高職新能源汽車技術(shù)教學(xué)內(nèi)容與方法探索

金 雷 張麗麗 修玲玲 朱尚功

（遼寧省交通高等專科學(xué)校，遼寧 沈陽 110122）

高職新能源汽車技術(shù)教學(xué)內(nèi)容與方法探索

金 雷 張麗麗 修玲玲 朱尚功

（遼寧省交通高等?？茖W(xué)校，遼寧 沈陽 110122）

新能源汽車處于高速發(fā)展期，其維修、保養(yǎng)等售后環(huán)節(jié)是高職教育領(lǐng)域的新方向。然而，當(dāng)前相關(guān)教學(xué)處于探索性階段，尚無統(tǒng)一的、明晰的教學(xué)體系及方法，嚴(yán)重阻礙了新能源汽車售后階段人才的培養(yǎng)。因此，本文對高職領(lǐng)域新能源汽車技術(shù)教學(xué)開展研究，基于高職學(xué)生的特點，梳理、篩選并建立了基礎(chǔ)教學(xué)階段的知識體系，分析了安全在電動新能源汽車技術(shù)教學(xué)實操領(lǐng)域的重要性，提出了一種安全優(yōu)先原則下的分層次教學(xué)方法，對安全操作規(guī)范進(jìn)行研究，認(rèn)為應(yīng)建立合適教學(xué)體系的安全操作規(guī)范。最后，給出了高階教學(xué)階段的內(nèi)容、課程安排及課時。

高職；新能源汽車技術(shù)；教學(xué)

1 引言

為了緩解能源、環(huán)境方面的壓力，世界各國特別是我國對電動汽車的支持力度不斷加大，2015年出臺 《關(guān)于2016—2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》從國家政策層面支持電動汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各地政府不僅提供大額的購車補貼，一些超大型、限牌城市也對新能源車提供了 “綠色通道”。政策支持，加之電動汽車自身性能的提升，消費者對電動汽車的態(tài)度從觀望逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻邮埽妱悠嚨匿N量隨之快速飆升。據(jù)中國汽車行業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計電動汽車銷量：2013年銷售2萬輛，2014年銷售7.4萬輛，2015年達(dá)到33萬輛。

隨著電動汽車市場保有量的提高，售后常規(guī)保養(yǎng)及車輛維修需求日益增加。然而，眾所周知，電動汽車與傳統(tǒng)的汽柴油機動車有著本質(zhì)區(qū)別。電動汽車以電-電機為主要驅(qū)動方式 （如：純電動汽車），以汽油-發(fā)動機為輔助驅(qū)動方式（如：混合動力）。常規(guī)的汽車維修人才培養(yǎng)模式，特別是課程已經(jīng)不能適用于電動汽車維修。一些專家、學(xué)者開展相關(guān)的教學(xué)研究工作，部分高職院校也開設(shè)了配套課程及實訓(xùn)環(huán)節(jié)。

2003年，劉玉年［1］對電動汽車及其發(fā)展進(jìn)行研究，認(rèn)為電動汽車將逐步走入百姓的視野，因此有關(guān)電動汽車的教學(xué)，應(yīng)克服汽車專業(yè)教學(xué)“慢三拍”現(xiàn)象提早規(guī)劃，積極嘗試有關(guān)電動汽車知識的教學(xué)工作。

2015年，張春明、肖榮木［2］將電動汽車與汽車電氣維修專業(yè)相結(jié)合，研究了其教學(xué)方案，認(rèn)為電動汽車教學(xué)不同與傳統(tǒng)汽車教學(xué)，應(yīng)強調(diào)“電”的價值，以 “電”和 “控”為核心，開展電動汽車教學(xué)。

2015年，常亮［3］對電動汽車課程一體化教學(xué)方案進(jìn)行探索，根據(jù)電動汽車課程所特有的專業(yè)能力目標(biāo)定制教學(xué)方案，提出總學(xué)時為160課時的教學(xué)方案，強調(diào)因地制宜、結(jié)合原有汽車專業(yè)教育體系的重要性。

