时间:2022-10-27 17:33:07
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目前,随着新能源汽车技术的快速发展,在电动汽车领域,充电设备已经成为了最重要的部分。电池是一种能量转换装置。它能够将电能转化为化学能。当电源断开时就会产生电化学反应和热释放出热量从而导致温度升高;如果电池中电解液浓度过高则有可能引起电极损坏、老化等问题发生事故或引发安全隐患事件等等一系列的后果都与之有关系统在新能源汽车充电器上,所以新能源汽车电池箱的设计和制造都需要考虑到充电器件中电解液温度、电流,以及电池是否漏电等问题。
1锂电池箱泄漏检测系统
1.1锂电池箱泄漏检测概述锂电池实际上是一种能量储存装置,可以在充放电过程中存储电能,但其容量不能作为一个整体来考虑。所以我们要对充电电流进行监测和控制。由于锂离子电池的工作原理比较简单、操作起来容易用便捷等优势都使得它被广泛地应用到各个领域当中去了;但是因为目前还没有统一的检测方法以及标准规范来约束锂电池,因此在实际生产过程中很难将这些因素完全协调在一起,这就导致一些问题发生时无法准确判断出是否存在充放电缺陷。锂离子电池是一种高电压、体积庞大的二次电子元器件,由于其内部结构复杂,外部环境对它影响很大,这也导致了充放电过程中产生大量有毒物质。目前市场上主要有两种检测方法:第一种为传统法。第二种则是非破坏性式和自修复性相结合的方式来进行判断电池是否存在缺陷以及故障源所在位置等问题。其中自修复式检测方法是指电池在发生充放电时,通过外部的电感和电解液以及内部化学吸附等物质对充电过程产生影响并进行判断。非破坏性式则是非破坏性性原理进行判断,主要利用了锂离子电池中的金属镍镉或锰酸钾作为电极材料来实现其性能与外界环境因素之间是否存在一定程度上差异从而达到检测缺陷目的。锂电池箱的内腔是一个封闭的电路,内部主要存在有内部和外部两个方面。其中,内部分为三大部分:储能部件、保护电极以及电解液。而外部包括了蓄电部分(如外壳)还有一些辅助器件(例如插头、放电管等);内为一个循环系统和多个功能子系统构成电池充电器件。
1.2锂电池箱的泄漏检测传感器
锂电池充放电过程中,充电电流过大、过流损耗以及温度上升等因素都会导致锂电池内阻增大。因此在检测的时候要对其进行严格地控制。(1)充电器件:因为不同类型的蓄电材料有不同特点而具有较大差异性所以需要选择合适种类和大小来满足实际需求。(2)储能器件:由于锂离子电池体积比较小,容量相对来说也比大并且充电电流会随着温度上升迅速增大,所以需要选择合适的电流值。(3)电池温度:当锂离子电池充放电时,其内部会产生大量游离出水,因此在这种情况下就必须采取有效地措施来降低锂离子电池内阻。由于不同种类蓄电材料有不同特点和特性从而导致了对充电电流、电压等参数有着不一样的要求;同时随着时间推移以及环境变化也可能使得电极电阻不断发生变化。所以要想实现准确检测电池充放电过程中内部压力的大小并且满足实际需求,就必须选择合适的电极。
1.3锂电池箱泄漏检测的测量装置
电池箱内气体检测锂离子电池具有高容量、低功耗的优点,但是在充放电过程中,电解液容易产生有毒物质。所以为了降低锂电汽车安全事故发生概率和减少污染问题的出现。我们选择了一种无接触式温度测量系统来对充电电流进行监控;同时还采用了多种传感器相结合方式对蓄电量进行采集与监测:电压型传感器主要是用来检测电池箱内气体泄漏情况、温度、浓度等数据信息并将其转化为数字信号,然后进行处理,最终得到电池箱内气体浓度。锂电池温度测量系统的核心装置是恒温模块。该模块采用的是对不同充电电流下的电池电极进行实时监测。当环境中存在较大变化时就会使其保持在一定稳定值范围之内,并采集到数据信号传输给控制器后经过一系列算法计算出反应时间、电压等参数,再通过与标准电动车电动汽车容量设定曲线比较得出结果来判断是否达到了设计要求;当电池温度过高或者过低时,就会发出报警声,提醒工作人员及时处理。
2动力电池泄漏检测现状
