電動汽車動力電池的更換教學(xué)設(shè)計案例

寧波市鄞州職業(yè)高級中學(xué) 孟華霞，陸志琴，方作棋，陳 旺

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在教學(xué)中合理應(yīng)用信息化資源和手段，可以有效優(yōu)化教學(xué)過程。本文以《電動汽車動力電池的更換》為例，從教學(xué)分析、教學(xué)策略與資源、教學(xué)過程設(shè)計、教學(xué)反思等4個方面對信息化教學(xué)設(shè)計進行闡述，整合線上線下教學(xué)，化解中職專業(yè)技能課的重點難點，形成更具有教學(xué)實效的混合式教學(xué)。

1 教學(xué)分析

據(jù)公安部統(tǒng)計，截至2018年底，全國汽車保有量達2.4億輛。新能源汽車保有量達261萬輛，全年增加107萬輛。其中，純電動汽車保有量達211萬輛，占新能源汽車總量的81.06%，近5年來新能源汽車保有量年均增加50萬輛，呈快速增長趨勢。

本次課的內(nèi)容選自《新能源汽車結(jié)構(gòu)與檢修》，是現(xiàn)有中職學(xué)校新能源汽修專業(yè)的主要參考教材，本課程是新能源汽修課程系統(tǒng)中的專業(yè)核心課程，電動汽車動力電池的更換是本課程的必修內(nèi)容，是新能源汽車維修企業(yè)工作崗位中的基本技能。

電動汽車動力電池的更換專業(yè)性很強，要求學(xué)生具備一定學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，本課的授課對象為汽修新能源定向培養(yǎng)班高二學(xué)生的其中一組，共15人，其中42%的學(xué)生中考成績優(yōu)秀，42%的學(xué)生中考成績中等，16%的學(xué)生中考成績中下，高一時所學(xué)的專業(yè)課程成績良好以上。該班學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電池舉升車的使用技能，電動汽車動力電池的基本結(jié)構(gòu)、作用、分類等基礎(chǔ)理論知識，對新式信息化設(shè)備的操作興趣濃厚，但完成復(fù)雜的拆裝任務(wù)有難度，規(guī)范操作和操作精細(xì)度有待提高。

根據(jù)上述情況，結(jié)合汽修專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和新能源汽車維修崗位要求，確定本課知識目標(biāo)為：能闡述電動汽車動力電池更換的原因；能復(fù)述電動汽車動力電池更換的步驟、內(nèi)容和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；學(xué)生能闡述電動汽車動力電池更換后的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。能力目標(biāo)為：通過對電動汽車動力電池更換原因的分析，讓學(xué)生在實際維修中具有判斷是否需要更換電池的能力；通過本課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能根據(jù)維修手冊，在實車上安全規(guī)范地更換動力電池，并進行檢驗。素養(yǎng)目標(biāo)為：通過VR、信息化小儀器、7S管理等，實現(xiàn)規(guī)范流程的落實，讓學(xué)生形成依據(jù)維修手冊進行規(guī)范化操作的職業(yè)素養(yǎng)；通過小組合作探究，讓學(xué)生養(yǎng)成自主探究的學(xué)習(xí)意識。

結(jié)合課前測試結(jié)果確定本次課的教學(xué)重點為：規(guī)范完成電動汽車動力電池的更換。教學(xué)難點為：拆卸過程中電動汽車動力電池與電池舉升車的水平對準(zhǔn)問題；安裝過程中電動汽車動力電池與與底盤之間的螺栓孔對準(zhǔn)問題。

2 教學(xué)資源與策略設(shè)計

在“做中學(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)理念指導(dǎo)下，本課采用任務(wù)驅(qū)動法和小步子教學(xué)法，學(xué)生通過任務(wù)驅(qū)動，在教師的引導(dǎo)下，運用各種資源及信息化設(shè)備，進行自主學(xué)習(xí)和合作探究。

教學(xué)資源是指用于教育和教學(xué)過程的各種信息資源。電動汽車動力電池的更換為一項較新的教學(xué)技能，我校與專業(yè)公司合作，制作了一些新能源汽車維護與修理教學(xué)方面的資源，本次課主要用到《電動汽車動力電池更換》的flash動畫、《電動汽車動力電池更換》VR模擬軟件及《可視化激光對點儀的使用》等微課資源。

本次課從課前、課中到課后，始終運用的是UMU互動教學(xué)平臺，有效地將教學(xué)資源進行整合，實現(xiàn)集線上學(xué)習(xí)、交流互動、作業(yè)測試、問卷調(diào)查、個性化評價等功能于一體的有效教學(xué)活動。

