《汽车空调系统检修》信息化教学设计及实践——以汽车空调原理单元为例

管卫华，林用满，简浩钧

（广东农工商职业技术学院 智能工程学院，广东 广州 510507）

为深入贯彻落实党的十九大精神，推进教育信息化发展，加快教育现代化和教育强国建设，教育部先后制定并印发了相关文件。2016 年6 月教育部关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知中明确指出 教师信息化教学能力、学生信息素养要显著提升；《关于印发国家职业教育改革实施方案的通知》（国发〔2019〕4 号）中明确指出要建立健全信息化建设等办学标准。2018 年 4 月教育部出台的《教育信息化2.0 行动计划》指出，推动教师树立信息化教学理念，主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极开展信息化教学，全面提升信息化教学能力。配合贯彻落实教育规划纲要和《教育信息化十年发展规划（2011－2020 年）》，教育部自2010 年连续10 年举行全国职业院校信息化教学大赛和教学能力大赛，促进教师将信息化教学设计和课堂实施转变为教学常态，大大提高了职业院校教师信息化教学设计能力和课堂实施能力，促进了信息技术与教育教学深度融合。

笔者以省赛获奖作品《汽车空调系统检修》教学设计为例，展示汽车空调制冷原理信息化教学过程设计并实施到课堂教学中，有较强的应用和推广价值。

一、课程传统教学模式存在的问题

实验研究，以50 km/h 的速度刹车，驾驶员的反应时间在车内温度为35℃时比车内温度为25℃时慢20%，也就是说，当车内温度为25℃时，驾驶员的反应时间为1.2 s，刹车距离为18 m，当车内温度为35℃时，驾驶员的反应时间增加20%，即刹车距离增加3.6 m。这说明空调对驾驶员的反应影响很大，大大影响行驶安全性。

国家职业技能标准《汽车维修工（2019 年修订）》中明确规定：中级工要求掌握汽车空调系统检修，包括空调系统组成与工作原理等；高级工要求掌握空调系统故障诊断排除，包括汽车空调制冷循环故障诊断等，可以看出汽车空调的制冷原理是汽车空调检修的核心内容之一。掌握汽车空调制冷原理，才能对汽车空调制冷系统进行故障诊断和排除，它在空调系统故障检测过程中有很强的理论指导，能够帮助维修技师快速找出故障，提高维修工作效率，客户满意度也随之提高。

传统的汽车空调制冷原理教学模式是这样的：教师先通过视频或图片对制冷原理进行讲解，然后学生在台架或整车上进行实训。空调台架让学生更能看清制冷部件，但与整车的联系却存在一定的差距；但由于整车中发动机舱的紧凑性，学生不容易分清空调各部件和管路走向。传统的汽车空调制冷原理教学模式（如图1），教学效果存在如下问题：授课环境单一、教学信息资源缺乏；教学过程枯燥，导致学生主动性和积极性差；教师只注重汽车空调制冷原理的讲解，老师与学生之间的互动少，忽视学生学习效果；学生对制冷知识的掌握模糊，不能灵活应用；未能与企业进行较好的产教融合，学生对于汽车空调检修的职场体验不深刻，无法满足企业职业技能的需求。

图1 汽车空调原理传统教学模式

二、信息化教学教学设计

（一）信息化教学的重要性

教学质量的好坏决定了高职院校质量的优劣，教师教学能力的高低决定了教学质量的好坏，信息化教学设计能力能很好地体现教师教学能力。［1］所谓信息化教学，是以现代教育思想和理论为指导，运用现代化信息技术，开发教育教学资源，使教学过程得以优化，以此提高学生信息素养、提高教学质量的一种新型教育方式。［2］

信息化教学与传统教学相比，无论是在空间上还是在时间上都能突破传统教学限制，在教学分析、教学设计、教学实施、教学评价、教学反思等内容都有显著的变化，学生的学习动机和学习潜能被大大激发，教学效率得以提高。

