电动汽车动力电池的更换教学设计案例

宁波市鄞州职业高级中学 孟华霞，陆志琴，方作棋，陈 旺

随着信息技术的发展，在教学中合理应用信息化资源和手段，可以有效优化教学过程。本文以《电动汽车动力电池的更换》为例，从教学分析、教学策略与资源、教学过程设计、教学反思等4个方面对信息化教学设计进行阐述，整合线上线下教学，化解中职专业技能课的重点难点，形成更具有教学实效的混合式教学。

1 教学分析

据公安部统计，截至2018年底，全国汽车保有量达2.4亿辆。新能源汽车保有量达261万辆，全年增加107万辆。其中，纯电动汽车保有量达211万辆，占新能源汽车总量的81.06%，近5年来新能源汽车保有量年均增加50万辆，呈快速增长趋势。

本次课的内容选自《新能源汽车结构与检修》，是现有中职学校新能源汽修专业的主要参考教材，本课程是新能源汽修课程系统中的专业核心课程，电动汽车动力电池的更换是本课程的必修内容，是新能源汽车维修企业工作岗位中的基本技能。

电动汽车动力电池的更换专业性很强，要求学生具备一定学习基础，本课的授课对象为汽修新能源定向培养班高二学生的其中一组，共15人，其中42%的学生中考成绩优秀，42%的学生中考成绩中等，16%的学生中考成绩中下，高一时所学的专业课程成绩良好以上。该班学生已经学习了电池举升车的使用技能，电动汽车动力电池的基本结构、作用、分类等基础理论知识，对新式信息化设备的操作兴趣浓厚，但完成复杂的拆装任务有难度，规范操作和操作精细度有待提高。

根据上述情况，结合汽修专业人才培养目标和新能源汽车维修岗位要求，确定本课知识目标为：能阐述电动汽车动力电池更换的原因；能复述电动汽车动力电池更换的步骤、内容和技术标准；学生能阐述电动汽车动力电池更换后的检验标准。能力目标为：通过对电动汽车动力电池更换原因的分析，让学生在实际维修中具有判断是否需要更换电池的能力；通过本课的学习，学生能根据维修手册，在实车上安全规范地更换动力电池，并进行检验。素养目标为：通过VR、信息化小仪器、7S管理等，实现规范流程的落实，让学生形成依据维修手册进行规范化操作的职业素养；通过小组合作探究，让学生养成自主探究的学习意识。

结合课前测试结果确定本次课的教学重点为：规范完成电动汽车动力电池的更换。教学难点为：拆卸过程中电动汽车动力电池与电池举升车的水平对准问题；安装过程中电动汽车动力电池与与底盘之间的螺栓孔对准问题。

2 教学资源与策略设计

在“做中学，学中做”的教学理念指导下，本课采用任务驱动法和小步子教学法，学生通过任务驱动，在教师的引导下，运用各种资源及信息化设备，进行自主学习和合作探究。

教学资源是指用于教育和教学过程的各种信息资源。电动汽车动力电池的更换为一项较新的教学技能，我校与专业公司合作，制作了一些新能源汽车维护与修理教学方面的资源，本次课主要用到《电动汽车动力电池更换》的flash动画、《电动汽车动力电池更换》VR模拟软件及《可视化激光对点仪的使用》等微课资源。

本次课从课前、课中到课后，始终运用的是UMU互动教学平台，有效地将教学资源进行整合，实现集线上学习、交流互动、作业测试、问卷调查、个性化评价等功能于一体的有效教学活动。

3 教学过程设计

3.1 课前学习，做好准备

课前教师利用UMU互动平台发布教学资源和任务，整理、分析学生的作业情况，在线解答学生的学习疑问。学生通过UMU互动平台学习《EV160维修手册》中的电动汽车动力电池更换模块及相关的微课资源（图1），初步制订动力电池更换操作流程，并完成课前学习测试题。

通过教学平台，学生进行新课预习。教师在资源的制作过程中，始终由企业的督导员提供技术支持，另外在课前通过平台数据反馈学生学习情况，及时调整教学策略，做好教学准备。

图1 UMU互动学习平台（截屏）

3.2 课中学习，实战演练

课中学习在情境里导入工作任务，以此为主线，通过多种手段内化知识、外修技能，从而达成教学目标。

（1）教学环节一：通过情境导入任务（2 min）。教师通过播放任务视频，该视频是学校教师到4S店维护车辆时，被维修接待人员告知需更换电动汽车动力电池。学生通过观看视频明确本次课的学习任务——更换电动汽车的动力电池。通过这样一则贴近生活的实际工作任务导入，简单直观，既引起学生的学习兴趣，又明确了本课的任务。

（2）教学环节二：小组讨论，分析任务，制订流程（8 min）。每个小组都将收到教师发送的本组车辆动力电池铭牌信息，此时学生可以充分利用教师提供的教学资源，来回答问题，也可以与企业督导员一起探讨学习任务，确定每组收到的车辆是否需要更换动力电池（教学设计中设置成全部需要更换）。

随后教师通过UMU平台反馈学生课前学习情况，尤其是动力电池操作流程部分，通过大屏展示，组织学生对课前制作的动力电池操作初步流程进行找茬，并在此基础上完善小组流程，最终修改完成一份合理的流程通过平台展示，进一步明确学习任务。

