新能源汽車課程教學(xué)改革與探索

李淼林

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院 廣東廣州 510800

新能源汽車課程教學(xué)改革與探索

李淼林

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院 廣東廣州 510800

隨著我國(guó)新能源汽車的快速發(fā)展，新能源汽車課程逐漸成為車輛工程專業(yè)必修課程之一。對(duì)新能源汽車課程從教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)手段和實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了深入的研究與探索，為該課程的教學(xué)改革與發(fā)展指明方向，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

新能源汽車；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)

新能源汽車代表了世界汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，近年來(lái)，世界各國(guó)和汽車生產(chǎn)廠商投入巨資進(jìn)行新能源汽車的研發(fā)。大力發(fā)展新能源汽車，加快推進(jìn)新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，是我國(guó)有效應(yīng)對(duì)能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。我國(guó)投入大量資金研發(fā)新能源汽車，逐步實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型，不斷改變石油能源緊缺和環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，從而大幅度減少汽車尾氣污染，改善我國(guó)大中城市的空氣質(zhì)量。2009 年，中央財(cái)政部、科技部確定在北京、上海、重慶、杭州和武漢等13個(gè)城市開(kāi)展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作，并提出3年內(nèi)“十三城千輛”計(jì)劃。2009年2月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》，并在中央投資中安排100億元作為技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)改造專項(xiàng)基金支持重點(diǎn)汽車生產(chǎn)企業(yè)。2010年，我國(guó)首選上海、長(zhǎng)春、深圳、杭州、合肥5個(gè)城市進(jìn)行私人購(gòu)買節(jié)能與新能源汽車給予補(bǔ)貼的試點(diǎn)，這項(xiàng)補(bǔ)貼政策將推進(jìn)消費(fèi)者購(gòu)買新能源汽車的力度。2010年9月，國(guó)務(wù)院制定《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(2011-2020)》，其中明確了新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃總體目標(biāo)：到2020年，新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到500萬(wàn)輛；動(dòng)力電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到200 W.h/kg，成本降至1.5元/W.h；中/重度混合動(dòng)力乘用車占乘用車年產(chǎn)銷量的50%以上[1]。

面對(duì)我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展態(tài)勢(shì)和國(guó)家政策的積極引導(dǎo)，我國(guó)許多具有汽車專業(yè)的高校相繼開(kāi)設(shè)了新能源汽車課程，我校作為一所重在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的本科獨(dú)立學(xué)院，建校初，就成立了汽車工程學(xué)院。目前新能源汽車課程是汽車工程學(xué)院車輛工程專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)必修課程，筆者在該課程的講授過(guò)程中發(fā)現(xiàn)課程內(nèi)容存在一些問(wèn)題，以下從五個(gè)方面對(duì)新能源汽車課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式等進(jìn)行深入研究和探索。

1 修改教學(xué)計(jì)劃

新能源汽車課程最初為汽車節(jié)能與新能源技術(shù)，內(nèi)容包含汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能新技術(shù)、底盤節(jié)能新技術(shù)、車身節(jié)能新技術(shù)和新能源汽車新技術(shù)，重在講述節(jié)能新技術(shù)。而目前我國(guó)新能源汽車的快速發(fā)展更趨向于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，考慮到我校主要培養(yǎng)“重人品、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、有專長(zhǎng)”的創(chuàng)新應(yīng)用型人才，要求教學(xué)也應(yīng)大膽創(chuàng)新和與時(shí)俱進(jìn)，因此車輛工程教研室主任帶領(lǐng)大家修改車輛工程專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃，將課程名稱由汽車節(jié)能與新能源技術(shù)改為新能源汽車，使其內(nèi)容更加著重于電動(dòng)汽車的研究。將課程性質(zhì)由專業(yè)選修課改為專業(yè)必修課，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由原來(lái)的4學(xué)時(shí)增加到6學(xué)時(shí)，考核方式由原來(lái)的考查(論文)改為考核(考試)。

2 教材選用及教學(xué)內(nèi)容改革

新能源汽車作為一門新興的課程，具有大量豐富的教學(xué)資料和最新研究資料。結(jié)合我院的實(shí)際教學(xué)條件，在對(duì)該課程內(nèi)容進(jìn)行深入研究后，選用適合21世紀(jì)本科院校汽車類創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃的《新能源汽車技術(shù)》教材[2]。教學(xué)內(nèi)容也相應(yīng)增加一些最新的新能源汽車政策(試點(diǎn)補(bǔ)貼政策、電動(dòng)汽車基礎(chǔ)充電設(shè)施建設(shè)方案等)、關(guān)鍵技術(shù)(電動(dòng)汽車輕量化技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、電池充電技術(shù)等)、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及新車型實(shí)例，再輔以經(jīng)典電動(dòng)汽車實(shí)例分析。