2016年，趙汝準(zhǔn)［4］等提出基于生產(chǎn)過程電動汽車專業(yè)項目化教學(xué)方案，提出電動汽車專業(yè)總體框架和基本學(xué)時，認(rèn)為在生產(chǎn)過程工學(xué)一體化基礎(chǔ)上，開展項目化教學(xué)，可以將課程的理論知識與生產(chǎn)企業(yè)崗位實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，提高教學(xué)質(zhì)量和工作的適應(yīng)能力。

同年，劉欽東，王鐵成［5］對 《純電動汽車構(gòu)造與檢修》課程教學(xué)設(shè)計進(jìn)行研究，結(jié)合維修企業(yè)共同開發(fā)了 “混合動力汽車構(gòu)造與檢修”課程，并創(chuàng)新性的提出新材料與技術(shù)在電動汽車的應(yīng)用課程，如鋁鎂合金、碳纖維等，新技術(shù)如車載網(wǎng)絡(luò)等。

綜上，從理論研究角度，學(xué)者對電動汽車的教學(xué)展開了多角度的研究，普遍認(rèn)為：由于存在人才需求，開展電動汽車維修檢測相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)與實訓(xùn)是必要的。然而，存在一些問題：

（1）缺乏安全操作方面的研究，電動汽車維修首要的是安全問題，在教學(xué)與實訓(xùn)方面，教師與學(xué)生的安全問題更是重中之重。

（2）在教學(xué)方法上創(chuàng)新性不足，許多是建立在成型的模式上，如 “工學(xué)一體”， “情景教學(xué)”， “一站式教學(xué)”等等，忽視了電動汽車與傳統(tǒng)汽車本質(zhì)區(qū)別。

（3）在課程設(shè)置及課時安排上，另起爐灶，沒有與現(xiàn)行的汽車維修人才培養(yǎng)方案形成融合，造成教學(xué)資源的浪費。

（4）規(guī)劃課時過多，實際的課程安排非常困難。當(dāng)前思想政治等方面課程加重的情況下，動輒一百多課時的教學(xué)量是無法穿插到現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案中的。

因此，本文對高職領(lǐng)域新能源汽車技術(shù)教學(xué)開展研究，分析了當(dāng)前新能源汽車的發(fā)展趨勢；基于高職學(xué)生的特點，梳理、篩選并建立了理論知識體系；根據(jù)學(xué)生就業(yè)特點，討論了適應(yīng)高職學(xué)生能力的實踐教學(xué)內(nèi)容。最后，提出一種安全優(yōu)先原則下的分層次教學(xué)方法。為高等職業(yè)教育，新能源汽車相關(guān)教學(xué)提供一定的參考。

2 新能源汽車技術(shù)教學(xué)內(nèi)容研究

新能源汽車與傳統(tǒng)化石燃料汽車在驅(qū)動方式上有著本質(zhì)區(qū)別，從教學(xué)內(nèi)容角度可以分為以下幾部分：電機及其控制器，電池及電池管理，車載總線系統(tǒng)，電氣系統(tǒng) （輔助設(shè)備），充電環(huán)節(jié)，常規(guī)故障及排除。下面對各部分內(nèi)容進(jìn)行介紹，并針對性的提出高職領(lǐng)域的教學(xué)方法及模式。

電機是新能源汽車主要驅(qū)動環(huán)節(jié)，對學(xué)生理解新能源汽車的工作原理，與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別至關(guān)重要，同時也是新能源汽車技術(shù)教學(xué)中的重點。電機及其控制主要包含電機工作原理、有刷/無刷電機、直流/交流及與之相對應(yīng)的控制器等內(nèi)容，還涵蓋電機基本參數(shù)及意義，如額定功率等。從知識深度角度，這部分對高職汽車類學(xué)生還是有很大的理解難度的，尤其在相關(guān)電學(xué)課程壓縮以后。因此這部分應(yīng)對某一重點電機做講授，同時側(cè)重工作原理的理解，控制機理的深入研究，其他類型做介紹性講授。

