“動力電池及管理系統(tǒng)”教學(xué)設(shè)計與實施

摘?要：“動力電池及管理系統(tǒng)”教學(xué)設(shè)計與實施，以建構(gòu)主義教育為理念[1]，以學(xué)生為中心、以1+X證書要求為指引，構(gòu)建實踐認知、理論、虛擬仿真、實操有序銜接教學(xué)模式，大量融入討論、思維導(dǎo)圖等自主學(xué)習(xí)思考過程。根據(jù)教師情況學(xué)生情況，將建構(gòu)主義教學(xué)理論與傳統(tǒng)講授式教學(xué)理論有機融合，切實解決學(xué)習(xí)跨度大、設(shè)備少、高風(fēng)險教學(xué)難題，突出學(xué)生主體地位，全面提升教學(xué)質(zhì)量。本文介紹該課程中，動力電池管理系統(tǒng)模塊教學(xué)分析、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施。

關(guān)鍵詞：動力電池;管理系統(tǒng);教學(xué)設(shè)計

1 總體教學(xué)設(shè)計

1.1 教學(xué)目標確定

高等職業(yè)教育以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為導(dǎo)向，課程目標既要與地方產(chǎn)業(yè)緊密對接，促進就業(yè)，又要保證學(xué)生具備職業(yè)遷移能力和廣泛的適應(yīng)性[2]。“動力電池及管理系統(tǒng)”模塊教學(xué)目標，依據(jù)教育部2019年發(fā)布汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)教學(xué)標準，結(jié)合1+X證書等級標準（中車行），緊扣學(xué)校專業(yè)人才培養(yǎng)方案，參考廣汽新能源汽車有限公司、小鵬汽車等公司崗位需求，考慮學(xué)生就業(yè)崗位拓展性，重新修訂節(jié)能與新能源汽車課程標準，制定“動力電池及管理系統(tǒng)”模塊教學(xué)目標為，三掌握、三能夠、三形成教學(xué)，具體如下：

知識目標為掌握動力電池原理與結(jié)構(gòu)（難點），掌握動力電池管理系統(tǒng)功能，掌握充電系統(tǒng)原理（難點）。技能目標為能檢測動力電池箱（重點），能正確操作高壓系統(tǒng)（重點），能排除充電系統(tǒng)故障。素質(zhì)目標為形成安全意識，形成良好職業(yè)習(xí)慣，形成團隊精神。

廣汽新能源汽車有限公司等企業(yè)服務(wù)崗位要求，掌握動力電池更換保養(yǎng)，狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取?？紤]學(xué)生就業(yè)崗位可向電池包檢測、動力電池管理系統(tǒng)試驗、充電設(shè)備管理服務(wù)等崗位遷移，增加動力電池失效原因、動力電池監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、動力電池管理系統(tǒng)、動力電池充電管理等內(nèi)容，拓寬學(xué)生知識面，奠定職業(yè)拓展基礎(chǔ)。

1.2 學(xué)情教情分析

以學(xué)生為中心的建構(gòu)主義教學(xué)理論，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，分析學(xué)生基本情況，是設(shè)計教學(xué)過程的重要依據(jù)，是確保因材施教的基礎(chǔ)，對數(shù)字資源容易接受并有好奇心，但使用不當。通過統(tǒng)計高職學(xué)生互聯(lián)網(wǎng)使用數(shù)據(jù)，結(jié)果表明高職學(xué)生使用手機上網(wǎng)，主要是利用微信進行情感交流，在短視頻等平臺觀看短視頻，玩手機游戲，使用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的學(xué)生少之又少，50%學(xué)生具備學(xué)習(xí)相關(guān)信息搜索能力[3]。自我控制及鉆研能力方面，仝玉琴等調(diào)查分析數(shù)據(jù)中，關(guān)于“學(xué)習(xí)中遇到晦澀難懂問題，能鍥而不舍的解決問題”問題，其中46.71%被調(diào)查者回答“經(jīng)常能解決”，5329%被調(diào)查者回答不能鍥而不舍的解決問題[4]。調(diào)查結(jié)果顯示學(xué)生自我控制能力鉆研能力薄弱，學(xué)習(xí)過程中遇到難題，不能主動積極花時間，去解決問題，進而放棄。學(xué)習(xí)主動性不高，課內(nèi)外作業(yè)需要推動。不喜歡抽象概念，喜歡通俗易懂講解。學(xué)生主要特點是動手能力強。

