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目前,隨著新能源汽車技術(shù)的快速發(fā)展,在電動汽車領(lǐng)域,充電設(shè)備已經(jīng)成為了最重要的部分。電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能。當(dāng)電源斷開時就會產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)和熱釋放出熱量從而導(dǎo)致溫度升高;如果電池中電解液濃度過高則有可能引起電極損壞、老化等問題發(fā)生事故或引發(fā)安全隱患事件等等一系列的后果都與之有關(guān)系統(tǒng)在新能源汽車充電器上,所以新能源汽車電池箱的設(shè)計和制造都需要考慮到充電器件中電解液溫度、電流,以及電池是否漏電等問題。
1鋰電池箱泄漏檢測系統(tǒng)
1.1鋰電池箱泄漏檢測概述鋰電池實(shí)際上是一種能量儲存裝置,可以在充放電過程中存儲電能,但其容量不能作為一個整體來考慮。所以我們要對充電電流進(jìn)行監(jiān)測和控制。由于鋰離子電池的工作原理比較簡單、操作起來容易用便捷等優(yōu)勢都使得它被廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中去了;但是因?yàn)槟壳斑€沒有統(tǒng)一的檢測方法以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來約束鋰電池,因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中很難將這些因素完全協(xié)調(diào)在一起,這就導(dǎo)致一些問題發(fā)生時無法準(zhǔn)確判斷出是否存在充放電缺陷。鋰離子電池是一種高電壓、體積龐大的二次電子元器件,由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,外部環(huán)境對它影響很大,這也導(dǎo)致了充放電過程中產(chǎn)生大量有毒物質(zhì)。目前市場上主要有兩種檢測方法:第一種為傳統(tǒng)法。第二種則是非破壞性式和自修復(fù)性相結(jié)合的方式來進(jìn)行判斷電池是否存在缺陷以及故障源所在位置等問題。其中自修復(fù)式檢測方法是指電池在發(fā)生充放電時,通過外部的電感和電解液以及內(nèi)部化學(xué)吸附等物質(zhì)對充電過程產(chǎn)生影響并進(jìn)行判斷。非破壞性式則是非破壞性性原理進(jìn)行判斷,主要利用了鋰離子電池中的金屬鎳鎘或錳酸鉀作為電極材料來實(shí)現(xiàn)其性能與外界環(huán)境因素之間是否存在一定程度上差異從而達(dá)到檢測缺陷目的。鋰電池箱的內(nèi)腔是一個封閉的電路,內(nèi)部主要存在有內(nèi)部和外部兩個方面。其中,內(nèi)部分為三大部分:儲能部件、保護(hù)電極以及電解液。而外部包括了蓄電部分(如外殼)還有一些輔助器件(例如插頭、放電管等);內(nèi)為一個循環(huán)系統(tǒng)和多個功能子系統(tǒng)構(gòu)成電池充電器件。
1.2鋰電池箱的泄漏檢測傳感器
鋰電池充放電過程中,充電電流過大、過流損耗以及溫度上升等因素都會導(dǎo)致鋰電池內(nèi)阻增大。因此在檢測的時候要對其進(jìn)行嚴(yán)格地控制。(1)充電器件:因?yàn)椴煌愋偷男铍姴牧嫌胁煌攸c(diǎn)而具有較大差異性所以需要選擇合適種類和大小來滿足實(shí)際需求。(2)儲能器件:由于鋰離子電池體積比較小,容量相對來說也比大并且充電電流會隨著溫度上升迅速增大,所以需要選擇合適的電流值。(3)電池溫度:當(dāng)鋰離子電池充放電時,其內(nèi)部會產(chǎn)生大量游離出水,因此在這種情況下就必須采取有效地措施來降低鋰離子電池內(nèi)阻。由于不同種類蓄電材料有不同特點(diǎn)和特性從而導(dǎo)致了對充電電流、電壓等參數(shù)有著不一樣的要求;同時隨著時間推移以及環(huán)境變化也可能使得電極電阻不斷發(fā)生變化。所以要想實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測電池充放電過程中內(nèi)部壓力的大小并且滿足實(shí)際需求,就必須選擇合適的電極。
1.3鋰電池箱泄漏檢測的測量裝置
電池箱內(nèi)氣體檢測鋰離子電池具有高容量、低功耗的優(yōu)點(diǎn),但是在充放電過程中,電解液容易產(chǎn)生有毒物質(zhì)。所以為了降低鋰電汽車安全事故發(fā)生概率和減少污染問題的出現(xiàn)。我們選擇了一種無接觸式溫度測量系統(tǒng)來對充電電流進(jìn)行監(jiān)控;同時還采用了多種傳感器相結(jié)合方式對蓄電量進(jìn)行采集與監(jiān)測:電壓型傳感器主要是用來檢測電池箱內(nèi)氣體泄漏情況、溫度、濃度等數(shù)據(jù)信息并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,然后進(jìn)行處理,最終得到電池箱內(nèi)氣體濃度。鋰電池溫度測量系統(tǒng)的核心裝置是恒溫模塊。該模塊采用的是對不同充電電流下的電池電極進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。當(dāng)環(huán)境中存在較大變化時就會使其保持在一定穩(wěn)定值范圍之內(nèi),并采集到數(shù)據(jù)信號傳輸給控制器后經(jīng)過一系列算法計算出反應(yīng)時間、電壓等參數(shù),再通過與標(biāo)準(zhǔn)電動車電動汽車容量設(shè)定曲線比較得出結(jié)果來判斷是否達(dá)到了設(shè)計要求;當(dāng)電池溫度過高或者過低時,就會發(fā)出報警聲,提醒工作人員及時處理。
2動力電池泄漏檢測現(xiàn)狀
在汽車電池箱內(nèi)的檢測技術(shù)中,動力電池是非常重要和關(guān)鍵性的。目前我國新能源汽車發(fā)展迅速,但是動力鋰離子能量密度低、循環(huán)壽命短。這使得傳統(tǒng)燃油車存在充電效率過低等問題;同時隨著電動車輛使用時間越來越長以及對環(huán)境污染日益嚴(yán)重這一現(xiàn)實(shí)要求下也導(dǎo)致了很多新能源車型被淘汰或者替換出來;所以在這種情況之下我們需要不斷更新技術(shù)來提高電池箱的性能和質(zhì)量,這樣才能滿足市場需求并且能夠有效減少電池產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象發(fā)生。動力電池的發(fā)展和使用,使電動汽車技術(shù)不斷進(jìn)步,但是在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題。目前我國新能源車用鋰離子動力電源主要有兩種方式:一種是傳統(tǒng)充電模式;另一種則為蓄電式。這兩類方法都是通過電池內(nèi)部產(chǎn)生大量電流來驅(qū)動負(fù)載進(jìn)行工作的,所以能量利用率都比較低并且安全性較差;另外還有一個重要缺陷就是成本較高、使用壽命短等缺點(diǎn)。在動力電池的充放電過程中,充電電流越大,電池容量就越小,當(dāng)儲電量不足以支持其工作時就會造成蓄電式鋰離子動力電源裝置產(chǎn)生過電壓問題。由于這種情況下鋰鎳材料是不具有記憶效應(yīng)且體積較大、重量較重并且沒有足夠容量支撐整個系統(tǒng)。但是如果出現(xiàn)了嚴(yán)重短路或者斷線等現(xiàn)象則會導(dǎo)致電池失效從而影響到整車的安全運(yùn)行,所以在電池充放電過程中,需要對其進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。
3新能源汽車電池箱泄漏表現(xiàn)及危害
目前,新能源汽車電池箱的主要結(jié)構(gòu)為充電器、蓄電和充電電路組成。其中,充電器包括了鋰離子動力裝置(簡稱儲能器)。在電池工作時,通過對電流進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)能量的儲存與釋放;而蓄電量則是為了給電動汽車提供一個恒定電壓或者電壓值以供給所需電能及相關(guān)設(shè)備使用用電需要所用電源的一種重要形式的功能部件——超級電容、放電管和電容器等組成。隨著新能源技術(shù)不斷發(fā)展以及人們生活水平提高,對電池安全性能及使用壽命提出了更高的要求,所以,新能源汽車鋰離子動力裝置電池箱在充電器方面有很大優(yōu)勢。由于電池箱的主要組成成分是電極,所以,當(dāng)充電器中發(fā)生泄漏時就會對電池造成損壞。根據(jù)不同分類方式來劃分其泄露原因也有所不同。在新能源汽車電池箱運(yùn)行過程中,需要持續(xù)進(jìn)入濕潤的空氣、氫氣,氫氣在電池堆膜片一端消耗后會出現(xiàn)物理水凝現(xiàn)象。水凝現(xiàn)象中存在的水會直接干擾電池堆膜片的有效性,間接沖擊電池堆的運(yùn)行效率。在水凝現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生一段時間后,需要利用部分氫氣將過量累積的水分吹走,而這部分氫氣無法進(jìn)入電池堆與氫氣發(fā)生化學(xué)作用,而是作為廢氣排出,造成氫泄漏。由于氫氣的爆炸極限在4.00%~75.00%范圍內(nèi),一旦泄漏導(dǎo)致車輛行李倉或所處車庫的氫含量超出這一范圍,就會對乘員身體健康、環(huán)境安全造成影響。比如,行車或行駛中停車階段,因旁邊車自燃而引發(fā)熱失控,泄漏有毒煙氣,造成人員傷亡、環(huán)境污染等。
4新能源汽車電池箱泄漏檢測技術(shù)
4.1差壓檢測
差壓檢測是新能源汽車電池箱泄漏檢測時常用的技術(shù),主要是將壓力一致的氣體充入基準(zhǔn)物件、被檢測物件兩個端頭,促使差壓傳感器兩個端頭處于平衡狀態(tài)。此時,一旦被檢測物體出現(xiàn)泄漏(含微小泄漏),差壓傳感器也會在時間推移過程中出現(xiàn)平衡不再的征兆。基于此,可以檢測差壓傳感器輸出以時間為基準(zhǔn)的漏氣量信號,判定電池箱是否泄漏。4.2支持向量機(jī)電池箱氫氣泄漏故障特征指標(biāo),并經(jīng)PSO優(yōu)化的徑向基核函數(shù)支持向量機(jī)在線識別電池箱小流量氫氣泄漏問題。整個應(yīng)用過程需要借鑒監(jiān)督式分類方法,經(jīng)非線性變換,將輸入值變換至一個更加高維的空間。在高維空間內(nèi)尋找數(shù)據(jù)最優(yōu)分類面,區(qū)分正常數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)。即假定一組線性可分?jǐn)?shù)據(jù)Xn(∈Rd)的類別為yn(=±1),其中1≤n≤N,高維空間維度為d(實(shí)數(shù)參數(shù)),則分類超平面W(x)對全部數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行正確分類時,滿足條件為:(WbXy)≥1nTn+根據(jù)質(zhì)量交換方程,電池箱正常運(yùn)行時,氫氣瓶輸出氫氣流量與電池堆陽極流道內(nèi)氫氣反應(yīng)量及質(zhì)量變化率、尾氣閥氫氣排出量、電池堆完好系統(tǒng)內(nèi)氫氣經(jīng)各密封件縫隙泄漏流量(極小,可忽略)、管路氫氣質(zhì)量變化率(極小,可忽略)的相加值。若設(shè)定電池箱氫氣泄漏特征值指標(biāo)為H(h),則在電池箱無泄漏情況下,該特征值指標(biāo)約等于零,反之則導(dǎo)致氫氣瓶輸出氫氣流量大于電池堆陽極流道內(nèi)氫氣反應(yīng)量及質(zhì)量變化率、尾氣閥氫氣排出量的相加值,即該特征值指標(biāo)大于零。基于此,通過判定特征值指標(biāo)的大小,就可以檢測新能源汽車電池箱是否出現(xiàn)泄漏。
