“探案式”混合式教学设计在“汽车电器设备与维修”课程中的应用.pdf

2023 年 7 月第 36 卷第 4 期黑龙江生态工程职业学院学报Journal of Heilongjiang Vocational Institute of Ecological EngineeringJuly.2023Vol.36 No.4doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2023.04.25“探案式”混合式教学设计在“汽车电器设备与维修”课程中的应用周秀明 李永喜 张春龙 程烨 金泽 杨玉宝(黑龙江生态工程职业学院 机电信息工程系,黑龙江 哈尔滨 150025)摘 要:以新能源汽车技术专业“汽车电器设备与维修”课程为例,以智慧树平台为基础,以线上线下混合式教学模式为核心,探讨探案式混合式教学设计在“汽车电器设备与维修”课程中的应用实践。通过引入案情,分析推理,线上线下结合,虚拟现实结合,层层递进结案,完成教学任务,从而提高新能源汽车技术专业的教学水平,提升学生的综合职业能力。关键词:探案式;汽车电器设备与维修;混合式教学中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1674-6341(2023)04-0139-04 The Application of Case-exploring Teaching Design in the Course of“Automobile Electrical Equipment and Maintenance”ZHOU Xiu-ming,LI Yong-xi,ZHANG Chun-long,CHENG Ye,JIN Ze,YANG Yu-bao(Heilongjiang Ecological Engineering Vocational College,Harbin 150025,China)Abstract:Taking the course of“Automobile electrical equipment and maintenance”for the new energy automobile tech-nology major as an example,taking the intelligence tree platform as the foundation,taking the online-offline hybrid teaching mode as the core,discuss the application of case-based hybrid teaching design in the course of“Automobile electrical equip-ment and maintenance”.By introducing the case,analyzing and reasoning,combining online and offline,virtual reality,and gradually closing the case layer by layer,the teaching tasks are completed,thereby improving the teaching level of the new energy vehicle technology major and enhancing students comprehensive professional abilities.Key words:Detective Type;Automotive electrical equipment and maintenance;Blended learning 收稿日期:2023-03-07基金项目:黑龙江省教育科学“十四五”规划 2022 年度重点课题项目“基于智慧树的混合式教学模式在新能源汽车技术专业课程中的应用”(ZJB1422187)。第一作者简介:周秀明(1981),女,黑龙江齐齐哈尔人,硕士,副教授。研究方向:汽车电子技术、新能源汽车技术教学。