純電動汽車“三電”類課程教學研究

摘?要：隨著新能源汽車技術和產業的發展壯大，對新能源汽車技術人才的培養顯得尤為重要。本文分析了新能源汽車電機、電池、電控“三電”類課程的三大特征，從五年制高職學生學習特點、實訓條件和教師教學三個角度總結了課程教學中存在的六點問題，依據教學理論和實踐從教學模式、教學策略、教學方法三方面提出了適用于“三電”課程教學改進意見，為推進五年制高職新能源汽車技術專業“三電”類課程的教學提供參考。

關鍵詞：“三電”類課程；五年制高職；課堂教學；教學改進

隨著全球能源危機、環境污染等問題的日益突出，汽車工業的發展面臨重大挑戰。用清潔、無污染、來源廣的電能代替傳統燃油是解決能源可持續利用的有效途徑，傳統燃油車逐漸被以電能為主要動力源的新能源汽車替代。2016年，新能源汽車被列為“十三五”國家戰略性新興產業，新能源汽車技術和銷售數量明顯提升。經過六年發展，我國新能源汽車產業迅速壯大。據中國汽車工業協會信息發布，截至2022年全國新能源汽車保有量達到了1310萬輛。新能源汽車保有量的猛增對新能源汽車技術人才的培養提出了新的要求，新能源汽車“電動化、智能化、網聯化”新三化的技術特征使新能源汽車維修內容、維修方式和維修理念都發生了變化，專業人才的技能需求也發生了變化［1］。五年制高職培養體系下，如何培養適應新能源汽車新技術發展需求的人才，成為新能源汽車技術專業人才培養關注的重點。本文以新能源汽車技術專業的“三電”類專業核心課程為例，分析“三電”類專業核心課程的特征，總結“三電”類專業核心課程教學過程中現存的問題，從教學模式、教學策略、教學方法三個角度針對性地提出教學改進建議，為推進五年制高職新能源汽車技術專業“三電”類課程的教學提供參考。

一、新能源汽車“三電”類課程的特征

“三電”技術是指新能源汽車動力電池及管理系統BMS、驅動電機及控制技術MCU、整車控制器VCU或電控，簡稱“電池、電機、電控”［2］，是新能源汽車中的關鍵技術，是評價新能源汽車極為重要的指標，決定了新能源汽車的續航、安全、充電、動力等核心性能。因此，“三電”技術是五年制高職新能源汽車技術專業學生必須掌握的重點內容。

《高等職業學校新能源汽車技術專業教學標準》中，與三電技術相關的知識和能力目標（如表1所示）。對應這些知識和能力目標的有四門專業核心課“動力電池管理及維護技術”“驅動電機及控制技術”“新能源汽車整車控制技術”和“新能源汽車電氣技術”，教學標準中還提及了這四門課程相應的教學內容［3］（如表2所示）。

（一）新能源汽車“三電”類課程知識難度大

與傳統燃油車課程相比，新能源汽車的核心課程需要更為扎實的電工電子技術基礎。動力電池的檢測、均衡和控制邏輯，驅動電機的工作原理、檢測，傳感器的原理，變頻器的原理，整車控制技術，電路分析，CAN總線的檢測和分析，充電系統的檢修，這些教學內容均涉及電工、電力、電磁、電子技術知識。例如，“驅動電機及控制技術”中，汽車變頻器與“電工電子技術”中模擬電路的整流器、濾波器、IGBT、交流電等知識密切相關；“新能源汽車電氣技術”中CAN總線的檢測與分析則對應了“電工電子技術”的數字電路邏輯門電路、編碼器、譯碼器等基礎知識。而電工、電力、電磁、電子技術的知識點難度大，概念抽象，原理復雜，對學生基礎知識有較高要求，因此，新能源汽車“三電”類課程知識點多，難度大。

