基于新能源汽車教學交互系統(tǒng)在教學中的探索與實踐

李波　杜秀波　董志敏　屈原

摘 要：為滿足實踐教學需要，提高人才培養(yǎng)質量，將新能源汽車教學交互系應用在教學實踐中，以新能源汽車教學交互系統(tǒng)為載體，將操作簡單、交互功能強大的新能源汽車教學交互系統(tǒng)應用在教學中，使學生對課程的學習快速上手，提高學生的實踐能力和技能水平。簡單而有效的操作，豐富的創(chuàng)意，大大提高了學生的學習興趣，激發(fā)了學生的創(chuàng)造力，教學效果較好，本文分析了新能源汽車教學交互系統(tǒng)在教學中的應用現狀，對新能源汽車教學交互系統(tǒng)在教學中的應用進行了探索。

關鍵詞：新能源汽車 教學交互系統(tǒng) 課程 應用 探索

1 引言

目前，新能源汽車在世界各國勢頭迅猛發(fā)展，全球汽車未來發(fā)展的方向是新能源方向，這已經成為全球各國和企業(yè)的共識，中國的新能源汽車滲透率已超過10%，其中汽車增量中電動化的比例超過10%，預計到2025年會突破30%。美國、歐洲等國家也在快速增長，特別是北歐，挪威電動汽車的新車銷售占比已接近100%。2021年中國新能源汽車銷量增長169.1%，占國內汽車銷量的占比達到14.8%，相比2020年的5.8%，增長明顯。雖然出現部分新能源車汽車提價，但新能源汽車的銷量仍然可觀。中國電動汽車百人會研究預測，2025年新能源汽車將達到至少700萬輛，樂觀估計為900萬到1000萬輛。從100萬輛到1000萬輛，也就幾年時間，這個發(fā)展速度創(chuàng)造了全球新能源汽車行業(yè)之最。

美國密歇根大學《高級混合動力汽車系統(tǒng)設計》課程采用虛擬仿真技術，讓學生在計算機模擬環(huán)境下學習混合動力汽車的結構、原理和操作流程。同時，系統(tǒng)還提供了在線測試和評估功能，幫助學生檢測自己的學習成果。德國弗勞恩霍夫研究所《新能源汽車開發(fā)與測試》課程通過在線學習平臺和實際操作相結合的方式，讓學生了解電池組、電控系統(tǒng)、驅動電機等關鍵部件的原理和維護方法，并進行相關實驗操作，系統(tǒng)還提供了與實際生產企業(yè)的合作項目，讓學生參與到實際的新能源汽車研發(fā)和測試中。中國農業(yè)大學《新能源汽車》課程采用面向對象的教學模式，以學生為主體，將虛擬仿真與實際操作相結合，讓學生在模擬環(huán)境下進行新能源汽車的故障診斷和維修，以培養(yǎng)學生的實踐能力和技能水平。北京理工大學在新能源汽車實踐課程中利用新能源汽車教學交互系統(tǒng)，將虛擬仿真與實際操作相結合，讓學生在虛擬環(huán)境下完成電池組、電機控制器等關鍵部件的組裝和維護實驗，并引導學生在實際場景下進行路試和檢測操作，以培養(yǎng)學生的實踐能力和技能水平。

新能源汽車是當前社會中新的研究成果，隨著新能源汽車的廣泛應用，對于新能源汽車人才的需求量不斷遞增。汽車電氣系統(tǒng)是新能源汽車中的重要技術體系，為了促進新能源汽車的創(chuàng)新發(fā)展，我們職業(yè)院校應對傳統(tǒng)汽車電氣技術、高壓電等實踐課程進行改革，作為職業(yè)院校的教師我們需要明確新能源汽車的發(fā)展特點與實時發(fā)展動態(tài)，以新能源汽車教學交互系統(tǒng)為導向，對新能源實踐課程進行改革，創(chuàng)新教學方法，同時完善課程體系，滿足新時代發(fā)展對新能源技術人才需求，推動新能源汽車實踐教學改革。

2 新能源汽車教學交互系統(tǒng)在教學中的應用現狀

隨著科技水平的提高，電子信息技術在汽車管理及控制系統(tǒng)中的應用極為廣泛，但汽車在實際維修過程中，我們發(fā)現汽車電子控制系統(tǒng)發(fā)生的故障也遠比傳統(tǒng)汽車的故障復雜得多，因此準確的對于電控系統(tǒng)的故障診斷至關重要。對于高校汽車相關專業(yè)而言，教師要不斷在實訓車輛上設置故障以供學生練習使用，設故方式通常是依靠斷線來實現，長此以往，實訓車輛的原車線束會遭到不可逆的損壞，大大降低車輛的使用壽命，若定期更換線束則會大幅增加實訓成本，因此，有必要研究專門針對高校汽車相關專業(yè)實訓教學使用的設故設備，用以降低設故難度，延長實訓車輛的使用壽命。