国家职业教育改革实施方案提出了“三教”(教师、教材、教法)改革的任务。“三教”改革的目的是提升学生的综合职业能力。职业教育作为就业教育,一定要提升学生的综合职业能力,培养学生对岗位的职业胜任力,在这个基础上再培养学生的可持续发展和全面发展的能力。这就要求教师在教学过程中尽量引入企业真实案例,引导学生以企业岗位员工的思维方式学习知识,解决企业实际问题。本文将探案式混合式教学设计应用于“汽车电器设备与维修”课程的教学案例中,为新型的教学设计改革实施提供了新的思路。1 探案式混合式教学1.1 探案式教学法“探案”一词主要应用于一些影视等文艺作品中,比如电影唐人街探案、电视剧明星大侦探、小说福尔摩斯探案集等。这些作品基本都是通过结果推断案件发生的可能原因,通过多次现场勘查搜证、逻辑推理分析,最后找到案件发生的真正原因。探案式教学法是以学生为主体,以教师为主导,以“案情”为切入点,以“线索”为中心,以学生自主探究为主线,通过引入企业真实工作案例,层层设问,深入浅出,抽丝剥茧,最终“结案”。是一种以学生自主学习为核心的新型的教学方法。探案式教学法设定一环扣一环的“案情”,让学生通过解答疑问,亲身实践获得知识,大大提高了学931习的效率,增强了独立解决问题的能力。探案式教学法重视培养学生的自主创新能力,通过线索引导,步步紧逼,引导学生形成探案思维。学生探案思维的形成不是一蹴而就的,而每次探案活动的时间有限,教师在设定教学情境的同时确定相应的教学目标,学生可应用现有的线上教学资源进行多方位的学习拓展和延伸。1.2 混合式教学模式混合式教学模式就是将传统教学方式课堂教学和新型教学方式在线学习融合起来,属于教学方法的延续性创新。换句话说,混合式教学是对传统的工厂式的课堂进行了延续性的改进,既发挥了传统课堂教学方式互动性强的优势,又结合了在线学习知识点可反复观看、数据化记录学习过程的优势。线上线下教学方式的融合,一方面使学生变成教学的主体,激发了学生的学习兴趣,增强了学生学习的主动性,有利于加深对知识内容的理解;另一方面,使教师变成引领学生学习的课堂的主导者,也是讨论的引导者。线上,学生学习掌握基本知识点,参与教学讨论;线下,教师负责查缺补漏、重点突破,教师精心设计课堂教学活动作为载体,组织学生把在线所学到的基础知识进行巩固与灵活应用。课堂上面对面的教学用来实现一些更加高级的教学目标,让学生有更多的机会在认知层面参与学习,而不是像以往一样特别地关注学生是否坐在教室里。1.3 探案式混合式教学基于新能源汽车技术专业高职学生的培养目标,结合“汽车电器设备与维修”课程的特点,以故障诊断思维训练为主,以探案式教学法为中心,开展线上线下混合式三段教学:第一阶段线上线下结合完成“探案”的准备工作,第二阶段线上线下结合完成“探案”的实施工作,第三阶段线上“探案”的拓展。通过智慧树资源库、智慧树弹题、课堂讨论、课内讲授、虚拟仿真、实车检测等手段,借用侦探逻辑模型的逆向作业思维,模拟真实故障案例的诊断方法,以问题为导向,实现由果定因的探案式教学。2 探案式混合式教学设计2.1“探案”的前期准备“探案”前,学生要有一定的知识储备。“汽车电器设备与维修”课程已在线上智慧树平台建立了课程资源库,包含课程的“短、平、快”核心知识点视频、课程试题库、课程实训视频等资源;线下课程有专门的汽车电器实训室,内含三台汽车电器实训台架,可供三组学生完成案例测试,同时课程可借助景格科技的云立方虚拟平台完成虚拟仿真。2.2“探案”的中期实施2.2.1 灯光系统教学目标汽车电路的特点之一是所有用电器并联。汽车灯光系统包含照明系统和信号系统,在“汽车电器设备与维修”课程中,照明系统部分主要讲授的是前照灯、雾灯、尾灯等灯具结构照明原理以及轿车照明灯不亮的故障诊断,信号系统主要讲授的是转向灯、制动灯、倒车灯等灯具结构照明原理以及轿车照明灯不亮的故障诊断。引起轿车灯光不亮故障现象有很多种原因,要想将此案例故障排除,需实现以下教学目标(如表 1 所示)。表 1灯光系统的教学目标知识目标能力目标素养目标1.了解灯光系统各灯的结构;2.掌握灯光系统灯光电路;3.掌握 CAN、LIN 工作原理;4.