基于新能源汽车教学交互系统在教学中的探索与实践

李波　杜秀波　董志敏　屈原

摘 要：为满足实践教学需要，提高人才培养质量，將新能源汽车教学交互系应用在教学实践中，以新能源汽车教学交互系统为载体，将操作简单、交互功能强大的新能源汽车教学交互系统应用在教学中，使学生对课程的学习快速上手，提高学生的实践能力和技能水平。简单而有效的操作，丰富的创意，大大提高了学生的学习兴趣，激发了学生的创造力，教学效果较好，本文分析了新能源汽车教学交互系统在教学中的应用现状，对新能源汽车教学交互系统在教学中的应用进行了探索。

关键词：新能源汽车 教学交互系统 课程 应用 探索

1 引言

目前，新能源汽车在世界各国势头迅猛发展，全球汽车未来发展的方向是新能源方向，这已经成为全球各国和企业的共识，中国的新能源汽车渗透率已超过10%，其中汽车增量中电动化的比例超过10%，预计到2025年会突破30%。美国、欧洲等国家也在快速增长，特别是北欧，挪威电动汽车的新车销售占比已接近100%。2021年中国新能源汽车销量增长169.1%，占国内汽车销量的占比达到14.8%，相比2020年的5.8%，增长明显。虽然出现部分新能源车汽车提价，但新能源汽车的销量仍然可观。中国电动汽车百人会研究预测，2025年新能源汽车将达到至少700万辆，乐观估计为900万到1000万辆。从100万辆到1000万辆，也就几年时间，这个发展速度创造了全球新能源汽车行业之最。

美国密歇根大学《高级混合动力汽车系统设计》课程采用虚拟仿真技术，让学生在计算机模拟环境下学习混合动力汽车的结构、原理和操作流程。同时，系统还提供了在线测试和评估功能，帮助学生检测自己的学习成果。德国弗劳恩霍夫研究所《新能源汽车开发与测试》课程通过在线学习平台和实际操作相结合的方式，让学生了解电池组、电控系统、驱动电机等关键部件的原理和维护方法，并进行相关实验操作，系统还提供了与实际生产企业的合作项目，让学生参与到实际的新能源汽车研发和测试中。中国农业大学《新能源汽车》课程采用面向对象的教学模式，以学生为主体，将虚拟仿真与实际操作相结合，让学生在模拟环境下进行新能源汽车的故障诊断和维修，以培养学生的实践能力和技能水平。北京理工大学在新能源汽车实践课程中利用新能源汽车教学交互系统，将虚拟仿真与实际操作相结合，让学生在虚拟环境下完成电池组、电机控制器等关键部件的组装和维护实验，并引导学生在实际场景下进行路试和检测操作，以培养学生的实践能力和技能水平。

新能源汽车是当前社会中新的研究成果，随着新能源汽车的广泛应用，对于新能源汽车人才的需求量不断递增。汽车电气系统是新能源汽车中的重要技术体系，为了促进新能源汽车的创新发展，我们职业院校应对传统汽车电气技术、高压电等实践课程进行改革，作为职业院校的教师我们需要明确新能源汽车的发展特点与实时发展动态，以新能源汽车教学交互系统为导向，对新能源实践课程进行改革，创新教学方法，同时完善课程体系，满足新时代发展对新能源技术人才需求，推动新能源汽车实践教学改革。

2 新能源汽车教学交互系统在教学中的应用现状

随着科技水平的提高，电子信息技术在汽车管理及控制系统中的应用极为广泛，但汽车在实际维修过程中，我们发现汽车电子控制系统发生的故障也远比传统汽车的故障复杂得多，因此准确的对于电控系统的故障诊断至关重要。对于高校汽车相关专业而言，教师要不断在实训车辆上设置故障以供学生练习使用，设故方式通常是依靠断线来实现，长此以往，实训车辆的原车线束会遭到不可逆的损坏，大大降低车辆的使用寿命，若定期更换线束则会大幅增加实训成本，因此，有必要研究专门针对高校汽车相关专业实训教学使用的设故设备，用以降低设故难度，延长实训车辆的使用寿命。

