基于混合式教学的“电动汽车原理及构造”课程改革初探_王儒.pdf

1602023 年 3 月下Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究基于混合式教学的“电动汽车原理及构造”课程改革初探*王儒，刘羽，张振东，王彻（安徽信息工程学院机械工程学院，安徽 芜湖 241000）摘要：混合式教学是传统教学模式与信息技术深度融合的一种教学方法，课题组以满足学生个性化的学习需求、丰富教学资源为切入点，分析传统教学模式的弊端，总结教学经验，拓展课程深度，深入围绕“电动汽车原理及构造”课程在课前、课中、课后三阶段对教师的教和学生的学进行详细设计。从人才培养方案、课程目标、思政目标达成度出发，打破传统教学模式，就如何实现课前知识传授、课程知识内化和课后学习拓展展开改革探索，提出课程知识点与思政元素相融合的单元设计。教学实践表明，强化德育渗透，从学生、教师、课程多维度制定科学、公平、全面的课程考核评价体系，对各阶段学习指标进行权重分配，对学生的学进行有效管理，强化学习效果、优化学生学习体验、增强学生学习灵活性和学生信息素养的培养，不仅可以突出信息技术的载体优势、提升教师信息化的应用能力、凸显混合式教学课程建设的育人功能，而且可以激发学生主动学习的兴趣、培养学生对专业的认识、引导学生明确学习目标，同时教师还可从线下与线上两个平台综合提升学生课后学习效率。关键词：混合式教学；教学模式；课程改革中图分类号：G642.0 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.06.048“电动汽车原理及构造”课程是车辆工程专业学习的核心课程之一，是“汽车底盘”“能量回收”“电工电子技术”等课程知识交叉融合的一门理论与实践相结合的课程1。近年来，随着信息技术的发展，教育部在新型教育模式规划中提出了基于信息技术的混合式教学模式，为此，各高校就混合式教学模式在新能源汽车相关课程中的应用进行了积极探索。关经纬2结合授课课程内容和培养目标，重构课程体系，改革教学和评价方法，并利用网络学习软件构建线上学习资源，授课结果表明，改革后，教材内容和学习空间更加丰富，提高了课程的创新性和主动性。卜军伟等3探讨以学生为中心的学习模式，从学生目标设计、教学大纲设计到学习资源等进行多点设计，并针对课程展开混合式教学研究，授课结果表明，改革效果明显，提高了学生学习积极性并促进了志趣点的养成。施德华等4从教学内容、教学形式、考核评价等方面进行改革研究，以提高学生学习自主性、团队协作能力为目的对教学模式改革进行探索，授课结果表明，学生协作能力、实践应用等综合能力显著提升。在新时代教育背景下，高校对新能源汽车相关课程教学进行了改革探索，也取得了一定成效。如何更好地实现课程校本化及满足学生学的需求和习的过程制定课程目标，如何使教师的教完美嫁接到学生的学，最后完成课程成果的转化，实现课程教学体系的深层次改变，如何更为科学合理地制定课程实施方案，是构建该课程的核心问题。1 “电动汽车原理及构造”课程的问题“电动汽车原理及构造”课程是车辆工程专业的一门专业核心课程，授课核心是丰富学生在电动汽车方面的知识，作为车辆工程专业的一门专业方向课，涉及电动汽车的储能元件、车用电动机及动力性及匹配等方面的知识，具有一定的理论深度和较强的实用性。该课程旨在为学生从事工程设计、科学研究提供必要的理论研究支持。课题组结合现有授课方式和学生学情反馈发现以下问题。1）学生对于理论知识理解不透彻。“电动汽车原理及构造”课程一学期总课时共32学时（理论30学时+实验2学时），但课程本身的信息量非常大，课程中包含较多的基础理论概念、电路分析和较多的数学模型推导，学生对于普通课堂讲授的教学方式理解面较窄，不能够吃透书本上的知识点，后期在学科竞赛和参与教师项目过程中也很难学以致用。2）实验教学实践技能不扎实。