新能源汽車在實際教學中的新策略研究

摘要：如何滿足新能源汽車高質量人才的培養(yǎng)要求，是目前汽車職業(yè)教育工作者急需解決的問題。基于此，通過了解新能源汽車市場和虛擬現實技術在教育教學領域的發(fā)展前景，結合實踐經驗，分析目前新能源汽車專業(yè)課程教學過程中存在的問題，從而探究虛擬現實技術應用的可行性，建立一套符合中職學校新能源汽車專業(yè)課程教學的新模式，來提升教師教學效率。

關鍵詞：中職；新能源汽車專業(yè)課程；虛擬現實技術；教學模式構建

中圖分類號：G712 收稿日期：2022-10-12

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.03.031

1 前言

近年來，政府部門同意在中職學校設置新能源汽車維修專業(yè)，給國內新能源市場發(fā)展提供大量人才。和傳統(tǒng)汽車專業(yè)課程教學相比，新能源汽車專業(yè)課程教學存在很多方面的問題：

a. 很多中職學校傳統(tǒng)實訓車輛數量非常充足，能滿足學生教學和實訓要求，但針對新能源汽車維修服務的技能還在初級階段，實物資源和實訓設備較少，也無法確保實訓過程的安全性，不能實現分組教學，嚴重影響了教學效果。b. 中職教師隊伍是從傳統(tǒng)汽車類專業(yè)轉型到新能源汽車專業(yè)教學，其中存在大量新型的理論知識和操作知識，但由于受到培訓方式、知識層面、年齡等方面影響，導致很多教師對新能源汽車主要技術掌握不全面。c. 由于新能源汽車自身的特殊性，過程中往往會涉及安全操作，需要有豐富經驗的教師進行現場指導，而由于學生接受實訓指導時間有限，導致整個專業(yè)課程教學效率較低［1］。基于此，對新能源汽車在實際教學中的新策略進行研究。

2 虛擬現實技術在新能源汽車專業(yè)課程的作用

將虛擬現實（VR）技術應用到中職教育中，能讓學生通過虛擬現實技術虛擬信息環(huán)境和自身操作相互結合，來實現專業(yè)課程的實踐操作訓練，將汽車零部件通過多樣化虛擬方式呈現出來。同時，VR 能充分體現出高度集成系統(tǒng)的基本結構，有利于學生每天在平臺上進行學習，提高日常線下實操訓練時間，克服“1+X”證書課程教學中存在的問題。通過VR 模擬各種實驗或操作，使學生預先通過VR 系統(tǒng)來熟練掌握實際操作流程，能提高自身實踐技能，將實訓教學危險性控制在合理范圍內，有效降低設備負荷和使用頻率，給實踐教學帶來不同程度的積極影響。

3 基于虛擬現實技術的新能源汽車教學課程設計

3.1 學習者特征分析

中職學生的基本特征要從如下兩個方面來分析：

a. 從學生行為方面來看，其存在遇事偏激、為人熱情、好奇心強等特征，針對學校規(guī)章制度具有較強的叛逆現象，無法進行自我控制和自我約束，中職學校在學生管理方面非常復雜。

b. 從心理角度來看，中職學校學生具有反抗性強烈、自卑感嚴重等特征，其結構組成過于復雜，大部分是一群成績較差的學生，這些學生在基礎教育中經常被教師忽視，由于他們長期以來學習成績較差，一直就承擔各方面的職責，很容易形成自卑心理，對學校、社會都非常恐懼。

同時，社會對職業(yè)教育人才存在較強偏見，很多中職學生認為自身和同年齡相比，未來希望非常渺茫，所以產生自卑心理。在這種心理作用下，當自身發(fā)展受到阻礙時，其表現出反抗、無所適從等反應，如果教師不采用合理方式進行管理，會產生適得其反的效果［2］。

3.2 教學目標分析

美國著名教育家將教學目標分為評價、綜合、運用、領會、知識、分析六個方面（圖1）。第一級“知識”作為學習的基礎，是指通過簡單的圖片、概念等方式來獲取；第二級“領會”是最基礎層次的理解，原理是個人不要將某種材料和其他材料相互連接，要從單一方向掌握材料中的知識；第三級“運用”需要學生掌握該知識的應用方法；第四級“分析”是要分析不同環(huán)節(jié)的構成元素和邏輯關系；第五級“綜合”要將不同類型的元素和材料整合起來，從而形成一個整體，從而充分掌握不同的元素組成的整合過程；第六級“評價”是要對某個答案做出正確判斷［3］。

