基于混合式教學(xué)的“電動汽車原理及構(gòu)造”課程改革初探*

王 儒 ， 劉 羽 ， 張振東 ， 王 徹

（安徽信息工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

“電動汽車原理及構(gòu)造”課程是車輛工程專業(yè)學(xué)習(xí)的核心課程之一，是“汽車底盤”“能量回收”“電工電子技術(shù)”等課程知識交叉融合的一門理論與實踐相結(jié)合的課程[1]。近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育部在新型教育模式規(guī)劃中提出了基于信息技術(shù)的混合式教學(xué)模式，為此，各高校就混合式教學(xué)模式在新能源汽車相關(guān)課程中的應(yīng)用進(jìn)行了積極探索。關(guān)經(jīng)緯[2]結(jié)合授課課程內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)課程體系，改革教學(xué)和評價方法，并利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)軟件構(gòu)建線上學(xué)習(xí)資源，授課結(jié)果表明，改革后，教材內(nèi)容和學(xué)習(xí)空間更加豐富，提高了課程的創(chuàng)新性和主動性。卜軍偉等[3]探討以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式，從學(xué)生目標(biāo)設(shè)計、教學(xué)大綱設(shè)計到學(xué)習(xí)資源等進(jìn)行多點設(shè)計，并針對課程展開混合式教學(xué)研究，授課結(jié)果表明，改革效果明顯，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性并促進(jìn)了志趣點的養(yǎng)成。施德華等[4]從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、考核評價等方面進(jìn)行改革研究，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、團(tuán)隊協(xié)作能力為目的對教學(xué)模式改革進(jìn)行探索，授課結(jié)果表明，學(xué)生協(xié)作能力、實踐應(yīng)用等綜合能力顯著提升。在新時代教育背景下，高校對新能源汽車相關(guān)課程教學(xué)進(jìn)行了改革探索，也取得了一定成效。如何更好地實現(xiàn)課程校本化及滿足學(xué)生學(xué)的需求和習(xí)的過程制定課程目標(biāo)，如何使教師的教完美嫁接到學(xué)生的學(xué)，最后完成課程成果的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)課程教學(xué)體系的深層次改變，如何更為科學(xué)合理地制定課程實施方案，是構(gòu)建該課程的核心問題。

1 “電動汽車原理及構(gòu)造”課程的問題

“電動汽車原理及構(gòu)造”課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，授課核心是豐富學(xué)生在電動汽車方面的知識，作為車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)方向課，涉及電動汽車的儲能元件、車用電動機(jī)及動力性及匹配等方面的知識，具有一定的理論深度和較強(qiáng)的實用性。該課程旨在為學(xué)生從事工程設(shè)計、科學(xué)研究提供必要的理論研究支持。課題組結(jié)合現(xiàn)有授課方式和學(xué)生學(xué)情反饋發(fā)現(xiàn)以下問題。

1）學(xué)生對于理論知識理解不透徹?！半妱悠囋砑皹?gòu)造”課程一學(xué)期總課時共32學(xué)時（理論30學(xué)時+實驗2學(xué)時），但課程本身的信息量非常大，課程中包含較多的基礎(chǔ)理論概念、電路分析和較多的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)，學(xué)生對于普通課堂講授的教學(xué)方式理解面較窄，不能夠吃透書本上的知識點，后期在學(xué)科競賽和參與教師項目過程中也很難學(xué)以致用。

2）實驗教學(xué)實踐技能不扎實。在“電動汽車原理及構(gòu)造”課程的實驗環(huán)節(jié)，學(xué)生操作實踐內(nèi)容少，理論學(xué)時少導(dǎo)致學(xué)生理論知識掌握薄弱。進(jìn)行實驗時，小組間交互動作的完成效果不太理想。如果教師采用只在課中進(jìn)行邊講解邊演示的教學(xué)范式，學(xué)生只能對部分步驟進(jìn)行強(qiáng)記，不能舉一反三。所以必須采用錄屏等方式對學(xué)生統(tǒng)一實驗問題進(jìn)行反復(fù)演示，并在課堂上多次指導(dǎo)完成。

3）教學(xué)手段及活動單一。目前課程的教學(xué)手段過于傳統(tǒng)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，沒有充分運用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段和網(wǎng)絡(luò)資源。教學(xué)方法陳舊，教學(xué)活動種類單一，往往教師只有簡單的課堂提問與回答，因此學(xué)生的課堂參與意識也較薄弱，課堂整體參與度也不高[5]。

基于上述課程現(xiàn)狀，可從提升學(xué)生積極性、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)點達(dá)成出發(fā)建立線上線下混合式教學(xué)模式，以期在教師的教與學(xué)生的學(xué)之間搭建一座“智慧立交橋”，實現(xiàn)學(xué)生皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)的數(shù)字化和智能化橋梁。課程改革主要從線上資源、課程教學(xué)和實驗鞏固等方面開展混合式教學(xué)，完善課程案例，實現(xiàn)案例與教材、課堂和實驗教學(xué)相融合，旨在實現(xiàn)不同層次學(xué)生的課前啟蒙、課中達(dá)標(biāo)和課后提高，形成完整的“課程鏈”。

