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电动汽车电池管理系统(BMS)VR数字化虚拟仿真实训台

参赛方向: 面向教育教学的3D/VR/AR创新应用

参赛赛区: 江西赛区

参赛组别: 教师组

参赛院校: 南昌工学院

参赛院系: 人工智能学院

参赛教师: 祝智颖,江浩铭

项目简介

      将虚拟现实(VR)技术应用在车辆工程专业,能够在基础上拓展电动汽车专业方向,加强专业课程教学实验设备、加快课程教学资源的建设。如何在车辆工程专业课程中将难懂的、抽象的、不易展示的知识点,通过有效的教育技术手段,实现课程教学资源立体、直观、可视化成为教育者最为需要及关心的问题。而虚拟现实(VR)技术的发展,急切的弥补了传统的以教师为主导学生为主体的、单一的讲授式教学方式。以电动汽车上的电机驱动系统、电池管理系统为例,电池、电机、电控是电动汽车最核心的技术,电机驱动系统是电动汽车的“三横”技术体系之一,是电动汽车的“心脏”,其性能的提高是电动汽车发展的关键,而电控中最核心的功能就是电池管理系统(Battery management system)简称BMS,如果没有这个系统,动力电池的充放电、使用寿命都会大打折扣。虚拟现实(VR)作为一种新型的技术手段在教育领域进行跨界融合,学习者能够在虚实融合的教学情境中,以最贴近自然的方式进行探索,基于增强现实技的交互手段给课堂提供了新的教学方式,知识会越来越具有交互性、流动性和情境性,特别是针对教学中的重点、难点的教学,例如汽车电池系统的结构部分,是由很多的零部件组成,包括电芯模组部分、箱体部分、电池管理及线束部分、高压电气及电连接部分、加热及冷却的热管理部分等,以虚拟现实(VR)技术的手段,达到教学内容的立体、直观、学生能够感同身受;动态展示各部分之间相互作用的过程,视感生动真是有趣;分层、分类别的呈现方式,有效的突破重难点等教学难题。基于增强现实的交互手段给教育者提供了新的方式表达给学习对象,也用最贴近自然的交互方式为学习者搭建一个自主探索的空间。

项目详情

利用虚拟现实技术,开发新能源电动汽车专业课程中配套的的VR课程教学资源。

.知识目标

该课时主要包括以下几方面内容,分别是:

1)分辨出电动汽车电源系统/电池管理系统;(2)掌握电动汽车的基本功能,其中包括:电池状态监测功能、电池状态分析功能、电池安全保护功能、能量控制管理功能、电池信息管理功能。

.能力目标

通过该节课的学习,

(1)锻炼学生的实验技能;

(2)激发学生对科学知识的探索兴趣;

(3)利用VR资源,提高学生运用新技术解决就问题的能力;

(4)在课堂中通过分组教学,尝试让学生学会与他人合作,并在合作中发挥自己的作用,提高自己的团队协作能力。

.素质目标

1)遵守操作安全规范;

2)尝试养成严谨的科学思维方法;

3)保持对新知识的探索兴趣;

4)逐步养成团队协作能力。

难点创新

利用虚拟现实技术,开发新能源电动汽车专业课程中配套的的VR课程教学资源。

(1)课程教学资源从学习角度分类,包括正式学习化教学资源和非正式学习化的教学资源,其中正式学习教学资源运用在课堂教学中,主要以VR课件为主,非正式教学资源主要运用在学生课后的联系与巩固中,其中包括VR教育游戏以及VR技能训练平台等;

(2)课程教学资源的从使用平台角度分类,包括基于增强现实技术(VR)的新能源汽车课程移动智能端应用,以及基于增强现实技术(VR)的新能源汽车课程纸质教材应用;

3)课程资源从人物使用角色分类,包括学生端与教师端,其中教师端可以实时查看学生的操作进度,出错率等,及时的对教学进度进行把控和调整,同时,教师还可以开发自己的VR课件通过教师端上传到VR教学资源系统中。

以电机驱动系统、电池管理系统(BMS)两大内容模块为主要切入点。开发的软件系统适用于各类院校的汽车相关专业,为兄弟院校、职业院校等解决了学生实训机会少,教学互动不足、实训课程不足、过程评价缺乏、学生技能水平难以提高等重要难题。软件支持VR功能便于日后维护与升级。

成果成效

虚拟现实技术(VR)应用于新能源汽车相关专业课程的教学资源建设,打造省级新能源汽车相关专业课程资源建设标杆。

以情境认知学习理论、行为主义学习理论、建构主义学习理论为理论支撑,以国家相关扶持政策为导向,以适应社会对新能源电动汽车行业高素质、应用型技术人才的需求为根本,充分挖掘虚拟现实技术(VR)在课程教学资源建设中的优势,将抽象的学习内容可视化、形象化,构建泛在环境下情境式教学环境,提升学习者的存在感、直觉和专注度,使用自然方式的交互学习对象,将传统教学资源与新型教学资源相结合、传统学习与新型学习相融合。将虚拟现实技术(VR)应用于新能源汽车相关专业课程的教学资源建设,打造省级新能源汽车相关专业课程资源建设标杆。

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