在汽车电池箱内的检测技术中,动力电池是非常重要和关键性的。目前我国新能源汽车发展迅速,但是动力锂离子能量密度低、循环寿命短。这使得传统燃油车存在充电效率过低等问题;同时随着电动车辆使用时间越来越长以及对环境污染日益严重这一现实要求下也导致了很多新能源车型被淘汰或者替换出来;所以在这种情况之下我们需要不断更新技术来提高电池箱的性能和质量,这样才能满足市场需求并且能够有效减少电池产生泄漏现象发生。动力电池的发展和使用,使电动汽车技术不断进步,但是在实际应用中还存在一些问题。目前我国新能源车用锂离子动力电源主要有两种方式:一种是传统充电模式;另一种则为蓄电式。这两类方法都是通过电池内部产生大量电流来驱动负载进行工作的,所以能量利用率都比较低并且安全性较差;另外还有一个重要缺陷就是成本较高、使用寿命短等缺点。在动力电池的充放电过程中,充电电流越大,电池容量就越小,当储电量不足以支持其工作时就会造成蓄电式锂离子动力电源装置产生过电压问题。由于这种情况下锂镍材料是不具有记忆效应且体积较大、重量较重并且没有足够容量支撑整个系统。但是如果出现了严重短路或者断线等现象则会导致电池失效从而影响到整车的安全运行,所以在电池充放电过程中,需要对其进行严格的检测。
3新能源汽车电池箱泄漏表现及危害
目前,新能源汽车电池箱的主要结构为充电器、蓄电和充电电路组成。其中,充电器包括了锂离子动力装置(简称储能器)。在电池工作时,通过对电流进行控制来实现能量的储存与释放;而蓄电量则是为了给电动汽车提供一个恒定电压或者电压值以供给所需电能及相关设备使用用电需要所用电源的一种重要形式的功能部件——超级电容、放电管和电容器等组成。随着新能源技术不断发展以及人们生活水平提高,对电池安全性能及使用寿命提出了更高的要求,所以,新能源汽车锂离子动力装置电池箱在充电器方面有很大优势。由于电池箱的主要组成成分是电极,所以,当充电器中发生泄漏时就会对电池造成损坏。根据不同分类方式来划分其泄露原因也有所不同。在新能源汽车电池箱运行过程中,需要持续进入湿润的空气、氢气,氢气在电池堆膜片一端消耗后会出现物理水凝现象。水凝现象中存在的水会直接干扰电池堆膜片的有效性,间接冲击电池堆的运行效率。在水凝现象持续发生一段时间后,需要利用部分氢气将过量累积的水分吹走,而这部分氢气无法进入电池堆与氢气发生化学作用,而是作为废气排出,造成氢泄漏。由于氢气的爆炸极限在4.00%~75.00%范围内,一旦泄漏导致车辆行李仓或所处车库的氢含量超出这一范围,就会对乘员身体健康、环境安全造成影响。比如,行车或行驶中停车阶段,因旁边车自燃而引发热失控,泄漏有毒烟气,造成人员伤亡、环境污染等。
4新能源汽车电池箱泄漏检测技术
4.1差压检测
差压检测是新能源汽车电池箱泄漏检测时常用的技术,主要是将压力一致的气体充入基准物件、被检测物件两个端头,促使差压传感器两个端头处于平衡状态。此时,一旦被检测物体出现泄漏(含微小泄漏),差压传感器也会在时间推移过程中出现平衡不再的征兆。基于此,可以检测差压传感器输出以时间为基准的漏气量信号,判定电池箱是否泄漏。4.2支持向量机电池箱氢气泄漏故障特征指标,并经PSO优化的径向基核函数支持向量机在线识别电池箱小流量氢气泄漏问题。整个应用过程需要借鉴监督式分类方法,经非线性变换,将输入值变换至一个更加高维的空间。在高维空间内寻找数据最优分类面,区分正常数据、故障数据。即假定一组线性可分数据Xn(∈Rd)的类别为yn(=±1),其中1≤n≤N,高维空间维度为d(实数参数),则分类超平面W(x)对全部数据样本进行正确分类时,满足条件为:(WbXy)≥1nTn+根据质量交换方程,电池箱正常运行时,氢气瓶输出氢气流量与电池堆阳极流道内氢气反应量及质量变化率、尾气阀氢气排出量、电池堆完好系统内氢气经各密封件缝隙泄漏流量(极小,可忽略)、管路氢气质量变化率(极小,可忽略)的相加值。若设定电池箱氢气泄漏特征值指标为H(h),则在电池箱无泄漏情况下,该特征值指标约等于零,反之则导致氢气瓶输出氢气流量大于电池堆阳极流道内氢气反应量及质量变化率、尾气阀氢气排出量的相加值,即该特征值指标大于零。基于此,通过判定特征值指标的大小,就可以检测新能源汽车电池箱是否出现泄漏。
