APP下载

综合育人视域下《新能源汽车整车控制技术》课程体系优化与教学模式创新研究

2024-12-11戚凌超兰雯渝

时代汽车 2024年21期

摘 要:随着新能源汽车产业的快速发展,对专业人才的需求日益迫切,要求教育体系必须紧跟产业变革与技术创新的步伐。本文在综合育人视域下聚焦《新能源汽车整车控制技术》课程体系的优化与教学模式的创新。文章首先阐述了课程体系优化与教学模式创新的必要性。在此基础上提出了深化理论基础、精细化模块化课程内容、跨学科知识融合以及注重职业素养培育的课程体系优化策略。同时,探索了教学模式的创新路径,主要有翻转课堂、项目式学习、仿真技术应用及产学研结合等,旨在为新能源汽车领域的人才培养提供有益参考,促进教育链、人才链与产业链、创新链的有效衔接。

关键词:综合育人 新能源汽车整车控制技术 课程体系 产学研结合

1 绪论

随着全球能源结构的转型和环保意识的提升,新能源汽车产业正以前所未有的速度蓬勃发展。在这一背景下,高职《新能源汽车整车控制技术》作为培养新能源汽车技术人才的核心课程,其教学质量与效果直接关系到未来行业人才的质量与竞争力。然而,面对快速变化的技术环境和日益复杂的市场需求,传统的教学体系和模式已难以满足培养高素质、创新型人才的需求。因此,本文旨在从综合育人的视角出发,探索课程体系的优化与教学模式的创新,以期为提升教学质量、促进学生全面发展以及推动新能源汽车产业的持续健康发展提供有力支撑。

2 综合育人视域下课程体系优化与教学模式创新的必要性

2.1 适应产业变革与技术创新的迫切需求

近年来,我国新能源汽车产业在政策扶持和市场需求的双重驱动下,取得了一定的发展成果。从《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》到《关于加快新能源汽车推广应用的实施意见》,国家层面出台了一系列政策文件,旨在推动新能源汽车产业的持续健康发展。这些政策明确了新能源汽车产业的发展方向,也对人才培养提出更高要求。新能源汽车整车控制技术领域创新日新月异,其快速发展要求高职课程必须紧跟行业前沿,不断更新教学内容,确保学生掌握最新的技术知识和技能。[1]然而,传统的课程体系更侧重于理论知识的传授,缺乏与产业实践的紧密结合,导致学生在面对实际问题时力不从心。因此,课程体系优化与教学模式创新成为适应产业变革与技术创新的迫切需求。

2.2 促进学生全面发展与创新能力培养

在综合育人视域下,促进学生的全面发展与创新能力培养是教育的重要目标。对于《新能源汽车整车控制技术》教学而言,同样具有积极意义。学生的全面发展既包括专业知识的学习,还包括综合素质的提升。在课程体系优化过程中注重培养学生的团队协作能力、沟通能力和批判性思维能力等综合素养,可以激发学生的学习兴趣和主动性,促进其全面发展。创新能力是新时代人才的核心竞争力之一。在新能源汽车整车控制技术领域,创新是推动产业发展的动力。因此,课程体系和教学模式的创新着眼于培养学生的创新思维和实践能力,可以为学生提供更加广阔的学习空间和实践机会,鼓励其勇于探索未知领域,敢于提出新观点和新方法。此外,结合《中国教育现代化2035》等文件可以看出国家对创新能力培养的重视程度。因此,这既符合国家政策导向,也是提升学生就业竞争力和社会适应能力的有效途径。