隨著新能源汽車的爆發(fā)式增長，新能源汽車的后市場也急需要大批的高技術技能型人才，2022年以來新能源汽車的增長迅速，作為職業(yè)院校教師，迫切需要緊緊圍繞新能源汽車產業(yè)和新能源汽車市場培養(yǎng)企業(yè)需要的高技能人才，提高學生的實踐能力，在實踐教學中多用整車進行實踐教學，為學生提供更加優(yōu)質的課堂教學。但是對于新能源汽車，如果是整車教學需要有配套的汽車交互系統(tǒng)，教師才能進行高效的課程設計，以企業(yè)的真實客戶委托來設計教學，吸引學生的興趣，讓學生在掌握理論基礎的前提下，更好的掌握實踐操作技能。新能源汽車涉及到高壓電系統(tǒng)，有較大的安全隱患，若沒有交互系統(tǒng)，實踐教學只是做一些較為簡單的項目，無法達到我們人才培養(yǎng)方案和教學標準要求的知識點、技能點。

職業(yè)院校新能源汽車設備主要以整車和實訓臺架為主，現在能與整車配套的交互系統(tǒng)存在以下問題：一是新能源汽車更新速度快，增長迅速，市面上很難買到最新下線車型的教學交互系統(tǒng)，且能夠購置到的教學交互系統(tǒng)也只有幾款車型，一般是大賽用車，并沒有做到全覆蓋，很大一部分車型都無法購買到對應的交互系統(tǒng)；二是為了能夠有較大利潤空間，配套的教學交互系統(tǒng)針對車輛多個模塊設計，對于實踐教學有些不相符，只是做到大而寬，有些知識點沒有涉及到，功能單一，價格昂貴，導致學校實訓成本大大增加；三是購置的教學交互系統(tǒng)一般都是第三方廠商制作，和車輛配套使用的過程中會出現錯誤，且一般沒有配套的資料，教師也無法在此基礎上進行二次開發(fā)；四是教師要不斷地在實訓車輛上設置故障以供學生練習使用，設故方式通常是依靠斷線來實現，長此以往，實訓車輛的原車線束會遭到不可逆的損壞，大大降低實訓車輛的使用壽命，若定期更換線束則會大幅增加實訓成本。

3 新能源汽車教學交互系統(tǒng)在教學中的探索與實踐

為滿足實踐教學需要，提高人才培養(yǎng)質量，針對我院已購置的新能源汽車秦EV，以新能源汽車教學交互系統(tǒng)為載體，將操作簡單、交互功能強大的新能源汽車教學交互系統(tǒng)應用在教學實踐中，使學生對汽車電氣技術、高壓電等實踐課程的學習可以快速上手，促進汽車電氣技術、高壓電等實踐課程的教學改革和創(chuàng)新，使教育資源得到更好的利用和分享。汽車電氣技術、高壓電等實踐課程教學改革是以培養(yǎng)具有面向新型汽車人才為目標，利用先進的信息技術手段來提高教育效果。在實踐中，可以從以下幾個方面進行探索與實踐。

在課程設計方面：根據新能源汽車的發(fā)展趨勢和市場需求，對汽車電氣技術、高壓電等實踐課程進行重新設計和調整，增加新能源汽車相關內容，如電動機、電池組、充電樁等相關內容。教學內容選取上突出實踐應用，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，鼓勵學生通過自主研究和項目實踐等方式，探索新能源汽車領域中的技術難題和創(chuàng)新點，促進科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展。教學過程中加強工學結合，將理論知識與實際操作相結合，讓學生了解新能源汽車的整車構造、電控系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)等關鍵部件的原理和工作流程，并從實際應用角度出發(fā)，掌握相關維修保養(yǎng)和故障排除技能。

在教學方法方面：采用多元化、互動式教學方法，如案例分析、課堂討論、小組合作、互聯(lián)網學習等，激發(fā)學生的學習興趣和參與度。選取典型教學任務應用BOtPPPS教學設計，融入課程思政，實現專業(yè)課程的育人功能。