3 教學(xué)過程設(shè)計

3.1 課前學(xué)習(xí)，做好準(zhǔn)備

課前教師利用UMU互動平臺發(fā)布教學(xué)資源和任務(wù)，整理、分析學(xué)生的作業(yè)情況，在線解答學(xué)生的學(xué)習(xí)疑問。學(xué)生通過UMU互動平臺學(xué)習(xí)《EV160維修手冊》中的電動汽車動力電池更換模塊及相關(guān)的微課資源（圖1），初步制訂動力電池更換操作流程，并完成課前學(xué)習(xí)測試題。

通過教學(xué)平臺，學(xué)生進行新課預(yù)習(xí)。教師在資源的制作過程中，始終由企業(yè)的督導(dǎo)員提供技術(shù)支持，另外在課前通過平臺數(shù)據(jù)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，做好教學(xué)準(zhǔn)備。

圖1 UMU互動學(xué)習(xí)平臺（截屏）

3.2 課中學(xué)習(xí)，實戰(zhàn)演練

課中學(xué)習(xí)在情境里導(dǎo)入工作任務(wù)，以此為主線，通過多種手段內(nèi)化知識、外修技能，從而達成教學(xué)目標(biāo)。

（1）教學(xué)環(huán)節(jié)一：通過情境導(dǎo)入任務(wù)（2 min）。教師通過播放任務(wù)視頻，該視頻是學(xué)校教師到4S店維護車輛時，被維修接待人員告知需更換電動汽車動力電池。學(xué)生通過觀看視頻明確本次課的學(xué)習(xí)任務(wù)——更換電動汽車的動力電池。通過這樣一則貼近生活的實際工作任務(wù)導(dǎo)入，簡單直觀，既引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又明確了本課的任務(wù)。

（2）教學(xué)環(huán)節(jié)二：小組討論，分析任務(wù)，制訂流程（8 min）。每個小組都將收到教師發(fā)送的本組車輛動力電池銘牌信息，此時學(xué)生可以充分利用教師提供的教學(xué)資源，來回答問題，也可以與企業(yè)督導(dǎo)員一起探討學(xué)習(xí)任務(wù)，確定每組收到的車輛是否需要更換動力電池（教學(xué)設(shè)計中設(shè)置成全部需要更換）。

隨后教師通過UMU平臺反饋學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，尤其是動力電池操作流程部分，通過大屏展示，組織學(xué)生對課前制作的動力電池操作初步流程進行找茬，并在此基礎(chǔ)上完善小組流程，最終修改完成一份合理的流程通過平臺展示，進一步明確學(xué)習(xí)任務(wù)。

本環(huán)節(jié)采用小組成員和與企業(yè)督導(dǎo)員面對面溝通形式，深入分析任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，促進學(xué)生之間相互交流；其次通過教學(xué)平臺的大屏展示，既可享受資源，又可隨時交流，還能使教學(xué)評價過程一目了然。

（3）教學(xué)環(huán)節(jié)三：VR模擬操作（圖2），預(yù)防風(fēng)險（6 min）。每個小組在VR設(shè)備中進行模擬操作，明確電動汽車動力電池操作過程中的高壓點，并知道如何進行規(guī)避性操作。學(xué)生穿戴好VR設(shè)備，進行電動汽車動力電池拆裝過程中涉及動力電池高壓模塊內(nèi)容模擬操作，斷開蓄電池負(fù)極、動力電池連接器。5人輪流操作。教師在旁觀察學(xué)生模擬操作過程，并適時進行評分。企業(yè)督導(dǎo)員巡視并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，解答相關(guān)的技術(shù)問題。

通過VR模擬操作，學(xué)生對規(guī)范操作流程更加熟悉，提前熟悉后面技能操作中零部件的位置，VR模擬操作在知識和技能轉(zhuǎn)移中起到準(zhǔn)備作用。視、聽、觸三感交互的VR模擬操作，使學(xué)生能夠親身體驗，讓他們對安全方面有更加深刻的認(rèn)識，提高學(xué)習(xí)興趣。同時也降低了教學(xué)成本，如高壓插口在實車插拔時容易損壞，而通過VR模擬操作允許學(xué)生不斷試錯。

圖2 VR模擬操作

（4）教學(xué)環(huán)節(jié)四：實踐操作，練習(xí)技能（30 min）。每組學(xué)生根據(jù)本組制訂電動汽車動力電池更換操作流程，以小組形式進行小步子實踐操作。學(xué)生按小組進行分工（每組5人），1人為安全員，負(fù)責(zé)操作過程中的安全問題，2人為操作員，根據(jù)本組制訂的實操流程，進行電動汽車動力電池更換實車操作，2人為評分員，對操作人員的操作進行評分。教師在此過程巡視檢查，對第1階段的操作進行記錄，及時指導(dǎo)學(xué)生操作過程中的問題，并適時評分。企業(yè)督導(dǎo)員巡視并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，對涉及高壓危險的技術(shù)操作進行審查，及時解答相關(guān)的技術(shù)問題。專業(yè)技術(shù)人員保安全，教師進行整體組織規(guī)劃，學(xué)生在教師引導(dǎo)下有序進行自主學(xué)習(xí)操作，教學(xué)平臺中的數(shù)字資源，使學(xué)生規(guī)范操作，提高安全操作和規(guī)范操作的意識，同時以小組分工合作探究的形式，促進每個學(xué)生的學(xué)習(xí)與提高。