2.3 提升教育质量与社会贡献度

教育质量是衡量教育效果的标准之一。在《新能源汽车整车控制技术》课程中,提升教育质量有助于提高学校的社会贡献度和影响力。课程体系优化和教学模式创新可以使学生更加深入地掌握新能源汽车整车控制技术的核心知识和技能,有助于提升学生的专业素养和就业竞争力,还能为新能源汽车产业提供高素质的技术人才支持。加强校企合作和产学研结合是提升教育质量的有效途径之一。通过与企业合作开展实践教学、共建实训基地等方式,可以使学生更加深入地了解行业需求和企业文化,提升其职业素养和实践能力。同时,这也有助于学校与企业建立更加紧密的合作关系,共同推动新能源汽车产业的发展。提升教育质量助力提高学校的社会贡献度和影响力,展示学校的教育成果和科研实力,吸引更多的行业关注和支持。

3 综合育人视域下《新能源汽车整车控GQG8Xshx/eKLHOXCKihfxdJ+Bl5q7oXX1np7PuTIwfA=制技术》课程体系优化策略

3.1 深化课程体系构建的理论基础

新能源汽车技术的发展不仅依赖于传统汽车工程的理论基础,还融合了电子控制技术、信息技术、材料科学等多个领域的前沿知识。因此,深化课程体系构建的理论基础,是优化《新能源汽车整车控制技术》课程的首要任务。根据《中国制造2025》等政策文件,新能源汽车产业的发展需要高素质的技术技能人才支撑。因此,课程体系应以市场需求为导向,注重理论与实践相结合,将最新的科研成果和技术标准融入教学内容中。例如,在课程设计中,可以引入《新能源汽车整车控制技术》的国内外最新研究动态,结合行业标准和企业需求,构建以职业能力为核心的理论课程体系。此外,可以深化借鉴德国“双元制”教育模式,通过校企合作,让企业参与到课程标准的制定和教学内容的更新中,确保课程内容的时效性和实用性。由此强化课程的理论基础,为学生提供更贴近行业实际的学习机会。

3.2 精细化、模块化构建课程内容

精细化、模块化构建课程内容是提高课程教学质量的有效途径。模块化课程设计可以根据新能源汽车技术的不同领域和岗位需求,将课程内容划分为若干相对独立但又相互联系的模块。[2]具体而言,可以将课程内容划分为“新能源汽车基础模块”“整车控制技术模块”“故障诊断与排除模块”等。例如,在“新能源汽车基础模块”中可以包含新能源汽车的分类、动力源、电气结构等基础知识;在“整车控制技术模块”中则重点讲解整车控制策略、驱动电机控制、CAN网络架构等核心内容。这种模块化设计,既便于学生分阶段学习,又有利于教师根据行业发展和学生需求灵活调整教学内容。同时,结合《新能源汽车整车控制技术》课程的特点,每个模块都需要融合理论教学和实践教学两部分。通过项目化、任务化的实践教学方式,让学生在解决实际问题的过程中掌握知识和技能,提高学习的积极性和有效性。

3.3 加强跨学科知识深度融合

新能源汽车整车控制技术是一门高度综合性的学科,涉及机械工程、电子工程、计算机科学等多个领域的知识。因此,加强跨学科知识的深度融合,是提升该课程教学质量的关键。

在课程设计中,需要注重将机械工程中的汽车构造、汽车电子中的电气技术、计算机科学中的嵌入式系统等内容有机结合,形成跨学科的知识体系。例如可以引入《新能源汽车电气技术》《新能源汽车电机及控制系统检修》等前导课程的知识,为学生学习整车控制技术打下基础。此外,还可以通过开设跨学科的选修课程,如《新能源汽车轻量化技术》《智能网联汽车技术》等,拓宽学生的知识视野,增强其综合运用多学科知识解决复杂问题的能力。同时,学校需要鼓励教师开展跨学科的教学研究,推动教学内容的更新和教学方法的创新。