在評估反饋方面：采用多層次、多元化的測評方式，對學生的學習成果和實踐能力進行評估和反饋，及時發(fā)現問題和改進措施，進一步提高教育和培訓的質量。

在實踐教學方面：職業(yè)院校汽車電氣技術、高壓電等實踐課程教學改革中的最大意義在于提高學生的實踐能力和技能水平?？梢宰寣W生通過虛擬仿真等方式進行實踐操作，從而提高學生的實踐能力和技能水平。教學中注重實踐教學環(huán)節(jié)，提高學生的實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。讓學生參與教學交互系統(tǒng)的設計、制作、加工、調試、維護和維修等工作，培養(yǎng)學生的工程設計能力和動手能力。每一個實訓項目或者每一個產品都要讓學生有清晰的思路，如教學交互系統(tǒng)的制作思路是：第一步完成電路板設計、搭建。利于畫圖軟件，依據所要實現的功能，利用原廠維修手冊，完成電路圖的繪制，并設計箱體、測試孔、故障設置方式和故障點。形成初稿，并對部分電路進行試制。第二步是搭建電路板，將搭建好的電路板裝入到對應的箱體中，連接到車輛的系統(tǒng)中，進行線路連接與信號調試，并設置故障點。第三步是完成聯(lián)調聯(lián)試。將制作并調試好的教學交互系統(tǒng)接入到整車系統(tǒng)中，檢驗其是否能夠實現相應功能。建設先進的汽車實驗室和實踐基地，為學生提供豐富的實踐機會，例如電動汽車性能測試、電動汽車控制系統(tǒng)仿真等，增強學生的技能水平和實踐經驗。

新能源汽車教學交互系統(tǒng)應用在教學中學生通過多種途徑獲取知識，如閱讀教材、查找相關文獻等，增強知識面和深度。學生提高了自身素養(yǎng)和能力，包括英語水平、計算機技能、職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識等，以適應新能源汽車領域的快速發(fā)展和變化。

4 新能源汽車教學交互系統(tǒng)在課程教學改革中的意義

4.1 提高學生的實踐能力和技能水平

新能源汽車教學交互系統(tǒng)在汽車電氣技術、高壓電等實踐課程中的應用，可以讓學生更加深入地了解新能源汽車的結構與原理，并通過虛擬仿真等方式進行實踐操作，從而提高學生的實踐能力和技能水平。

4.2 促進教學改革和創(chuàng)新

新能源汽車教學交互系統(tǒng)的應用，可以促進課程的教學改革和創(chuàng)新，使教育資源得到更好的利用和分享。通過雨課堂、學習通等信息化手段，學生可以隨時隨地進行在線學習和互動，教師也可以借助系統(tǒng)的數據統(tǒng)計和分析功能，及時調整教學方案和方法，實現個性化教學和評估。

4.3 推動人才培養(yǎng)和產業(yè)發(fā)展

新能源汽車教學交互系統(tǒng)的應用，對于推動新能源汽車人才的培養(yǎng)和產業(yè)的發(fā)展具有重要意義。通過該系統(tǒng)的應用，可以培養(yǎng)學生對新能源汽車的理解和掌握能力，增強其創(chuàng)新意識和實踐能力，從而為新能源汽車產業(yè)的發(fā)展注入源源不斷的人才和動力。

5 新能源汽車教學交互系統(tǒng)應用的未來發(fā)展趨勢

5.1 智能化升級

隨著人工智能技術的不斷發(fā)展，新能源汽車教學交互系統(tǒng)也將不斷進行智能化升級。例如，系統(tǒng)可以利用機器學習算法，根據學生的學習數據和行為模式進行分析和預測，從而提供更加個性化的教學建議和資源。

5.2 拓展應用領域

新能源汽車教學交互系統(tǒng)的應用不僅局限于新能源汽車專業(yè)，還可以延伸到其他相關領域，如電子、機械等工程專業(yè)。同時，也可以在中學和職業(yè)教育領域推廣使用，以提高學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。

5.3 開放式合作

新能源汽車教學交互系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其開放式合作的特點，可以讓不同國家和地區(qū)的師生共享教學資源和知識經驗。未來，該系統(tǒng)可以進一步發(fā)揮平臺化優(yōu)勢，吸引更多的教育機構和企業(yè)參與其中，形成更加廣泛的合作網絡，促進教育資源共享和交流。

6 結論

新能源汽車教學交互系統(tǒng)在課程教學改革中具有重要意義。在教學中我們要大膽的進行改革和創(chuàng)新，我們今后要在注重強化實踐應用、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、加強工學結合等方面進行探索與實踐，為新能源汽車領域人才的培養(yǎng)和產業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

基金項目：鄂爾多斯職業(yè)學院科研基金項目“新能源汽車教學交互系統(tǒng)在《汽車電氣技術》課程中的探索與實踐”（項目編號：EJY2201）。

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