新能源汽車電工電子技術的教學資源開發

廖菊香　向慶忠

摘 要：當前新能源汽車需求不斷增加，所需的專業人才也逐步增多，但技工院校發展新能源汽車專業的時間較短，專業建設并不完善，專業課程也未受到重視，關于新能源汽車電工電子技術的教學資源參差不齊，無法達到預期的教學效果。對此，應在了解新能源汽車電工電子類教學資源的基礎上，根據汽車維修技工的電學能力，開發更多新的課程內容，滿足教學資源需求。

關鍵詞：新能源 汽車電工電子技術 教學資源 開發

1 前言

新能源汽車正處于快速發展階段，各企業對技術封鎖比較嚴重，專業教學資源短缺，市場中的教學大多集中于電驅系統、電池系統以及電控系統，實訓教學資源較少。由此，學院應根據自身情況，合理開發教學資源，確保學生可以在學習理論課程后及時開展實訓教學，實現新能源汽車電工電子技術的一體化模式。

2 新能源汽車電工電子就技術教學資源設計

2.1 教學設計原則

一是教學設備設計原則，保證安全性、操作便捷性以及可靠性，為學生設計急停開關、危險區域警示燈，避免學生觸電。并根據學生的體格與身高設計操作實驗臺，便于進行實驗操作。同時還應保證適應技工院校學生的身心發展，符合學習認知范圍，可以針對解決問題激發學生積極性，找到內心的驅動力。二是數字化教學資源設計原則，除了應遵循基本的教學性、科學性以及使用性外，還應保證內容分布合理，微視頻時間控制在3-5min，設計完整生動的知識體系，符合技工院校學生的認知特點。視頻中應明確知識點，講解清楚，在結束一個知識點的講解后，還應留下一個利用此知識點可以解決的問題，促使學生內化思考。三是設計任務工單與實訓指導說明書，根據相同模式撰寫，保證內容的一致性，便于使用者查找。且設計實訓指導說明書還應注重易用性，做到圖文并茂，便于使用者快速瀏覽。

2.2 教學資源形式設計

根據學生操作安全性與便捷性設計教學設備形式，采用實驗箱與實驗臺相結合的形式，保證教學設備適應每節課內容，教師可以根據需求設計出滿足教學要求的實驗電路。教學資源形式方面，以微視頻與PDF版為主，課堂中教師可以打印PDF內容，發放給學生，作為學習指導資料。

2.3 教學資源內容設計

一是電工電子技術實驗臺架內容，可以完成實驗電路的調試工作，并滿足學生對儀器儀表的使用需求，之后設計儀器儀表、電路調試模塊等兩部分實驗臺內容。二是實驗箱內容，在提煉出實訓教學典型工作任務的基礎上，設計實驗箱內部實驗電路，針對每章節典型知識點設計實驗箱中實驗板，包括物理量測量、能量部件轉化認知、電動汽車能量回饋、數字電子電路以及變頻調速技術等。在數字化教學資源中，將微視頻分為教學設備操作視頻與實驗電路講解視頻，使學生可以充分熟悉實驗操作要領，滿足教學資源需求，在得到充分指導的基礎上，順利完成試驗。在實驗電路微視頻講解期間，應保證學生了解實驗電路的工作原理，掌握電路理論知識的基礎上，順利完成實驗。三是實訓指導說明書內容的設計，傳統實訓說明書以教學設備基本操作為主，附帶安全注意事項，這種說明書會拖課堂節奏，屬于專門為教師準備的教學資源。對此，應設計出教師與學生均可以使用的實訓說明書，不但具備使用說明用途，還具備實訓指導功能，輔助教師可以通過資料盡快了解實訓架，引導學生完成試驗。實訓指導說明書根據任務驅動的模式編制，在布置任務的基礎上，羅列理論知識，指導實驗，使學生明確課堂中的學習任務。四是設計任務工單內容，包括理論與實踐部分，以任務為主線，問題為實訓目的，確保學生在理實一體化課堂中有事可做，調動學習積極性。需要注意的是，在課堂的每個環節均應設計小任務，保證之間的關聯性與緊湊性[1]。

3 新能源汽車電工電子技術教學資源開發

3.1 實驗臺架的開發

實驗臺架開采期間需要采用機械設計、電氣布線以及電子技術等，實驗臺架的開發，涉及到機械設計、電氣布線以及電子技術等，因此需要利用到的工具也比較繁多，在這里我們介紹開發新能源汽車電工電子技術教學設備工具繁多，包括三維制圖軟件、矢量圖編輯軟件、電子產品開發軟件以及電氣規劃軟件等，將實驗臺設計為可編程直流電源、函數發生器。示波器萬能表、直流電源模塊、測試模塊等9個模塊，確定實驗臺外觀。之后繪制三維圖形布置真實場景，將現實中的元器件繪制為三維模型，在三維繪圖軟件中進行虛擬裝配，展示效果，經過討論最終確定實驗臺采用長桌型外觀。確定外觀后進行布線，確定每段線束的長短，在根據測試實驗板數量與實驗板大小制作母版，在三維繪圖軟件中設計母版外觀與電氣布局，最后調試確定母版的邏輯性。完成制作工作后，檢測實驗臺樣品。