在“电动汽车原理及构造”课程的实验环节，学生操作实践内容少，理基金项目：安徽省高等学校自然科学研究项目“HEV再生制动多智能体系统的协同控制研究”（KJ2021A1205）；安徽省高等学校自然科学研究项目“机械设计制造及其自动化”（2020ylzyjsd02）；安徽省高等学校自然科学研究项目“智能波浪补偿器的自抗扰控制特性研究”（KJ2021ZD0144）作者简介：王儒（1992），男，安徽宿州人，硕士研究生，助教，研究方向为机械设计与仿真。2023 年 3 月下161Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究论学时少导致学生理论知识掌握薄弱。进行实验时，小组间交互动作的完成效果不太理想。如果教师采用只在课中进行边讲解边演示的教学范式，学生只能对部分步骤进行强记，不能举一反三。所以必须采用录屏等方式对学生统一实验问题进行反复演示，并在课堂上多次指导完成。3）教学手段及活动单一。目前课程的教学手段过于传统，学生学习积极性不高，没有充分运用现代教学技术手段和网络资源。教学方法陈旧，教学活动种类单一，往往教师只有简单的课堂提问与回答，因此学生的课堂参与意识也较薄弱，课堂整体参与度也不高5。基于上述课程现状，可从提升学生积极性、促进学生学习目标点达成出发建立线上线下混合式教学模式，以期在教师的教与学生的学之间搭建一座“智慧立交桥”，实现学生皆学、处处能学、时时可学的数字化和智能化桥梁。课程改革主要从线上资源、课程教学和实验巩固等方面开展混合式教学，完善课程案例，实现案例与教材、课堂和实验教学相融合，旨在实现不同层次学生的课前启蒙、课中达标和课后提高，形成完整的“课程链”。2 “电动汽车原理及构造”课程建设思路通过“电动汽车原理及构造”课程的学习，要求学生了解和掌握电动汽车的发展、纯电动汽车的储能元件及其管理系统、纯电动汽车动力性、智能驾驶等理论知识，为从事电动汽车制造设计、服务等工作打下良好的基础。以课程为主干，以“课程链”为基础，建设“电动汽车原理及构造”课程“课程树”，梳理课程内容，细化知识点。在实际教学过程中，根据教学的实际需要，对原设计进行了调整，具体到每个单元的教学时，课程设计中融入了思政教学的元素，在课后学习任务中，增加了含一定思政元素的学习练习6。各教学单元与思政元素融合如图1所示。1）课程目标对学生能力要求。课程目标1：深刻理解电动汽车发展在新能源汽车发展中的重要意义、在节能减排和环境保护中的现实意义，了解国内外电动汽车技术发展现状，掌握电动汽车发展趋势、结构组成和工作原理等，在电动汽车应用技术领域具备一定的解决实际问题的能力。课程目标2：掌握电动汽车存储单元的设计、管理系统和充电技术，掌握电动汽车电机控制方法和驱动原理以及智能控制理论在电动汽车技术中的应用，具有初步的电动汽车动力系统设计的能力。2）思政目标对学生能力要求。思政目标1：追求高超的技艺和精湛的技能，在学习和工作中具有严谨细致的工作态度和对职业的认同感、责任感，充分发挥工匠精神、工程能力、产品意识。思政目标2：正确理解家国同构的内涵，形成家国一体的观念，涵养深厚的家国情怀。能够综合运用掌握的知识技能和方法，在工程设计应用中不断整合、不断思考，提出新论断。同时具有进行发明创造的勇气和智慧，把远大理想和服务社会的理念与人生追求融为一体。3 “电动汽车原理及构造”课程内容建设传统授课中教师往往以课堂讲授为主，学生被动接受知识，授课中预留给学生自主思考的时间少，缺乏知识应用能力的培养7-8。为此，针对“电动汽车原理及构造”课程目前教学中存在的问题，课题组进行了线上线下混合式教学模式创新、立体化教学内容创图1课程思政融入教学单元设计布置单元学习任务教学反思数据沉淀优化改进教师课程知识内化/技能习得课前在线学习课后总结反馈布置课后学习任务学生在线学习了解课程背景、性质以及课程体系框架等/重难点知识学习/完成线上讨论等1.博思智慧学习平台自学2.课前预习，课后复习课程思政材料素材收集/视频资源上传/设置线上讨论等任务1.思政内容学习2.