4.3氮?dú)錂z測
氮?dú)錂z測是將帶有壓力痕跡的指示氣體注入電池盒,然后通過氮?dú)馓綔y器對被測物體的表面進(jìn)行檢測。當(dāng)被測對象的表面有泄漏時,氮?dú)馓綔y器可以檢測到。常規(guī)氮?dú)涮綔y采用的帶壓跡指示氣是5%氫氣和95%氮?dú)獾幕旌蠚猓^小的氫氣可以很容易地穿過細(xì)小的漏氣孔,從而增加了探測的靈敏度和成本。
5新能源汽車電池箱泄漏檢測技術(shù)應(yīng)用效果驗(yàn)證
5.1差壓檢測技術(shù)應(yīng)用效果驗(yàn)證差壓檢測技術(shù)的原理是通過測量電池電極壓力和電流值,來確定不同位置上電池組內(nèi)電荷分布情況,進(jìn)而判斷是否存在泄漏。目前主要應(yīng)用在鋰離子動力電動汽車方面。這種方法具有較高實(shí)用性、成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用;但同時因?yàn)槠洳僮鳝h(huán)境較為復(fù)雜以及對設(shè)備要求過高容易造成安全事故且不適合大范圍使用;另外還可以通過檢測出電極壓力、電流值和電壓值的異常來判斷電池組故障類型及原因,從而對電池組進(jìn)行分類,便于檢測。差壓法的優(yōu)點(diǎn)是可以有效地避免電池內(nèi)充和外漏,并且能夠保證了充電過程中不存在放電現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用時由于其操作環(huán)境簡單、易于實(shí)現(xiàn)自動化控制且可獲得可靠信息等優(yōu)勢被廣泛采用;同時也具有一定局限性比如:測試時間較長、成本較高以及無法對電池組進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測等缺點(diǎn),所以差壓法的適用范圍有限;在實(shí)際應(yīng)用時電池組內(nèi)充檢測方法可以選擇不同的測試環(huán)境,但是目前使用最多的是兩種:容量法和循環(huán)伏安法。容量法是在電池組內(nèi)部進(jìn)行放電檢測,通過對電池單體的電流變化情況來判斷其是否損壞,并將此數(shù)據(jù)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對比從而得到準(zhǔn)確度高、可靠性強(qiáng)的電極電壓。但是由于這種方法需要大量時間才能達(dá)到要求且測試環(huán)境復(fù)雜繁瑣等缺點(diǎn)而不被推廣使用;循環(huán)伏安法則主要應(yīng)用于大中型蓄電裝置中(如發(fā)電機(jī))或者容量較大型儲能設(shè)備上;差壓法是對電池組進(jìn)行放電檢測,通過對電池單體的電流變化情況來判斷其是否損壞,并將此數(shù)據(jù)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對比,得到準(zhǔn)確度高、可靠性強(qiáng)弱對比較好。
5.2支持向量機(jī)技術(shù)應(yīng)用效果驗(yàn)證
支持向量機(jī)是一種統(tǒng)計學(xué)習(xí)算法,它的原理就是輸入樣本集合中不同維度(如距離、維數(shù)等)可能會有一個最優(yōu)值。通過對這種最佳值進(jìn)行分析來判斷故障電池是否發(fā)生泄漏。支持向量機(jī)技術(shù)能夠把數(shù)據(jù)中包含了噪聲和信息不確定性因素所導(dǎo)致的誤差最小化處理,因此可以說在這個過程中是非常有效并且可行度較高且應(yīng)用較為廣泛的方法之一。支持向量機(jī)可以通過計算出輸入的輸出和輸出之間的關(guān)系,來判斷是否發(fā)生泄漏。但是如果數(shù)據(jù)是隨機(jī)出現(xiàn),那么就需要進(jìn)行統(tǒng)計。因此在實(shí)際應(yīng)用中我們要對電池充放電過程中產(chǎn)生的信息量以及充電時間等參數(shù)進(jìn)行分析。
5.3氮?dú)錂z測技術(shù)應(yīng)用效果驗(yàn)證
檢測結(jié)果當(dāng)電池電極的電勢大于電流電壓時,會出現(xiàn)充電放電現(xiàn)象。但是,如果在電池充放電過程中不小心就可能導(dǎo)致蓄電量過低。而氮?dú)潆x子和電解液都能夠使電極內(nèi)部產(chǎn)生氫氣。通過分析研究發(fā)現(xiàn):該方法是一種有效可行的方式來判斷儲能裝置是否存在泄漏問題;同時也可以檢測出陽極極化以及負(fù)極端電位等情況下蓄電電池容量與電流之間關(guān)系,從而判斷電池充放電過程中是否存在蓄電箱。檢測結(jié)果當(dāng)電流電壓達(dá)到最大的值,則會出現(xiàn)充電現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用時,我們可以將該數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化為一個個低秩的矩陣來進(jìn)行分析和計算;同時也能夠通過分析計算得到電解液電極內(nèi)部產(chǎn)生氫氣這一信息;最后還能對陰極極化與負(fù)極端電位之間關(guān)系進(jìn)行判斷并得出電池是否存在泄漏問題。
6結(jié)語
總之,新能源汽車電池盒的泄漏問題,不但危及乘員的生命安全,還會對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響,這與新能源汽車的研究和推廣有很大的關(guān)系。因此,有關(guān)部門在新能源汽車的研發(fā)和維修過程中,應(yīng)該充分運(yùn)用支持向量機(jī)等檢測技術(shù)來判斷新能源汽車電池箱是否存在泄漏,并采取適當(dāng)?shù)墓芾泶胧源_保新能源汽車電池箱安全、平穩(wěn)地發(fā)揮功能。
作者:羅宇輝 單位:興寧市高級技工學(xué)校
新能源技術(shù)研究2
在全國高校思想政治工作會議上指出:“高校立身之本在于立德樹人”。全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措[1-2]。將高校教師隊(duì)伍、課程建設(shè)和課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來,充分發(fā)揮“主力軍”、“主戰(zhàn)場”、“主渠道”的作用,專業(yè)課程與思政課程同向而行過程中構(gòu)建全員全程全方位的新型育人體系。充分挖掘各類專業(yè)課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的豐富思政元素,發(fā)揮課程的德育功能,將思政教育融入到專業(yè)課程教學(xué)和改革的各個環(huán)節(jié),在“潤物細(xì)無聲”的知識學(xué)習(xí)中融入理想信念、價值傾向、家國情懷的精神指引,做到寓思政于課程、融課程于思政[3-4]。新能源材料與器件專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)國家新能源戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)需求,系統(tǒng)培養(yǎng)掌握新能源材料、器件設(shè)計與制造工藝、測試技術(shù)與質(zhì)量評價、新能源系統(tǒng)與工程等方面的專業(yè)基本理論知識與技能,并有具備較強(qiáng)的研發(fā)能力、創(chuàng)新意識和組織管理能力的復(fù)合型高級專門人才[5-7]。“鋰離子電池原理與技術(shù)”作為新能源材料與器件專業(yè)的核心課程之一,具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。在“鋰離子電池原理與技術(shù)”課程教學(xué)過程中將專業(yè)知識學(xué)習(xí)、操作技能培養(yǎng)與課程思政進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,對學(xué)生正確的價值觀、人生觀、世界觀的培養(yǎng)具有重要的意義。本文結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐,以課程中的鋰離子電池概述部分內(nèi)容為例,通過引入陳立泉院士在該領(lǐng)域研究的事跡、為學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的榜樣,加強(qiáng)民族自信心;國內(nèi)鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展情況和鋰離子電池未來發(fā)展的挑戰(zhàn)引入了課程的思政元素,引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)愛國和社會責(zé)任感、勇于探索和創(chuàng)新和追求卓越的科學(xué)精神。同時,在專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)過程中,促使學(xué)生將個人專業(yè)發(fā)展融入國家社會發(fā)展。
1《鋰離子電池原理與技術(shù)》課程思政建設(shè)的必要性
近年來,針對當(dāng)前日益加劇的能源危機(jī)、資源匱竭和環(huán)境污染等問題,發(fā)展新型電化學(xué)儲鋰和轉(zhuǎn)化技術(shù)和器件成為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略,已被列為國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要中重點(diǎn)和優(yōu)先發(fā)展的方向。鋰離子電池由于具備高能量密度、長循環(huán)壽命、低自放電率和環(huán)境友好等優(yōu)勢,作為便攜式儲能器件的主要電源,并在空間技術(shù)、國防工業(yè)、電動汽車、儲能電站等領(lǐng)域引起廣泛的關(guān)注。《鋰離子電池原理與技術(shù)》課程思政教學(xué)改革前通常只注重專業(yè)理論知識和實(shí)踐技能的掌握和培養(yǎng),忽略了理論教學(xué)過程中德育素質(zhì)的培養(yǎng)和提高,培養(yǎng)的專業(yè)技術(shù)人才缺乏家國情懷、社會責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。因此,新工科背景下,需要在專業(yè)課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)過程中有機(jī)融入課程思政,避免專業(yè)理論學(xué)習(xí)和思政教育出現(xiàn)“兩張皮”的情形,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“立德樹人”的教育目標(biāo)[8-9]。專業(yè)課程作為課程思政建設(shè)的基本載體,如何在《鋰離子電池原理與技術(shù)》理論和實(shí)踐教學(xué)全過程中有效融入課程思政,將理論知識學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力和價值觀培養(yǎng)融為一體,完成高素質(zhì)專業(yè)人才培養(yǎng)是亟待解決的重要問題。針對《鋰離子電池原理與技術(shù)》課程思政教學(xué),首先要對鋰離子電池原理與技術(shù)課程特點(diǎn)、內(nèi)容和人才培養(yǎng)要求等方面進(jìn)行深入剖析,將教學(xué)案例、教學(xué)模式、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合情況等方面挖掘課程思政元素有機(jī)融入課程教學(xué),圍繞知識傳授和價值引領(lǐng)相結(jié)合,達(dá)到潤物細(xì)無聲的育人效果。