3.2 實驗箱開發

實驗箱開發主體為實驗板開發，在驗證電路正確性之后繪制PDF板，經過制板工藝制作為未焊接元件的電路板，鍛煉學生的動手能力。之后還應通過焊接電路、調試以及審核等流程驗證實際電路是否存在問題，在確認無誤后在確定為教學用實驗板的最終形態，保證教學資源的可靠性。實驗板開發時應驗證正確性，仿真分析共射極放大電路，選擇NI Multisim對電路進行仿真，根據電容與電阻不斷調整電路中電容與電阻的數值，形成仿真電路。在確定共射極放大電路電阻、三極管以及電容類型后，開始繪制PCB板，完成電路板繪制。之后焊制電路，采購共射極放大電路PCB板與所需元器件后，根據實驗板上的電路圖選取元件，根據元器件大小焊接，先焊接較小的器件，之后焊接較大的元器件，保證共射放大電路中電解電容的正負極，不得焊接錯位。完成后開始進行調試與審核，測試三極管與共射極放大電路的導通性是否處于放大狀態，先測量電路的導通性，之后轉動滑動變阻器，利用示波器測量各個元器件，在根據電壓與電極電壓的變化，測定三極管的放大倍率。

3.3 微視頻的開發

通過視頻拍攝、屏幕錄制以及動畫制作等方法制作視頻，包括實驗理論與實際操作兩部分，在操作部分主要通過動畫與屏幕錄制的方式制作視頻。這里可以選擇win 10自帶錄屏軟件完成，無需進行過多的后期處理，但清晰度會受到限制。動畫制作時可以AE、Flash、Focusky等軟件，具體化抽象知識，保證學生直觀了解電路變化與運作方式，但動作制作期間需要得到專業人員的指導。開發微視頻時應先編寫腳本與素材，確定微視頻名稱，之后填寫腳本信息，包括微視頻面對的對象、腳本創作第幾版、腳本創作人所需的配件、制作要求等，在編寫腳本內容時應注意按照序號編排每句話，表述每段話涉及的知識點，便于專家審核。為了保證知識的正確性，還應做好審核工作，由電學專家與骨干教師審核腳本，給予意見，修改后在進行審核，直至通過為止。微視頻教學資源制作的關鍵環節為動畫制作與視頻拍攝，動畫制作人員應根據腳本內容與創作者意圖展示動畫場景，保證具體性與生動形象性。在處理圖像時先去水印，去背景處理，利用圖片處理軟件Photoshop單獨摳出圖片中的元器件，以備視頻制作。之后選擇合適的PPT腳本編寫順序，編寫共射放大電路素材根據飽和技術路線，結合配音軟件錄制的腳本音頻時長，調整動畫形式與時間。完成視頻制作后導出，創建清晰度為1080p的視頻。視頻導出后查看是否存在視頻與音頻不搭配的地方，標記創作腳本，后期添加真人配音時注意調整。完成視頻制作后及時審核，由電工電子學的骨干教師擔任審核人員，提出意見，完善修改，直至審核成功[2]。

3.4 實訓指導說明書的開發

實訓指導說明書應包括學習任務、理論知識、實驗驗證、實驗現象解釋以及相關內容，在課程開始時，學生應明確課堂的學習任務。以共射極放大電路為例，學生應理解分析共射極放大電路的工作原理及組成、輸入信號電壓變化對輸出信號的影響以及負載大小對輸出信號的影響等。理論部分先介紹核心元器件的工作原理，重點介紹三極管內容，之后分析實驗電路的工作原理，包括元器件在電路中的使用功能以及電路放大條件等。之后進行實驗驗證，介紹實驗過程中需要使用的實驗設備，包括數字信號發射器、雙通道示波器、穩壓直流電源等。實驗期間還應利用Multisim對共射極放大電路進行仿真驗證，利用示波器對共射極放大電路進行實驗驗證，確定仿真結果與實驗結果均為輸入信號。為了滿足教師的教學需求，還應為教師與學生提供更多相關知識點，包括相關書籍資料與網絡信息資料等，引導學生進行更深層次的學習。

3.5 任務工單開發

以任務驅動為導向開發任務工單，設定課程學習目標及學習內容，使學生在教學前了解自己的學習任務。任務工單教學部分應分解每個學習目標，在細化小階段目標，使學生掌握理實一體化教學內容。任務工單最后還應設計測試題，使學生了解自身學習情況，并反饋至教師[3]。

4 結束語

本文分析了新能源汽車電工電子技術一體化教學資源的開發流程，明確了教學設備與教學資源結合的實驗方式，使學生可以通過查找電子元器件、焊接以及調試的流程完成實驗，加深理解理論知識，調動學習積極性。同時，可以在新能源汽車的電路中提煉實驗電路，為此后課程設計打下基礎，滿足大多數學生的學習需求。

參考文獻：

[1]張冰珂.關于《汽車電工電子技術》在高職新能源汽車專業教學中的思考[J].現代職業教育，2018（07）：166.

[2]謝小寶.優化高職院校“電工電子技術”課程教學的對策[J].科教導刊（下旬），2020（05）：125-126.

[3]李兆平.新能源汽車技術專業《汽車電工電子技術》課程教學診斷與改革[J].科技經濟導刊，2017（09）：162.