2 “電動汽車原理及構(gòu)造”課程建設(shè)思路

通過“電動汽車原理及構(gòu)造”課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解和掌握電動汽車的發(fā)展、純電動汽車的儲能元件及其管理系統(tǒng)、純電動汽車動力性、智能駕駛等理論知識，為從事電動汽車制造設(shè)計、服務(wù)等工作打下良好的基礎(chǔ)。以課程為主干，以“課程鏈”為基礎(chǔ)，建設(shè)“電動汽車原理及構(gòu)造”課程“課程樹”，梳理課程內(nèi)容，細(xì)化知識點。在實際教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)的實際需要，對原設(shè)計進(jìn)行了調(diào)整，具體到每個單元的教學(xué)時，課程設(shè)計中融入了思政教學(xué)的元素，在課后學(xué)習(xí)任務(wù)中，增加了含一定思政元素的學(xué)習(xí)練習(xí)[6]。各教學(xué)單元與思政元素融合如圖1所示。

圖1 課程思政融入教學(xué)單元設(shè)計

1）課程目標(biāo)對學(xué)生能力要求。課程目標(biāo)1：深刻理解電動汽車發(fā)展在新能源汽車發(fā)展中的重要意義、在節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)中的現(xiàn)實意義，了解國內(nèi)外電動汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，掌握電動汽車發(fā)展趨勢、結(jié)構(gòu)組成和工作原理等，在電動汽車應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域具備一定的解決實際問題的能力。課程目標(biāo)2：掌握電動汽車存儲單元的設(shè)計、管理系統(tǒng)和充電技術(shù)，掌握電動汽車電機(jī)控制方法和驅(qū)動原理以及智能控制理論在電動汽車技術(shù)中的應(yīng)用，具有初步的電動汽車動力系統(tǒng)設(shè)計的能力。

2）思政目標(biāo)對學(xué)生能力要求。思政目標(biāo)1：追求高超的技藝和精湛的技能，在學(xué)習(xí)和工作中具有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度和對職業(yè)的認(rèn)同感、責(zé)任感，充分發(fā)揮工匠精神、工程能力、產(chǎn)品意識。思政目標(biāo)2：正確理解家國同構(gòu)的內(nèi)涵，形成家國一體的觀念，涵養(yǎng)深厚的家國情懷。能夠綜合運用掌握的知識技能和方法，在工程設(shè)計應(yīng)用中不斷整合、不斷思考，提出新論斷。同時具有進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造的勇氣和智慧，把遠(yuǎn)大理想和服務(wù)社會的理念與人生追求融為一體。

3 “電動汽車原理及構(gòu)造”課程內(nèi)容建設(shè)

傳統(tǒng)授課中教師往往以課堂講授為主，學(xué)生被動接受知識，授課中預(yù)留給學(xué)生自主思考的時間少，缺乏知識應(yīng)用能力的培養(yǎng)[7-8]。為此，針對“電動汽車原理及構(gòu)造”課程目前教學(xué)中存在的問題，課題組進(jìn)行了線上線下混合式教學(xué)模式創(chuàng)新、立體化教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新以及多維度教學(xué)評價體系創(chuàng)新。通過建立混合式教學(xué)模式，形成實體課堂與虛擬課堂相結(jié)合的教學(xué)模式；通過教材的全面更新以及教學(xué)內(nèi)容的案例化教學(xué)改革，在傳統(tǒng)的理論教學(xué)基礎(chǔ)上融入案例教學(xué)。一方面可以給學(xué)生提供更多配套的線上資源，另一方面也可提高學(xué)生在課程上的整體參與度來完成教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新。通過建立多維度的“N+1”考核體系，全方面利用智慧教學(xué)平臺完成多維度考核的教學(xué)評價體系創(chuàng)新。文中從教師、學(xué)生和課程知識點搭建出發(fā)建立如圖2所示的課程教學(xué)流程。

圖2 課程建設(shè)主線

課前線上驅(qū)動式教學(xué)。通過自主探究和同學(xué)互助的方式學(xué)習(xí)概念、規(guī)律識記的內(nèi)容，讓學(xué)生帶著問題去線上學(xué)習(xí)、思考、探究，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動性。

課前，教師基于課程任務(wù)將課程基本信息通過博思智慧學(xué)習(xí)平臺分享給學(xué)生，使學(xué)生提前了解該課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、課時分配、學(xué)習(xí)目標(biāo)、考核說明、評分標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)信息。學(xué)生在博思平臺進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，此階段學(xué)生主要通過觀看相關(guān)課程資源，完成配套習(xí)題、進(jìn)行基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和鞏固，同時以自主學(xué)習(xí)、線上作業(yè)、網(wǎng)上答疑和討論交流的方式，開展基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的研究性學(xué)習(xí)。