2課程教學(xué)與課程思政
2.1理論教學(xué)與課程思政
鋰離子電池概述教學(xué)內(nèi)容涉及鋰離子電池發(fā)展歷程、現(xiàn)況、發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)三部分,現(xiàn)分別從上述部分進(jìn)行案例講解并挖掘思政元素。通過鋰電領(lǐng)域科學(xué)家的研究經(jīng)歷和我國在鋰離子電池領(lǐng)域取得的偉大成績,培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷,增強(qiáng)民族自豪感和自信心。同時根據(jù)鋰離子電池領(lǐng)域未來發(fā)展方向,鼓勵青年學(xué)生結(jié)合科研和學(xué)習(xí)方向,積極投身于國家鋰離子電池科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展當(dāng)中。
2.1.1我國鋰離子電池發(fā)展歷程
1972年,Exxon公司以TiS2為正極、金屬鋰為負(fù)極的二次電池呈現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)儲鋰性能,但是在充/放電循環(huán)過程中負(fù)極表面鋰枝晶的形成,容易刺穿隔膜導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)部短接,造成電池的熱失控引發(fā)燃燒爆炸。直到1991年,Song公司利用石油焦做負(fù)極,實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量能量密度為80Wh·kg-1鋰離子電池的商業(yè)化[10]。1997年9月,陳立泉院士科研團(tuán)隊(duì)在解決了一系列鋰離子電池規(guī)模化生產(chǎn)過程遇到的的科學(xué)、技術(shù)與工程問題基礎(chǔ)上,主持完成了我國第一條鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的中試生產(chǎn)線,為后續(xù)開發(fā)新一代動力電池和儲能體系奠定了基礎(chǔ)。引入課程思政:陳立泉院士是我國首位鋰電池材料領(lǐng)域的院士。主要從事鋰電池及相關(guān)材料研究,解決了一系列的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)的科學(xué)、技術(shù)與工程問題。陳院士之所以為我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了杰出成就,與他身上的科研精神息息相關(guān):(1)持之以恒,強(qiáng)烈的社會責(zé)任感,陳院士作為鋰電科學(xué)研究領(lǐng)域的傳奇人物,一生中40多年如一日奮斗在鋰電池材料和產(chǎn)業(yè)化的研究,為我國鋰電池領(lǐng)域做出了杰出的貢獻(xiàn)。(2)腳踏實(shí)地,理論聯(lián)系實(shí)際,由于我國鋰電池領(lǐng)域沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可借鑒,在我國第一條鋰離子電池中試生產(chǎn)線上,陳院士一年多時間內(nèi)從“工人”做起,一切具體工作都親力親為。對于這段研究經(jīng)歷,陳院士認(rèn)為,在一年多“工人”實(shí)踐過程中,深入地了解了每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié),將理論和實(shí)驗(yàn)室研究與實(shí)踐相結(jié)合,更符合鋰電生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)需求。通過介紹陳立泉院士的科研經(jīng)歷和取得的成就,將課堂教學(xué)與課程思政緊密結(jié)合在一起,新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生應(yīng)樹立崇高的歷史責(zé)任感和使命感,學(xué)習(xí)陳院士艱苦奮斗,腳踏實(shí)地、持之以恒,理論聯(lián)系實(shí)際,與時俱進(jìn),以實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興為己任的科學(xué)精神。
2.1.2我國鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)況
2000年以前,日本以松下、三洋和索尼為首的企業(yè)占據(jù)全球80%以上的鋰電池份額。2010年,韓國三星和LG成為全球第一和第三大鋰電池生產(chǎn)企業(yè)。我國的鋰離子電池商業(yè)化生產(chǎn)始于2000年左右,今年來得到迅猛的發(fā)展,根據(jù)高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年中國是全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)國,鋰離子電池全球占比高達(dá)53.8%。2020年鋰電池出貨量為143GWh,同比增長22%,預(yù)計2025年中國鋰電池市場出貨量將達(dá)到615GWh,2021~2025年年復(fù)合增長率超過25%。引入課程思政:(1)2020年3月比亞迪量產(chǎn)的“刀片電池”,通過優(yōu)化模組和結(jié)構(gòu)件組成,將電芯直接成包,穿刺過程中的熱量累積通過電芯厚度的進(jìn)一步降低得以實(shí)現(xiàn),電池強(qiáng)度和安全性得到明顯提升。相比傳統(tǒng)電池包,刀片電池pack較普通磷酸鐵鋰電池成本下降30%、單位體積能量密度提升50%[11],是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新型鋰電產(chǎn)品。(2)寧德時代的CTP(CelltoPack)技術(shù),又稱無模組設(shè)計。CTP技術(shù)突破了傳統(tǒng)的“單體成組模組再成組電池包”設(shè)計思維。CTP技術(shù)使得電池包體積利用率和生產(chǎn)效率分別提高了約20%和50%,此項(xiàng)技術(shù)使得動力電池系統(tǒng)和新能源汽車的制造成本大幅降低。同時,減少了傳統(tǒng)模組的生產(chǎn)工序,生產(chǎn)效率提高20%。(3)2021年9月17日,中航鋰在2021世界新能源汽車大會(WNEVC)上發(fā)布了中航鋰電面向TWh時代的全新設(shè)計技術(shù)產(chǎn)品——“One-StopBettery”。One-Stop的設(shè)計理念是基于“高度集成與極簡化”的產(chǎn)品設(shè)計與制造,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品對“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求提出的。采用該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)品,三元鋰電池系統(tǒng)電芯能量密度300Wh/kg,pack能量密度240Wh/kg,續(xù)航里程可以達(dá)到1000km。磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)電芯能量密度200Wh/kg,pack能量密度160Wh/kg,續(xù)航里程可以達(dá)到700km。(4)長城汽車推出的大禹電池技術(shù)突破電池本征、PACK設(shè)計、BMS3大維度39個熱失控故障節(jié)點(diǎn),全面保障電池安全,實(shí)現(xiàn)“控+導(dǎo)=通”的熱失控安全矩陣,保證在“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸。通過了解我國鋰離子電池行業(yè)的迅猛發(fā)展以及近年取得的巨大成就,作為新時代的大學(xué)生要將個人成長、發(fā)展與國家發(fā)展相結(jié)合,樹立堅定理想信念、打牢專業(yè)知識基礎(chǔ),勇于創(chuàng)新和探索,力爭為國家和社會的發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量和成果。
2.1.3我國鋰離子電池領(lǐng)域未來的發(fā)展方向
在工信部頒布的《中國制造2025》中明確指出:“到2025年、我國動力電池單體能量密度達(dá)到400Wh·kg-1、2030年達(dá)到500Wh·kg-1”。未來想要達(dá)到這一的技術(shù)路線規(guī)劃目標(biāo),還需進(jìn)一步開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化新型高性能鋰離子電池或者固態(tài)電池。新能源材料作為新能源領(lǐng)域戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,新能源材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展和國家安全。雖然近年來我國在新能源材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域不斷拓展,技術(shù)水平得到了顯著發(fā)展,但依然還存在許多挑戰(zhàn)。引入課程思政:從整體來看,我國新能源材料領(lǐng)域與國外先進(jìn)水平相比仍存在較大差距,尤其在高附加值的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和產(chǎn)品的核心專利技術(shù)仍缺乏強(qiáng)有力競爭力。在電解液領(lǐng)域,我國在低溫、防過充、改善SEI膜和阻燃等功能添加劑的設(shè)計和生產(chǎn)方面還存在一定的差距。開展鋰離子動力電池先進(jìn)電極材料的制備和加工工藝技術(shù),鋰離子電池混漿和涂布等先進(jìn)制造工藝設(shè)備等動力電池的關(guān)鍵技術(shù)的研究,對于解決當(dāng)前日益加劇的能源危機(jī)、資源匱竭和環(huán)境污染等問題,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)至關(guān)重要[12]。通過了解和認(rèn)識到我國鋰離子電池未來發(fā)展的發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,激發(fā)學(xué)生的能源危機(jī)和創(chuàng)新意識,引導(dǎo)學(xué)生確定未來的奮斗目標(biāo),利用學(xué)生已掌握的專業(yè)技術(shù)理論知識及發(fā)現(xiàn)解決問題的能力去迎接這些挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