教師熟悉傳統(tǒng)教學(xué)模式，即教學(xué)目標確定、學(xué)情分析、確定教學(xué)內(nèi)容教學(xué)理念、設(shè)計教學(xué)過程、評價分析。傳統(tǒng)教學(xué)模式具有很多優(yōu)點，也具有一些缺點，強調(diào)教師是課程主導(dǎo)者，突出教師的講授過程，講授方法。對學(xué)生參與互動等關(guān)注較少，主要教學(xué)過程是圍繞“講授”展開，對學(xué)生的自我學(xué)習(xí)過程設(shè)計較少[5]。

“動力電池及管理系統(tǒng)”模塊課程授課對象為汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)（斯堪尼亞班）二年級學(xué)生，生源為普通高中畢業(yè)生。學(xué)生的知識基礎(chǔ)為，已學(xué)習(xí)鉛酸蓄電池、掌握化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)，沒有學(xué)習(xí)過動力電池相關(guān)晶體結(jié)構(gòu)知識，電工技術(shù)課程中學(xué)習(xí)過基爾霍夫電壓電流定律、直流穩(wěn)壓電源、相關(guān)知識，電子技術(shù)課程中學(xué)習(xí)過電子元器件、放大電路、邏輯電路、觸發(fā)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換等。課前調(diào)查69%學(xué)生上課前沒有見過動力電池及車載充電機。

技能基礎(chǔ)為能使用萬用表、示波器、鉗式電流表等常用電工工具，步具備汽車電路圖識讀能力，能處理常見的斷路、短路、虛接等故障。能正確使用扭矩扳手、氣動扳手、電動扳手、百分表等機械工具，完成機械部件安裝拆卸檢測工作。

學(xué)生認知基礎(chǔ)為調(diào)查問卷顯示94.87%學(xué)生，接受“實、理、虛、實”融合教學(xué)模式，感性認識缺乏的學(xué)生。

1.3 教學(xué)內(nèi)容分析

依據(jù)人才培養(yǎng)方案、課程標準、新能源汽車典型工作崗位任務(wù)分析以及教學(xué)目標，考慮學(xué)生未來就業(yè)崗位遷移等因素，將職業(yè)教育新業(yè)態(tài)教材《新能源汽車技術(shù)》、十二五規(guī)劃《電動汽車動力電池及電源管理》，整合成八個項目[6]，動力電池及管理系統(tǒng)是模塊三，該模塊將關(guān)聯(lián)度高，有遞進關(guān)系的動力電池管理與充電系統(tǒng)，整合成一個項目八個任務(wù)動力電池原理與結(jié)構(gòu)、動力電池監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、動力電池上下電管理、動力電池熱管理、動力電池更換、動力電池檢查、動力電池交流充電、動力電池直流充電。

其中動力電池原理與結(jié)構(gòu)、動力電池監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、動力電池上下電管理、動力電池熱管理，增加講授內(nèi)容和深度，為學(xué)生將來職業(yè)遷移做準備，為學(xué)生未來從事動力電池系統(tǒng)試驗、電力電池成組等工作，奠定基礎(chǔ)。動力電池更換、動力電池檢查、動力電池交流充電，滿足目標就業(yè)崗位，新能源汽車服務(wù)崗位工作需求。

高職院校教育目標為培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才，高素質(zhì)是人才培養(yǎng)的重點，培養(yǎng)技術(shù)技能的同時，應(yīng)落實中央部署，增強專業(yè)課的價值取向引領(lǐng)，教書更要育人的作用，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的統(tǒng)一[7]。

“動力電池及管理系統(tǒng)”模塊教學(xué)中，選取《大國汽車工匠》等與專業(yè)知識技能相關(guān)思想政治內(nèi)容，融入專業(yè)課程教學(xué)。將“立德樹人”指導(dǎo)思想落到實處，提升汽車檢測與維修技術(shù)專業(yè)學(xué)生的思想政治素質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生形成社會核心價值觀，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神[9]。