電池及電池管理，也是電動汽車區(qū)分于傳統(tǒng)汽車重要的特點，對學(xué)生深入理解新能源汽車優(yōu)缺點起到關(guān)鍵作用。其主要包括：原理，相關(guān)術(shù)語如比能量、比功率等，以及鉛酸電池、鋰電池、鎳基電池等內(nèi)容。電池對新能源汽車的續(xù)行里程意義非凡，同時與充電環(huán)節(jié)有直接聯(lián)系，另外也是常見的故障點。因此，此部分應(yīng)作為授課重點，并注重與后續(xù)充電環(huán)節(jié)相聯(lián)系。

車載總線系統(tǒng)內(nèi)容，隸屬于汽車網(wǎng)絡(luò)及汽車電腦體系，是當(dāng)代汽車網(wǎng)絡(luò)控制模式及下一代汽車物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容，是理解復(fù)雜故障并排除的關(guān)鍵，對高職學(xué)生提高能力水平應(yīng)對新技術(shù)新挑戰(zhàn)至關(guān)重要。主要包括：通訊基礎(chǔ)、LIN總線、CAN總線、總線故障等內(nèi)容?？偩€知識自成體系，對新能源汽車的維修意義不大。因此，以高職教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，此部分可以作為教學(xué)內(nèi)容備選項。如果從新能源汽車工作基礎(chǔ)理論角度，可以略占幾課時。

電氣系統(tǒng)即輔助環(huán)節(jié)，包括暖風(fēng)、空調(diào)、低壓電器，動力轉(zhuǎn)向系，助力制動系統(tǒng)等。這部分與傳統(tǒng)汽車幾乎無異。因此，對汽車專業(yè)的學(xué)生完全可以不用安排課時另行學(xué)習(xí)，避免重復(fù)。如果側(cè)重新能源與傳統(tǒng)汽車的區(qū)別，可以擇其中不同之處，進(jìn)行對比教學(xué)。

充電環(huán)節(jié)是電氣汽車特有的，包括充電設(shè)備如充電機、充電樁，接口，充電站功能與布局等環(huán)節(jié)。充電環(huán)節(jié)表面上與新能源汽車成并列關(guān)系，其實是電動汽車有機的組成部分，從知識體系上說與充電環(huán)節(jié)與電池部分關(guān)系密切，應(yīng)作為新能源汽車特有環(huán)節(jié)，深入介紹。而從學(xué)生就業(yè)角度，充電設(shè)備建設(shè)也是電動汽車相關(guān)專業(yè)重要的就業(yè)方向，其所含知識理應(yīng)作為重點內(nèi)容講解，使學(xué)生們對此領(lǐng)域有一定了解。

常規(guī)故障與排除，是對車輛常規(guī)故障的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，是高職類學(xué)生特有的課程，更是對課程知識體系的綜合性實踐教學(xué)，應(yīng)與整車實驗相聯(lián)系。常規(guī)故障既要包括針對各個環(huán)節(jié)自身的故障，又要涵蓋跨系統(tǒng)、跨環(huán)節(jié)故障。由于高職教學(xué)主要在提高大家的動手能力，與實際工作銜接。因此，常見故障與排除的環(huán)節(jié)應(yīng)占有一定的比例，30%為宜。

其他還有一些非常規(guī)知識，如課程導(dǎo)入階段的電學(xué)相關(guān)知識回顧，新能源汽車分類及各種特點，新能源汽車特有的儀器儀表，常規(guī)車型介紹等內(nèi)容，可以作為補充材料，融入到授課體系中。

綜上，在分析了新能源汽車技術(shù)教學(xué)所涵蓋的內(nèi)容基礎(chǔ)上，提出一種40課時的授課計劃，如表1所示，可以作為高職汽車專業(yè)同學(xué)在新能源汽車領(lǐng)域的入門級課程，應(yīng)安排在對汽車基礎(chǔ)知識教學(xué)結(jié)束之后進(jìn)行講授——第二學(xué)年第二學(xué)期。由于新能源汽車在用電安全方面的特點，所列實驗均為演示實驗，即教師動手操作，禁止學(xué)生動手，故稱之為入門級課程。