3結(jié)束語
本文以“鋰離子電池原理與技術(shù)”課程中鋰離子電池概述部分為例對該課程中的課程思政進(jìn)行了案例分析。通過在介紹我國鋰離子電池發(fā)展歷程過程中融入陳立泉院士長期以來在鋰離子電池電極材料的研發(fā)和我國第一條鋰離子電池中試生產(chǎn)線的研究歷程的事跡,用鮮活的事例培養(yǎng)學(xué)生艱苦奮斗,腳踏實(shí)地、堅持不懈,理論聯(lián)系實(shí)際,追求卓越、求實(shí)創(chuàng)新的科學(xué)精神,以實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興。以達(dá)到寓教于學(xué),寓學(xué)于踐的目的。在我國鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)況部分融入比亞迪發(fā)布的“刀片電池”、寧德時代的CTP技術(shù)、中航鋰電“One-StopBettery”、長城汽車推出的大禹電池等先進(jìn)技術(shù),培養(yǎng)作為新時代的大學(xué)生要將個人成長、發(fā)展與國家發(fā)展需求緊密結(jié)合在一起,打牢專業(yè)知識基礎(chǔ),培養(yǎng)勇于創(chuàng)新和探索的科學(xué)精神。通過介紹我國鋰離子電池領(lǐng)域未來的發(fā)展方向,使學(xué)生認(rèn)識到鋰離子電池材料和產(chǎn)業(yè)化工藝存在的機(jī)遇和挑戰(zhàn),為未來在鋰電領(lǐng)域奮斗目標(biāo)指明前進(jìn)的方向,熟練掌握專業(yè)知識,勇于創(chuàng)新和探索,力爭為國家和社會的發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量和研究成果。
作者:王博 李悅 呂燕 張金輝 單位:新材料與化學(xué)工程學(xué)院
新能源技術(shù)研究3
1課程背景
21世紀(jì)是各種新興能源發(fā)展的高峰時期,氫能作為一種來源廣泛且高效的清潔能源受到了全世界的共同關(guān)注,在我國氫能燃料電池的相關(guān)工作更是被寫進(jìn)了政府工作報告[1-2]。佛山市是較早布局發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的地區(qū)之一,并依托本地優(yōu)越的制造業(yè)基礎(chǔ),形成了良好的氫能發(fā)展環(huán)境。佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院是佛山市和廣東省共同建設(shè),并依托本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來的高水平理工科應(yīng)用型大學(xué),其辦學(xué)宗旨也是要反哺地方產(chǎn)業(yè),為本地的優(yōu)質(zhì)企業(yè)輸送高水平的理工科人才[3]。因此本校的材料科學(xué)與氫能學(xué)院便抓住高水平理工科大學(xué)建設(shè)的契機(jī),重點(diǎn)建設(shè)新材料、新能源和節(jié)能環(huán)保等工科領(lǐng)域,打造能源、環(huán)保相關(guān)優(yōu)質(zhì)課程,為能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)人才。電化學(xué)測量是新材料、新能源相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)性課程,隨著新能源領(lǐng)域的快速發(fā)展,電化學(xué)相關(guān)的檢測技術(shù)在材料、能源、環(huán)境、醫(yī)藥檢測等方面的應(yīng)用也越來越廣,因此我校材料科學(xué)與氫能學(xué)院將電化學(xué)測量作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè),直接面向新能源、新材料等相關(guān)專業(yè)本科生,力爭為新能源和新材料產(chǎn)業(yè)輸送更多的專業(yè)型人才[4-5]。《電化學(xué)測量》課程系統(tǒng)介紹了電化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識、電化學(xué)測量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、幾種常見的電化學(xué)測試方法,包括穩(wěn)態(tài)測量的極化曲線測試、循環(huán)伏安測試、電化學(xué)阻抗測試、暫態(tài)測量的電位階躍、計時安培、計時電量等測試方法。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)該掌握電化學(xué)測試的基本理論、基本技能;能將各種電化學(xué)測量熟練應(yīng)用于電池性能檢測、薄膜耐蝕性檢測等電化學(xué)性能檢測中;并具備分析電化學(xué)測量數(shù)據(jù)和解決實(shí)際問題的能力,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ);優(yōu)秀的畢業(yè)生將有可能在相關(guān)環(huán)保部門、新能源產(chǎn)業(yè)公司發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢。本校該課程的主要參考書為胡會利主編的《電化學(xué)測量》,總學(xué)時控制在32學(xué)時。
2電化學(xué)測量課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
2.1學(xué)生對專業(yè)和專業(yè)課程存在認(rèn)知偏差
學(xué)生對新材料、新能源專業(yè)的認(rèn)識不全面,導(dǎo)致認(rèn)可度欠缺,學(xué)習(xí)興趣不高,教學(xué)質(zhì)量欠佳[4]。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要有以下兩個方面:一方面是在互聯(lián)網(wǎng)盛行的今天,學(xué)生在享受獲取信息便利的同時,受到的各種信息污染和“洗腦”也更嚴(yán)重。網(wǎng)上盛傳“生化環(huán)材”是“四大天坑”專業(yè),導(dǎo)致學(xué)生整體對材料類相關(guān)專業(yè)的認(rèn)可度不高;甚至還有部分學(xué)生是通過調(diào)劑才“不得已”來本專業(yè)學(xué)習(xí),原本對本專業(yè)就沒有足夠的了解和興趣會導(dǎo)致這些學(xué)生長期處于“混文憑”的狀態(tài),所以最終的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量就會大打折扣;另一方面巨大的社會生活壓力使大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)知識時都崇尚現(xiàn)實(shí)利益的快速轉(zhuǎn)化,而傳統(tǒng)工科類專業(yè)課程的學(xué)習(xí)在經(jīng)濟(jì)利益轉(zhuǎn)化速度方面相對弱于新興專業(yè);再加上傳統(tǒng)行業(yè)受新興行業(yè)的市場擠壓,導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后薪資待遇和工作環(huán)境遠(yuǎn)比不過新興產(chǎn)業(yè),因此傳統(tǒng)工科類專業(yè)學(xué)習(xí)會讓學(xué)生產(chǎn)生“性價比不高”的錯覺。基于以上兩點(diǎn),學(xué)生對相關(guān)專業(yè)的認(rèn)可度不高,導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不高,并最終造成教學(xué)質(zhì)量不理想。目前我校材料科學(xué)與氫能學(xué)院的《電化學(xué)測量》這門課是以專業(yè)選修課的形式開課,開課年級為大三的本科生。一方面專業(yè)選修課的開課形式讓學(xué)生覺得沒有專業(yè)必修課重要,導(dǎo)致學(xué)生對該門課程產(chǎn)生“無所謂”的刻板印象,上課時不認(rèn)真聽講,課后作業(yè)完成度不高,最終使該門課成為一門好拿學(xué)分的“水課”。另一方面,授課時間為大三上學(xué)期,該年級的本科生剛剛學(xué)完一些簡單的化學(xué)、物理等公共基礎(chǔ)課,涉及到本專業(yè)的基礎(chǔ)必修課比如:物理化學(xué),材料科學(xué)基礎(chǔ)等都剛開始學(xué)習(xí),這就導(dǎo)致學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)科體系認(rèn)識不夠深入,不清楚學(xué)好這個專業(yè)需要哪些課程支撐,也不清楚自己未來的就業(yè)方向,因而最終導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課的時候一方面由于專業(yè)先導(dǎo)課程基礎(chǔ)薄弱甚至缺失,學(xué)起來吃力;同時由于對本專業(yè)和相關(guān)課程體系的了解不夠全面,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,從而教學(xué)質(zhì)量也不理想。
2.2授課模式和考核方式單一固化
