diào)原理傳統(tǒng)教學(xué)模式

二、信息化教學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）信息化教學(xué)的重要性

教學(xué)質(zhì)量的好壞決定了高職院校質(zhì)量的優(yōu)劣，教師教學(xué)能力的高低決定了教學(xué)質(zhì)量的好壞，信息化教學(xué)設(shè)計(jì)能力能很好地體現(xiàn)教師教學(xué)能力。［1］所謂信息化教學(xué)，是以現(xiàn)代教育思想和理論為指導(dǎo)，運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)，開發(fā)教育教學(xué)資源，使教學(xué)過程得以優(yōu)化，以此提高學(xué)生信息素養(yǎng)、提高教學(xué)質(zhì)量的一種新型教育方式。［2］

信息化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比，無論是在空間上還是在時(shí)間上都能突破傳統(tǒng)教學(xué)限制，在教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)反思等內(nèi)容都有顯著的變化，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)潛能被大大激發(fā)，教學(xué)效率得以提高。

（二）學(xué)情分析

本課程是高職汽車檢測(cè)與維修專業(yè)二年級(jí)學(xué)生的核心課程，對(duì)汽車空調(diào)原理知識(shí)點(diǎn)和對(duì)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、技能狀態(tài)及學(xué)習(xí)特點(diǎn)進(jìn)行如下分析：

1.理論基礎(chǔ)

學(xué)生已掌握汽車空調(diào)系統(tǒng)組成及制冷系統(tǒng)的工作特征，對(duì)于汽車空調(diào)制冷原理的學(xué)習(xí)有較好的理論基礎(chǔ)。

2.技能現(xiàn)狀

學(xué)生已掌握空調(diào)控制面板的使用、制冷量的檢測(cè)等實(shí)操技術(shù)，知道了汽車空調(diào)檢修防護(hù)用具的使用及制冷性能的檢測(cè)。

3.學(xué)生特點(diǎn)

部分學(xué)生已慢慢習(xí)慣將手機(jī)應(yīng)用到課程的學(xué)習(xí)，比如查看任務(wù)、上傳作業(yè)、交流互動(dòng)等，對(duì)于老師的信息及任務(wù)安排，能做出較快反饋，但課上玩手機(jī)游戲的學(xué)生仍然存在。

（三）信息化技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)學(xué)生學(xué)情和課程內(nèi)容的需要，應(yīng)用如下信息化技術(shù)和資源：

1.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

依托藍(lán)墨云班課學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建《汽車空調(diào)系統(tǒng)檢修》的混合式教學(xué)課程平臺(tái)，用于開展教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)。

2.微視頻

將汽車空調(diào)工作原理等微視頻共享于課程平臺(tái)，供學(xué)生提前學(xué)習(xí)，并運(yùn)用在課堂中創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣。

3.動(dòng)畫

通過汽車空調(diào)工作過程動(dòng)畫，生動(dòng)形象展示汽車空調(diào)各部件的工作情況，提高學(xué)生興趣，也容易讓學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)，突出重點(diǎn)。

4.問卷網(wǎng)

通過問卷網(wǎng)收集問題，掌握學(xué)生存在的疑問，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容；課中學(xué)生發(fā)送問題，老師及時(shí)解決問題；互動(dòng)、答疑方便快捷。

5.手機(jī)直播

將實(shí)訓(xùn)情況實(shí)時(shí)展示到屏幕，與大家分享學(xué)習(xí)成果，隨時(shí)展示學(xué)生作業(yè)成果、小組互動(dòng)過程，使課堂變得生動(dòng)有趣。

6.VR

讓學(xué)生身臨其境觀察汽車空調(diào)系統(tǒng)各部件的情況，查看整車中看不到、且難拆卸的部件，還能觀察制冷劑在管道中流動(dòng)變化的情景，讓學(xué)生完全掌握汽車空調(diào)制冷原理，掌握某些故障產(chǎn)生的原因，解決難點(diǎn)問題。

（四）課程教學(xué)整體設(shè)計(jì)

為解決授課環(huán)境單一、教學(xué)信息資源缺乏等傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題，組建汽車空調(diào)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，對(duì)原來的教學(xué)方式進(jìn)行改革。

在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)性學(xué)習(xí)。課前要求學(xué)生主動(dòng)去搜集有關(guān)課堂教學(xué)內(nèi)容的案例，對(duì)相關(guān)的信息和資料進(jìn)行分析，對(duì)所學(xué)習(xí)的問題進(jìn)行思考，查詢資料，提出問題。課中進(jìn)行小組合作，依托信息技術(shù)應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，通過動(dòng)畫、微視頻、VR 技術(shù)等方式促使學(xué)生主動(dòng)積極完成任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和精神，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位。教學(xué)過程最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)建構(gòu)的目的。教師在整個(gè)教學(xué)過程中起組織、指導(dǎo)、幫助和促進(jìn)的作用。［3］課程教學(xué)整體設(shè)計(jì)如圖2。

