“雨课堂”与“翻转课堂”在新能源汽车动力电池及管理系统中的应用

王丽梅　吕晓欣

摘 要 从《新能源汽车动力电池及管理系统》课程实际出发，将“反转课堂”智慧教学工具“雨课堂”应用于课堂教学。将课程分为两大模块，分别应用两种教学模式;通过新颖的教学方式与考核方式，增强学生对新能源汽车动力电池及管理系统方面的了解，培养学生对动力电池技术的科研兴趣。

关键词 新能源汽车 动力电池 电池管理 反转课堂 雨课堂

中图分类号：G642 文献标识码：A

随着环境污染和能源危机的加剧，电动汽车技术被认为是未来汽车领域最具发展前景的技术之一。系统性了解并掌握电动汽车核心技术动力电池是汽车产业对车辆工程专业人才提出的新挑战，《新能源汽车动力电池及管理系统》课程是一门专业选修课，主要包括动力电池及电池管理系统两大部分，动力电池涉及化学及材料等领域，电池管理系统已延伸到电气和控制科学等相关专业，是一门多学科交叉课程。因此，如何把握教学主线，高效地介绍基础知识并摒弃冗余部分帮助学生掌握核心内容非常值得探讨。

本文系统地分析了《新能源汽车动力电池及管理系统》课程结构特点，针对性的提出了基于雨课堂的教学与考核方式改革，增强学生对动力电池技术理解和研究兴趣。

1《新能源汽车动力电池及管理系统》课程结构

《新能源汽车动力电池及管理系统》课程开设在大学三年级第二学期，共2学分，32学时。根据车辆成专业平台课程的要求，并结合江苏大学车辆工程优势学科的特色和教研方向，《新能源汽车动力电池及管理系统》课程的教学结构包括两大部分，九个小节，如图1所示。

第一部分，分析电池反应的动力学过程及电池工作原理，介绍电池基本构成及基本参数。

第二部分，介绍电池基本测试原理与方法，并对典型的测试设备进行介绍。

第三部分，介绍铅酸电池结构及工作原理，着重强调电池电极材料、基本结构、制造工艺、工作原理等。

第四部分，介绍镍镉电池及镍氢电池结构及工作原理，并对碱性电池应用进行分析。

第五部分，介绍锂离子电池结构及工作原理，着重强调电池电极材料、失效机理等。

第六部分，介绍一些新型电池结构和工作原理，包括锌空气电池、钠硫电池、Zebra电池、飞轮电池、太阳能电池、超级电容器及燃料电池。

第七部分，讲解动力电池应用理论基础，包括动力电池一致性、电池组使用寿命、电池状态估计及温度场设计方法。

第八部分，强调电池管理系统的意义，并对其基本构成和功能、数据采集方法、电量管理系统、均衡管理系统、热管理系统、热失控与热安全管理、电安全管理系统及数据通信系统。

第九部分，阐述电动车辆能耗经济性评价参数、电池系统与整车匹配方法、电池包结构设计、电池系统充电方法、电池梯次利用及回收及电池系统发展趋势。

从以上新能源汽车动力电池及管理系统理论教学结构可以看出，课程具有“多”、“新”和“实”的特点。“多”是指课程覆盖面广，涉及化学、材料、电气、控制、计算机等多个学科。“新”是指该课程是一门新的综合课程，需要采用新的教学方法来满足教学的需求;同时，《新能源汽车动力电池及管理系统》的教学内容也在不断更新。“实”是指课程从工程应用出发，授课时理论和实践必须做到高度统一。因此，如何在有限的授课时间内将繁杂琐碎的理論知识传递给学生，对于未系统学习过化学和控制理论等的功课学生其难度可想而知。为达到课程教学目的和培养计划，必须对课程教学方法与考核方式进行改革。

2《新能源汽车动力电池及管理系统》教学中雨课堂与反转课堂的应用

传统教学一般沿用讲授为主的大班教学模式，这种模式类似于中学的填鸭式教学，师讲授大量知识点，学生被动强制记忆大量生疏的概念和定义。这种教学方式的主要缺点在于教师和学生之间缺乏互动，难以最大限度的调动学生的积极性。

《新能源汽车动力电池及管理系统》是一门理论与实践相结合的课程，在教学过程中应用雨课堂与“翻转课堂”教学相结合的授课方法。第一大部分“动力电池”主要涉及不同电池基本原理及工作过程介绍等，基本概念较多，采用反转课堂的教学模式。将学生分为若干小组，每组负责某种类型电池的介绍，小组成员分工，分别完成搜集素材，制作PPT，讲解PPT等任务，具体内容参见表1。全体学生提问讨论、教师负责总结点评并进行知识点补充讲解，完成整个教学过程。

第二部分“动力电池管理系统”中则采用雨课堂的教学模式。通过智能终端将师生连接到一起，通过弹幕、疑难问题求助等多元化师生互动，增加学生的求知欲。利用多媒体与智能终端相结合的方式，形象直观来展示电池管理系统结构及功能;通过虚拟仿真平台讲解抽象的概念，比如可借助虚拟仿真平台对比分析状态参数估算方法的差异。结合雨课堂中的弹幕和学生提出的疑问，再进一步讨论和讲解，将难以理解应用理论知识点直观地呈献给学生。

3《新能源汽车动力电池及管理系统》课程考核方式的改革

考核是检查学生知识掌握程度和考察教学效果的重要手段之一，《新能源汽车动力电池及管理系统》课程具有多学科交叉的特点，“平时成绩+考试成绩”难以准确反映学生的真实水平。根据课程内容各部分的专业特点，采用“前沿阅读报告+闭卷考试+平时课堂表现”的模式对学生进行考核，多维度考核学生对知识的掌握程度，具体如下：

第一大部分“动力电池”中，由于电池材料及类型的快速发展，因此考核采用文献查阅并撰写报告的方式，此部分为前沿阅读报告占40 %;第二大部分“电池管理系统”与车辆工程专业结合紧密，并且对学生的理论知识要求较高，因此采用闭卷考试的形式，考察了学生对知识点的记忆及分析的能力，此部分成绩占总成绩的40 %;平时课堂表现包括与教师互动情况及提出疑难问题等课堂表现，占总成绩的20 %，最终成绩由这三部分按权重计算得到。

4结论

《新能源汽车动力电池及管理系统》是一门多学科交叉的专业课程，课程具有“多”、“新”及“实”的特点，针对与动力电池相关内容具有知识点“多”及“新”的特点，采用“反转课堂”的教学模式，提高学生的主动性;针对电池管理系统理论性强及“实”的特点，采用“雨课堂”的教学模式，将电池应用理论及管理系统概念直观地呈献给学生。在考核方式上提出了“前沿阅读报告+闭卷考试+平时课堂表现”的考核方式多维度考核学生对知识的掌握程度。这套新型教学模式和考核方式，有助于增强学生的课堂体验，提高学生的学习效率和将理论知识应用到实践的能力。

基金项目：江苏大学青年英才培育计划，江苏高校品牌专业建设工程项目（PPZY2015A023）。

参考文献

[1] 王丽梅.磷酸铁锂电池组安全保护技术研究[D].济南：山东大学，2015.

[2] 马海啸.“新能源发电技术”课程教学内容和方式探索[J].中国电力教育，2013（10）：106-107.

[3] 韩杨.复合型创新人才培养模式下“新能源发电技术”教学探索[J].中国电力教育，2013（05）： 46-47.

[4] 魏春华，苏燕，李嘉欣等.雨课堂在生物化学与分子生物学教学中的应用[J].基础医学教育，2019，21（05）： 398-400.