本环节采用小组成员和与企业督导员面对面沟通形式，深入分析任务，引导学生积极思考，促进学生之间相互交流；其次通过教学平台的大屏展示，既可享受资源，又可随时交流，还能使教学评价过程一目了然。

（3）教学环节三：VR模拟操作（图2），预防风险（6 min）。每个小组在VR设备中进行模拟操作，明确电动汽车动力电池操作过程中的高压点，并知道如何进行规避性操作。学生穿戴好VR设备，进行电动汽车动力电池拆装过程中涉及动力电池高压模块内容模拟操作，断开蓄电池负极、动力电池连接器。5人轮流操作。教师在旁观察学生模拟操作过程，并适时进行评分。企业督导员巡视并记录学生的学习过程，解答相关的技术问题。

通过VR模拟操作，学生对规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模拟操作在知识和技能转移中起到准备作用。视、听、触三感交互的VR模拟操作，使学生能够亲身体验，让他们对安全方面有更加深刻的认识，提高学习兴趣。同时也降低了教学成本，如高压插口在实车插拔时容易损坏，而通过VR模拟操作允许学生不断试错。

图2 VR模拟操作

（4）教学环节四：实践操作，练习技能（30 min）。每组学生根据本组制订电动汽车动力电池更换操作流程，以小组形式进行小步子实践操作。学生按小组进行分工（每组5人），1人为安全员，负责操作过程中的安全问题，2人为操作员，根据本组制订的实操流程，进行电动汽车动力电池更换实车操作，2人为评分员，对操作人员的操作进行评分。教师在此过程巡视检查，对第1阶段的操作进行记录，及时指导学生操作过程中的问题，并适时评分。企业督导员巡视并记录学生的学习过程，对涉及高压危险的技术操作进行审查，及时解答相关的技术问题。专业技术人员保安全，教师进行整体组织规划，学生在教师引导下有序进行自主学习操作，教学平台中的数字资源，使学生规范操作，提高安全操作和规范操作的意识，同时以小组分工合作探究的形式，促进每个学生的学习与提高。

在电动汽车动力电池拆卸过程中学生会碰到水平难对准的问题，此时教师设计引入了电子水平仪这一教具来解决该问题。课前教师已将该教具使用的教学视频通过平台进行了分享，因此课中教师组织学生直接进行小组示范其使用方法，最后在实车上进行验证，确认使用电子水平仪可以解决动力电池拆卸时水平难以对准的问题，快速完成动力电池的拆卸。教师巧妙地借助信息化教学仪器，解决技术难点，突破了教学难点。

根据操作流程，在安装电动汽车动力电池时会出现定位销难对准的问题，此时教师可引入第2个教学辅助设备——激光对点仪，有效解决了这个问题，帮助学生最后完成动力电池的安装。学生根据课前微课的学习，在实践中尝试摸索使用激光对点仪解决问题，整个操作流程仍然采用小步子法进行，最后在企业督导员的审查下进行验收，以确保整个动力电池更换任务完成。

（5）教学环节五：总结评价，讨论收获（4 min）。整个教学过程的实施教师都通过UMU平台进行了记录，平台已对学生的整个学习过程进行评价，并自动生成项目学习总评；企业督导员对学生的技能操作进行当场点评；学生在教师、企业督导员的点评后，进行小组自评，互评，并对UMU互动平台的项目学习综合评价进行总结，小组讨论总结。通过教学平台跟踪记录，完成课堂教学的多维度评价，以过程性评价为主，形成对学生的综合性评价。

（6）教学环节六：拓展提高（1 min）。学生借助UMU互动平台巩固课堂学习，查漏补缺；完成项目实习报告，上传至UMU互动平台；完成拓展作业。

4 教学反思

本次课的教学过程中充分利用了UMU互动平台，综合制作微课，追踪记录学生学习进程，实现师生线上交流，满足了学生个性化学习的需求，另一方面为教师高效便捷的教学提供了保证。采用定制的VR模拟操作，运用沉浸式的学习方式，让知识形象化、生动化，帮助学生自主完成电动汽车动力电池操作流程的检验与修正，降低了操作风险，强化了学生的规范意识。通过自主探索、组合利用电子水平仪和激光对点仪解决了教学中的技能操作难点，实现了运用小技术解决大难题。但是学生在完成任务过程中面对突发状况和临时提问时缺乏应变能力。今后，要进一步加强学生对突发状况处理能力的训炼。

该教学内容参与2018年全国教师教学能力比赛课堂实录赛项获得全国二等奖的成绩，根据2018年全国职业院校技能大赛教学能力比赛总体要求，本课题内容是汽车维修职业技能需求与技能大赛两者相结合的体现，做到了“以赛促教、以赛促学”；充分运用教学平台，运用大数据体现教学评价过程化；课堂中在企业督导员的加入下，以企业的角度对课堂进行监督与指导，通过一种定期和持续的督导程序，对学生和教师传授专业服务知识与技术，以增进他们专业技巧，进而促进师生成长，实现“双师型”教师队伍的建设；教学实施过程，始终以学生为中心，教师主导，构建了一个良好的教育生态。但整个教学实施过程中存在着教师对职业素养的理解与落实还不够到位，信息技术中的资源建设还有待进一步完善等缺陷。期待下一次展现更优秀的作品给大家。