新能源汽车在实际教学的应用研究

时间:2023-03-17 16:29:27

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新能源汽车在实际教学的应用研究

1前言

近年来,政府部门同意在中职学校设置新能源汽车维修专业,给国内新能源市场发展提供大量人才。和传统汽车专业课程教学相比,新能源汽车专业课程教学存在很多方面的问题:a.很多中职学校传统实训车辆数量非常充足,能满足学生教学和实训要求,但针对新能源汽车维修服务的技能还在初级阶段,实物资源和实训设备较少,也无法确保实训过程的安全性,不能实现分组教学,严重影响了教学效果。b.中职教师队伍是从传统汽车类专业转型到新能源汽车专业教学,其中存在大量新型的理论知识和操作知识,但由于受到培训方式、知识层面、年龄等方面影响,导致很多教师对新能源汽车主要技术掌握不全面。c.由于新能源汽车自身的特殊性,过程中往往会涉及安全操作,需要有丰富经验的教师进行现场指导,而由于学生接受实训指导时间有限,导致整个专业课程教学效率较低[1]。基于此,对新能源汽车在实际教学中的新策略进行研究。

2虚拟现实技术在新能源汽车专业课程的作用

将虚拟现实(VR)技术应用到中职教育中,能让学生通过虚拟现实技术虚拟信息环境和自身操作相互结合,来实现专业课程的实践操作训练,将汽车零部件通过多样化虚拟方式呈现出来。同时,VR能充分体现出高度集成系统的基本结构,有利于学生每天在平台上进行学习,提高日常线下实操训练时间,克服“1+X”证书课程教学中存在的问题。通过VR模拟各种实验或操作,使学生预先通过VR系统来熟练掌握实际操作流程,能提高自身实践技能,将实训教学危险性控制在合理范围内,有效降低设备负荷和使用频率,给实践教学带来不同程度的积极影响。

3基于虚拟现实技术的新能源汽车教学课程设计

3.1学习者特征分析中职学生的基本特征要从如下两个方面来分析:a.从学生行为方面来看,其存在遇事偏激、为人热情、好奇心强等特征,针对学校规章制度具有较强的叛逆现象,无法进行自我控制和自我约束,中职学校在学生管理方面非常复杂。b.从心理角度来看,中职学校学生具有反抗性强烈、自卑感严重等特征,其结构组成过于复杂,大部分是一群成绩较差的学生,这些学生在基础教育中经常被教师忽视,由于他们长期以来学习成绩较差,一直就承担各方面的职责,很容易形成自卑心理,对学校、社会都非常恐惧。同时,社会对职业教育人才存在较强偏见,很多中职学生认为自身和同年龄相比,未来希望非常渺茫,所以产生自卑心理。在这种心理作用下,当自身发展受到阻碍时,其表现出反抗、无所适从等反应,如果教师不采用合理方式进行管理,会产生适得其反的效果[2]。

3.2教学目标分析美国著名教育家将教学目标分为评价、综合、运用、领会、知识、分析六个方面(图1)。第一级“知识”作为学习的基础,是指通过简单的图片、概念等方式来获取;第二级“领会”是最基础层次的理解,原理是个人不要将某种材料和其他材料相互连接,要从单一方向掌握材料中的知识;第三级“运用”需要学生掌握该知识的应用方法;第四级“分析”是要分析不同环节的构成元素和逻辑关系;第五级“综合”要将不同类型的元素和材料整合起来,从而形成一个整体,从而充分掌握不同的元素组成的整合过程;第六级“评价”是要对某个答案做出正确判断[3]。

3.3新能源汽车课程项目创建虚拟现实技术产品主要用来创新新能源汽车专业课程教学,主要包括工作原理类、结构认知类、技能训练类、性能测试类,其中每个项目和课程进行对应[4]。结构认知类教学是利用虚拟现实技术来解决零部件、整车、重要环节的结构认知问题,通过爆炸图的方式将结构详细呈现在学生面前,学生能同时观察多个对象。工作原理类教学工作是以虚拟现实技术为主体,来呈现系统的工作原理,这种显示过程不能进行交互,只提供给学生进行观察学习。性能测试类虚拟现实技术是用来测试车辆性能,利用实验方式模拟出车辆使用性能,引导学生和车辆进行交互操作。技能训练类教学是通过多样化训练项目为基础,如检测检查、零部件分解、总成更换等训练。首先,机器人在现场将操作流程演示出来,让学生能近距离观看;其次,通过文字来引导学生进行操作,再让学生自主操作;最后,不给学生任何提示操作,让学生自主操作,再由系统来进行计时考核。经过上述分析,基于虚拟现实技术的新能源汽车教学课程可分为高级版、基础版、标准版,主要服务于7门新能源汽车专业课程,其中基础版能帮助学生掌握新能源汽车原理、总成部件、结构等知识;标准版在基础版的基础上提高对项目的认知程度,添加性能测试项目;高级版在标准版基础上增设故障诊断、车辆虚拟驾驶等项目。