4.3氮氢检测
氮氢检测是将带有压力痕迹的指示气体注入电池盒,然后通过氮气探测器对被测物体的表面进行检测。当被测对象的表面有泄漏时,氮气探测器可以检测到。常规氮氢探测采用的带压迹指示气是5%氢气和95%氮气的混合气,较小的氢气可以很容易地穿过细小的漏气孔,从而增加了探测的灵敏度和成本。
5新能源汽车电池箱泄漏检测技术应用效果验证
5.1差压检测技术应用效果验证差压检测技术的原理是通过测量电池电极压力和电流值,来确定不同位置上电池组内电荷分布情况,进而判断是否存在泄漏。目前主要应用在锂离子动力电动汽车方面。这种方法具有较高实用性、成本低等优点被广泛采用;但同时因为其操作环境较为复杂以及对设备要求过高容易造成安全事故且不适合大范围使用;另外还可以通过检测出电极压力、电流值和电压值的异常来判断电池组故障类型及原因,从而对电池组进行分类,便于检测。差压法的优点是可以有效地避免电池内充和外漏,并且能够保证了充电过程中不存在放电现象。在实际应用时由于其操作环境简单、易于实现自动化控制且可获得可靠信息等优势被广泛采用;同时也具有一定局限性比如:测试时间较长、成本较高以及无法对电池组进行实时监测等缺点,所以差压法的适用范围有限;在实际应用时电池组内充检测方法可以选择不同的测试环境,但是目前使用最多的是两种:容量法和循环伏安法。容量法是在电池组内部进行放电检测,通过对电池单体的电流变化情况来判断其是否损坏,并将此数据与实际实验结果相对比从而得到准确度高、可靠性强的电极电压。但是由于这种方法需要大量时间才能达到要求且测试环境复杂繁琐等缺点而不被推广使用;循环伏安法则主要应用于大中型蓄电装置中(如发电机)或者容量较大型储能设备上;差压法是对电池组进行放电检测,通过对电池单体的电流变化情况来判断其是否损坏,并将此数据与实际实验结果相对比,得到准确度高、可靠性强弱对比较好。
5.2支持向量机技术应用效果验证
支持向量机是一种统计学习算法,它的原理就是输入样本集合中不同维度(如距离、维数等)可能会有一个最优值。通过对这种最佳值进行分析来判断故障电池是否发生泄漏。支持向量机技术能够把数据中包含了噪声和信息不确定性因素所导致的误差最小化处理,因此可以说在这个过程中是非常有效并且可行度较高且应用较为广泛的方法之一。支持向量机可以通过计算出输入的输出和输出之间的关系,来判断是否发生泄漏。但是如果数据是随机出现,那么就需要进行统计。因此在实际应用中我们要对电池充放电过程中产生的信息量以及充电时间等参数进行分析。
5.3氮氢检测技术应用效果验证
检测结果当电池电极的电势大于电流电压时,会出现充电放电现象。但是,如果在电池充放电过程中不小心就可能导致蓄电量过低。而氮氢离子和电解液都能够使电极内部产生氢气。通过分析研究发现:该方法是一种有效可行的方式来判断储能装置是否存在泄漏问题;同时也可以检测出阳极极化以及负极端电位等情况下蓄电电池容量与电流之间关系,从而判断电池充放电过程中是否存在蓄电箱。检测结果当电流电压达到最大的值,则会出现充电现象。在实际应用时,我们可以将该数据直接转化为一个个低秩的矩阵来进行分析和计算;同时也能够通过分析计算得到电解液电极内部产生氢气这一信息;最后还能对阴极极化与负极端电位之间关系进行判断并得出电池是否存在泄漏问题。
6结语
总之,新能源汽车电池盒的泄漏问题,不但危及乘员的生命安全,还会对环境产生很大的影响,这与新能源汽车的研究和推广有很大的关系。因此,有关部门在新能源汽车的研发和维修过程中,应该充分运用支持向量机等检测技术来判断新能源汽车电池箱是否存在泄漏,并采取适当的管理措施,以确保新能源汽车电池箱安全、平稳地发挥功能。
作者:罗宇辉 单位:兴宁市高级技工学校
新能源技术研究2
