新能源電動汽車高壓系統(tǒng)斷電測試的教學(xué)設(shè)計

在2020年的全國兩會政府工作報告中，國務(wù)院總理李克強明確指出：加強新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展新一代信息網(wǎng)絡(luò)，拓展5G應(yīng)用，建設(shè)數(shù)據(jù)中心，增加充電樁、換電站等設(shè)施，推廣新能源汽車，激發(fā)新消費需求、助力產(chǎn)業(yè)升級。
我校自2018年開設(shè)新能源汽車專業(yè)以來，一直致力于新能源汽車專業(yè)課程的改革與創(chuàng)新。本次課程設(shè)計就是在學(xué)校新一輪的教學(xué)改革中應(yīng)運而生的。
1、教學(xué)對象
本次課的教學(xué)對象是我校五年制高職班——新能源18401班的A組，共14人。班級學(xué)生年齡在17歲~18歲，思維敏捷，活潑好動，喜愛動手實踐。學(xué)生有一定的新能源汽車理論知識基礎(chǔ)，但沒有進行過實際操作，主觀上對新能源汽車實踐操作有著濃厚的興趣，客觀上沒有實操經(jīng)驗，對于高壓部分操作可能存在一定危險性。
2、教學(xué)內(nèi)容本次課程的內(nèi)容選定為新能源電動汽車高壓系統(tǒng)斷電測試。隨著新能源技術(shù)在汽車上的普及，對相關(guān)設(shè)備的維修提出了新的技術(shù)和安全要求。目前行業(yè)的情況是一方面對從業(yè)人員提供企業(yè)培訓(xùn)，另一方面要求考取高壓電工證的員工才能對電動汽車進行維修操作。可是高壓電工的培訓(xùn)并未涉及到新能源汽車領(lǐng)域，新能源汽車維修包括了高壓系統(tǒng)斷電測試這種通用性較強的基本技能，部分發(fā)達國家已經(jīng)將該項基本技能納入了高壓電的相關(guān)培訓(xùn)。
本次課程選用的教材是職業(yè)教育新能源汽車專業(yè)十三五規(guī)劃教材《新能源汽車概論》。以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)維修手冊制訂學(xué)生工作頁、評分標準、多媒體教學(xué)素材等進行教材補充，并結(jié)合實際行業(yè)情況進行材料拓展，筆者設(shè)定了以下教學(xué)目標。
（1）知識與技能。認識新能源汽車高壓系統(tǒng)部件標識，掌握斷電檢測的通用法則和操作方法。這也是本次的教學(xué)重點。
（2）過程和方法。通過創(chuàng)設(shè)逼真的工作情境，讓學(xué)生體驗真實的工作氛圍，培養(yǎng)其嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；通過信息化手段，降低了新能源汽車高壓系統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)的安全風(fēng)險性；學(xué)生能通過分組交流、研討、競賽、在線答題等方法來激發(fā)學(xué)習(xí)熱情并即時反饋學(xué)習(xí)情況。
（3）情感態(tài)度和價值觀。培養(yǎng)學(xué)生互幫互助、相互協(xié)作的團隊意識；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)其邏輯表達能力；滲透職業(yè)道德教育，培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)化嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；在教學(xué)中層層滲透，環(huán)環(huán)相扣，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，這是本次的教學(xué)難點。
3、教學(xué)資源
（1）教材與任務(wù)卡。由于當(dāng)前新能源電動汽車汽車的技術(shù)保密性強，所以當(dāng)前教材均以理論為主，實訓(xùn)資料匱乏且與實際設(shè)備不對應(yīng)，高壓電維修的資料中也未涉及新能源汽車高壓系統(tǒng)斷電測試的相關(guān)內(nèi)容。所以我們開發(fā)了校本教材與學(xué)習(xí)任務(wù)卡，還配備了一些內(nèi)部維修資料。

圖1 一體化教學(xué)場景
（2）教學(xué)場景。為了解決培養(yǎng)學(xué)生安全意識的教學(xué)難點，我們致力于打造集安全理念、環(huán)境、制度于一體的教學(xué)場景（圖1）。
（3）教學(xué)設(shè)備。包括具有代表性的整車、先進的檢測設(shè)備和專業(yè)的防護用具。
（4）信息化資源。在新能源電動汽車高壓系統(tǒng)的操作過程中存在巨大的安全隱患，虛擬實訓(xùn)能在安全的情況下提升學(xué)生的操作熟練度；在線學(xué)習(xí)平臺，可以實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并及時反饋學(xué)習(xí)情況，提高教學(xué)針對性；調(diào)研平臺，可以讓學(xué)生廣泛參與并及時匯總生成性資源，用于階段性教學(xué)反饋；規(guī)范的操作視頻，有利于學(xué)生進行技能演示。
4、教學(xué)過程
4.1課程導(dǎo)入
為了能在教學(xué)引入環(huán)節(jié)吸引學(xué)生的注意力，筆者演示了一個直觀的實驗，現(xiàn)場穿戴起高壓電的防護用品，然后把220V的交流電通過兩塊極板通到水里，請學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。新能源電動汽車上有著高達700V的高壓電，這不是我們?nèi)梭w可以承受的能量。我們知道人體的70%是由水構(gòu)成的，是導(dǎo)體，這時對應(yīng)觀看剛剛演示的實驗結(jié)果——水沸騰了（圖2），通過實驗的視覺沖擊，讓學(xué)生直觀感受到高壓電的危險性，形成“危險”認識，為安全意識培養(yǎng)做鋪墊。