4虚拟现实技术教学系统的应用分析

虚拟现实技术教学系统实施多个教学流程,贯穿课前、课中、课后。a.学新知。教师通过学习通向学生推送《绝缘和绝缘电阻的概念》相关资源,充分利用虚拟现实教学系统的交互性特征,能让学生在虚拟环境中真实体验自身的角色,将自己注意力全部投入到理论和实践学习中,在确保教育安全性的基础上,来实现多样化实训操作。虚拟教学系统和传统教学方式相比,传统实训教学针对零件操作中一旦出现任何问题,都会给零件带来不可逆的影响,导致实训阶段很容易出现汽车零部件损坏的问题,而在虚拟系统教学过程中,系统能引导学生反复进行练习,直到学生真正掌握操作技术。同时,可利用虚拟仿真软件发布《电路图基本识读和电阻计算》简答题,让学生学习绝缘和绝缘电阻相关知识,熟练掌握高压断电标准化操作流程。如通过观看二维动画和查阅资料,得到特斯拉ModelS绝缘监控原理,绘制出现完整的思维导图,并上传语音讲解。b.引案例。教师要根据学生实际情况提出相关问题,再利用腾讯会议播放特斯拉ModelS高压绝缘故障案例视频,通过学习通下发活页式工作页,让学生根据实际问题观看故障案例视频,明确自身学习方向,将工作页全部填写。c.验症状。教师要引导学生利用虚拟仿真软件真实模拟高压绝缘故障现象,反复查询操作记录,发现自身在验证中存在的问题,针对问题提出有效解决措施。同时,学生要采用虚拟仿真软件来真实模拟车辆故障现象,确认车辆各方面数据,如仪表显示、整车状态等数据,进一步加强自身体验感,激发其学习积极性。d.预诊断。学生运用虚拟仿真软件读取整车数据流,结合检修标准,对异常数据进行分析虚拟化教学是目前职业院校最先进的教学模式,其将虚拟实训教学、实验教学、理论教学集中起来。其中理论教学是教师采用多样化工具来教学理论知识;虚拟实训教学是利用虚拟现实技术来构建虚拟环境,让学生能准确掌握车辆原理、结构,有利于后期学生进行实训操作;实验教学是通过教学试验台来验证自身所学理论知识,实训教学是采用专业设备进行技能训练。当虚拟现实技术教学系统被引进后,并非是教师直接对学生进行虚拟教学,在新能源汽车专业课程上,要给学生教育大量理论知识,学生在学习理论知识后,会对教师提出各种问题,再将这些问题放在讨论区进行问题讨论,然后在虚拟现实技术教学区进行实践操作。做好高压安全防护、车辆基本检查工作,详细填写工作页,从而实现预诊断工作。通过虚拟仿真软件来掌握数据流,完成预诊断,培养学生具有较强的信息检索和数据分析能力。另外,教师要从不同方面来观察不同学习小组的具体情况,针对学生出现的问题进行示范操作。e.收信息。在教师的指导下,所有学生佩戴虚拟现实技术教学设备来进行虚拟教学。根据设备数量情况,来组织学生进行基本教学,可分为一次多人教学和一人多次教学两种形式。当虚拟现实技术教学阶段工作完成后,引导学生回到讨论区来确定问题答案,然后在操作区域进行实践操作学习,来巩固自身所学的知识(图2)。虚拟现实技术应用在新能源汽车专业课程教学过程中,能给学生营造自主学习的环境,传统以教促学的教学方式在中等职业学校中无法引起学生的学习兴趣,而将这种虚拟现实技术应用到中职教育中,能让学生通过虚拟现实技术虚拟信息环境和自身操作相互结合,来实现专业课程的实践操作训练。

5教学效果分析

虚拟现实具有较强的综合性与交叉性,其所涉及的知识内容较广,与新能源汽车有很多相似处,如同样涉及计算机视觉、数字图像处理等方面。除此之外,还与人工智能、虚拟现实技术、仿真技术等多种先进技术有密切联系[5]。在开展虚拟现实课程时,要注重于提高学生技术的应用能力,由于虚拟现实技术十分注重技术的运用与创新,从技术角度来看,虚拟现实技术内含有多种不同类型知识,能不断从中创新思想。由于虚拟现实技术教学方式在很多中职学院并未普及,为了保证其教学效果能达到预期效果,可针对一些学校进行教学实验分析,在实验中利用比较分析法和调查问卷法来计算出实验结果。首先选择两个教学内容、教学方式、年级、教师相同的汽车维修班,对其中一个班级进行传统教学,另一个班级进行虚拟现实技术教学,在进行定点实验教学后,可通过问卷调查的方式来回收教学效果数据(图3)。经过对收回的377分有效问卷进行统计,发现有78%的中职院校的学生愿意接受虚拟现实技术教育,有超过80%的学生表示对虚拟现实技术教学有兴趣。在教学定点实验后,有70%左右的学生在接受虚拟现实技术教学提升自身实践操作,只有1.85%学生不习惯虚拟现实技术教学。

6结语

职业教育作为我国教育体系的重要环节,中职教育随着社会经济发展取得较大的发展空间。但值得注意的是,在中职教育发展过程中,管理者要将职业教育放在教育改革最前沿,将各种先进技术应用到中职教育教学中,不断优化中职发展方向。基于此,本文通过分析了新能源汽车市场和虚拟现实技术在教育教学领域的发展前景,探讨了教学过程中的问题,并分析虚拟现实技术应用的可行性,建立一套符合中职新能源汽车专业课程教学的新模式,以提升教学效率。

参考文献:

[1]周秦娟,王承琦.基于SPSS软件的“理虚实”一体化教学效果分析——以中职新能源汽车运用与维修专业为例[J].新课程研究(下旬),2022(1):40-42.

[2]孙建,占百春,薛洋洋.生利主义视域下五年制高职毕业生质量标准的构建研究——以新能源汽车运用与维修专业为例[J].时代汽车,2022(7):98-99.

[3]陈剑.中职“理实一体化”专业教师的培养——以新能源汽车维修专业教师为例[J].农机使用与维修,2021(12):151-152.

[4]何涛.专业社团运转对提高学生专业技术能力的影响研究——以新能源汽车技术小组为例[J].时代汽车,2021(19):33-34.

[5]贺文建,白晶.校企合作共建新能源汽车专业的探索与实践——以北京城市学院汽车工程系为例[J].中国现代教育装备,2021(13):139-141.

作者:张旭 单位:江苏省宿豫中等专业学校