掌握灯光系统灯光开关使用方法1.能够进行灯光系统的日常维护;2.会调整灯光系统灯光信号;3.能够看懂灯光系统电路;4.会使用示波器;5.能按要求指示完成灯光操作1.树立职业信心和职业道德观;2.养成严谨认真的工作习惯和 7S 劳动素养;3.形成精益求精的工匠意识;4.培养多维度系统性的思维习惯注:为重点,为难点。2.2.2 灯光系统探案式教学过程灯光系统探案式教学过程以探案式教学法为核心,借用侦探逻辑模型的逆向作业思维,采用五步探索式教学法,以问题为导向,实现由果定因的探案式教学,完成整个教学过程。五步探案式教学法具体教学过程见图 1。学生在线上完成灯光系统的理论学习。第一关寻找灯光系统故障可能的故障点,在教师的指导下,确定故障主要线索,将所有可能的故障点及其关联列举出来;结合线上所学理论知识,分析汽车灯光系统电路图,根据电路图逻辑推理,分析归纳信息之间的关系,提出故障假说。为了进一步验证故障假说,确定实际故障点,学生在实训室汽车电器台架上完成仪器设备的检查诊断,确定故障点位置,将故障排除,最后重启车辆,查看故障现象是否还存在:故障现象不存在,故障排除;故障现象存在,041图 1 五步探案式教学法具体教学过程再循环进行上面的工作。教师一方面提出影响轿车灯光信号的可能因素有哪些、LIN 信号的常见故障点有哪些、一般电路的常见故障点有哪些等问题,一方面启发学生根据汽车灯光电路进行逻辑推理,在诊断过程中,提醒学生灯光系统灯语的规范使用,双人配合完成灯光检查,再进行电路故障的诊断。最后教师从轿车灯光系统灯不亮的不同故障现象出发,介绍灯光系统中前照灯、尾灯、雾灯、转向灯等的相关知识点,将整个灯光系统知识进行穿针引线、抽丝剥茧。教学过程中,注重多维度系统性的逻辑推理,引导学生完善知识体系。2.3“探案”的后期拓展因为学时有限,课堂上学生不可能将所有的案例都通过“探案”的方法完成故障分析、诊断、排除。因此,在课后学生可根据自己的能力水平以及自身对知识的渴求程度,线上完成黑龙江省、其他省市以及全国职业技能大赛汽车技术赛项有关汽车电气部分的赛题,进一步提高自己的“探案”能力。3 探案式混合式教学设计课程案例1灯光系统异常的故障现象在实际生活中屡见不鲜,排除这一故障也是学生必须掌握的技能。在实际操作中,学生首先需要在客户简短的描述中,自行对故障现象作出准确描述,然后通过电路分析、推理、检测、诊断确定故障点并进行排除。下面以迈腾 B8 灯光系统 J519 供电断路、T4di/2 与T4di/1 分别对正极短路三个故障点为例介绍探案式混合式教学设计。3.1 分析客户信息 引入“案情”有迈腾 B8 客户描述,其车辆灯光系统工作异常。很显然,这个“案情”信息不够清楚。学生要“破案”,第一步要知道什么是汽车的灯光系统、灯光系统如何检查、灯光系统的故障和哪些部件有关。对于这一部分内容,学生只需要在线上完成知识点的观看学习,在线上虚拟仿真平台完成灯光系统灯光的检查。线下教师对知识点进行串讲,加深学生对知识的理解。针对之前教师设置的三个故障点,学生在线上虚拟仿真平台即可确认故障现象,实现“案情”信息的完善,同时列举可能的故障原因。这一过程,通过知识点的反复观看及虚拟平台的反复操作,90%以上的学生都可完成,并列举出具体故障现象及可能的故障原因(见表 2)。表 2故障现象及可能原因故障现象可能的故障原因1.点火开关 OFF,右侧侧灯点亮;操作超车灯:左侧亮,右侧不亮2.点火开关 ON,仪表显示“故障:车辆照明”E1 在 0 档时,右侧侧灯正常,左侧大灯异常点亮;E1 在 1 档时,左侧灯不亮,右侧侧灯点亮,前、后雾灯无法打开;E1 在 2 档时,右侧侧灯正常,大灯不亮,左侧大灯点亮;前、后雾灯无法打开 因为灯光故障存在于左右侧,故障可能原因为 J519部分功能与 J519 自身故障;再根据保险丝设置特点和灯管开关冗余线与 LIN工作特点,推断为灯光开关或 J519 控制异常3.2“探案”推理可能的故障点 诊断“线索”找到可能的故障原因后,学生需要明确迈腾 B8灯光系统的工作过程、如何使用解码仪、万用表检测可能故障点。