圖2 交流電通過導(dǎo)電極板使水沸騰
4.2發(fā)布任務(wù)
接下來的教學(xué)過程，筆者設(shè)計了3個課堂活動，分別是找高壓電、斷高壓電和測高壓電，同時把安全防護的要點穿插到學(xué)生活動中。首先發(fā)布工作任務(wù)，根據(jù)車輛儀表的故障顯示，指向高壓系統(tǒng)需要維修，要完成工作任務(wù)必須要斷高壓電。

圖3 查找高壓標識
（1）找高壓電。通過調(diào)研平臺，把第一個課堂活動發(fā)到學(xué)生手里。學(xué)生看完儀表后根據(jù)學(xué)生任務(wù)卡，到車輛上找出高壓標識記號（圖3），在調(diào)研平臺上反饋結(jié)果，然后進行討論分析，突破認識高壓標識的教學(xué)重點。
（2）斷高壓電。接下來把防護用品發(fā)到學(xué)生手中，學(xué)生通過觀看視頻，總結(jié)防護用品的使用要點。然后在學(xué)習(xí)平臺上完成規(guī)范操作流程的學(xué)習(xí)。教師結(jié)合平臺反饋，組織討論分析。在所有學(xué)生都清楚操作流程之后，組織學(xué)生到實車上完成斷電操作。通過觀看視頻，基于學(xué)習(xí)平臺反饋的學(xué)習(xí)情況有針對性地進行技能講解，最終通過實車操作來進行鞏固，讓學(xué)生能夠運用通用法則完成操作，突破重點。
（3）測高壓電。組織學(xué)生測試高壓電的虛擬實訓(xùn)，保證在虛擬環(huán)境下學(xué)生能準確無誤地完成操作，然后組織學(xué)生到實車上完成測高壓操作，達成本課題的技能目標。
4.3總結(jié)反饋
將本節(jié)課學(xué)習(xí)的斷電操作流程拓展到其他新能源車型上，體現(xiàn)法則的通用性；通過在線問卷，反饋學(xué)生課堂活動體會，以及對安全知識的掌握情況，從創(chuàng)設(shè)安全生產(chǎn)的場景導(dǎo)入“危險”認識，到防護用品的使用，再到虛擬實訓(xùn)和實物操作，最終以安全知識調(diào)研的形式進行反饋，全程體現(xiàn)了對學(xué)生安全意識的培養(yǎng)。
5、教學(xué)反思
本次課程旨在通過學(xué)習(xí)新能源汽車高壓系統(tǒng)檢測前的斷電操作培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，認識高壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于本次課程內(nèi)容涉及汽車維修行業(yè)與電力維修行業(yè)兩個領(lǐng)域，既是國內(nèi)技術(shù)的空白，又是未來社會的需求，又由于高壓電存在較高危險性，本次課程通過視頻、在線學(xué)習(xí)平臺、在線調(diào)研平臺等多項信息化手段讓學(xué)生強化安全意識并熟悉操作流程后再進行實際操作，有效克服了教學(xué)難點?？偨Y(jié)本次教學(xué)，還有以下不足和問題需要在今后的教學(xué)中注意妥善解決。
（1）本次教學(xué)設(shè)計采用了項目教學(xué)法來翻轉(zhuǎn)課堂，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體。這對于教師在課堂組織能力以及信息化手段運用的能力提出了新的要求。

圖4 學(xué)生實操安排示意圖
（2）盡管在新能源高壓實操之前，已經(jīng)利用信息化手段進行了虛擬練習(xí)，但還需要額外的手段來保障操作安全。在實際授課過后，經(jīng)過總結(jié)，我們認為按圖4的布置來組織實車操作可以很大程度避免人為因素帶來的安全風(fēng)險。
（3）雖然教學(xué)過程中產(chǎn)生了較多的生成性教學(xué)資源，但如何利用這些資源精準改善課堂教學(xué)效果，還需要進一步探索。
（4）由于教學(xué)環(huán)節(jié)和學(xué)生活動偏多，給進度把握造成一定困難，在時間分配，教學(xué)安排方面還有待優(yōu)化。