3.4 注重职业素养与综合能力培育

在综合育人视域下,注重职业素养与综合能力的培育是《新能源汽车整车控制技术》课程体系优化的核心目标。职业素养具体包括职业道德、团队合作、创新思维等方面。综合能力则涵盖专业知识、实践技能、沟通协调能力等。在课程教学中,需要注重培养学生的职业道德和敬业精神,比如提升课程体系中具体案例、模拟实训的比例,让学生在实践中体验职业角色的责任与担当。学生可以通过团队合作项目、创新竞赛等活动培养团队合作精神和创新能力。此外,结合新能源汽车行业的特点,需要注重培养学生的实践能力和解决问题的能力。例如可以增加设置故障诊断与排除的实训项目,让学生在真实的情境中运用所学知识解决实际问题。同时,鼓励学生参加企业实习、社会实践等活动,提高其职业素养和综合能力。

4 综合育人视域下《新能源汽车整车控制技术》教学模式创新策略

4.1 应用翻转课堂与混合式教学

教师可以创建课程公众号或使用其他网络平台将新能源汽车整车控制技术的学习内容分解为若干模块,如整车控制系统架构、动力电池管理系统、电机驱动控制系统等,并制作相关的教学视频。要注意的是这些视频需要有信息量大、直观、声像俱全的特点,通过动画、模拟实验等手段,使抽象内容变得具体可感。例如,在动力电池管理系统的教学中,可以制作动力电池的结构与工作原理、电池组的管理与保护、故障诊断与排除等小视频,每段视频时长控制在2至10分钟之间,方便学生利用碎片时间学习。视频内容需结合教师的实践经验,深入浅出地讲解,使学生能够迅速理解并吸收知识。在课前布置学习任务单,明确学习目标,要求学生观看视频后,进行预习和初步思考,形成疑问点。课堂上,教师可以组织学生进行小组讨论,解决预习中的疑问,并引导学生开展深层次的探究活动。课后通过微信平台、问卷星等工具,进行信息的交流和反馈,实施教学质量的过程评价和期末评价相结合的方式。

混合式教学将线上与线下教学相结合,使教学活动更加灵活多样。在线上教学中,学生可以通过网络平台获取丰富的学习资源,如视频、PPT、文献资料等,并在线完成学习任务和测验。线下教学则侧重于面对面的讨论、实验和实践操作,加强师生互动和生生互动。例如,在新能源汽车整车控制技术的课程中,可以将电机驱动控制系统的理论教学放在线上进行,通过视频讲解电机的工作原理、控制策略等内容。线下教学则侧重于电机的实际操作和实验,学生在实验室中动手搭建电机控制系统,进行参数调试和性能测试,教师现场指导,解决实验中的实际问题。此外,可以引入在线课程管理系统,更方便地管理和跟踪学生的学习进度,记录学习行为,生成学习报告。

4.2 实施项目式学习模式

项目式学习是一种以学生为主体的探究式学习方法,强调学生在完成项目的过程中学习和应用能力。在新能源汽车整车控制技术的教学中,实施项目式学习模式可以提高学生的创新和工程实践能力。[3]项目的选题需要结合新能源汽车技术的发展趋势和行业实际需求,如“纯电动汽车动力系统性能优化”“混合动力汽车能量管理策略研究”等。教师根据学生的兴趣和实际能力,指导学生选择合适的项目,并制定详细的项目计划,明确项目的目标、任务、时间节点和评价标准。项目实施过程中,教师需要发挥指导作用,帮助学生解决技术难题,引导学生团队协作,合理分工。学生可以运用所学知识,设计并搭建实验平台,进行性能测试和分析,形成项目报告或研究成果。例如,在纯电动汽车动力系统性能优化的项目中,学生可以通过实验测量电机在不同工况下的效率、功耗等参数,并运用MATLAB/Simulink等工具进行仿真分析,优化控制策略,提升系统性能。教师在项目实施过程中,可以通过定期的检查和汇报,了解项目进度,及时给予指导和反馈。项目完成后,组织学生进行成果展示,可以通过报告、PPT、视频等形式,展示项目的创新点、实施过程和实验结果。同时,邀请企业专家、校内教师等进行评审,从技术性、创新性、实用性等方面进行综合评价,为学生提供宝贵的意见和建议。