目前大學(xué)課程的授課方式主要以PPT展示的“講授”為主,整個課堂基本都是通過簡單的講解向?qū)W生“無差別”、“不間斷”的輸送知識點(diǎn),學(xué)生被動的接受這種“灌輸式”的教育[6]。這種授課模式不僅使學(xué)生與老師之間的互動減少,缺乏對所學(xué)知識點(diǎn)的反饋;而且學(xué)生之間也不能很好的溝通交流分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果大打折扣。此外,電化學(xué)測量這門課,不僅需要學(xué)習(xí)相關(guān)的電化學(xué)理論知識,更多的是測試方法的實(shí)踐操作,以及采用不同的測量技術(shù)去解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力的培養(yǎng)。目前的“講授”授課模式導(dǎo)致學(xué)生只是單純的學(xué)習(xí)了理論知識,沒有機(jī)會給學(xué)生演示不同測試方法的具體實(shí)踐操作,也不能分析具體的測量技術(shù)在解決實(shí)際問題中的作用,整個課程的學(xué)習(xí)更像是流于形式的“紙上談兵”,因而導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)完本課程后只是對理論知識有一個大概輪廓,在遇到實(shí)際問題時,又會束手無策。因此目前這種單一“講授”的授課模式對教好電化學(xué)測量這門課是嚴(yán)重不足的,亟需尋找新的教學(xué)模式。同時,大學(xué)教育對老師和學(xué)生的考核方式也相對單一,造成老師沒有用心教,學(xué)生沒有用心學(xué)。大多數(shù)選修課課程對學(xué)生的考核都采用簡單的考試或提交課程論文的方式進(jìn)行。閉卷考試可以有效考核學(xué)生對基本理論知識的掌握程度,但是會導(dǎo)致學(xué)生在考試前集中精力背定理公式,缺乏對知識的理解和靈活應(yīng)用。而采用課程論文的方式來考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果效果更不理想,大部分學(xué)生都是網(wǎng)上下載幾篇相似的論文,稍做改動后便上交,對提高學(xué)生對這門課的認(rèn)識,提高他們的專業(yè)技能沒有絲毫效果。另一方面,學(xué)校對相關(guān)授課老師的考核也不是很合理,目前學(xué)院主要把學(xué)生對老師的課程評分作為授課教師的考核方式,這種考核方式會導(dǎo)致授課老師為了學(xué)生滿意而故意放松課堂紀(jì)律,并且在考試時為了讓學(xué)生取得較好的分?jǐn)?shù),把閉卷考試換成開卷考試或者直接改成課程論文,并最終導(dǎo)致該門課程的教學(xué)質(zhì)量不佳。
2.3理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)
電化學(xué)測量是一門需要理論聯(lián)系實(shí)際的課程,在新能源科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)性課程。但是目前該門課程的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用存在一定偏差,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)完該門課之后不能很好的利用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題[7]。比如:該門課中有教授如何從穩(wěn)態(tài)的循環(huán)伏安測試中獲取電化學(xué)反應(yīng)電流密度的方法,但是在遇到實(shí)際問題“如何采用電化學(xué)方法去評價一塊金屬腐蝕的快慢或者評價一個電鍍過程的快慢”時,學(xué)生往往不能靈活的將電化學(xué)測試所得的電流密度與腐蝕/電鍍過程的快慢聯(lián)系起來,這些都是理論知識不能與解決實(shí)際問題的方法相貫通所導(dǎo)致的問題。此外,由于課程教授模式單一,學(xué)生沒有親自動手操作的條件,因?yàn)槿狈?shí)質(zhì)性的演練過程,導(dǎo)致學(xué)生對所學(xué)測試手段和技術(shù)的理解還只是停留于書本,在遇到實(shí)際問題需要搭建實(shí)驗(yàn)平臺時,就表現(xiàn)的手忙腳亂,不知所措;再加上部分學(xué)生的學(xué)習(xí)目的仍然是簡單的應(yīng)付考試,對于課堂上理論知識的理解不深入,不靈活,不能很好的將所學(xué)的理論知識與實(shí)際問題結(jié)合起來,因而最終導(dǎo)致這門課的學(xué)習(xí)效果不好,教學(xué)質(zhì)量不佳。目前我院該門課程目前主要采用PPT展示,通過“講授”的方式讓學(xué)生了解電化學(xué)的基本理論知識和電化學(xué)測量的基本技術(shù)手段。但是目前的授課模式缺少實(shí)際操作訓(xùn)練,學(xué)生在學(xué)習(xí)了電化學(xué)測試的基本技術(shù)手段后,不能有效的通過實(shí)際操練來加深和鞏固所學(xué)的知識,導(dǎo)致在實(shí)際科研和應(yīng)用中,要使用某種測試手段時,不會根據(jù)具體的應(yīng)用背景和環(huán)境選擇合適的測試方法,進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計[7]。比如,在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要通過電化學(xué)手段來預(yù)測一種有機(jī)涂層對金屬防護(hù)效果的好壞,并解釋涂層具有這種防腐效果的原因。學(xué)生在遇到這類科研問題時,只知道電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗可以測試電化學(xué)反應(yīng)電流,但是對于具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計,比如選擇幾電極體系,選用何種電極等這些都沒有具體的概念;或者即使通過摸索討論設(shè)計出了實(shí)驗(yàn)方案,得到了一些測試數(shù)據(jù),但是對于所測數(shù)據(jù)不會進(jìn)行具體分析,不會將測得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具體問題中的答案,也就沒法解決實(shí)際問題,最終影響教學(xué)效果。
3提升電化學(xué)測量課程教學(xué)質(zhì)量的方法探討
3.1提高專業(yè)地位,幫助學(xué)生全方位了解專業(yè)課程
2020年1月4日,教育部印發(fā)《教育部關(guān)于在部分高校開展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點(diǎn)工作的意見》指出:自2020年起,在部分高校開展基礎(chǔ)學(xué)科招生改革試點(diǎn),突出基礎(chǔ)學(xué)科的支撐引領(lǐng)作用,重點(diǎn)扶持物理、化學(xué)、生物、新材料、先進(jìn)制造等相關(guān)專業(yè)的發(fā)展。意見指出以上基礎(chǔ)專業(yè)成績優(yōu)異的學(xué)生可通過綜合考核制直接進(jìn)入36所試點(diǎn)高校學(xué)習(xí),并且在后期的推優(yōu)、直博、公派出國等都給予適當(dāng)優(yōu)先權(quán),建立本-碩-博銜接一體化的培養(yǎng)模式,由此可見國家對基礎(chǔ)性學(xué)科的重視程度。佛山是制造業(yè)大市,而佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院又是一所地方性高校,其辦學(xué)目的是為了服務(wù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè),因此作為地方性高校雖然不能享受國家教育改革的利好政策,像以上36所高校一樣實(shí)施“強(qiáng)基計劃”,但是我們可以根據(jù)地方產(chǎn)業(yè)(制造業(yè))的需求,適當(dāng)?shù)恼{(diào)整培養(yǎng)專業(yè)的側(cè)重點(diǎn),突出辦學(xué)特色。比如在招生名額的分配、科研經(jīng)費(fèi)的投入、科研資源的分配等方面可以優(yōu)先考慮材料、能源等相關(guān)專業(yè),擴(kuò)大學(xué)生的數(shù)量和質(zhì)量,提高教學(xué)投入,以此來突出此類專業(yè)的重要性。教育改革一直是高等學(xué)校教學(xué)工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn),為了響應(yīng)“以人為本”的教育理念,提高全民素質(zhì),在高等教育培養(yǎng)方案中就需要開設(shè)一定量的選修課,以此來全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文素質(zhì),這與現(xiàn)代大學(xué)教育培養(yǎng)目的——“培養(yǎng)一個全方位發(fā)展的普適性人才”相吻合[8]。另一方面現(xiàn)在大學(xué)生就業(yè)環(huán)境不理想,想找到和自己專業(yè)完全吻合的工作更是難上加難。專業(yè)選修課的開設(shè),不僅可以讓學(xué)生在學(xué)好現(xiàn)有專業(yè)課的情況下,進(jìn)一步擴(kuò)大自己對本專業(yè)的認(rèn)知視野,強(qiáng)化知識儲備;而且一般的專業(yè)選修課的內(nèi)容都與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用以及科技發(fā)展前言緊密聯(lián)系,這樣就可以彌補(bǔ)現(xiàn)有專業(yè)必修課內(nèi)容的局限性,而且可以讓學(xué)生在課堂上了解更多本專業(yè)可能的就業(yè)前景和方向,提前為后續(xù)就業(yè)提供一個努力的方向。因此,基于以上分析,學(xué)校一方面要在日常選課以及入學(xué)后的專業(yè)介紹工作上對學(xué)生有適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo),強(qiáng)調(diào)專業(yè)及相關(guān)課程的重要性。比如學(xué)院可在大一新生入學(xué)的通識教育課中,對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)解讀和詳細(xì)的介紹,通過邀請國內(nèi)外專家、學(xué)者和技術(shù)人員通過講座的形式介紹相關(guān)專業(yè)的研究進(jìn)展和就業(yè)前景,也可邀請畢業(yè)的學(xué)長學(xué)姐回來給學(xué)生介紹他們眼中的專業(yè)發(fā)展前景和現(xiàn)狀。這樣不僅可以開闊學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力,而且可以加深學(xué)生對本專業(yè)相關(guān)課程的了解。另一方面在后期的培養(yǎng)方案,包括開課時間、學(xué)分安排等方面也要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,把專業(yè)選修課提升到一個適當(dāng)?shù)奈恢蒙蟻怼1热纾耗壳拔倚5碾娀瘜W(xué)測量開課時間是大三上學(xué)期,這對于剛學(xué)完公共基礎(chǔ)課,專業(yè)課學(xué)的還不深,對自己未來發(fā)展方面還不明確的學(xué)生而言,不僅學(xué)起來費(fèi)勁,而且學(xué)習(xí)興趣也不高,因此如若能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)完物理化學(xué)、材料基礎(chǔ)化學(xué)等專業(yè)課后,在大三下學(xué)期對本專業(yè)有了更深入的了解后再開課,這樣對于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會有很大幫助,從而提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量。