圖2 教學(xué)過程整體設(shè)計(jì)

在課前導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生登錄學(xué)習(xí)空間，查看教學(xué)內(nèi)容PPT；汽車空調(diào)及其他視頻資源的學(xué)習(xí)；完成課前任務(wù)并上傳（以小組為單位）：上次課內(nèi)容的鞏固、與這節(jié)課相關(guān)的企業(yè)調(diào)研小視頻或音頻或案例的制作。教師上網(wǎng)檢查作業(yè)、評(píng)價(jià)，小組互評(píng)；學(xué)習(xí)平臺(tái)根據(jù)學(xué)習(xí)完成時(shí)長(zhǎng)、小組作業(yè)等按設(shè)定比例自動(dòng)生成學(xué)習(xí)成績(jī)；根據(jù)學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容；老師根據(jù)學(xué)生調(diào)研素材，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，將案例作為課堂引導(dǎo)案例。

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，老師根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)，總結(jié)有關(guān)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)相關(guān)的問題（問卷網(wǎng)），老師對(duì)問題進(jìn)行歸納總結(jié)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，通過動(dòng)畫引入案例，讓大家?guī)е鴨栴}進(jìn)入課程學(xué)習(xí)。小組討論汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中各部件中制冷劑的壓力和狀態(tài)情況，檢查學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備情況。老師根據(jù)小組討論與交流互動(dòng)情況，主要講解汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中制冷劑的狀態(tài)和壓力變化情況，闡述變化原因，各部件正常工作時(shí)的狀態(tài)。然后根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行小組實(shí)訓(xùn)，區(qū)別不同汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)；在整車上找出相應(yīng)部件，起動(dòng)空調(diào)通過制冷原理判斷各條管道的溫度是否正常，并討論其中制冷劑的狀態(tài)和壓力以及故障原因，并發(fā)現(xiàn)問題。針對(duì)學(xué)生在整車中蒸發(fā)器和膨脹閥不能觀察，也不易拆裝，制冷劑的狀態(tài)變化不能可視化的情況，利用VR 讓學(xué)生將整車與理論知識(shí)結(jié)合起來，突破難點(diǎn)。根據(jù)課前引導(dǎo)案例，專家對(duì)案例中汽車空調(diào)不夠冷的故障進(jìn)行分析及排除，實(shí)現(xiàn)校企結(jié)合。通過藍(lán)墨云班課進(jìn)行課后測(cè)，查看學(xué)生知識(shí)掌握情況，便于布置作業(yè)，完善學(xué)生課后知識(shí)。

在課后環(huán)節(jié)，上傳汽車空調(diào)故障案例，完成作業(yè)上傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)，結(jié)合企業(yè)工作案例，進(jìn)行小組討論，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及表達(dá)能力（課程具體時(shí)間分布如圖3）。

三、課堂教學(xué)實(shí)施成效與反思

（一）教學(xué)實(shí)施成效

通過該教學(xué)過程的實(shí)施，成效如下：

手機(jī)變成了主要的學(xué)習(xí)工具。每個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)環(huán)節(jié)中大部分時(shí)間都會(huì)用到手機(jī)，課前：任務(wù)的完成（手機(jī)上傳作業(yè)）、與老師的互動(dòng)（作為課前評(píng)分的依據(jù)之一）；課中環(huán)節(jié)：課前總結(jié)（手機(jī)考勤、查看成績(jī)排名）、問題總結(jié)（手機(jī)掃碼）、案例導(dǎo)入（手機(jī)筆記）、小組討論（手機(jī)直播或上傳討論結(jié)果）、內(nèi)容講解（手機(jī)思維導(dǎo)圖）、小組實(shí)訓(xùn)（手機(jī)搖一搖、手機(jī)直播）、小組匯報(bào)（手機(jī)搶答、隨機(jī)抽取、手機(jī)直播）、課后測(cè)（手機(jī)掃碼）等；課后：課后任務(wù)（手機(jī)查看及完成）。手機(jī)的使用在課堂上已經(jīng)成為一種習(xí)慣，改變了學(xué)生上課玩手機(jī)游戲、追劇、聽歌等不良習(xí)慣。

學(xué)生積極主動(dòng)性提高。教學(xué)設(shè)計(jì)中，將小組討論設(shè)計(jì)在老師講解內(nèi)容前，目的是讓學(xué)生根據(jù)平臺(tái)資源庫(kù)及互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行小組討論，對(duì)所給案例進(jìn)行分析說明，老師主要起到答疑解惑的作用，學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是被動(dòng)接受。