4.3 引入仿真技术参与教学

仿真技术是一种基于计算机模型的实验方法,具有成本低、效率高、可重复性好等优点,在新能源汽车整车控制技术的教学中具有重要价值。具体来说,选择合适的仿真软件是仿真教学的关键。常用的新能源汽车仿真软件有MATLAB/Simulink、AVL Cruise、AMESim等,结合这些软件来模拟新能源汽车的动力系统、控制系统、电池管理系统等。例如,在整车控制策略的教学中,可以使用MATLAB/Simulink建立整车模型,包括电池、电机、控制器等各个部分,并设计控制算法,进行仿真验证。学生可以通过仿真更直观地看到不同控制策略下,车辆的动力性、经济性等性能指标的变化,从而优化控制策略。仿真实验的设计需要结合课程内容和教学目标,如设计“电动汽车制动能量回收策略仿真实验”“混合动力汽车能量管理策略仿真实验”等。实验中,教师需要指导学生搭建仿真模型,设置仿真参数,进行仿真运行,并分析结果。例如,在电动汽车制动能量回收策略仿真实验中,学生可以通过仿真软件模拟车辆在不同制动工况下的能量回收过程,分析回收效率、制动距离等性能指标,优化制动能量回收策略。教师在仿真实验过程中,可以提供技术支持,帮助学生解决仿真中的实际问题。仿真实验完成后,教师则需要组织学生进行仿真结果的评估和讨论,分析仿真结果的合理性和可靠性,并提出改进意见。

4.4 落实产学研结合模式

产学研结合是一种将教育、科研和生产紧密结合的教育模式,在新能源汽车整车控制技术的教学中,落实产学研结合模式可以培养学生的工程素养和团队协作精神。具体要求加强实习基地的开发管理,学校要遵循优势互补、资源共享、协同育人、共同发展的原则,与企业合作建立新能源汽车技术实习基地,为学生提供真实的生产环境和实践机会。[4]例如,可以与新能源汽车企业合作建立动力电池管理系统实验室、电机驱动控制系统实验室等,学生在实习基地中可以进行实验、实习和毕业设计等实践活动,了解企业的生产工艺和技术流程,增强实践能力。还可以进一步深化双导师制,学校导师负责学生的理论学习和科研指导,企业导师负责学生的实践指导和职业规划,从而增强学生的实践能力和创新能力,为学生的职业发展提供有力支持。例如可以邀请企业专家担任企业导师,与校内导师共同指导学生进行项目研究和实践活动。企业导师可以为学生提供实践机会和技术支持,帮助学生解决实际问题,提升学生的实践能力和创新能力。

5 结论

综合育人视域下,《新能源汽车整车控制技术》课程体系的优化与教学模式的创新,是应对产业快速发展、技术不断革新挑战的关键。分析认为通过深化理论、精细化内容、跨学科融合及强化职业素养,课程体系得以全面升级。同时,翻转课堂、项目式学习、仿真技术及产学研结合等创新教学模式,有助于提升学生的实践能力与创新能力,由此增强了教育的适应性,也能为新能源汽车行业的持续发展提供有力的人才支撑。

基金项目:新疆石河子职业技术学院(八师人才平台项目子课题),课题名称:三教改革背景下新能源汽车技术专业人才培养模式探索,课题编号:ZY2024-23。

参考文献:

[1]何睿,谭长虹.新能源汽车电机控制技术及其性能优化策略[J].汽车知识,2024,24(07):8-10.

[2]高玉芝.新能源汽车“三电”教学内容融合及教学方法探索[J].汽车实用技术,2019(24):201-203.

[3]徐律,苏忆.高职新能源汽车技术专业实训教学模式创新与实践[J].汽车维修技师,2024(16):102-104.

[4]高聪聪,郭忠庆.双高计划下新能源汽车技术教育模式的创新与实践[J].汽车维修技师,2024(08):84.