1.4 教學(xué)理念與策略

根據(jù)以上學(xué)生情況分析，學(xué)生使用手機觀看短視頻時間較長，教學(xué)過程中適當導(dǎo)入趣味性教學(xué)短視頻。學(xué)生自我控制能力鉆研能力薄弱，采用動畫、模型、仿真、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，降低難度，化復(fù)雜為簡單，學(xué)生具備一定量基礎(chǔ)知識技能，其學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)效果會逐步提高，實施建構(gòu)主義教學(xué)，教師收集、選擇合適難度的資源，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，支持學(xué)生主動探索，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)，確保因材施教。

教師情況分析，實施建構(gòu)主義教學(xué)理論，教師應(yīng)從講授主導(dǎo)型向建設(shè)者、幫助者、推動者轉(zhuǎn)變。教師要選擇合適的教材、教學(xué)方法、組織實訓(xùn)設(shè)備、教學(xué)軟件等教學(xué)資源，建設(shè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺，推動學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計師生、生生互動環(huán)節(jié)，通過討論分析實現(xiàn)知識技能內(nèi)化，運用內(nèi)化知識技能解決實際問題，實現(xiàn)知識技能外化。做到因材施教，改進學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提升受教育者方法能力和綜合素質(zhì)。

“動力電池及管理系統(tǒng)”模塊教學(xué)設(shè)計，遵循以“以學(xué)生為中心”的建構(gòu)主義教學(xué)理念，以學(xué)校現(xiàn)有軟硬資源為基礎(chǔ)，以學(xué)情分析為指引，選取建構(gòu)主義為主體、傳統(tǒng)教學(xué)模式為輔的融合式教學(xué)模式。

根據(jù)課前調(diào)查69%學(xué)生課前沒有見過動力電池及充電機，課程導(dǎo)入部分加入實踐認知環(huán)節(jié)，利用自制水果電池、單體電池、動力電池總成，幫助學(xué)生建立，對教學(xué)內(nèi)容感性認識，以1+X證書要求課程內(nèi)容為理論基礎(chǔ)，以專業(yè)省級實訓(xùn)基地建設(shè)虛擬仿真軟件、VR虛擬現(xiàn)實為虛，以省品牌專業(yè)建設(shè)“新能源汽車實訓(xùn)基地”為實。構(gòu)建實踐認知、理論、虛擬仿真、實操有序銜接教學(xué)模式，切實解決學(xué)習(xí)跨度大、設(shè)備少、高風(fēng)險教學(xué)難題，突出學(xué)生主體地位，全面提升教學(xué)質(zhì)量。

教學(xué)過程分為“認理虛實”四個階段，課前探索采用教學(xué)短視頻，課中設(shè)計討論匯報、仿真探究、實操訓(xùn)練、小組數(shù)據(jù)分析、總結(jié)內(nèi)化等自主學(xué)習(xí)階段，課后通過教學(xué)平臺發(fā)布復(fù)習(xí)、預(yù)習(xí)內(nèi)容。

1.5 教學(xué)資源及信息化手段

為實現(xiàn)預(yù)定教學(xué)目標，解決實操設(shè)備數(shù)量少、動力電池高電壓高風(fēng)險，實現(xiàn)“認理虛實”教學(xué)模式。在新能源汽車實訓(xùn)基地，建有具有實踐認知、多媒體展示、結(jié)構(gòu)展示功能的實踐認知理論教學(xué)區(qū)。建有虛擬仿真+實操設(shè)備融合式虛實教學(xué)區(qū)，學(xué)生在終端電腦進行虛擬訓(xùn)練，訓(xùn)練過程直接傳輸?shù)綄嵱?xùn)臺架，實訓(xùn)臺架與虛擬仿真軟件同步動作。虛實教學(xué)區(qū)配備24臺電腦及配套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、實訓(xùn)臺架6臺、車輛2臺。

2 教學(xué)實施過程

依據(jù)學(xué)情分析、教師分析、課程標準，制定16課時課程學(xué)習(xí)任務(wù)，授課班級分成4個小組，在教師引導(dǎo)下，開展學(xué)習(xí)活動。教學(xué)活動按照“課前探索、課中導(dǎo)學(xué)、課后鞏固”的流程進行。