課中，進(jìn)行課程知識點內(nèi)化，促成課程目標(biāo)點達(dá)成。老師引導(dǎo)學(xué)生分析問題，從具體到抽象，構(gòu)建模型；對線上學(xué)習(xí)效果進(jìn)行總結(jié)與評價。該課程采用的是“理實一體”的教學(xué)模式，以解決學(xué)生學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量問題為標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)課堂引導(dǎo)，同時結(jié)合平臺學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和學(xué)生線上作業(yè)質(zhì)量整理授課內(nèi)容、布置相關(guān)任務(wù)安排進(jìn)行以學(xué)習(xí)引導(dǎo)式為基礎(chǔ)的課后輔導(dǎo)。在授課的過程中采用啟發(fā)式教學(xué)和混合式教學(xué)的教學(xué)模式，結(jié)合博思智慧學(xué)習(xí)平臺的課程資源展開教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)；與學(xué)生互動的過程中，在課堂中針對重難點知識與學(xué)生進(jìn)行互動討論，集思廣益，拓展解決問題的渠道，同時在課后與學(xué)生進(jìn)行線上或線下答疑，加強(qiáng)知識點鞏固和實施應(yīng)用。實驗教學(xué)以鞏固知識、培養(yǎng)學(xué)生興趣、提升學(xué)生動手實踐能力和培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊合作精神為目的，以探究啟發(fā)的形式為主、驗證的形式為輔，以老師引導(dǎo)、學(xué)生自主完成為主。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行“新能源汽車電機(jī)性能綜合測試實驗”“油電混合動力系統(tǒng)性能分析實驗”，了解電機(jī)的動態(tài)特性和調(diào)速方法及不同工況下動力系統(tǒng)的對比分析，在實驗中讓學(xué)生對電動汽車部分結(jié)構(gòu)工作形成完整的概念。

課后，進(jìn)行教學(xué)跟蹤和學(xué)情反饋，混合式教學(xué)階段不能僅僅局限于課前與課中階段，有效銜接課后也是鞏固知識、強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果的重要環(huán)節(jié)，同樣是克服遺忘的有效手段。在混合式教學(xué)模式下，教師從線下與線上兩個平臺綜合提升學(xué)生課后學(xué)習(xí)效率的同時，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極參加學(xué)科競賽，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)視野、強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)批判性思維與知識運用技能，從而達(dá)到以賽促學(xué)、學(xué)以致用的效果。

4 “電動汽車原理及構(gòu)造”考核評價體系建設(shè)

在混合式課程教學(xué)模式實施中，教師需擺脫評價形式單一、評價方式不靈活的單維度定性認(rèn)知，要綜合考核學(xué)生學(xué)習(xí)全過程[9-10]?；诖?，課題組依托博思智慧學(xué)習(xí)平臺的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄和整合等功能，考慮到學(xué)生期末考核的公平性與合理性，本研究考核評價采用過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，是線上與線下、平時與課終、自評與互評等混合的評價方式，從多維度考核，提升學(xué)生知識、溝通、團(tuán)隊協(xié)作等能力?！半妱悠囋砑皹?gòu)造”課程考核環(huán)節(jié)包括過程評價和期末評價，總評成績以百分計，滿分100分，各考核環(huán)節(jié)所占分值比例如表1所示。

表1 學(xué)生考核成績比例分配

過程評價的成績占總評成績的60%，對于階段考核，統(tǒng)計學(xué)生出勤、線上學(xué)習(xí)情況、線上測驗、線下作業(yè)、實驗項目參與度等成績進(jìn)行不同時間段學(xué)習(xí)情況的考核，所提交成績?nèi)∑骄?，詳?xì)評分細(xì)則與分?jǐn)?shù)占比見表1。

期末評價的成績占總評成績的40%，卷面成績?yōu)?00分。其中卷面成績高于50分（含50分），將卷面成績按比例計入課程總評成績；若低于50分，則直接將具體卷面成績認(rèn)定為課程最終成績。

5 結(jié)語

課題組從“電動汽車原理及構(gòu)造”課程現(xiàn)狀出發(fā)，就課程建設(shè)思路、課程內(nèi)容建設(shè)、考核評價體系的全面化建設(shè)進(jìn)行研究，為實現(xiàn)該課程校本化和課程改革建設(shè)提供新思路。當(dāng)然，“電動汽車原理及構(gòu)造”課程體系建設(shè)不僅僅局限于當(dāng)前，需用發(fā)展的眼光不斷探索、不斷改革，以更好地實現(xiàn)學(xué)生課程目標(biāo)點的達(dá)成和學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。