表1 40課時授課計劃及內(nèi)容安排

3 基于安全原則下的分層教學(xué)體系研究

上述40學(xué)時授課教授計劃的特點是基礎(chǔ)性、介紹性，為學(xué)生提供一個關(guān)于新能源汽車的基礎(chǔ)架構(gòu)，使大家對新能源汽車有一個全面認(rèn)識。但是，作為高職教育，在重基礎(chǔ)、全面性知識體系建設(shè)基礎(chǔ)上，應(yīng)與實際應(yīng)用銜接，即使學(xué)生具有實際動手維修經(jīng)驗，入職后才能很快進(jìn)入角色。因此在基礎(chǔ)教學(xué)之上，還應(yīng)該建立高階教學(xué)計劃，以適應(yīng)這種需求。那么，根據(jù)新能源汽車知識結(jié)構(gòu)與企業(yè)的實際需求，建立基礎(chǔ)授課計劃與高階教學(xué)計劃共同構(gòu)成分層教學(xué)體系是有重大意義的。

而從安全角度，建立分層教學(xué)體系在新能源汽車技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域亦是十分必要。新能源汽車最大的特點是電驅(qū)動，在用車型，如一汽豐田普銳斯、比亞迪F3DM、比亞迪K9純電動大客車等，使用的電壓均在數(shù)百伏，有的甚至高達(dá)750伏以上。而傳統(tǒng)汽車使用電壓低，汽油車只有12伏，柴油車為24伏。按國際 《電動車安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，定義高電壓標(biāo)準(zhǔn)為直流60V，交流25V以上。因此，在新能源汽車技術(shù)教學(xué)或?qū)嵅龠^程中存在著很大的觸電風(fēng)險，學(xué)生在校學(xué)習(xí)過程中、以后實際工作中，教師在授課及實操過程中的防止觸電安全問題是首要問題。建立分層教學(xué)體系，學(xué)生在基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)中的實驗部分只看而不動手，高階教學(xué)階段才側(cè)重動手環(huán)節(jié)，是從教學(xué)安排上避免發(fā)生安全問題的重要手段。在基礎(chǔ)與高階環(huán)節(jié)之間，應(yīng)對學(xué)生加強高壓電等用電知識的培訓(xùn)，開展一定的職業(yè)技能認(rèn)證，只有通過認(rèn)定的學(xué)生才可以進(jìn)入高階教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)。

在基礎(chǔ)階段教學(xué)與高階培訓(xùn)之間的新能源汽車安全操作或職業(yè)認(rèn)證是確保教學(xué)安全性的重要前提。目前，國內(nèi)對新能源汽車的安全操作維修操作規(guī)范、職業(yè)技能認(rèn)證還不完善，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。一些地區(qū)套用常規(guī)高壓電安全標(biāo)準(zhǔn)，如深圳市勞動部門規(guī)定，從事電動汽車維修人員必須通過交流電工安全鑒定才允許上崗［6］。其實交流電與電動汽車的電氣特性相差甚遠(yuǎn)。因此需要針對新能源汽車特點，研究教學(xué)/實訓(xùn)安全操作規(guī)則是必要的。

通過安全認(rèn)證并對新能源汽車維修感興趣的同學(xué)，可以進(jìn)入高階教學(xué)階段。高階教學(xué)計劃應(yīng)以實際維修及動手操作為主，主要針對新能源汽車與傳統(tǒng)汽車不同之處，側(cè)重高壓環(huán)節(jié)，如電機的檢修及電池拆解、測試等內(nèi)容。以維修企業(yè)人才需求為導(dǎo)向，安排相關(guān)課程，側(cè)重操作能力培養(yǎng)，應(yīng)占有60%～70%的課時，；同時也要兼顧基礎(chǔ)理論的深化理解，使學(xué)生既會修還懂維修。高階教學(xué)階段課程總體在32課時為宜，推薦安排在第三學(xué)年第一學(xué)期，具體內(nèi)容如表2所示。

