新能源电动汽车高压系统断电测试的教学设计

在2020年的全国两会政府工作报告中，国务院总理李克强明确指出：加强新型基础设施建设，发展新一代信息网络，拓展5G应用，建设数据中心，增加充电桩、换电站等设施，推广新能源汽车，激发新消费需求、助力产业升级。
我校自2018年开设新能源汽车专业以来，一直致力于新能源汽车专业课程的改革与创新。本次课程设计就是在学校新一轮的教学改革中应运而生的。
1、教学对象
本次课的教学对象是我校五年制高职班——新能源18401班的A组，共14人。班级学生年龄在17岁~18岁，思维敏捷，活泼好动，喜爱动手实践。学生有一定的新能源汽车理论知识基础，但没有进行过实际操作，主观上对新能源汽车实践操作有着浓厚的兴趣，客观上没有实操经验，对于高压部分操作可能存在一定危险性。
2、教学内容本次课程的内容选定为新能源电动汽车高压系统断电测试。随着新能源技术在汽车上的普及，对相关设备的维修提出了新的技术和安全要求。目前行业的情况是一方面对从业人员提供企业培训，另一方面要求考取高压电工证的员工才能对电动汽车进行维修操作。可是高压电工的培训并未涉及到新能源汽车领域，新能源汽车维修包括了高压系统断电测试这种通用性较强的基本技能，部分发达国家已经将该项基本技能纳入了高压电的相关培训。
本次课程选用的教材是职业教育新能源汽车专业十三五规划教材《新能源汽车概论》。以教材内容为基础，根据学校现有的实训教学设备优化教学内容。根据维修手册制订学生工作页、评分标准、多媒体教学素材等进行教材补充，并结合实际行业情况进行材料拓展，笔者设定了以下教学目标。
（1）知识与技能。认识新能源汽车高压系统部件标识，掌握断电检测的通用法则和操作方法。这也是本次的教学重点。
（2）过程和方法。通过创设逼真的工作情境，让学生体验真实的工作氛围，培养其严谨的工作态度；通过信息化手段，降低了新能源汽车高压系统实训教学的安全风险性；学生能通过分组交流、研讨、竞赛、在线答题等方法来激发学习热情并即时反馈学习情况。
（3）情感态度和价值观。培养学生互帮互助、相互协作的团队意识；激发学生的学习热情，培养其逻辑表达能力；渗透职业道德教育，培养学生内化严谨的工作态度；在教学中层层渗透，环环相扣，培养学生的安全意识，这是本次的教学难点。
3、教学资源
（1）教材与任务卡。由于当前新能源电动汽车汽车的技术保密性强，所以当前教材均以理论为主，实训资料匮乏且与实际设备不对应，高压电维修的资料中也未涉及新能源汽车高压系统断电测试的相关内容。所以我们开发了校本教材与学习任务卡，还配备了一些内部维修资料。

图1 一体化教学场景
（2）教学场景。为了解决培养学生安全意识的教学难点，我们致力于打造集安全理念、环境、制度于一体的教学场景（图1）。
（3）教学设备。包括具有代表性的整车、先进的检测设备和专业的防护用具。
（4）信息化资源。在新能源电动汽车高压系统的操作过程中存在巨大的安全隐患，虚拟实训能在安全的情况下提升学生的操作熟练度；在线学习平台，可以实现学生自主学习并及时反馈学习情况，提高教学针对性；调研平台，可以让学生广泛参与并及时汇总生成性资源，用于阶段性教学反馈；规范的操作视频，有利于学生进行技能演示。
4、教学过程
4.1课程导入
为了能在教学引入环节吸引学生的注意力，笔者演示了一个直观的实验，现场穿戴起高压电的防护用品，然后把220V的交流电通过两块极板通到水里，请学生观察实验现象。新能源电动汽车上有着高达700V的高压电，这不是我们人体可以承受的能量。我们知道人体的70%是由水构成的，是导体，这时对应观看刚刚演示的实验结果——水沸腾了（图2），通过实验的视觉冲击，让学生直观感受到高压电的危险性，形成“危险”认识，为安全意识培养做铺垫。

图2 交流电通过导电极板使水沸腾
4.2发布任务
接下来的教学过程，笔者设计了3个课堂活动，分别是找高压电、断高压电和测高压电，同时把安全防护的要点穿插到学生活动中。首先发布工作任务，根据车辆仪表的故障显示，指向高压系统需要维修，要完成工作任务必须要断高压电。

图3 查找高压标识
（1）找高压电。通过调研平台，把第一个课堂活动发到学生手里。学生看完仪表后根据学生任务卡，到车辆上找出高压标识记号（图3），在调研平台上反馈结果，然后进行讨论分析，突破认识高压标识的教学重点。
（2）断高压电。接下来把防护用品发到学生手中，学生通过观看视频，总结防护用品的使用要点。然后在学习平台上完成规范操作流程的学习。教师结合平台反馈，组织讨论分析。在所有学生都清楚操作流程之后，组织学生到实车上完成断电操作。通过观看视频，基于学习平台反馈的学习情况有针对性地进行技能讲解，最终通过实车操作来进行巩固，让学生能够运用通用法则完成操作，突破重点。
（3）测高压电。组织学生测试高压电的虚拟实训，保证在虚拟环境下学生能准确无误地完成操作，然后组织学生到实车上完成测高压操作，达成本课题的技能目标。
4.3总结反馈
将本节课学习的断电操作流程拓展到其他新能源车型上，体现法则的通用性；通过在线问卷，反馈学生课堂活动体会，以及对安全知识的掌握情况，从创设安全生产的场景导入“危险”认识，到防护用品的使用，再到虚拟实训和实物操作，最终以安全知识调研的形式进行反馈，全程体现了对学生安全意识的培养。
5、教学反思
本次课程旨在通过学习新能源汽车高压系统检测前的断电操作培养学生的安全意识，认识高压系统的结构。由于本次课程内容涉及汽车维修行业与电力维修行业两个领域，既是国内技术的空白，又是未来社会的需求，又由于高压电存在较高危险性，本次课程通过视频、在线学习平台、在线调研平台等多项信息化手段让学生强化安全意识并熟悉操作流程后再进行实际操作，有效克服了教学难点。总结本次教学，还有以下不足和问题需要在今后的教学中注意妥善解决。
（1）本次教学设计采用了项目教学法来翻转课堂，以教师为主导、学生为主体。这对于教师在课堂组织能力以及信息化手段运用的能力提出了新的要求。

图4 学生实操安排示意图
（2）尽管在新能源高压实操之前，已经利用信息化手段进行了虚拟练习，但还需要额外的手段来保障操作安全。在实际授课过后，经过总结，我们认为按图4的布置来组织实车操作可以很大程度避免人为因素带来的安全风险。
（3）虽然教学过程中产生了较多的生成性教学资源，但如何利用这些资源精准改善课堂教学效果，还需要进一步探索。
（4）由于教学环节和学生活动偏多，给进度把握造成一定困难，在时间分配，教学安排方面还有待优化。