知识点复习+知识点教学结合博思平台任务完成思政内容教学/结合思政元素与课堂知识点讲练结合博思平台讨论等任务完成思政元素的吸收与内化1.完成线上测试试题2.思政视频学习3.课后习题作业1622023 年 3 月下Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究新以及多维度教学评价体系创新。通过建立混合式教学模式，形成实体课堂与虚拟课堂相结合的教学模式；通过教材的全面更新以及教学内容的案例化教学改革，在传统的理论教学基础上融入案例教学。一方面可以给学生提供更多配套的线上资源，另一方面也可提高学生在课程上的整体参与度来完成教学内容创新。通过建立多维度的“N+1”考核体系，全方面利用智慧教学平台完成多维度考核的教学评价体系创新。文中从教师、学生和课程知识点搭建出发建立如图2所示的课程教学流程。课前线上驱动式教学。通过自主探究和同学互助的方式学习概念、规律识记的内容，让学生带着问题去线上学习、思考、探究，激发学生自主学习的能动性。课前，教师基于课程任务将课程基本信息通过博思智慧学习平台分享给学生，使学生提前了解该课程的学习内容、课时分配、学习目标、考核说明、评分标准等基础信息。学生在博思平台进行线上学习，此阶段学生主要通过观看相关课程资源，完成配套习题、进行基础知识的学习和巩固，同时以自主学习、线上作业、网上答疑和讨论交流的方式，开展基于网络教学资源的研究性学习。课中，进行课程知识点内化，促成课程目标点达成。老师引导学生分析问题，从具体到抽象，构建模型；对线上学习效果进行总结与评价。该课程采用的是“理实一体”的教学模式，以解决学生学习效果和学习质量问题为标准，实现课堂引导，同时结合平台学习数据和学生线上作业质量整理授课内容、布置相关任务安排进行以学习引导式为基础的课后辅导。在授课的过程中采用启发式教学和混合式教学的教学模式，结合博思智慧学习平台的课程资源展开教学，可以激发学生主动学习的兴趣，培养学生对专业的认识，引导学生明确学习目标；与学生互动的过程中，在课堂中针对重难点知识与学生进行互动讨论，集思广益，拓展解决问题的渠道，同时在课后与学生进行线上或线下答疑，加强知识点巩固和实施应用。实验教学以巩固知识、培养学生兴趣、提升学生动手实践能力和培养学生团队合作精神为目的，以探究启发的形式为主、验证的形式为辅，以老师引导、学生自主完成为主。学生以小组为单位进行“新能源汽车电机性能综合测试实验”“油电混合动力系统性能分析实验”，了解电机的动态特性和调速方法及不同工况下动力系统的对比分析，在实验中让学生对电动汽车部分结构工作形成完整的概念。课后，进行教学跟踪和学情反馈，混合式教学阶段不能仅仅局限于课前与课中阶段，有效衔接课后也是巩固知识、强化学习效果的重要环节，同样是克服遗忘的有效手段。在混合式教学模式下，教师从线下与线上两个平台综合提升学生课后学习效率的同时，还应引导学生积极参加学科竞赛，拓展学生学习视野、强化学习能力、培养批判性思维与知识运用技能，从而达到以赛促学、学以致用的效果。4 “电动汽车原理及构造”考核评价体系建设在混合式课程教学模式实施中，教师需摆脱评价形式单一、评价方式不灵活的单维度定性认知，要综合考核学生学习全过程9-10。基于此，课题组依托博思智慧学习平台的学习数据记录和整合等功能，考虑到学生期末考核的公平性与合理性，本研究考核评价图2课程建设主线教师“教”的活动课堂教学时序学生“学”的活动教师引导教案为载体教材和学案为载体课前课后课中学生为中心依据课程目标，确定教学任务：分析教材、教学对象、环境；撰写教案、制作课件；博思平台发布讨论主题创设教学环境，导入新的课程精讲教学内容，展现知识结构布置教学任务，巡回辅导答疑课堂教学小结，梳理疑难问题收集反馈信息，进行教学反思与改进，提升教学水平借助“博思平台”，完成讨论、预习课程；明确目标，了解重难点认真听讲，自主探究学习；积极思考，动手实践，掌握知识技能；归纳总结，及时反馈完成线上平台作业，巩固知识；在线提交课程反馈2023 年 3 月下163Agri