在全国高校思想政治工作会议上指出:“高校立身之本在于立德树人”。全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措[1-2]。将高校教师队伍、课程建设和课堂教学有机结合起来,充分发挥“主力军”、“主战场”、“主渠道”的作用,专业课程与思政课程同向而行过程中构建全员全程全方位的新型育人体系。充分挖掘各类专业课程和教学方式中蕴含的丰富思政元素,发挥课程的德育功能,将思政教育融入到专业课程教学和改革的各个环节,在“润物细无声”的知识学习中融入理想信念、价值倾向、家国情怀的精神指引,做到寓思政于课程、融课程于思政[3-4]。新能源材料与器件专业培养适应国家新能源战略性新兴产业需求,系统培养掌握新能源材料、器件设计与制造工艺、测试技术与质量评价、新能源系统与工程等方面的专业基本理论知识与技能,并有具备较强的研发能力、创新意识和组织管理能力的复合型高级专门人才[5-7]。“锂离子电池原理与技术”作为新能源材料与器件专业的核心课程之一,具有很强的理论性和实践性。在“锂离子电池原理与技术”课程教学过程中将专业知识学习、操作技能培养与课程思政进行有机结合,对学生正确的价值观、人生观、世界观的培养具有重要的意义。本文结合自身教学实践,以课程中的锂离子电池概述部分内容为例,通过引入陈立泉院士在该领域研究的事迹、为学生树立学习的榜样,加强民族自信心;国内锂离子电池行业的发展情况和锂离子电池未来发展的挑战引入了课程的思政元素,引导学生增强爱国和社会责任感、勇于探索和创新和追求卓越的科学精神。同时,在专业理论知识学习过程中,促使学生将个人专业发展融入国家社会发展。
1《锂离子电池原理与技术》课程思政建设的必要性
近年来,针对当前日益加剧的能源危机、资源匮竭和环境污染等问题,发展新型电化学储锂和转化技术和器件成为我国社会经济发展的重大战略,已被列为国家中长期科技发展规划纲要中重点和优先发展的方向。锂离子电池由于具备高能量密度、长循环寿命、低自放电率和环境友好等优势,作为便携式储能器件的主要电源,并在空间技术、国防工业、电动汽车、储能电站等领域引起广泛的关注。《锂离子电池原理与技术》课程思政教学改革前通常只注重专业理论知识和实践技能的掌握和培养,忽略了理论教学过程中德育素质的培养和提高,培养的专业技术人才缺乏家国情怀、社会责任和担当。因此,新工科背景下,需要在专业课程学习和实践能力培养过程中有机融入课程思政,避免专业理论学习和思政教育出现“两张皮”的情形,实现真正意义上的“立德树人”的教育目标[8-9]。专业课程作为课程思政建设的基本载体,如何在《锂离子电池原理与技术》理论和实践教学全过程中有效融入课程思政,将理论知识学习、实践能力和价值观培养融为一体,完成高素质专业人才培养是亟待解决的重要问题。针对《锂离子电池原理与技术》课程思政教学,首先要对锂离子电池原理与技术课程特点、内容和人才培养要求等方面进行深入剖析,将教学案例、教学模式、产学研结合情况等方面挖掘课程思政元素有机融入课程教学,围绕知识传授和价值引领相结合,达到润物细无声的育人效果。
2课程教学与课程思政
2.1理论教学与课程思政
锂离子电池概述教学内容涉及锂离子电池发展历程、现况、发展趋势和挑战三部分,现分别从上述部分进行案例讲解并挖掘思政元素。通过锂电领域科学家的研究经历和我国在锂离子电池领域取得的伟大成绩,培养学生的爱国主义情怀,增强民族自豪感和自信心。同时根据锂离子电池领域未来发展方向,鼓励青年学生结合科研和学习方向,积极投身于国家锂离子电池科技与产业发展当中。
2.1.1我国锂离子电池发展历程
1972年,Exxon公司以TiS2为正极、金属锂为负极的二次电池呈现出优异的电化学储锂性能,但是在充/放电循环过程中负极表面锂枝晶的形成,容易刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接,造成电池的热失控引发燃烧爆炸。直到1991年,Song公司利用石油焦做负极,实现了质量能量密度为80Wh·kg-1锂离子电池的商业化[10]。1997年9月,陈立泉院士科研团队在解决了一系列锂离子电池规模化生产过程遇到的的科学、技术与工程问题基础上,主持完成了我国第一条锂离子电池产业化的中试生产线,为后续开发新一代动力电池和储能体系奠定了基础。引入课程思政:陈立泉院士是我国首位锂电池材料领域的院士。主要从事锂电池及相关材料研究,解决了一系列的锂离子电池产业化和规模化生产的科学、技术与工程问题。