随着新能源汽车的爆发式增长，新能源汽车的后市场也急需要大批的高技术技能型人才，2022年以来新能源汽车的增长迅速，作为职业院校教师，迫切需要紧紧围绕新能源汽车产业和新能源汽车市场培养企业需要的高技能人才，提高学生的实践能力，在实践教学中多用整车进行实践教学，为学生提供更加优质的课堂教学。但是对于新能源汽车，如果是整车教学需要有配套的汽车交互系统，教师才能进行高效的课程设计，以企业的真实客户委托来设计教学，吸引学生的兴趣，让学生在掌握理论基础的前提下，更好的掌握实践操作技能。新能源汽车涉及到高压电系统，有较大的安全隐患，若没有交互系统，实践教学只是做一些较为简单的项目，无法达到我们人才培养方案和教学标准要求的知识点、技能点。

职业院校新能源汽车设备主要以整车和实训台架为主，现在能与整车配套的交互系统存在以下问题：一是新能源汽车更新速度快，增长迅速，市面上很难买到最新下线车型的教学交互系统，且能够购置到的教学交互系统也只有几款车型，一般是大赛用车，并没有做到全覆盖，很大一部分车型都无法购买到对应的交互系统；二是为了能够有较大利润空间，配套的教学交互系统针对车辆多个模块设计，对于实践教学有些不相符，只是做到大而宽，有些知识点没有涉及到，功能单一，价格昂贵，导致学校实训成本大大增加；三是购置的教学交互系统一般都是第三方厂商制作，和车辆配套使用的过程中会出现错误，且一般没有配套的资料，教师也无法在此基础上进行二次开发；四是教师要不断地在实训车辆上设置故障以供学生练习使用，设故方式通常是依靠断线来实现，长此以往，实训车辆的原车线束会遭到不可逆的损坏，大大降低实训车辆的使用寿命，若定期更换线束则会大幅增加实训成本。

3 新能源汽车教学交互系统在教学中的探索与实践

为满足实践教学需要，提高人才培养质量，针对我院已购置的新能源汽车秦EV，以新能源汽车教学交互系统为载体，将操作简单、交互功能强大的新能源汽车教学交互系统应用在教学实践中，使学生对汽车电气技术、高压电等实践课程的学习可以快速上手，促进汽车电气技术、高压电等实践课程的教学改革和创新，使教育资源得到更好的利用和分享。汽车电气技术、高压电等实践课程教学改革是以培养具有面向新型汽车人才为目标，利用先进的信息技术手段来提高教育效果。在实践中，可以从以下几个方面进行探索与实践。

在课程设计方面：根据新能源汽车的发展趋势和市场需求，对汽车电气技术、高压电等实践课程进行重新设计和调整，增加新能源汽车相关内容，如电动机、电池组、充电桩等相关内容。教学内容选取上突出实践应用，注重培养学生的创新意识和实践能力，鼓励学生通过自主研究和项目实践等方式，探索新能源汽车领域中的技术难题和创新点，促进科技创新和产业发展。教学过程中加强工学结合，将理论知识与实际操作相结合，让学生了解新能源汽车的整车构造、电控系统、驱动系统等关键部件的原理和工作流程，并从实际应用角度出发，掌握相关维修保养和故障排除技能。

在教学方法方面：采用多元化、互动式教学方法，如案例分析、课堂讨论、小组合作、互联网学习等，激发学生的学习兴趣和参与度。选取典型教学任务应用BOtPPPS教学设计，融入课程思政，实现专业课程的育人功能。