（二）学情分析

本课程是高职汽车检测与维修专业二年级学生的核心课程，对汽车空调原理知识点和对学生的知识基础、技能状态及学习特点进行如下分析：

1.理论基础

学生已掌握汽车空调系统组成及制冷系统的工作特征，对于汽车空调制冷原理的学习有较好的理论基础。

2.技能现状

学生已掌握空调控制面板的使用、制冷量的检测等实操技术，知道了汽车空调检修防护用具的使用及制冷性能的检测。

3.学生特点

部分学生已慢慢习惯将手机应用到课程的学习，比如查看任务、上传作业、交流互动等，对于老师的信息及任务安排，能做出较快反馈，但课上玩手机游戏的学生仍然存在。

（三）信息化技术的应用

根据学生学情和课程内容的需要，应用如下信息化技术和资源：

1.网络教学平台

依托蓝墨云班课学习平台搭建《汽车空调系统检修》的混合式教学课程平台，用于开展教学活动和教学评价。

2.微视频

将汽车空调工作原理等微视频共享于课程平台，供学生提前学习，并运用在课堂中创设情境，引导学生思考，激发学生兴趣。

3.动画

通过汽车空调工作过程动画，生动形象展示汽车空调各部件的工作情况，提高学生兴趣，也容易让学生掌握知识点，突出重点。

4.问卷网

通过问卷网收集问题，掌握学生存在的疑问，及时调整教学内容；课中学生发送问题，老师及时解决问题；互动、答疑方便快捷。

5.手机直播

将实训情况实时展示到屏幕，与大家分享学习成果，随时展示学生作业成果、小组互动过程，使课堂变得生动有趣。

6.VR

让学生身临其境观察汽车空调系统各部件的情况，查看整车中看不到、且难拆卸的部件，还能观察制冷剂在管道中流动变化的情景，让学生完全掌握汽车空调制冷原理，掌握某些故障产生的原因，解决难点问题。

（四）课程教学整体设计

为解决授课环境单一、教学信息资源缺乏等传统教学存在的问题，组建汽车空调教学团队，对原来的教学方式进行改革。

在进行教学设计时，以建构主义理论为指导，强调学生的主动性学习。课前要求学生主动去搜集有关课堂教学内容的案例，对相关的信息和资料进行分析，对所学习的问题进行思考，查询资料，提出问题。课中进行小组合作，依托信息技术应用，利用网络平台，通过动画、微视频、VR 技术等方式促使学生主动积极完成任务，培养学生团队合作意识和精神，充分发挥学生的主体地位。教学过程最终达到使学生有效地实现对当前所学知识建构的目的。教师在整个教学过程中起组织、指导、帮助和促进的作用。［3］课程教学整体设计如图2。

图2 教学过程整体设计

在课前导学环节，学生登录学习空间，查看教学内容PPT；汽车空调及其他视频资源的学习；完成课前任务并上传（以小组为单位）：上次课内容的巩固、与这节课相关的企业调研小视频或音频或案例的制作。教师上网检查作业、评价，小组互评；学习平台根据学习完成时长、小组作业等按设定比例自动生成学习成绩；根据学习情况，及时调整教学方法和教学内容；老师根据学生调研素材，进行教学设计，将案例作为课堂引导案例。

在课堂教学环节，老师根据学生课前学习，总结有关汽车空调制冷系统相关的问题（问卷网），老师对问题进行归纳总结，及时调整教学内容，通过动画引入案例，让大家带着问题进入课程学习。小组讨论汽车空调制冷系统中各部件中制冷剂的压力和状态情况，检查学生知识储备情况。老师根据小组讨论与交流互动情况，主要讲解汽车空调制冷系统中制冷剂的状态和压力变化情况，阐述变化原因，各部件正常工作时的状态。然后根据所学内容，进行小组实训，区别不同汽车空调制冷系统；在整车上找出相应部件，起动空调通过制冷原理判断各条管道的温度是否正常，并讨论其中制冷剂的状态和压力以及故障原因，并发现问题。针对学生在整车中蒸发器和膨胀阀不能观察，也不易拆装，制冷剂的状态变化不能可视化的情况，利用VR 让学生将整车与理论知识结合起来，突破难点。根据课前引导案例，专家对案例中汽车空调不够冷的故障进行分析及排除，实现校企结合。通过蓝墨云班课进行课后测，查看学生知识掌握情况，便于布置作业，完善学生课后知识。