对于这一部分内容,学生需要线上完成电路图的查找并初步绘制出电路原理图(图2),接下来在线上虚拟仿真平台使用解码仪读取故障码,三个相关故障:09(J519)U10300 本地数据总线电气故障、B149B01 右侧侧 LED 电源模块电气故障、B140D13 右侧端子30 供电电压断路。进一步读取 J519 控制单元内左侧端子 30 供电电压数据组:左侧端子 30 电压 12V 正常、右侧端子电压 5V异常、端子 30 电压 12V 正常。分析测试结果,确定右侧端子数据组异常。根据以上分析推理,进一步测量 J519 的右侧 30 端子电压,万用表 T73a/66 与对地电位之间 0V 异常。分析测试结果,进一步检测 SC23 保险丝,SC23 输入端 12V 正常,输出端 0V异常。分析保险丝 SC23 两端存在明显的 12V 压降,判断 SC23 存在断路。排除故障,确认右侧侧端子 30 供电恢复。到此完成第一个故障点的诊断排除。此项内容需要学生在虚拟仿真平台上完成,在141此过程中,教师需进行课堂串讲,保证学生的虚拟仿真实训有序进行。图 2 灯光控制原理图 重启车辆,检查是否所有故障都已排除。接下来进行新一轮诊断。诊断思路及过程见表 3,由此得出故障点 E1 灯光开关数据组。对故障点的检测数据参照表 4。检查结束后需进一步检测 LIN 线状态。LIN 线波形(EX1 端)14V 直线,波形对正极短路或断路;LIN 线波形(J519 端)14V 直线,波形与EX1 端相同。通过分析推理拔掉开关,波形正常。据此推断故障原因为 EX1 的 LIN 线在开关内部出现对正极短路。修复故障,重启车辆,原有故障现象全部消失,故障排除。表 3诊断思路及过程故障现象可能的故障原因故障码可能故障点打开点火开关,仪表显示:车辆照明故障操作 E1 灯光开关:在 0 档时,大灯异常点亮;在 1 档时,侧灯正常,无法打开前后雾灯;在 2 档时,大灯正常亮,无法打开前后雾灯E1 开关自身以及线路故障09(J519)U10300 本地数据总线电气故障E1 灯光开关数据组 表 4测量数据参照表测试对象灯开关位置(数据组)测试条件ON,0 档1 档2 档使用设备诊断仪测试参数断开侧灯近光灯冗余信号线标准描述已按下未激活未激活未激活已按下未激活未激活未激活已按下断开侧灯近光灯测试结果未激活(不变)未激活(不变)未激活(不变)断开侧灯近光灯测试结论异常异常异常无异常3.3 故障排除 “结案”在线上虚拟仿真平台上诊断出故障点:SC24(SC23)保险丝断路和 EX1 的 LIN 线在开关内部出现对正极短路。由此再次分析故障机理:(1)由于SC23 保险丝断路,导致车辆右侧端子 30 电压都无法供电,导致部分灯光失效。(2)由于 LIN 线对正极短路,使得灯光开关 EX1 无法将准确的灯光信号传递给 J519,也使得部分灯光失效。学生虚拟仿真平台操作熟练,教师在线下实车设置相同故障,再次进行“探案”。在“探案”过程中反复分析推理诊断,步步紧扣故障信息,“探案”深入浅出、层层推进,激发了学生的好奇心,学生线上线下全程参与到“探案”过程,尽显以教师为中心、学生为主体的教学模式,收到了良好的教学效果。课后学生通过网络虚拟仿真平台拓展实训中各级职业技能大赛与课上相关的故障案例,进一步加强“探案”能力,提升学生“探案”思维。4 结论以灯光系统故障为例,以客户信息引入“案情”,以“探案”的方式引导学生层层分析线索,借助图形、动画等多种教学形式和手段生动展开教学活动。这种线上线下混合式教学实现了师生互动和生生互动,使学生充分参与到课堂活动中来。学生在“探案”过程中培养了自主创新能力,形成了“探案”思维,收到了预期的教学效果。“汽车电器设备与维修”课程有 6 大案例都可与企业实例对接,针对不同的授课内容,可以探案式教学法为中心,设计不同的教学方法和手段,以达到最好的教学效果。参考文献:1苏永美,刘白羽,范玉妹.探案式教学的探索与实践:以微分几何伪球面为例J.大学数学,2022,38(2):28-32.2叶赪,池锐宏.基于 SPOC 的混合式教学模式在空中乘务专业课程中的探索与实践:以“客舱服务与应急处置”课程为例J.黑龙江生态工程职业学院学报,2023(1):133-137.责任编辑:富春凯241