2.1 課前探索

教師使用超星平臺提前在教學(xué)平臺上發(fā)布金屬離子化傾向等自學(xué)資源，學(xué)生自主預(yù)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)后網(wǎng)絡(luò)考核，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺具備批改、統(tǒng)計、分析功能，教師借助平臺推動學(xué)生學(xué)習(xí)和個性化指導(dǎo)。

2.2 課中導(dǎo)學(xué)

（1）實踐認知。根據(jù)學(xué)生自主鉆研能力分析情況，設(shè)計水果電池、直流穩(wěn)壓電源模塊等實踐認知實驗，單體電池、結(jié)構(gòu)原理展示模型，幫助學(xué)生建立授課內(nèi)容的感性認識，降低學(xué)習(xí)難度，為后續(xù)內(nèi)容鋪墊。

（2）理論講授。依托學(xué)?，F(xiàn)有新能源汽車云立方教學(xué)平臺及國家新能源汽車教學(xué)資源庫，使用多媒體教學(xué)資源，講授抽象理論知識，突破重難點。堅持以學(xué)生為中心，采用小組討論，自主探究等教學(xué)方法發(fā)現(xiàn)和解決問題，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程。

（3）虛擬仿真。針對動力電池、充電機電壓高、操作存在高風(fēng)險，設(shè)備臺套數(shù)少，單生操作時間短，學(xué)生對數(shù)字媒體易于接受，設(shè)計虛擬仿真、VR虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練環(huán)節(jié)，降低風(fēng)險、提高訓(xùn)練效果。

（4）實操練習(xí)。通過虛擬仿真練習(xí)的學(xué)生，分配工作任務(wù)，在虛實練習(xí)區(qū)域?qū)嵅?，“做中學(xué)，學(xué)中做”，驗證理論和虛擬仿真學(xué)習(xí)結(jié)果。

2.3 課后鞏固

通過超星教學(xué)平臺，發(fā)布課后作業(yè)練習(xí)，學(xué)生提交作業(yè)，教師評價，企業(yè)評價。教師在平臺進行答疑和學(xué)習(xí)拓展。單次課教學(xué)過程見圖2。

2.4 教學(xué)評價

依據(jù)課程目標本課程重點考核動力電池管理系統(tǒng)、交直流充電故障檢測能力。課程成績由過程考核和期末成績組成。

課程成績=過程考核（50%）+期末考核（50%）。

過程考核=課前探索（20%）+課中評價（50%）+課后鞏固（30%）。

過程考核在超星教學(xué)平臺進行，結(jié)合學(xué)生實操時的任務(wù)表現(xiàn)和老師的評分，教學(xué)平臺自動生成成績單，形成學(xué)生理論知識評價和實操能力的評價。

電腦自動生成蜘蛛網(wǎng)式綜合能力評價表，不但可以從評價表中看到學(xué)生的整體情況，還能更好地分析學(xué)生個人情況。

3 教學(xué)實施成效

教學(xué)實施后與上屆相比，動力電池管理檢測、充電控制等重難點成績明顯提升與上屆相比，學(xué)生反饋學(xué)習(xí)難度降低、收獲多。

4 結(jié)語

本文根據(jù)教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容分析、學(xué)情分析，將建構(gòu)主義教學(xué)理論和傳統(tǒng)教學(xué)理論結(jié)合，教學(xué)過程為課前探索、課中引導(dǎo)、課后鞏固，設(shè)計討論匯報、仿真探究、實操訓(xùn)練、數(shù)據(jù)分析等教學(xué)環(huán)節(jié)。課程改后學(xué)生反映學(xué)習(xí)難度降低，學(xué)習(xí)效果較好。

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項目：第一批廣州市高等職業(yè)教育校企合作示范學(xué)院項目—廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院斯堪尼亞學(xué)院建設(shè)成果

作者簡介：徐立平（1981—?），男，漢族，黑龍江大慶人，本科，高級職稱，研究方向：汽車電控技術(shù)、職業(yè)教育。