（二）新能源汽車“三電”類課程知識更新快

隨著新能源汽車的研發迅猛發展，“三電”技術發展也發生著深刻的變化。不同的汽車生產廠商在“三電”技術方面技術水平不同，有的車企擁有自主獨立研發制造的三電部件，有的車企外采不同品牌的部件。多家企業的參與，使得新能源汽車“三電”技術更新迭代迅速。比如，問界M5的華為電機轉速可高達18000轉，遠高于其他車企的12000～15000轉；比亞迪的800伏高壓充電技術可以實現充電5分鐘，續航150公里。因此，新能源汽車“三電”類課程技術更新快。

（三）新能源汽車“三電”類技術課程技能要求高

新能源汽車“三電”技術均涉及高壓電，技能操作過程中存在安全隱患問題。從場地警示標簽設置、高壓斷電要求、絕緣工具使用、操作人員高壓安全防護用品佩戴、高壓部件擺放、防火防水防電等方面都提出高標準的防護要求。如果沒有做好安全防護工作，就會引起重大安全事故。因此，“三電”類課程技能操作要求高。

二、課程教學現存問題

（一）學生缺乏學習興趣

五年制高職學生中考分數段主要集中在本市中考總分的50%～60%之間。而“三電”類課程所需要的“物理”“汽車電工電子技術基礎”基礎課程學習也不理想。調查顯示，74%的學生中考物理成績不及格，成績的不理想導致學生對物理學習失去興趣。進入五年制高職學習階段后，由于對物理學習失去興趣，繼而對汽車電工電子技術、“三電”類課程都失去興趣。教學過程中，明顯體會到學生對相關知識學習的抗拒。

（二）學生概念混淆不清

部分同學雖然對學習物理有強烈的興趣，但學習能力較弱，接受能力差，相關概念混淆不清。例如，在“驅動電機及控制技術”課程中，學生極易混淆“磁感應強度”與“磁場強度”“自感”與“互感”等相似概念，從而導致理解的偏差，對部件的工作原理想不透，搞不懂。

（三）學生學習主動性不夠

“三電”類專業課程的學習與學科類學習不同，它的特點是：知識點多、概念新、原理結構復雜。每周2～6課時的課堂教學時間短，需要學生課后主動反復練習，拓展學習，才能實現知識的掌握遷移。調查顯示，只有20%的學生課后會主動學習課程內容，深入探究“三電”前沿技術，拓展閱讀“三電”文章（如下圖所示）。

課后主動學習人數占比圖

（四）學生知識技能需求不同

《中華人民共和國職業教育法》［4］打通了職業教育學生上升的通道，設置了本科層次職業學校，在普通高等學校和?？茖哟温殬I學校設置本科職業教育專業，拓寬了五年制高職學生升學之路。選擇繼續升學的學生，需要側重學習“三電”結構及工作原理知識，為后續升學奠定基礎；而選擇就業的學生，則需要側重對“三電”拆裝、檢測技能的訓練，為后續就業提供幫助。

（五）實訓室實操設備數量少

新能源汽車構造復雜，導致課程教學中需要用到的絕緣工具、專用設備和工具種類繁多，比如：萬用表、絕緣電阻表、鉗形電流表等工具，氣密性檢測設備、充放電設備、模組均衡設備、整車故障診斷儀、CAN總線分析儀、蓄電池系統專用診斷設備、電容放電儀等設備［5］。這些工具設備采購成本高，有限的經費只能采購一套或幾套設備，不能滿足課堂教學中全體學生的同時學習使用。課上采用小組輪轉練習則會大大縮短學生技能操作訓練時間。

（六）教師教學深度難把控

面對學生學習基礎、學習需求的不同，“三電”類課程教學的教師在教學過程中對教學深度把控難度增大。難度淺不能滿足有繼續升學需求的學生，難度深對學習基礎薄弱的學生不適應，導致部分學生吃不飽，部分學生吃不透的問題。