3.3 新能源汽車課程項目創(chuàng)建

虛擬現實技術產品主要用來創(chuàng)新新能源汽車專業(yè)課程教學，主要包括工作原理類、結構認知類、技能訓練類、性能測試類，其中每個項目和課程進行對應［4］。結構認知類教學是利用虛擬現實技術來解決零部件、整車、重要環(huán)節(jié)的結構認知問題，通過爆炸圖的方式將結構詳細呈現在學生面前，學生能同時觀察多個對象。

工作原理類教學工作是以虛擬現實技術為主體，來呈現系統(tǒng)的工作原理，這種顯示過程不能進行交互，只提供給學生進行觀察學習。

性能測試類虛擬現實技術是用來測試車輛性能，利用實驗方式模擬出車輛使用性能，引導學生和車輛進行交互操作。

技能訓練類教學是通過多樣化訓練項目為基礎，如檢測檢查、零部件分解、總成更換等訓練。首先，機器人在現場將操作流程演示出來，讓學生能近距離觀看；其次，通過文字來引導學生進行操作，再讓學生自主操作；最后，不給學生任何提示操作，讓學生自主操作，再由系統(tǒng)來進行計時考核。

經過上述分析，基于虛擬現實技術的新能源汽車教學課程可分為高級版、基礎版、標準版，主要服務于7 門新能源汽車專業(yè)課程，其中基礎版能幫助學生掌握新能源汽車原理、總成部件、結構等知識；標準版在基礎版的基礎上提高對項目的認知程度，添加性能測試項目；高級版在標準版基礎上增設故障診斷、車輛虛擬駕駛等項目。

4 虛擬現實技術教學系統(tǒng)的應用分析

虛擬現實技術教學系統(tǒng)實施多個教學流程，貫穿課前、課中、課后。

a. 學新知。

教師通過學習通向學生推送《絕緣和絕緣電阻的概念》相關資源，充分利用虛擬現實教學系統(tǒng)的交互性特征，能讓學生在虛擬環(huán)境中真實體驗自身的角色，將自己注意力全部投入到理論和實踐學習中，在確保教育安全性的基礎上，來實現多樣化實訓操作。

虛擬教學系統(tǒng)和傳統(tǒng)教學方式相比，傳統(tǒng)實訓教學針對零件操作中一旦出現任何問題，都會給零件帶來不可逆的影響，導致實訓階段很容易出現汽車零部件損壞的問題，而在虛擬系統(tǒng)教學過程中，系統(tǒng)能引導學生反復進行練習，直到學生真正掌握操作技術。同時，可利用虛擬仿真軟件發(fā)布《電路圖基本識讀和電阻計算》簡答題，讓學生學習絕緣和絕緣電阻相關知識，熟練掌握高壓斷電標準化操作流程。如通過觀看二維動畫和查閱資料，得到特斯拉Model S 絕緣監(jiān)控原理，繪制出現完整的思維導圖，并上傳語音講解。

b. 引案例。

教師要根據學生實際情況提出相關問題，再利用騰訊會議播放特斯拉Model S 高壓絕緣故障案例視頻，通過學習通下發(fā)活頁式工作頁，讓學生根據實際問題觀看故障案例視頻，明確自身學習方向，將工作頁全部填寫。

c. 驗癥狀。

教師要引導學生利用虛擬仿真軟件真實模擬高壓絕緣故障現象，反復查詢操作記錄，發(fā)現自身在驗證中存在的問題，針對問題提出有效解決措施。同時，學生要采用虛擬仿真軟件來真實模擬車輛故障現象，確認車輛各方面數據，如儀表顯示、整車狀態(tài)等數據，進一步加強自身體驗感，激發(fā)其學習積極性。

d. 預診斷。

學生運用虛擬仿真軟件讀取整車數據流，結合檢修標準，對異常數據進行分析虛擬化教學是目前職業(yè)院校最先進的教學模式，其將虛擬實訓教學、實驗教學、理論教學集中起來。其中理論教學是教師采用多樣化工具來教學理論知識；虛擬實訓教學是利用虛擬現實技術來構建虛擬環(huán)境，讓學生能準確掌握車輛原理、結構，有利于后期學生進行實訓操作；實驗教學是通過教學試驗臺來驗證自身所學理論知識，實訓教學是采用專業(yè)設備進行技能訓練。

當虛擬現實技術教學系統(tǒng)被引進后，并非是教師直接對學生進行虛擬教學，在新能源汽車專業(yè)課程上，要給學生教育大量理論知識，學生在學習理論知識后，會對教師提出各種問題，再將這些問題放在討論區(qū)進行問題討論，然后在虛擬現實技術教學區(qū)進行實踐操作。做好高壓安全防護、車輛基本檢查工作，詳細填寫工作頁，從而實現預診斷工作。