在评估反馈方面：采用多层次、多元化的测评方式，对学生的学习成果和实践能力进行评估和反馈，及时发现问题和改进措施，进一步提高教育和培训的质量。

在实践教学方面：职业院校汽车电气技术、高压电等实践课程教学改革中的最大意义在于提高学生的实践能力和技能水平。可以让学生通过虚拟仿真等方式进行实践操作，从而提高学生的实践能力和技能水平。教学中注重实践教学环节，提高学生的实践能力和职业素养。让学生参与教学交互系统的设计、制作、加工、调试、维护和维修等工作，培养学生的工程设计能力和动手能力。每一个实训项目或者每一个产品都要让学生有清晰的思路，如教学交互系统的制作思路是：第一步完成电路板设计、搭建。利于画图软件，依据所要实现的功能，利用原厂维修手册，完成电路图的绘制，并设计箱体、测试孔、故障设置方式和故障点。形成初稿，并对部分电路进行试制。第二步是搭建电路板，将搭建好的电路板装入到对应的箱体中，连接到车辆的系统中，进行线路连接与信号调试，并设置故障点。第三步是完成联调联试。将制作并调试好的教学交互系统接入到整车系统中，检验其是否能够实现相应功能。建设先进的汽车实验室和实践基地，为学生提供丰富的实践机会，例如电动汽车性能测试、电动汽车控制系统仿真等，增强学生的技能水平和实践经验。

新能源汽车教学交互系统应用在教学中学生通过多种途径获取知识，如阅读教材、查找相关文献等，增强知识面和深度。学生提高了自身素养和能力，包括英语水平、计算机技能、职业素养和创新意识等，以适应新能源汽车领域的快速发展和变化。

4 新能源汽车教学交互系统在课程教学改革中的意义

4.1 提高学生的实践能力和技能水平

新能源汽车教学交互系统在汽车电气技术、高压电等实践课程中的应用，可以让学生更加深入地了解新能源汽车的结构与原理，并通过虚拟仿真等方式进行实践操作，从而提高学生的实践能力和技能水平。

4.2 促进教学改革和创新

新能源汽车教学交互系统的应用，可以促进课程的教学改革和创新，使教育资源得到更好的利用和分享。通过雨课堂、学习通等信息化手段，学生可以随时随地进行在线学习和互动，教师也可以借助系统的数据统计和分析功能，及时调整教学方案和方法，实现个性化教学和评估。

4.3 推动人才培养和产业发展

新能源汽车教学交互系统的应用，对于推动新能源汽车人才的培养和产业的发展具有重要意义。通过该系统的应用，可以培养学生对新能源汽车的理解和掌握能力，增强其创新意识和实践能力，从而为新能源汽车产业的发展注入源源不断的人才和动力。

5 新能源汽车教学交互系统应用的未来发展趋势

5.1 智能化升级

随着人工智能技术的不断发展，新能源汽车教学交互系统也将不断进行智能化升级。例如，系统可以利用机器学习算法，根据学生的学习数据和行为模式进行分析和预测，从而提供更加个性化的教学建议和资源。

5.2 拓展应用领域

新能源汽车教学交互系统的应用不仅局限于新能源汽车专业，还可以延伸到其他相关领域，如电子、机械等工程专业。同时，也可以在中学和职业教育领域推广使用，以提高学生的实践能力和创新意识。

5.3 开放式合作

新能源汽车教学交互系统的优势在于其开放式合作的特点，可以让不同国家和地区的师生共享教学资源和知识经验。未来，该系统可以进一步发挥平台化优势，吸引更多的教育机构和企业参与其中，形成更加广泛的合作网络，促进教育资源共享和交流。

6 结论

新能源汽车教学交互系统在课程教学改革中具有重要意义。在教学中我们要大胆的进行改革和创新，我们今后要在注重强化实践应用、培养学生的创新意识、加强工学结合等方面进行探索与实践，为新能源汽车领域人才的培养和产业的发展做出贡献。

基金项目：鄂尔多斯职业学院科研基金项目“新能源汽车教学交互系统在《汽车电气技术》课程中的探索与实践”（项目编号：EJY2201）。

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