陈院士之所以为我国锂离子电池产业发展做出了杰出成就,与他身上的科研精神息息相关:(1)持之以恒,强烈的社会责任感,陈院士作为锂电科学研究领域的传奇人物,一生中40多年如一日奋斗在锂电池材料和产业化的研究,为我国锂电池领域做出了杰出的贡献。(2)脚踏实地,理论联系实际,由于我国锂电池领域没有现成的经验可借鉴,在我国第一条锂离子电池中试生产线上,陈院士一年多时间内从“工人”做起,一切具体工作都亲力亲为。对于这段研究经历,陈院士认为,在一年多“工人”实践过程中,深入地了解了每一个生产环节,将理论和实验室研究与实践相结合,更符合锂电生产的产业需求。通过介绍陈立泉院士的科研经历和取得的成就,将课堂教学与课程思政紧密结合在一起,新能源材料与器件专业学生应树立崇高的历史责任感和使命感,学习陈院士艰苦奋斗,脚踏实地、持之以恒,理论联系实际,与时俱进,以实现中华民族的伟大复兴为己任的科学精神。
2.1.2我国锂离子电池的发展现况
2000年以前,日本以松下、三洋和索尼为首的企业占据全球80%以上的锂电池份额。2010年,韩国三星和LG成为全球第一和第三大锂电池生产企业。我国的锂离子电池商业化生产始于2000年左右,今年来得到迅猛的发展,根据高工产研锂电研究所(GGII)统计数据显示,2020年中国是全球最大的锂离子电池生产国,锂离子电池全球占比高达53.8%。2020年锂电池出货量为143GWh,同比增长22%,预计2025年中国锂电池市场出货量将达到615GWh,2021~2025年年复合增长率超过25%。引入课程思政:(1)2020年3月比亚迪量产的“刀片电池”,通过优化模组和结构件组成,将电芯直接成包,穿刺过程中的热量累积通过电芯厚度的进一步降低得以实现,电池强度和安全性得到明显提升。相比传统电池包,刀片电池pack较普通磷酸铁锂电池成本下降30%、单位体积能量密度提升50%[11],是我国具有完全自主知识产权的新型锂电产品。(2)宁德时代的CTP(CelltoPack)技术,又称无模组设计。CTP技术突破了传统的“单体成组模组再成组电池包”设计思维。CTP技术使得电池包体积利用率和生产效率分别提高了约20%和50%,此项技术使得动力电池系统和新能源汽车的制造成本大幅降低。同时,减少了传统模组的生产工序,生产效率提高20%。(3)2021年9月17日,中航锂在2021世界新能源汽车大会(WNEVC)上发布了中航锂电面向TWh时代的全新设计技术产品——“One-StopBettery”。One-Stop的设计理念是基于“高度集成与极简化”的产品设计与制造,实现产品对“高比能、高安全、高可靠、低成本”的要求提出的。采用该项技术的产品,三元锂电池系统电芯能量密度300Wh/kg,pack能量密度240Wh/kg,续航里程可以达到1000km。磷酸铁锂电池系统电芯能量密度200Wh/kg,pack能量密度160Wh/kg,续航里程可以达到700km。(4)长城汽车推出的大禹电池技术突破电池本征、PACK设计、BMS3大维度39个热失控故障节点,全面保障电池安全,实现“控+导=通”的热失控安全矩阵,保证在“大容量高镍电芯”“电池包任意位置”“加热两个电芯并连续触发热失控”的情况下都能实现不起火、不爆炸。通过了解我国锂离子电池行业的迅猛发展以及近年取得的巨大成就,作为新时代的大学生要将个人成长、发展与国家发展相结合,树立坚定理想信念、打牢专业知识基础,勇于创新和探索,力争为国家和社会的发展贡献更多的力量和成果。
2.1.3我国锂离子电池领域未来的发展方向