通過虛擬仿真軟件來掌握數據流，完成預診斷，培養(yǎng)學生具有較強的信息檢索和數據分析能力。另外，教師要從不同方面來觀察不同學習小組的具體情況，針對學生出現的問題進行示范操作。

e. 收信息。

在教師的指導下，所有學生佩戴虛擬現實技術教學設備來進行虛擬教學。根據設備數量情況，來組織學生進行基本教學，可分為一次多人教學和一人多次教學兩種形式。當虛擬現實技術教學階段工作完成后，引導學生回到討論區(qū)來確定問題答案，然后在操作區(qū)域進行實踐操作學習，來鞏固自身所學的知識（圖2）。虛擬現實技術應用在新能源汽車專業(yè)課程教學過程中，能給學生營造自主學習的環(huán)境，傳統(tǒng)以教促學的教學方式在中等職業(yè)學校中無法引起學生的學習興趣，而將這種虛擬現實技術應用到中職教育中，能讓學生通過虛擬現實技術虛擬信息環(huán)境和自身操作相互結合，來實現專業(yè)課程的實踐操作訓練。

5 教學效果分析

虛擬現實具有較強的綜合性與交叉性，其所涉及的知識內容較廣，與新能源汽車有很多相似處，如同樣涉及計算機視覺、數字圖像處理等方面。除此之外，還與人工智能、虛擬現實技術、仿真技術等多種先進技術有密切聯(lián)系［5］。

在開展虛擬現實課程時，要注重于提高學生技術的應用能力，由于虛擬現實技術十分注重技術的運用與創(chuàng)新，從技術角度來看，虛擬現實技術內含有多種不同類型知識，能不斷從中創(chuàng)新思想。由于虛擬現實技術教學方式在很多中職學院并未普及，為了保證其教學效果能達到預期效果，可針對一些學校進行教學實驗分析，在實驗中利用比較分析法和調查問卷法來計算出實驗結果。首先選擇兩個教學內容、教學方式、年級、教師相同的汽車維修班，對其中一個班級進行傳統(tǒng)教學，另一個班級進行虛擬現實技術教學，在進行定點實驗教學后，可通過問卷調查的方式來回收教學效果數據（圖3）。

經過對收回的377 分有效問卷進行統(tǒng)計，發(fā)現有78% 的中職院校的學生愿意接受虛擬現實技術教育，有超過80% 的學生表示對虛擬現實技術教學有興趣。在教學定點實驗后，有70% 左右的學生在接受虛擬現實技術教學提升自身實踐操作，只有1.85% 學生不習慣虛擬現實技術教學。

6 結語

職業(yè)教育作為我國教育體系的重要環(huán)節(jié)，中職教育隨著社會經濟發(fā)展取得較大的發(fā)展空間。但值得注意的是，在中職教育發(fā)展過程中，管理者要將職業(yè)教育放在教育改革最前沿，將各種先進技術應用到中職教育教學中，不斷優(yōu)化中職發(fā)展方向。基于此，本文通過分析了新能源汽車市場和虛擬現實技術在教育教學領域的發(fā)展前景，探討了教學過程中的問題，并分析虛擬現實技術應用的可行性，建立一套符合中職新能源汽車專業(yè)課程教學的新模式，以提升教學效率。

參考文獻：

［1］周秦娟，王承琦基于SPSS 軟件的“理虛實”一體化教學效果分析——以中職新能源汽車運用與維修專業(yè)為例［J］新課程研究（下旬），2022（1）：40-42

［2］孫建，占百春，薛洋洋生利主義視域下五年制高職畢業(yè)生質量標準的構建研究——以新能源汽車運用與維修專業(yè)為例［J］時代汽車，2022（7）：98-99

［3］陳劍中職“理實一體化”專業(yè)教師的培養(yǎng)——以新能源汽車維修專業(yè)教師為例［J］農機使用與維修，2021（12）：151-152

［4］何濤專業(yè)社團運轉對提高學生專業(yè)技術能力的影響研究——以新能源汽車技術小組為例［J］時代汽車，2021（19）：33-34

［5］賀文建，白晶校企合作共建新能源汽車專業(yè)的探索與實踐——以北京城市學院汽車工程系為例［J］中國現代教育裝備，2021（13）：139-141

作者簡介：

張旭，男，1986 年生，助理講師，研究方向為汽車維修工程教育。