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《汽车电控系统结构与检修》高效课堂案例
以汽车电子稳定程序控制系统(ESP)知识点为例

2019-11-18 17:17 供稿:机电工程学院 唐维勇  审核:李有兵 审核人:

《汽车电控系统结构与检修》是新能源汽车技术专业的一门重要的专业平台课程,传统的教学方法和手段已不能满足科技含量越来越高的汽车行业对于高技能维修人员的需求,信息化手段已越来越多地融入专业教学中,这也倒逼教师的教学方式及学生的学习方式产生变革,推进教学信息化向内涵发展。以信息化与实训教学教学结合,形成全新教学形式,适用于新的教学模式。

如何合理运用信息化手段、有效提升专业教学中的应用效果,这就要求教师在实际教学中精心选知识点,深入实践在课堂教学中的运用范围,打造合理的高效课堂。针对当前高职汽车专业学生理论基础、空间思维能力较薄弱的现状,以《汽车电控系统结构与检修》中实际教学中无法真实呈现的知识点,以汽车电子稳定程序控制系统(ESP)教学设计为例,诠释如何通过数字化教学资源,突破本知识点教学中的重点和难点、激发学生的学习热情,真正做到切实提高课堂教学质量。

1 汽车电子稳定程序控制系统(ESP)课件设计方案

1.1 设计背景

《汽车电控系统结构与检修》是新能源汽车技术专业的一门专业平台课程,其中汽车电子稳定程序控制系统(ESP)是该课程的个重要知识点。该课件设计基于以下背景。

(1)ESP是超越ABS(防抱死系统)和ASR(驱动防滑 控制系统)两个系统功能的汽车主动安全控制系统,涉及传感、液压、电子等先进控制技术,包含动力学、运动学等力学知识,系统组成部件多,运行过程复杂。因此,该部分内容若 以理论分析作为突破口不仅学习难度大,而且内容枯燥。

(2)ESP是只有在汽车发生紧急情况(如避险等)下才启动工作程序,因此在教学过程时,若要真实地再现ESP工 作全过程是非常困难的,也是不经济的。

(3)该课程面向的对象是普高学业考试入学学生,他们的理论基础较差,学习兴趣需要激发,以传统的教学方式很难达到教学目标要求。

(4)从应用实践看,采用多媒体及信息化教学技术解决工程技术类问题能收到事半功倍的效果。

1.2 设计思路

(1)通过段简短的汽车广告片导出本次课的学习内容,直面ESP系统的功能,创设轻松愉悦的学习氛围,拉近学员与学习内容的距离。

(2)以汽车行驶过程中对前方障碍物紧急避让的动画模拟为案例,创设个典型的学习情境。

(3)以直观动画演示,展示ESP系统各组成部件,仿真还原其工作过程。

(4)以生活化表达方式,比较分析汽车运动平衡,将复杂的原理简单化。

(5)借助信息化技术,以大量的立体信息,对学生施加全方位感官刺激,提高学生学习兴趣和学习效率。

1.3 教学目标

1.3.1 知识与能力

(1)熟悉ESP系统的功能及应用。

(2)熟悉ESP系统的组成部分,以及其在汽车底盘中的安装位置。

(3)了解ESP系统的工作过程。

(4)能直观判断ESP系统在汽车行驶过程中的工作 状态。

(5)能独立表述ESP系统的特点。

1.3.2 情感态度与价值观

(1)培养学生安全行驶、文明驾驶的意识

(2)激发学生学习新技术的兴趣。

(3)在享受新技术提升驾驶安全性的同时,激发学生科技创新。

1.4 教学重、难点

教学重点为ESP系统的组成、功能及应用。教学难点为ESP系统的工作过程。

1.5 教学过程

(1)课题导入。通过播放现代索纳塔御翔轿车的广告片,归纳出这款车的3大亮点:全新的外形、安全性能拥有ESP、卓越的操纵性能。通过提问,得出汽车安全性能的重要性,导入本次课题汽车电子稳定程序控制系统 (ESP),并简要介绍其功能。

(2)问题引入。创设情境,通过汽车行驶过程中一次典型转弯险象的避让,说明汽车横向平衡在安全行驶中的重要性。提出问题:ESP是如何实现行驶安全的?

(3)知识点讲解。通过播放动画,演示ESP的组成及工 作原理,使学生直观了解ESP的组成及工作过程。具体为: 如图1所示,每个车轮上各有个轮速传感器,用于测量行 驶过程中车轮的转速;偏航率传感器用于测量汽车围绕其 纵轴的回转运动;转向角度传感器用于记录驾驶人的转向意图;ESP控制单元用于根据传感器信号计算出必须在何 时并且如何进行干预;液压总成用于增加或减少车轮制动 器中的制动压力。

(4)分析归纳。通过对ESP工作过程的分析,得出ESP处理汽车行驶过程中突发险情的规律:当ESP判定为转向 不足时,会制动内侧后轮,使车辆进步沿驾驶人转弯方向偏转,从而稳定车辆;当ESP判定为转向过度时,它将制动外侧前轮,防止出现“甩尾”。上述过程中如果单独制动 某个车轮不足以稳定车辆,ESP将 通过降低发动机转矩输出的方式或制动其他车轮满足需要。归纳出 ESP是一个主动安全系统,是ABS 和ASR两种系统在功能上的延伸。

(5)知识点拓展。通过图片及表格,展示博世公司最先进的 ESP9.0系统(图2)的组成及其他公 司开发的类似产品,拓宽学生的知识面,激发学生对新技术的兴趣。

 

 

 

 

 

 

 

(6)小结。回顾ESP系统的作用,提醒学生安全驾驶、文明驾驶的重要性,同时激发学生学习新技术的兴趣。

1.6 教学反思

课件引用大量信息,应突出有用有效信息,力求避免无关或次要信息对学习的负作用;信息技术也并非万能,要能回归生活,回归到学生的现实生活中去;新技术是相对的,是在不断发展的,今天的新技术明天就会成为旧技术,技术创新是永恒的主旋律。教育教学也是如此。

2 .课件课作品创新设计说明

(1)以生活化表达方式,比较分析汽车运动平衡,将复杂的原理简单化。

(2)借助信息化技术,以大量的立体信息,对学员施 加全方位感官刺激,提高学生学习兴趣和学习效率。微课体现的是以学生认知学习和知识建构为主线的全新的教学设计和资源建设,是自主学习、混合学习、翻转课堂等教学理念的实际应用。课件不是简单的教学资源形式的更替,而是传统教学理念与教学模式的创新。

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