3 實(shí)踐教學(xué)改革

新能源汽車課程是一門注重理論聯(lián)系實(shí)際的課程，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也越來(lái)越需要實(shí)踐動(dòng)手、綜合應(yīng)用方面具有較強(qiáng)能力的人才，因此課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，從而有效提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力[3]。實(shí)踐教學(xué)改革主要分為兩個(gè)方面。

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

修改實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和配套的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使新能源汽車課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目緊跟專業(yè)發(fā)展方向。鑒于新能源汽車課程綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)多學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的融合，因此增加了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)：熟悉他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式、調(diào)速原理和調(diào)速方法，并將電樞電壓調(diào)速和勵(lì)磁電流調(diào)速兩種方式進(jìn)行對(duì)比，得出不同的結(jié)論；分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn) “飛車”現(xiàn)象產(chǎn)生的原因與解決措施，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。增加了豐田普銳斯油電混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)與工作模式的實(shí)驗(yàn)。在熟悉豐田普銳斯(Prius)油電混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，分析混合動(dòng)力汽車不同工況下的工作模式，分析其動(dòng)力路線、能量流向和節(jié)能效果，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積極思考和動(dòng)手操作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中除要求學(xué)生得出正確的結(jié)論外，還要求他們將普銳斯(Prius)與傳統(tǒng)汽油車進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能的綜合比較，得出自己的結(jié)論，最后寫上各自的實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)。增加了純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能仿真的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)：熟悉某款純電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，確定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與選型，運(yùn)用MatLab/ Advisor軟件進(jìn)行動(dòng)力性能仿真與續(xù)駛里程仿真，將理論結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維能力[4]。

3.2 社會(huì)實(shí)踐改革

鼓勵(lì)、組織學(xué)生前往電動(dòng)汽車知名企業(yè)(花都東風(fēng)日產(chǎn)、深圳比亞迪等)參觀學(xué)習(xí)或?qū)嵙?xí)。使學(xué)生熟悉電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)等書本上學(xué)不到的知識(shí)，增強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車的了解和認(rèn)知。

4 教學(xué)方式、教學(xué)手段改革

選擇合適的教學(xué)方式，能夠提高教學(xué)質(zhì)量和課堂效率。教學(xué)內(nèi)容的不同，教學(xué)方法也需要相應(yīng)的改進(jìn)，為此筆者對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行了改革，使之與課程內(nèi)容相適應(yīng)。

4.1 采用啟發(fā)漸進(jìn)式的教學(xué)方式

新能源汽車不僅包含傳統(tǒng)汽車所涉及的知識(shí)點(diǎn)，而且還包含電化學(xué)等方面的知識(shí)點(diǎn)。隨著新能源汽車技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，將不斷加入新的內(nèi)容。若采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，將難以滿足社會(huì)和企業(yè)的用人需求。因此，需要采用啟發(fā)漸進(jìn)的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望和濃厚的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)[5]。例如：在講授燃料電池系統(tǒng)時(shí)，首先，從理論上講清楚質(zhì)子交換膜燃料電池的反應(yīng)機(jī)理、工作過(guò)程及其生成產(chǎn)物。其次，通過(guò)多媒體技術(shù)直觀、清晰地向?qū)W生展示質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)和組成等，使學(xué)生增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣；然后，利用啟發(fā)漸進(jìn)的教學(xué)方式向?qū)W生提問(wèn)：質(zhì)子交換膜燃料電池的正負(fù)極燃料如何獲??？燃料電池反應(yīng)生成的水應(yīng)如何處理？水起什么作用？讓學(xué)生深入思考，然后引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，分組討論獲取燃料的方法有哪些，水處理的措施有哪些等。

4.2 采用基于問(wèn)題的探究式教學(xué)方式

傳統(tǒng)的講授方式，采用系統(tǒng)地講解，課堂容量大，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)積極性不高。新能源汽車的教學(xué)內(nèi)容涉及知識(shí)點(diǎn)多且零散，因此需要教師合理組織教學(xué)內(nèi)容，使其與所學(xué)專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。為此筆者精心設(shè)計(jì)每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，精講多練[6]。

為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，筆者采用基于問(wèn)題的探究式教學(xué)方式，在教學(xué)的過(guò)程中，教師起引導(dǎo)作用，對(duì)課程中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析，并在教學(xué)過(guò)程中的每個(gè)單元結(jié)合電動(dòng)汽車的新研究方向或相關(guān)項(xiàng)目提出基于問(wèn)題的討論題目，分析學(xué)生需要掌握的知識(shí)要點(diǎn)，為學(xué)生推薦必要的參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生課后自己查閱資料，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析并解決實(shí)際問(wèn)題。例如：在講到電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池的充電方法時(shí)，提出我國(guó)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和對(duì)策的調(diào)研課題，讓學(xué)生課后一周內(nèi)查閱資料，撰寫課題研究報(bào)告并上交。在下次上課時(shí)，指定2名課題完成質(zhì)量高的學(xué)生作匯報(bào)。通過(guò)這種教學(xué)方式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高，達(dá)到“授人以漁”的目的。