在工信部颁布的《中国制造2025》中明确指出:“到2025年、我国动力电池单体能量密度达到400Wh·kg-1、2030年达到500Wh·kg-1”。未来想要达到这一的技术路线规划目标,还需进一步开发和产业化新型高性能锂离子电池或者固态电池。新能源材料作为新能源领域战略性新兴产业的重要组成部分,新能源材料产业的发展关系到国民经济、社会发展和国家安全。虽然近年来我国在新能源材料产业领域不断拓展,技术水平得到了显著发展,但依然还存在许多挑战。引入课程思政:从整体来看,我国新能源材料领域与国外先进水平相比仍存在较大差距,尤其在高附加值的关键战略材料和产品的核心专利技术仍缺乏强有力竞争力。在电解液领域,我国在低温、防过充、改善SEI膜和阻燃等功能添加剂的设计和生产方面还存在一定的差距。开展锂离子动力电池先进电极材料的制备和加工工艺技术,锂离子电池混浆和涂布等先进制造工艺设备等动力电池的关键技术的研究,对于解决当前日益加剧的能源危机、资源匮竭和环境污染等问题,实现可持续性发展的目标至关重要[12]。通过了解和认识到我国锂离子电池未来发展的发展趋势和面临的挑战和机遇,激发学生的能源危机和创新意识,引导学生确定未来的奋斗目标,利用学生已掌握的专业技术理论知识及发现解决问题的能力去迎接这些挑战和机遇。
3结束语
本文以“锂离子电池原理与技术”课程中锂离子电池概述部分为例对该课程中的课程思政进行了案例分析。通过在介绍我国锂离子电池发展历程过程中融入陈立泉院士长期以来在锂离子电池电极材料的研发和我国第一条锂离子电池中试生产线的研究历程的事迹,用鲜活的事例培养学生艰苦奋斗,脚踏实地、坚持不懈,理论联系实际,追求卓越、求实创新的科学精神,以实现中华民族的伟大复兴。以达到寓教于学,寓学于践的目的。在我国锂离子电池的发展现况部分融入比亚迪发布的“刀片电池”、宁德时代的CTP技术、中航锂电“One-StopBettery”、长城汽车推出的大禹电池等先进技术,培养作为新时代的大学生要将个人成长、发展与国家发展需求紧密结合在一起,打牢专业知识基础,培养勇于创新和探索的科学精神。通过介绍我国锂离子电池领域未来的发展方向,使学生认识到锂离子电池材料和产业化工艺存在的机遇和挑战,为未来在锂电领域奋斗目标指明前进的方向,熟练掌握专业知识,勇于创新和探索,力争为国家和社会的发展贡献更多的力量和研究成果。
作者:王博 李悦 吕燕 张金辉 单位:新材料与化学工程学院
新能源技术研究3
1课程背景
21世纪是各种新兴能源发展的高峰时期,氢能作为一种来源广泛且高效的清洁能源受到了全世界的共同关注,在我国氢能燃料电池的相关工作更是被写进了政府工作报告[1-2]。佛山市是较早布局发展氢能产业的地区之一,并依托本地优越的制造业基础,形成了良好的氢能发展环境。佛山科学技术学院是佛山市和广东省共同建设,并依托本地产业发展起来的高水平理工科应用型大学,其办学宗旨也是要反哺地方产业,为本地的优质企业输送高水平的理工科人才[3]。因此本校的材料科学与氢能学院便抓住高水平理工科大学建设的契机,重点建设新材料、新能源和节能环保等工科领域,打造能源、环保相关优质课程,为能源产业发展培养高素质的专业人才。电化学测量是新材料、新能源相关专业的一门基础性课程,随着新能源领域的快速发展,电化学相关的检测技术在材料、能源、环境、医药检测等方面的应用也越来越广,因此我校材料科学与氢能学院将电化学测量作为一门专业基础课开设,直接面向新能源、新材料等相关专业本科生,力争为新能源和新材料产业输送更多的专业型人才[4-5]。《电化学测量》课程系统介绍了电化学的基础理论知识、电化学测量的实验基础、几种常见的电化学测试方法,包括稳态测量的极化曲线测试、循环伏安测试、电化学阻抗测试、暂态测量的电位阶跃、计时安培、计时电量等测试方法。通过本课程的学习,学生应该掌握电化学测试的基本理论、基本技能;能将各种电化学测量熟练应用于电池性能检测、薄膜耐蚀性检测等电化学性能检测中;并具备分析电化学测量数据和解决实际问题的能力,为学生后续专业课程的学习打下坚实的基础;优秀的毕业生将有可能在相关环保部门、新能源产业公司发挥自己的专业优势。本校该课程的主要参考书为胡会利主编的《电化学测量》,总学时控制在32学时。
2电化学测量课程的教学现状分析
2.1学生对专业和专业课程存在认知偏差