3.2豐富授課模式,將理論知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合
新材料、新能源類課程的目標(biāo)是培養(yǎng)具有實(shí)際操作能力和探索能力的工科類學(xué)生,因此考慮到本校的辦學(xué)特色——服務(wù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、助力產(chǎn)業(yè)升級,《電化學(xué)測量》這門課程需要將理論知識與實(shí)踐操作相結(jié)合,做到理論課為實(shí)踐操作提供理論基礎(chǔ)知識,而實(shí)踐課又可以幫助驗(yàn)證理論并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用探索[9]。因此可對總學(xué)時32課時的課程進(jìn)行合理分配,其中24課時用來理論知識的教學(xué),主要給學(xué)生介紹電化學(xué)的基本知識,包括:電化學(xué)基本原理、電化學(xué)測試的基礎(chǔ)知識,如三電極體系、電解質(zhì)溶液、電解池、電化學(xué)測試儀器等,在了解這些理論知識的基礎(chǔ)上,再具體講解幾種具有代表性的、常用的測試技術(shù),如:穩(wěn)態(tài)極化曲線測試、暫態(tài)的電化學(xué)階躍、循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗技術(shù)等。學(xué)生通過老師的講解可以了解這些測試手段的基本工作原理,熟悉不同場景的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作以及相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)分析。在理論教學(xué)時,也不能以單一的“講授”模式進(jìn)行,可以根據(jù)學(xué)生的課堂反饋,適時的穿插視頻演示和“無領(lǐng)導(dǎo)小組討論”。視頻演示主要是讓學(xué)生更直觀的看到一種測試技術(shù)在具體場景中的使用情況,老師不僅可以結(jié)合相關(guān)場景給學(xué)生解釋這種技術(shù)的應(yīng)用,還可以幫助學(xué)生了解該專業(yè)課知識在后期找工作或者深造時的作用。“無領(lǐng)導(dǎo)小組討論”模式主要是為了讓學(xué)生充分參與課題,主動學(xué)習(xí)。這種模式下,學(xué)生五人為一個小組,對課本的某一章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行發(fā)散學(xué)習(xí),由一人對書本的基礎(chǔ)知識進(jìn)行講解,另外兩人通過文獻(xiàn)查閱,市場調(diào)研對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用進(jìn)行介紹和擴(kuò)充,剩下兩人負(fù)責(zé)其他同學(xué)的疑難問題解答,最后小組之間針對這次講解相互打分,并將分?jǐn)?shù)作為平時成績的一部分。這樣一種全員參與的學(xué)習(xí)模式,不僅可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,而且可以激發(fā)不同小組之間的良性競爭,有助于學(xué)生更好的將知識學(xué)活學(xué)透。另外的8個學(xué)時用于實(shí)驗(yàn)操作和“產(chǎn)教研融合”教學(xué)。實(shí)驗(yàn)操作課時是向?qū)W生介紹電化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的基本裝置和設(shè)備,比如:三電極體系具體是什么,常用的電解池有哪幾種,以及電化學(xué)工作站的基本使用方法等。然后再選取幾個代表性的實(shí)驗(yàn)課題,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際的課題選擇合適的方法進(jìn)行一整套的實(shí)訓(xùn)。“產(chǎn)教研融合”教學(xué)需要加強(qiáng)“高校合作”和“校企聯(lián)動”。對于電化學(xué)測量的“產(chǎn)教研融合”教學(xué)可以選取目前電化學(xué)測量應(yīng)用最廣的三個產(chǎn)業(yè)方向——“鋰離子電池”、“電催化產(chǎn)氫”、“綠色電化學(xué)合成”進(jìn)行重點(diǎn)介紹。一方面可邀請國內(nèi)外“材料、能源”類的專家院士給學(xué)生介紹相關(guān)專業(yè)的前言研究,并普及電化學(xué)測量課程的相關(guān)知識在這些前沿科技如新能源電動汽車上的具體應(yīng)用;另一方面帶領(lǐng)學(xué)生去相關(guān)企業(yè)參觀,并邀請企業(yè)的技術(shù)專家進(jìn)行實(shí)地演練和實(shí)例講解,同時分享企業(yè)的人才需求類型,以及勝任這項(xiàng)工作可能需要掌握的課程知識,比如:船舶檢修人員是如何利用電化學(xué)技術(shù)預(yù)測船體的服役壽命等。通過一系列的講座和實(shí)踐,帶領(lǐng)學(xué)生熟悉并掌握:“拿到課題→分析課題→設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案→搭建實(shí)驗(yàn)平臺→實(shí)驗(yàn)測試→數(shù)據(jù)分析→數(shù)據(jù)總結(jié)→現(xiàn)象解釋和問題答疑”這一套完整的解決問題的思路和實(shí)踐操作流程,幫助學(xué)生在遇到實(shí)際問題時,能夠快速運(yùn)用所學(xué)的電化學(xué)測量知識解決實(shí)際問題。通過上述理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法,幫助學(xué)生全面了解電化學(xué)測量的基礎(chǔ)知識,并為以后學(xué)生采用電化學(xué)測量技術(shù)解決實(shí)際問題打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
3.3多元化師生考核模式,加大教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)投入
考核是老師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的總指揮棒,對于老師教學(xué)的考核機(jī)制,可以將“學(xué)生總評打分”與“資深教師聽課打分”兩種評價方式相結(jié)合,一方面從學(xué)生的角度去評價該教師授課的情況,從講解是否通俗易懂、知識儲備是否豐富深厚等各方面去評價,另一方面資深教師通過適當(dāng)?shù)穆犝n來評價和教導(dǎo)任課老師一些上課的經(jīng)驗(yàn),比如怎樣使講課更生動,怎樣調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情等。此外,現(xiàn)今社會知識更新?lián)Q代快,作為老師也需要不斷學(xué)習(xí)新知識和新的上課模式。目前就存在部分教師上課仍然使用的是較老的課件,雖然舊的課件相對經(jīng)典,但是其不能反應(yīng)最新的前沿知識,而且大多數(shù)舊的課件多以文字為主,沒有圖片、動畫,不夠生動,學(xué)生在上課時就覺得枯燥無味,也沒法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,因此還需要定期對老師的授課課件進(jìn)行評比打分,這樣才能讓教師投入更多精力去更新完善課件,并上好一門課。作為學(xué)生的考核可以通過以下幾種方式來完善和細(xì)化[10]。一種常規(guī)的考核方式是:針對《電化學(xué)測量》該門課程的特殊性,通過期末閉卷考試和課堂綜合實(shí)驗(yàn)來考核學(xué)生的基本理論知識和實(shí)驗(yàn)操作技能。此外,我們還可以將課程討論加入到教學(xué)環(huán)節(jié),作為考核的一部分,通過課堂“無領(lǐng)導(dǎo)小組討論”及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生改掉被動學(xué)習(xí)的毛病。并以此來培養(yǎng)學(xué)生形成“發(fā)現(xiàn)問題→分析問題→解決問題→疑難反饋”這一思維習(xí)慣和獨(dú)立解決問題的能力。只有從以上幾個方面對學(xué)生和老師的考評方式進(jìn)行綜合的優(yōu)化,才能更好的提高這門課的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。
4結(jié)語
佛山是新能源、新材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重要基地,并且已經(jīng)初步形成了以氫能為基礎(chǔ),著重發(fā)展新能源汽車的新能源產(chǎn)業(yè)。電化學(xué)測量是新能源和新材料相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)性課程之一,分析探討目前電化學(xué)測量課程的教學(xué)現(xiàn)狀,找出教學(xué)效果不盡如人意的原因,并基于此提出合適的提高教學(xué)質(zhì)量的方法,有利于培養(yǎng)更多的專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)的、適應(yīng)國家新能源、新材料戰(zhàn)略需求的高素質(zhì)應(yīng)用人才,為佛山以及廣東省的新能源、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更有利的人才保障,從而推動我國新能源、新材料產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。
作者:杜小青 聶寶華 陳宇 陳東初 單位:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院,材料科學(xué)與氫能學(xué)院
新能源技術(shù)研究4
1引言
從技術(shù)角度來看,新能源汽車技術(shù)專業(yè)是一個高度技術(shù)性的教育領(lǐng)域,負(fù)責(zé)培養(yǎng)合格的新能源汽車裝配調(diào)試員、質(zhì)量檢驗(yàn)員、維護(hù)修理人員、充電樁技術(shù)維護(hù)人員等等。現(xiàn)在在中等職業(yè)教育層次已經(jīng)開設(shè)了新能源汽車技術(shù)相關(guān)專業(yè)的同時,在高等職業(yè)教育層次開設(shè)新能源汽車技術(shù)專業(yè),將面臨著更大的挑戰(zhàn)和更高的要求,需要制定更具創(chuàng)新性、持續(xù)性的專業(yè)建設(shè)體系。2高職新能源汽車技術(shù)專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀的問題