在電動汽車動力電池拆卸過程中學(xué)生會碰到水平難對準(zhǔn)的問題，此時教師設(shè)計引入了電子水平儀這一教具來解決該問題。課前教師已將該教具使用的教學(xué)視頻通過平臺進行了分享，因此課中教師組織學(xué)生直接進行小組示范其使用方法，最后在實車上進行驗證，確認(rèn)使用電子水平儀可以解決動力電池拆卸時水平難以對準(zhǔn)的問題，快速完成動力電池的拆卸。教師巧妙地借助信息化教學(xué)儀器，解決技術(shù)難點，突破了教學(xué)難點。

根據(jù)操作流程，在安裝電動汽車動力電池時會出現(xiàn)定位銷難對準(zhǔn)的問題，此時教師可引入第2個教學(xué)輔助設(shè)備——激光對點儀，有效解決了這個問題，幫助學(xué)生最后完成動力電池的安裝。學(xué)生根據(jù)課前微課的學(xué)習(xí)，在實踐中嘗試摸索使用激光對點儀解決問題，整個操作流程仍然采用小步子法進行，最后在企業(yè)督導(dǎo)員的審查下進行驗收，以確保整個動力電池更換任務(wù)完成。

（5）教學(xué)環(huán)節(jié)五：總結(jié)評價，討論收獲（4 min）。整個教學(xué)過程的實施教師都通過UMU平臺進行了記錄，平臺已對學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程進行評價，并自動生成項目學(xué)習(xí)總評；企業(yè)督導(dǎo)員對學(xué)生的技能操作進行當(dāng)場點評；學(xué)生在教師、企業(yè)督導(dǎo)員的點評后，進行小組自評，互評，并對UMU互動平臺的項目學(xué)習(xí)綜合評價進行總結(jié)，小組討論總結(jié)。通過教學(xué)平臺跟蹤記錄，完成課堂教學(xué)的多維度評價，以過程性評價為主，形成對學(xué)生的綜合性評價。

（6）教學(xué)環(huán)節(jié)六：拓展提高（1 min）。學(xué)生借助UMU互動平臺鞏固課堂學(xué)習(xí)，查漏補缺；完成項目實習(xí)報告，上傳至UMU互動平臺；完成拓展作業(yè)。

4 教學(xué)反思

本次課的教學(xué)過程中充分利用了UMU互動平臺，綜合制作微課，追蹤記錄學(xué)生學(xué)習(xí)進程，實現(xiàn)師生線上交流，滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求，另一方面為教師高效便捷的教學(xué)提供了保證。采用定制的VR模擬操作，運用沉浸式的學(xué)習(xí)方式，讓知識形象化、生動化，幫助學(xué)生自主完成電動汽車動力電池操作流程的檢驗與修正，降低了操作風(fēng)險，強化了學(xué)生的規(guī)范意識。通過自主探索、組合利用電子水平儀和激光對點儀解決了教學(xué)中的技能操作難點，實現(xiàn)了運用小技術(shù)解決大難題。但是學(xué)生在完成任務(wù)過程中面對突發(fā)狀況和臨時提問時缺乏應(yīng)變能力。今后，要進一步加強學(xué)生對突發(fā)狀況處理能力的訓(xùn)煉。

該教學(xué)內(nèi)容參與2018年全國教師教學(xué)能力比賽課堂實錄賽項獲得全國二等獎的成績，根據(jù)2018年全國職業(yè)院校技能大賽教學(xué)能力比賽總體要求，本課題內(nèi)容是汽車維修職業(yè)技能需求與技能大賽兩者相結(jié)合的體現(xiàn)，做到了“以賽促教、以賽促學(xué)”；充分運用教學(xué)平臺，運用大數(shù)據(jù)體現(xiàn)教學(xué)評價過程化；課堂中在企業(yè)督導(dǎo)員的加入下，以企業(yè)的角度對課堂進行監(jiān)督與指導(dǎo)，通過一種定期和持續(xù)的督導(dǎo)程序，對學(xué)生和教師傳授專業(yè)服務(wù)知識與技術(shù)，以增進他們專業(yè)技巧，進而促進師生成長，實現(xiàn)“雙師型”教師隊伍的建設(shè)；教學(xué)實施過程，始終以學(xué)生為中心，教師主導(dǎo)，構(gòu)建了一個良好的教育生態(tài)。但整個教學(xué)實施過程中存在著教師對職業(yè)素養(yǎng)的理解與落實還不夠到位，信息技術(shù)中的資源建設(shè)還有待進一步完善等缺陷。期待下一次展現(xiàn)更優(yōu)秀的作品給大家。