学生对新材料、新能源专业的认识不全面,导致认可度欠缺,学习兴趣不高,教学质量欠佳[4]。出现这种现象的原因主要有以下两个方面:一方面是在互联网盛行的今天,学生在享受获取信息便利的同时,受到的各种信息污染和“洗脑”也更严重。网上盛传“生化环材”是“四大天坑”专业,导致学生整体对材料类相关专业的认可度不高;甚至还有部分学生是通过调剂才“不得已”来本专业学习,原本对本专业就没有足够的了解和兴趣会导致这些学生长期处于“混文凭”的状态,所以最终的学习效果和教学质量就会大打折扣;另一方面巨大的社会生活压力使大部分学生在学习知识时都崇尚现实利益的快速转化,而传统工科类专业课程的学习在经济利益转化速度方面相对弱于新兴专业;再加上传统行业受新兴行业的市场挤压,导致学生毕业后薪资待遇和工作环境远比不过新兴产业,因此传统工科类专业学习会让学生产生“性价比不高”的错觉。基于以上两点,学生对相关专业的认可度不高,导致学习兴趣不高,并最终造成教学质量不理想。目前我校材料科学与氢能学院的《电化学测量》这门课是以专业选修课的形式开课,开课年级为大三的本科生。一方面专业选修课的开课形式让学生觉得没有专业必修课重要,导致学生对该门课程产生“无所谓”的刻板印象,上课时不认真听讲,课后作业完成度不高,最终使该门课成为一门好拿学分的“水课”。另一方面,授课时间为大三上学期,该年级的本科生刚刚学完一些简单的化学、物理等公共基础课,涉及到本专业的基础必修课比如:物理化学,材料科学基础等都刚开始学习,这就导致学生对本专业的学科体系认识不够深入,不清楚学好这个专业需要哪些课程支撑,也不清楚自己未来的就业方向,因而最终导致学生在学习这门课的时候一方面由于专业先导课程基础薄弱甚至缺失,学起来吃力;同时由于对本专业和相关课程体系的了解不够全面,导致学生学习兴趣不高,从而教学质量也不理想。
2.2授课模式和考核方式单一固化
目前大学课程的授课方式主要以PPT展示的“讲授”为主,整个课堂基本都是通过简单的讲解向学生“无差别”、“不间断”的输送知识点,学生被动的接受这种“灌输式”的教育[6]。这种授课模式不仅使学生与老师之间的互动减少,缺乏对所学知识点的反馈;而且学生之间也不能很好的沟通交流分享学习经验,从而使学生的学习效果大打折扣。此外,电化学测量这门课,不仅需要学习相关的电化学理论知识,更多的是测试方法的实践操作,以及采用不同的测量技术去解决实际应用问题的能力的培养。目前的“讲授”授课模式导致学生只是单纯的学习了理论知识,没有机会给学生演示不同测试方法的具体实践操作,也不能分析具体的测量技术在解决实际问题中的作用,整个课程的学习更像是流于形式的“纸上谈兵”,因而导致学生在学完本课程后只是对理论知识有一个大概轮廓,在遇到实际问题时,又会束手无策。因此目前这种单一“讲授”的授课模式对教好电化学测量这门课是严重不足的,亟需寻找新的教学模式。同时,大学教育对老师和学生的考核方式也相对单一,造成老师没有用心教,学生没有用心学。大多数选修课课程对学生的考核都采用简单的考试或提交课程论文的方式进行。闭卷考试可以有效考核学生对基本理论知识的掌握程度,但是会导致学生在考试前集中精力背定理公式,缺乏对知识的理解和灵活应用。而采用课程论文的方式来考核学生的学习成果效果更不理想,大部分学生都是网上下载几篇相似的论文,稍做改动后便上交,对提高学生对这门课的认识,提高他们的专业技能没有丝毫效果。另一方面,学校对相关授课老师的考核也不是很合理,目前学院主要把学生对老师的课程评分作为授课教师的考核方式,这种考核方式会导致授课老师为了学生满意而故意放松课堂纪律,并且在考试时为了让学生取得较好的分数,把闭卷考试换成开卷考试或者直接改成课程论文,并最终导致该门课程的教学质量不佳。
2.3理论知识学习与实际应用脱节
电化学测量是一门需要理论联系实际的课程,在新能源科学与技术领域具有广泛应用,属于基础性课程。但是目前该门课程的教学内容与实际应用存在一定偏差,导致学生在学完该门课之后不能很好的利用所学的知识解决实际问题[7]。比如:该门课中有教授如何从稳态的循环伏安测试中获取电化学反应电流密度的方法,但是在遇到实际问题“如何采用电化学方法去评价一块金属腐蚀的快慢或者评价一个电镀过程的快慢”时,学生往往不能灵活的将电化学测试所得的电流密度与腐蚀/电镀过程的快慢联系起来,这些都是理论知识不能与解决实际问题的方法相贯通所导致的问题。