2.1課程體系不夠系統(tǒng)
新能源汽車技術(shù)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生,面向新能源汽車技術(shù)相關(guān)職業(yè)崗位,大多數(shù)學(xué)生將進(jìn)入新能源汽車研發(fā)制造、服務(wù)與維修等相關(guān)企業(yè),從事新能源汽車裝配調(diào)試、質(zhì)量檢驗(yàn)、維修保養(yǎng)等工作,是復(fù)合型技術(shù)技能人才,新能源汽車技術(shù)專業(yè)的課程體系應(yīng)該包含公共平臺課、專業(yè)群平臺課、專業(yè)課、專業(yè)拓展課和公共拓展課等部分,然而,不是所有的教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)都有這樣一個,結(jié)構(gòu)合理完善的新能源汽車技術(shù)專業(yè)課程體系。還有,在汽車職業(yè)教育中,實(shí)踐教學(xué)是提升學(xué)生職業(yè)技能最有效的途徑之一,教學(xué)中的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目不但要與理論教學(xué)中某個重要的知識點(diǎn)相對應(yīng),還要切實(shí)立足工作崗位,對應(yīng)企業(yè)崗位的實(shí)際技能要求,學(xué)校應(yīng)該提供能夠滿足新能源汽車技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的條件,但是一些學(xué)校在這些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投入不充足,不能建立一個完善的理論和實(shí)踐結(jié)合的課程體系。還有,新能源汽車是新興的事物,大家對其帶來的新興崗位了解還不夠,市場調(diào)研、調(diào)查研究不充足,這就導(dǎo)致了課程體系與職業(yè)崗位銜接不緊密,課程體系中存在實(shí)踐課程與崗位需求不匹配,存在短缺不夠系統(tǒng)全面的問題。
2.2處在發(fā)展階段
現(xiàn)在新能源汽車主要包括插電式混合動力汽車、純電動汽車和氫燃料電池車,現(xiàn)階段就新能源汽車本身的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征來看,它主要還是在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車的基礎(chǔ)上進(jìn)行電動化改造而來的,它保留了一部分傳統(tǒng)汽車的結(jié)構(gòu),不同的汽車企業(yè)設(shè)計研發(fā)的新能源汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒有完全統(tǒng)一,因此目前新能源汽車技術(shù)本身還處在更新迭代的階段。就現(xiàn)階段,新能源汽車上保留的傳統(tǒng)汽車技術(shù)和改進(jìn)的新技術(shù)對應(yīng)的相關(guān)知識內(nèi)容,這些知識點(diǎn)在授課課時占比分配、新舊融合等方面還沒有做到很好的有機(jī)統(tǒng)一。在將來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,隨著對更新更清潔能源的發(fā)掘、研究投入力度的加大,新的能源的有效開發(fā)利用,隨時都有可能帶來汽車能源結(jié)構(gòu)的變革,新能源汽車技術(shù)也將隨之而發(fā)生改變,新能源汽車技術(shù)本身還處于發(fā)展階段,因此新能源汽車技術(shù)專業(yè)的發(fā)展也存在著不確定性。
2.3教師整體教學(xué)能力不高
新能源汽車技術(shù)專業(yè)作為新興的專業(yè),在大多數(shù)開設(shè)了新能源汽車技術(shù)專業(yè)的學(xué)校,雖然新開設(shè)了專業(yè),但是并沒有及時引進(jìn)那些研究或從事新能源汽車技術(shù)專業(yè)相關(guān)的專業(yè)人才,在大多數(shù)學(xué)校的新能源汽車技術(shù)專業(yè)任課老師中,大部分是從傳統(tǒng)汽車檢測與維修專業(yè)的老師當(dāng)中抽調(diào)而來的,他們中的一些甚至都還沒有接受過系統(tǒng)的新能源汽車技術(shù)專業(yè)方面的培訓(xùn),就直接轉(zhuǎn)崗或兼任新能源汽車技術(shù)專業(yè)課教師;還有一部分老師是從新能源汽車技術(shù)相關(guān)企業(yè)從業(yè)人員中請來的兼職教師,這部分企業(yè)兼職教師專業(yè)能力很強(qiáng),但是教學(xué)水平不高,部分老師責(zé)任心不夠強(qiáng),而且缺乏有效監(jiān)督,這些都直接導(dǎo)致教學(xué)效果不好。如此,新能源汽車技術(shù)專業(yè)教師隊(duì)伍的培養(yǎng)沒有跟上新能源汽車技術(shù)專業(yè)開設(shè)的步伐,是造成新能源汽車技術(shù)專業(yè)教師的專業(yè)教學(xué)水平整體不高的根本原因。
3高職新能源汽車技術(shù)專業(yè)建設(shè)的策略
3.1升級改造教學(xué)設(shè)施
對于職業(yè)教育來說,一個專業(yè)使用的教學(xué)資料,應(yīng)該根據(jù)其對應(yīng)行業(yè)崗位要求的發(fā)展情況修訂并及時更新。就現(xiàn)階段新能源汽車的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征來講,它是傳統(tǒng)汽車技術(shù)和新能源汽車技術(shù)的結(jié)合體,包括機(jī)械技術(shù)、電子電控技術(shù)等。要建立理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)單元,并制定分階段和循序漸進(jìn)的教學(xué)方案。理論課教學(xué)應(yīng)包括當(dāng)下新能源汽車技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識,實(shí)踐課程的開設(shè),應(yīng)該最大限度為學(xué)生創(chuàng)造更好的實(shí)際操作訓(xùn)練的條件和機(jī)會,新能源汽車目前的直接動力來源是電,不同品牌車型的工作電壓從幾十伏到上千伏不等,這樣在實(shí)踐教學(xué)過程中,教師和學(xué)生都不可避免的要接觸到高于人體安全耐受電壓(36伏)的“高壓”電,這就會存在觸電的危險,因此新能源汽車技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)場地必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)做好用電安全的保障措施,確保工作場地、工作人員、車輛工具等方面的高壓安全,因此新能源汽車技術(shù)實(shí)踐教學(xué)場地應(yīng)該與傳統(tǒng)的汽車檢測與維修實(shí)踐教學(xué)場地區(qū)分開來,應(yīng)該配備專門的工量具以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備。在實(shí)踐教學(xué)中,教師應(yīng)該具備運(yùn)用這些新能源汽車技術(shù)相關(guān)的教具、實(shí)車、專用工具或仿真實(shí)訓(xùn)平臺等實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)的能力,以及能對這些設(shè)備進(jìn)行安全性檢查、性能測試、使用操作、拆卸維護(hù)的能力。
3.2教師專業(yè)能力建設(shè)
新能源汽車技術(shù)專業(yè)是一個新興的實(shí)用型專業(yè),它對理論和實(shí)踐技術(shù)水平要求都高,任教新能源汽車技術(shù)專業(yè)專業(yè)課程的老師,除了要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)之外,還要具備新能源汽車技術(shù)專業(yè)相關(guān)的實(shí)踐能力。在新能源汽車技術(shù)專業(yè)課教師選用時,可以考慮將是否具備相關(guān)的企業(yè)從業(yè)經(jīng)歷作為任教的條件之一。新能源汽車技術(shù)還處在發(fā)展階段,這就要求老師們能隨時關(guān)注行業(yè)發(fā)展動態(tài),掌握目前和未來的行業(yè)發(fā)展情況。要定期組織專業(yè)課教師進(jìn)行新技術(shù)培訓(xùn),教師下企業(yè)開展實(shí)踐鍛煉、企業(yè)調(diào)研等活動,開闊教師眼界,不斷提高教師理論和實(shí)踐水平。要積極組織開展有豐富從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的新能源汽車行業(yè)人才進(jìn)課堂的教研活動,讓企業(yè)專家與老師學(xué)生交流分享技術(shù)經(jīng)驗(yàn),探討當(dāng)下行業(yè)工作崗位需求,幫助教師和學(xué)生更好的了解行業(yè)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,使教師能夠跟蹤行業(yè)發(fā)展情況,總結(jié)崗位核心能力,以培養(yǎng)提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和崗位能力為最終目標(biāo),及時更新課程內(nèi)容,調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。
3.3立足崗位注重培養(yǎng)學(xué)生崗位技能
立足新能源崗位技能要求,新能源汽車技術(shù)專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng),不僅要重視對理論知識及實(shí)踐能力的培養(yǎng),還應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生的崗位適應(yīng)能力和持續(xù)發(fā)展的能力,這就要求學(xué)生在學(xué)校教育的過程中,要注重對學(xué)生責(zé)任、安全、環(huán)保、創(chuàng)新意識方面的培養(yǎng)。現(xiàn)階段,與新能源汽車技術(shù)相關(guān)的企業(yè)有很多,比如新能源汽車整車研發(fā)制造企業(yè)、新能源汽車電池等零部件研發(fā)制造企業(yè)、新能源汽車電池回收企業(yè)、新能源汽車銷售與售后服務(wù)企業(yè)、充電站運(yùn)營維護(hù)企業(yè)、汽車共享租賃企業(yè)等等,通過對這些用人企業(yè)單位的調(diào)研,總結(jié)分析他們對對應(yīng)職業(yè)崗位能力的需求可知,新能源汽車技術(shù)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備新能源汽車各系統(tǒng)和充電站(充電樁)的檢測、診斷、拆裝、維護(hù)、調(diào)整等專業(yè)基本能力,具備共享汽車租賃等相關(guān)行業(yè)的管理與維護(hù)能力;能根據(jù)服務(wù)工作的需要制定合理的工作計劃、按照工作計劃組織實(shí)施并做好質(zhì)量檢查評估,同時在服務(wù)工作中能滿足客戶、環(huán)境保護(hù)、安全文明生產(chǎn)等方面要求。立足崗位技能要求,新能源汽車技術(shù)專業(yè),要合理調(diào)配專業(yè)科目與基礎(chǔ)教育科目之間的課時比例,在基礎(chǔ)教育課時得到滿足的前提下,應(yīng)適度增加專業(yè)核心課的教學(xué)課時數(shù)量,比如新能源電力電子技術(shù)、新能源汽車驅(qū)動電機(jī)技術(shù)、電動汽車構(gòu)造與原理、混合動力汽車構(gòu)造與原理、新能源汽車電控技術(shù)、充電站技術(shù)等課程。并根據(jù)行業(yè)發(fā)展情況及時更新理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,確保學(xué)生的技能學(xué)習(xí)滿足行業(yè)企業(yè)需要,為學(xué)生畢業(yè)后能“零距離”上崗打下堅實(shí)基礎(chǔ)。