圖3 課程具體時(shí)間分布

學(xué)生知識(shí)掌握明顯提高。根據(jù)學(xué)生的測(cè)試結(jié)果和調(diào)查問卷顯示，將2018 級(jí)與2017 級(jí)學(xué)生相比，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣增長(zhǎng)25%，操作技能增長(zhǎng)20%，課堂滿意度提升了18%。學(xué)生知識(shí)掌握情況比2017級(jí)學(xué)生明顯提高，以汽車空調(diào)制冷原理課后測(cè)，題1 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)前管道中制冷劑狀態(tài)為例，2017 級(jí)1 班正確率為38.89%，2017 級(jí)2 班同學(xué)正確率為48.89%，2017 級(jí)3 班同學(xué)正確率為45.18%，2018 級(jí)1 班同學(xué)正確率為92.86%（如圖4和圖5）。

（二）教學(xué)反思

該教學(xué)單元的教學(xué)特色主要體現(xiàn)在：以學(xué)習(xí)者為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)積極性，以建構(gòu)主義為理論依據(jù)，以成果為導(dǎo)向，實(shí)施反向課程設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學(xué)；實(shí)施線上和線下相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)方式，教學(xué)時(shí)空得到擴(kuò)展，可以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。依托學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)和藍(lán)墨云班課發(fā)布學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)任務(wù)、實(shí)時(shí)檢查學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)成果，利用動(dòng)畫、視頻解析重點(diǎn)，通過VR 技術(shù)等虛擬技術(shù)破解難點(diǎn)，提升了教學(xué)質(zhì)量。

圖4 2017 級(jí)1 班同學(xué)課后測(cè)情況

圖5 2018 級(jí)1 班同學(xué)課后測(cè)情況

該部分每個(gè)任務(wù)都是通過微課、案例創(chuàng)設(shè)情境，與企業(yè)實(shí)際相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生興趣。教學(xué)過程中將學(xué)習(xí)資源、教學(xué)和評(píng)價(jià)平臺(tái)整合起來，最大程度發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的空間優(yōu)勢(shì)。

課前學(xué)生通過手機(jī)隨時(shí)隨地完成課前任務(wù)，預(yù)習(xí)新課內(nèi)容，及時(shí)與老師溝通交流，老師及時(shí)把握學(xué)生知識(shí)掌握情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，課上只需講解學(xué)生沒有掌握或沒有理解的內(nèi)容，針對(duì)個(gè)別問題單獨(dú)輔導(dǎo)，通過課后測(cè)根據(jù)學(xué)生知識(shí)掌握情況，布置不同課后任務(wù)，教學(xué)更有針對(duì)性，實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)。

課中老師公布個(gè)人和小組課前成績(jī)，既展開小組比拼，又鼓勵(lì)個(gè)人學(xué)習(xí)，使學(xué)生之間養(yǎng)成互幫互助、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的習(xí)慣，也充分發(fā)揮個(gè)人特長(zhǎng)。在小組討論環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)和班課資源，調(diào)動(dòng)大家積極性，討論老師給出的課程引導(dǎo)案例，各小組匯報(bào)后，老師及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，滿足不同班級(jí)學(xué)生的需求。老師完成講解后，學(xué)生又繼續(xù)進(jìn)行小組實(shí)訓(xùn)，通過手機(jī)直播的方式，便于老師監(jiān)督和小組間相互學(xué)習(xí)，可以避免學(xué)生不動(dòng)手或玩手機(jī)游戲的可能，讓全體同學(xué)動(dòng)起來。完成實(shí)訓(xùn)后，根據(jù)時(shí)間和內(nèi)容實(shí)際情況，隨機(jī)抽取小組進(jìn)行匯報(bào)，并進(jìn)行課后測(cè)和課堂評(píng)分。

課后，老師根據(jù)學(xué)生課上學(xué)習(xí)情況進(jìn)行區(qū)別化的任務(wù)布置，滿足不同水平學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，同時(shí)根據(jù)課程需要，邀請(qǐng)企業(yè)專家進(jìn)行線上點(diǎn)評(píng)。課程將線下面授與線上自學(xué)答疑緊密結(jié)合起來，合理利用信息化技術(shù)和手段有效解決了教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)習(xí)時(shí)間和空間得到有效拓展，滿足了不同學(xué)生個(gè)性化和差異化的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效率。

四、結(jié)語

信息化教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要多方面的支持和配合。首先，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)要充分認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)對(duì)教育的影響，加大信息化基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)費(fèi)投入，加強(qiáng)數(shù)字化校園的建設(shè)，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合；其次，要加強(qiáng)教師信息化團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，鼓勵(lì)教師團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)新教學(xué)資源和推進(jìn)在線課程平臺(tái)的建設(shè)，進(jìn)行資源整合，建立共享機(jī)制；最后，推動(dòng)信息化教學(xué)課堂的落地實(shí)施，實(shí)現(xiàn)真正的以信息化促進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新。