三、教學改進意見

（一）實行線上線下混合式教學模式

針對學生缺乏學習興趣、概念混淆不清、學習積極主動性不夠等問題，實行線上線下混合式教學模式。利用線上學習平臺軟件推送動畫、圖片、視頻等豐富多彩、趣味性強的多媒體資源，激發學生學習興趣，并進行課前自主預習、課后拓展學習。利用線下仿真軟件、實訓設備等，針對學生容易混淆出錯的概念、原理、技能進行講解、剖析、演示、練習、總結，解決學習難點，達到教學目標。例如，在“驅動電機及控制技術”課程中，驅動電機拆裝工序多，難度大，是學生學習的難點。課前，教師線上利用學習平臺軟件推送相關實拍操作視頻，發布提問，學生課前帶著問題看視頻，對操作步驟有初步認識。課中，教師線下利用驅動電機實物指導示范拆裝過程，學生依據線上的預習以及線下教師的指導來完成驅動電機的拆裝操作。同時，線下組織學習活動中，可以培養學生職業素養，實現知識傳授與價值引領的統一。

（二）實施分層次教學策略

針對學生不同的畢業需求問題，利用線上線下資源，組織分層次教學。對于有升學需求的學生，采用線上資源推送，線下答疑解惑的方式，在“三電”部件結構與原理、控制策略、電路分析等方面增加講授內容和深度，為學生未來在本科院校就讀奠定基礎；對于有就業需求的學生，降低理論難度，增加技能訓練。通過延長實訓中心開放時間，增添實訓中心輔導教師，提升學生技能操作練習時間，以此滿足不同學生的需求。例如，在“動力電池管理及維護技術”課程中，有升學需求的學生，未來可能從事動力電池管理系統設計、選用等工作，對動力電池的參數、上電控制邏輯等理論知識更為關注，可以采用線上資源推送，學生先自主學習，教師再線下答疑的方式；而有就業需求的學生，未來可能從事動力電池維護保養等工作，則對動力電池的檢測、充放電和均衡等技能更為關注，可以延長實訓室開放時間，學生多實操練習。

（三）實現“虛實”融合式教學方法

針對新能源汽車實訓操作安全要求高、實訓工具設備少、實訓經費有限等問題，提出“虛實”融合式教學方法。學生先利用虛擬仿真軟件反復練習，在對操作步驟、操作要點熟練掌握的基礎上再到實車上進行操作練習，以減少安全防護事故的發生，降低實訓操作的出錯率，從而節省單次實訓操作時間，增加學生練習總次數，彌補實訓工具設備少的缺陷。例如，“驅動電機及控制技術”課程中，驅動電機的數量有限，在驅動電機拆裝實物操作練習前可以先在虛擬仿真軟件上多次練習，再到實物上操作，減少錯誤，縮短單次操作時間，增加操作次數。

結語

因為新能源汽車是新興產業，所以新能源汽車技術專業的建設仍處于摸索的階段，“三電”類課程的教學也在教學實踐中不斷探索。因此，總結“三電”類課程教學的現存問題，尋找解決的策略，以為推進五年制高職新能源汽車技術專業“三電”類課程教學提供參考，為我國新能源汽車技術的發展提供助力。

參考文獻：

［1］許書軍，楊小娟，劉富佳，等.新能源汽車售后維修行業發展及維修技術趨勢分析［J］.汽車工程學報，2023（3）：110.

［2］高玉芝.新能源汽車“三電”教學內容融合及教學方法探索［J］.汽車實用技術，2019，303（24）：201203.

［3］教育部.高等職業學校新能源汽車技術專業教學標準.http：//www.moe.gov.cn/s78/A07/zcs_ztzl/2017_zt06/17zt06_bznr/bznr_gzjxbz/gzjxbz_zbzzdl/zbzzdl_qczzl/201907/P020190730583007868843.pdf.

［4］教育部.中華人民共和國職業教育法.http：//www.moe.gov.cn/jyb_sjzl/sjzl_zcfg/zcfg_jyfl/202204/t20220421_620064.html.

［5］徐立平.“動力電池及管理系統”教學設計與實施［J］.科技風，2021（12）：171173.

作者簡介：丁麗娟（1986—?），女，漢族，江蘇如皋人，碩士，中級職稱，研究方向：新能源汽車技術。