3.4積極建立校內(nèi)校外實(shí)踐基地
新能源汽車的推廣應(yīng)用時間還不長,而且新能源汽車技術(shù)也處在不斷發(fā)展變化的階段,新能源汽車技術(shù)專業(yè)是一個實(shí)用型的專業(yè),它的興起還不足十年的時間,也處在發(fā)展變化的階段,教學(xué)資料和設(shè)施并不充足,新能源汽車技術(shù)專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生,要有對新能源汽車及相關(guān)設(shè)施(如充電樁)進(jìn)行安裝、調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、拆裝、檢測的能力,要有對充電站(充電樁)、共享汽車租賃行業(yè)管理與維護(hù)的能力。為此學(xué)校應(yīng)當(dāng)增加對新能源汽車技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)投入,積極建設(shè)具備培養(yǎng)這些職業(yè)崗位能力的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)場地,建立新能源汽車技術(shù)專業(yè)校內(nèi)實(shí)踐基地。與此同時,學(xué)校應(yīng)當(dāng)積極尋找專業(yè)對口的企業(yè),如新能源汽車整車制造企業(yè)、新能源汽車銷售服務(wù)企業(yè)、新能源汽車電池研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)等,與企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,搭建好校企交流平臺,建立校外實(shí)訓(xùn)基地,安排學(xué)生訪問企業(yè),為學(xué)生提供課外實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會,定期邀請企業(yè)專家為教師提供理論及實(shí)踐培訓(xùn),確保學(xué)校教育實(shí)時對接企業(yè)行業(yè)的崗位技能需要。
3.5積極探索教法改革
新能源汽車技術(shù)專業(yè)是新興的熱門專業(yè),要積極探索教研教改,按照教、學(xué)、做合一的總體原則,根據(jù)課程性質(zhì),可以采用班級授課、現(xiàn)場教學(xué)、分組教學(xué)、實(shí)踐訓(xùn)練、討論、講座等多種形式組織教學(xué);改革教學(xué)方法,采用任務(wù)驅(qū)動法、案例教學(xué)法、引導(dǎo)文教學(xué)法等方法;不斷創(chuàng)新教學(xué)手段,利用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等信息化手段,倡導(dǎo)學(xué)生利用信息化手段自主學(xué)習(xí)、自主探索,積極開展師生教學(xué)互動,達(dá)到共同學(xué)習(xí)、共同提高的目的。新的教學(xué)法的應(yīng)用,可以適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,可以取得更好的教學(xué)效果,比如在傳統(tǒng)汽車技術(shù)教學(xué)中成熟運(yùn)用的項(xiàng)目教學(xué)法,這種基于具體項(xiàng)目的教學(xué)模式,可以使教育培訓(xùn)更具有針對性,更好地滿足教育培訓(xùn)需求,并提高培訓(xùn)效率。員工在從事新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)工作過程中,尤其從事研發(fā)制造和售后維修服務(wù)方面的工作中,需要有高水平的專業(yè)理論基礎(chǔ)和熟練的實(shí)際操作技能。在高等職業(yè)教育機(jī)構(gòu)的新能源汽車技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中,如果運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法,它能將教學(xué)設(shè)想、相關(guān)教學(xué)活動和內(nèi)容以及知識結(jié)構(gòu)等內(nèi)容融合起來,從而提供了更多的內(nèi)容作為項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施的一部分,有助于學(xué)生對理論知識的理解,以實(shí)際工作崗位中的工作任務(wù)為項(xiàng)目,開展對應(yīng)的實(shí)際操作教學(xué)工作,在理論和實(shí)踐教學(xué)過程中,學(xué)生以項(xiàng)目任務(wù)的執(zhí)行者身份收集和維護(hù)所學(xué)項(xiàng)目的相關(guān)信息,最大程度讓學(xué)生能以主人翁的姿態(tài)主動接受相關(guān)崗位知識和技能。在應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)過程中,突出了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主人翁作用,采用項(xiàng)目教學(xué)模式還有助于增加學(xué)生學(xué)習(xí)更多知識和探索新技術(shù)的機(jī)會,提高新能源汽車技術(shù)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技能。學(xué)生通過合作模式完成學(xué)習(xí)任務(wù),是項(xiàng)目教學(xué)模式的實(shí)施特點(diǎn),學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能更好的完成學(xué)習(xí)任務(wù),學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)也能得到提升。
3.6建立多元的質(zhì)量管理和效果評價體系
學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)能不能滿足新能源汽車技術(shù)相關(guān)企業(yè)崗位要求,是學(xué)校教育質(zhì)量評估的重要標(biāo)準(zhǔn)。新能源汽車技術(shù)專業(yè)應(yīng)該制定完善的教學(xué)質(zhì)量管理機(jī)制,以便更好地實(shí)現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。不論是在二級院系層面還是在學(xué)校層面,都要建立一套關(guān)于教學(xué)質(zhì)量的自我診斷和改善的機(jī)制,做好相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),包括課堂教學(xué)質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生畢業(yè)設(shè)計、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn),專業(yè)調(diào)研、人才培養(yǎng)等標(biāo)準(zhǔn)。在日常教學(xué)過程中,通過聽課、巡課、評教等方式進(jìn)行課堂教學(xué)督導(dǎo),嚴(yán)明教師的教學(xué)紀(jì)律,加強(qiáng)課堂運(yùn)行管理,不斷完善教學(xué)管理機(jī)制,開展定期的教學(xué)質(zhì)量自我診斷和改善工作,積極做好畢業(yè)生的就業(yè)管理與評價工作,建立起學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)三方的畢業(yè)生質(zhì)量評價機(jī)制。這樣,通過具體實(shí)施、過程監(jiān)督、質(zhì)量評價、改善提高,最終達(dá)成人才培養(yǎng)的目標(biāo)。在學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的評價方面,新能源汽車技術(shù)專業(yè)應(yīng)該建立起一個多元的效果評價體系,做到及時診斷分析、發(fā)現(xiàn)問題、查擺原因、提出整改措施,不斷改進(jìn)提高,形成教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)機(jī)制。多元化的評價體系包括:評價主體多元化,評價內(nèi)容綜合化,評價方法多樣化。評價主體多元化,包括學(xué)生自我評價、任課教師評價、實(shí)習(xí)用人單位評價和第三方機(jī)構(gòu)評價;評價內(nèi)容綜合化是對專業(yè)知識、操作技能、職業(yè)素養(yǎng)水平的綜合評價方法;評價方法多樣化包括對項(xiàng)目完成情況考核、理論考試、實(shí)操考試、社會實(shí)踐能力等的評價。
4結(jié)論
高職新能源汽車技術(shù)專業(yè)作為新興的專業(yè),是一個高度技術(shù)性的教育領(lǐng)域,在高等職業(yè)教育層次開設(shè),要制定更具創(chuàng)新性、更可持續(xù)和更有效的教學(xué)體系。針對目前有發(fā)展不明確,教師整體教學(xué)能力不強(qiáng),課程體系不系統(tǒng)等問題,要更新教學(xué)材料,積極探索教法改革,加強(qiáng)教師隊(duì)伍教學(xué)能力建設(shè),立足崗位注重培養(yǎng)學(xué)生崗位技能,積極建立校內(nèi)校外實(shí)訓(xùn)基地,建立多元的學(xué)習(xí)效果評價體系,建立完善的教學(xué)質(zhì)量管理體系。為培養(yǎng)有堅定的理想信念,職業(yè)道德高尚,職業(yè)能力較強(qiáng)的的高技能人才搭建起優(yōu)質(zhì)的教育平臺。
作者:彭波 單位:湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院