4.3 采用案例引導(dǎo)的教學(xué)方式

新能源汽車的主要類型是電動(dòng)汽車，隨著近年來(lái)電動(dòng)汽車的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車的車型多樣化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可搜索到海量的電動(dòng)汽車廣告、視頻、圖片等資源。鑒于此，在教學(xué)過(guò)程中，穿插一些經(jīng)典的電動(dòng)汽車實(shí)例，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如：講到純電動(dòng)汽車時(shí)，引用比亞迪E6、榮威E50、日產(chǎn)聆風(fēng)等經(jīng)典實(shí)例[7]，通過(guò)邊播放視頻邊講解實(shí)例地介紹結(jié)構(gòu)組成、動(dòng)力性能、續(xù)駛里程、主要技術(shù)等。講到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車時(shí)，引用豐田Prius經(jīng)典款作實(shí)例分析，講解其動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、三大動(dòng)力部件的連接關(guān)系、動(dòng)力分離裝置—行星齒輪機(jī)構(gòu)的原理和Prius在不同工況下的工作模式，對(duì)比傳統(tǒng)汽油車，分析Prius節(jié)能效果及原因。通過(guò)案例引導(dǎo)的教學(xué)方式，可以使課程內(nèi)容簡(jiǎn)單生動(dòng)易懂，使學(xué)生更易理解和舉一反三，顯著提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

4.4 強(qiáng)化多媒體教學(xué)手段

由于該課程的專業(yè)知識(shí)具有跨學(xué)科特點(diǎn)，有些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生難以掌握，有些原理較為抽象。如電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和原理、燃料電池的工作原理、電動(dòng)汽車不同工況下的工作模式等都比較抽象，在沒(méi)有實(shí)物演示的前提下，學(xué)生不容易理解。因此在講授課程內(nèi)容時(shí)，采用多媒體動(dòng)畫和視頻演示的方式，簡(jiǎn)單形象直觀地展示零部件結(jié)構(gòu)與工作原理，加深學(xué)生的理解，使學(xué)生更快更易地掌握課程內(nèi)容[8]。

5 改進(jìn)考試考核方式

為了全面評(píng)價(jià)學(xué)生，將新能源汽車課程考核從期末論文改為平時(shí)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)和期末考試相結(jié)合的方式綜合評(píng)定學(xué)生成績(jī)，取平時(shí)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)和期末考試比例分別為30%，10%和60%。平時(shí)成績(jī)主要是將學(xué)生的出勤、課堂回答問(wèn)題、課后作業(yè)、調(diào)研報(bào)告等納入考核，實(shí)驗(yàn)成績(jī)是取實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告各占50%。為了避免出現(xiàn)僅靠死記硬背就能考高分，提高期末考試考核的質(zhì)量，可成立命題小組建立期末考試試題庫(kù)，使試題題型多樣和靈活，包括填空、選擇、名詞解釋、判斷、簡(jiǎn)答、分析、討論等題型，并加大實(shí)際應(yīng)用試題和開(kāi)放性試題的比例，充分反映學(xué)生對(duì)該門課程的綜合掌握能力。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新能源汽車課程教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實(shí)踐教學(xué)、考核方式等改革與探索，其目的在于提高新能源汽車課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才。實(shí)踐證明，新能源汽車教學(xué)改革，教學(xué)方法得當(dāng)、教學(xué)手段先進(jìn)、實(shí)驗(yàn)安排合理。在課時(shí)大量壓縮的同時(shí)，不僅基本教學(xué)內(nèi)容不減，而且教學(xué)效果良好，教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。同時(shí)，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

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New Energy Vehicle Course Teaching Reform and Exploration

Li Miaolin
Guangzhou College of South China University of Technology, Guangzhou, 510800, China

In recent years, with the rapid development of Chinese new energy vehicles,“new energy vehicle” course has gradually become one of the compulsory courses of Automobile Engineering major. “new energy vehicle” course conducted in-depth research and exploration in terms of teaching plan, teaching content, teaching methods and practice teaching, in order to indicate the direction of teaching reform and development of the course， improving teaching quality and teaching effectiveness of the course .

new energy vehicle; teaching reform; practice teaching

2014-09-09

李淼林，碩士，講師。

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目(編號(hào)：JY140312)。