在课后环节，上传汽车空调故障案例，完成作业上传到学习平台，结合企业工作案例，进行小组讨论，加强团队合作意识及表达能力（课程具体时间分布如图3）。

三、课堂教学实施成效与反思

（一）教学实施成效

通过该教学过程的实施，成效如下：

手机变成了主要的学习工具。每个学时的教学环节中大部分时间都会用到手机，课前：任务的完成（手机上传作业）、与老师的互动（作为课前评分的依据之一）；课中环节：课前总结（手机考勤、查看成绩排名）、问题总结（手机扫码）、案例导入（手机笔记）、小组讨论（手机直播或上传讨论结果）、内容讲解（手机思维导图）、小组实训（手机摇一摇、手机直播）、小组汇报（手机抢答、随机抽取、手机直播）、课后测（手机扫码）等；课后：课后任务（手机查看及完成）。手机的使用在课堂上已经成为一种习惯，改变了学生上课玩手机游戏、追剧、听歌等不良习惯。

学生积极主动性提高。教学设计中，将小组讨论设计在老师讲解内容前，目的是让学生根据平台资源库及互联网进行小组讨论，对所给案例进行分析说明，老师主要起到答疑解惑的作用，学生的学习不再是被动接受。

图3 课程具体时间分布

学生知识掌握明显提高。根据学生的测试结果和调查问卷显示，将2018 级与2017 级学生相比，学生学习的兴趣增长25%，操作技能增长20%，课堂满意度提升了18%。学生知识掌握情况比2017级学生明显提高，以汽车空调制冷原理课后测，题1 汽车空调制冷系统中压缩机前管道中制冷剂状态为例，2017 级1 班正确率为38.89%，2017 级2 班同学正确率为48.89%，2017 级3 班同学正确率为45.18%，2018 级1 班同学正确率为92.86%（如图4和图5）。

（二）教学反思

该教学单元的教学特色主要体现在：以学习者为中心，充分发挥学生的主动积极性，以建构主义为理论依据，以成果为导向，实施反向课程设计，转变传统课堂教学；实施线上和线下相结合的混合式学习方式，教学时空得到扩展，可以满足不同学生的学习需求。依托学校网络课程平台和蓝墨云班课发布学习资源和学习任务、实时检查学习状态和学习成果，利用动画、视频解析重点，通过VR 技术等虚拟技术破解难点，提升了教学质量。

图4 2017 级1 班同学课后测情况

图5 2018 级1 班同学课后测情况

该部分每个任务都是通过微课、案例创设情境，与企业实际相结合，激发学生兴趣。教学过程中将学习资源、教学和评价平台整合起来，最大程度发挥网络平台的空间优势。

课前学生通过手机随时随地完成课前任务，预习新课内容，及时与老师沟通交流，老师及时把握学生知识掌握情况，及时调整教学内容，课上只需讲解学生没有掌握或没有理解的内容，针对个别问题单独辅导，通过课后测根据学生知识掌握情况，布置不同课后任务，教学更有针对性，实现差异化教学。

课中老师公布个人和小组课前成绩，既展开小组比拼，又鼓励个人学习，使学生之间养成互帮互助、团队协作的习惯，也充分发挥个人特长。在小组讨论环节中，充分发挥网络和班课资源，调动大家积极性，讨论老师给出的课程引导案例，各小组汇报后，老师及时调整教学内容，满足不同班级学生的需求。老师完成讲解后，学生又继续进行小组实训，通过手机直播的方式，便于老师监督和小组间相互学习，可以避免学生不动手或玩手机游戏的可能，让全体同学动起来。完成实训后，根据时间和内容实际情况，随机抽取小组进行汇报，并进行课后测和课堂评分。

课后，老师根据学生课上学习情况进行区别化的任务布置，满足不同水平学生的学习要求，同时根据课程需要，邀请企业专家进行线上点评。课程将线下面授与线上自学答疑紧密结合起来，合理利用信息化技术和手段有效解决了教学重点和难点，学习时间和空间得到有效拓展，满足了不同学生个性化和差异化的学习需求，提高教学效率。

四、结语

信息化教学设计及实施是一项复杂的工程，需要多方面的支持和配合。首先，学校领导要充分认识到信息技术对教育的影响，加大信息化基础设施的经费投入，加强数字化校园的建设，促进信息技术与教育教学的深度融合；其次，要加强教师信息化团队的建设，鼓励教师团队不断创新教学资源和推进在线课程平台的建设，进行资源整合，建立共享机制；最后，推动信息化教学课堂的落地实施，实现真正的以信息化促进人才培养模式改革与创新。