表2 高階教學(xué)階段學(xué)時及內(nèi)容安排

綜上，新能源汽車分層次教學(xué)包括面向全體學(xué)生的基礎(chǔ)教學(xué)階段，和面向感興趣的、想從事新能源汽車維修同學(xué)的高階教學(xué)階段。其意義在于：第一，通過分層次教學(xué)確保了教學(xué)、實驗過程中的安全問題；第二，在受眾面方面，既有寬度又有深度，既給所有同學(xué)開了窗口，認(rèn)識了新能源汽車，為后續(xù)職業(yè)選擇提供了參考，又為部分感興趣同學(xué)提供了實踐動手機會，與企業(yè)無縫連接。

4 結(jié)論

本文針對高職領(lǐng)域新能源汽車技術(shù)教學(xué)開展研究，對當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容不統(tǒng)一，學(xué)時及課程安排不一致的情況，梳理了新能源汽車知識點，針對高職學(xué)生的特點及傳統(tǒng)化石能源汽車教學(xué)體系的特點，給出了面向全體學(xué)生的40學(xué)時的基礎(chǔ)教學(xué)階段教學(xué)計劃。針對新能源汽車存在的高壓電問題，分析了新能源汽車在教學(xué)、維修方面安全問題的重要性，提出了安全原則下的分層教學(xué)模式。討論了當(dāng)前安全方面的職業(yè)認(rèn)證體系，認(rèn)為目前的職業(yè)認(rèn)證體系不適合教學(xué)過程中的安全規(guī)范，應(yīng)建立合適教學(xué)與實訓(xùn)的安全認(rèn)證體系。提出區(qū)分基礎(chǔ)教學(xué)階段與高階教學(xué)階段的重要性及意義，給出了高階教學(xué)階段的授課計劃及安排。

本文為新能源汽車高職教學(xué)建立標(biāo)準(zhǔn)，提供了一定參考。

［1］劉玉年.電動汽車與汽車專業(yè)教學(xué) ［J］.交通職業(yè)教育，2003 （4）： 33-34.

［2］張春明，肖榮木.電動汽車與汽車電氣維修專業(yè)的教學(xué)探究［J］.黑龍江科技信息， 2015 （31）： 71-72.

［3］常亮.電動汽車課程一體化教學(xué)方案探索 ［J］.寧波廣播電視大學(xué)學(xué)報，2015，13（2）：109-113.

［4］趙汝準(zhǔn).基于生產(chǎn)過程在電動汽車專業(yè)的項目化教學(xué)研究［J］.企業(yè)導(dǎo)報， 2016， （6）： 105-106.

［5］劉欽東，王鐵成.工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式下的 《純電動汽車構(gòu)造與檢修》課程教學(xué)設(shè)計 ［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016， 15 （13）： 168-169.

［6］汪貴行，汪學(xué)慧.電動汽車維修中的安全技術(shù) ［J］.汽車維修與保養(yǎng)，2015（05）：65-68.

On the Education and Methods for the New Energy Vehicle Technology in Higher Vocational College

JIN LeiZHANG Li-liXIU Ling-ling ZHU Shang-gong

The new energy vehicles are in high speed development period.The maintenance and maintenance after sales are a new direction in the area of education.However,there is no uniform and clear teaching system and method,while the related teaching is at the exploratory stage which hindered the personnel training about the new energy in vehicle after-sales stage.Therefore,the teaching about new energy vehicle technology is researched in the article.The theories are teased,chosen and built based on the characteristic of higher vocational students,the significant of practical operation in new energy vehicles is analyzed,and a method of education based on the safety first principle is proposed.The safety principle is researched,and it is necessary to build suitable safety standard operation for teaching.Finally,the content,course arrangement and period of advance stage education are given.

higher vocational education,the new energy vehicle technology,education

G712；U463.6

A

1008-3812（2017）03-068-04

2017-03-22

2016年度遼寧省交通高等?？茖W(xué)校教研課題 （2016JY16）。

作者簡介：金雷 （1980— ），男，遼寧沈陽人，博士研究生，講師。研究方向：壓電式力傳感器及新能源汽車技術(shù)。