此外,由于课程教授模式单一,学生没有亲自动手操作的条件,因为缺乏实质性的演练过程,导致学生对所学测试手段和技术的理解还只是停留于书本,在遇到实际问题需要搭建实验平台时,就表现的手忙脚乱,不知所措;再加上部分学生的学习目的仍然是简单的应付考试,对于课堂上理论知识的理解不深入,不灵活,不能很好的将所学的理论知识与实际问题结合起来,因而最终导致这门课的学习效果不好,教学质量不佳。目前我院该门课程目前主要采用PPT展示,通过“讲授”的方式让学生了解电化学的基本理论知识和电化学测量的基本技术手段。但是目前的授课模式缺少实际操作训练,学生在学习了电化学测试的基本技术手段后,不能有效的通过实际操练来加深和巩固所学的知识,导致在实际科研和应用中,要使用某种测试手段时,不会根据具体的应用背景和环境选择合适的测试方法,进行合理的实验设计[7]。比如,在实际应用中,我们需要通过电化学手段来预测一种有机涂层对金属防护效果的好坏,并解释涂层具有这种防腐效果的原因。学生在遇到这类科研问题时,只知道电化学极化曲线和电化学阻抗可以测试电化学反应电流,但是对于具体的实验设计,比如选择几电极体系,选用何种电极等这些都没有具体的概念;或者即使通过摸索讨论设计出了实验方案,得到了一些测试数据,但是对于所测数据不会进行具体分析,不会将测得的数据转换成具体问题中的答案,也就没法解决实际问题,最终影响教学效果。
3提升电化学测量课程教学质量的方法探讨
3.1提高专业地位,帮助学生全方位了解专业课程
2020年1月4日,教育部印发《教育部关于在部分高校开展基础学科招生改革试点工作的意见》指出:自2020年起,在部分高校开展基础学科招生改革试点,突出基础学科的支撑引领作用,重点扶持物理、化学、生物、新材料、先进制造等相关专业的发展。意见指出以上基础专业成绩优异的学生可通过综合考核制直接进入36所试点高校学习,并且在后期的推优、直博、公派出国等都给予适当优先权,建立本-硕-博衔接一体化的培养模式,由此可见国家对基础性学科的重视程度。佛山是制造业大市,而佛山科学技术学院又是一所地方性高校,其办学目的是为了服务当地产业,因此作为地方性高校虽然不能享受国家教育改革的利好政策,像以上36所高校一样实施“强基计划”,但是我们可以根据地方产业(制造业)的需求,适当的调整培养专业的侧重点,突出办学特色。比如在招生名额的分配、科研经费的投入、科研资源的分配等方面可以优先考虑材料、能源等相关专业,扩大学生的数量和质量,提高教学投入,以此来突出此类专业的重要性。教育改革一直是高等学校教学工作中的重点和难点,为了响应“以人为本”的教育理念,提高全民素质,在高等教育培养方案中就需要开设一定量的选修课,以此来全面提升学生的科学素养和人文素质,这与现代大学教育培养目的——“培养一个全方位发展的普适性人才”相吻合[8]。另一方面现在大学生就业环境不理想,想找到和自己专业完全吻合的工作更是难上加难。专业选修课的开设,不仅可以让学生在学好现有专业课的情况下,进一步扩大自己对本专业的认知视野,强化知识储备;而且一般的专业选修课的内容都与实际生产应用以及科技发展前言紧密联系,这样就可以弥补现有专业必修课内容的局限性,而且可以让学生在课堂上了解更多本专业可能的就业前景和方向,提前为后续就业提供一个努力的方向。因此,基于以上分析,学校一方面要在日常选课以及入学后的专业介绍工作上对学生有适当的引导,强调专业及相关课程的重要性。比如学院可在大一新生入学的通识教育课中,对学生进行专业解读和详细的介绍,通过邀请国内外专家、学者和技术人员通过讲座的形式介绍相关专业的研究进展和就业前景,也可邀请毕业的学长学姐回来给学生介绍他们眼中的专业发展前景和现状。这样不仅可以开阔学生的视野,激发学生的学习兴趣和动力,而且可以加深学生对本专业相关课程的了解。另一方面在后期的培养方案,包括开课时间、学分安排等方面也要适当的调整,把专业选修课提升到一个适当的位置上来。比如:目前我校的电化学测量开课时间是大三上学期,这对于刚学完公共基础课,专业课学的还不深,对自己未来发展方面还不明确的学生而言,不仅学起来费劲,而且学习兴趣也不高,因此如若能让学生在学习完物理化学、材料基础化学等专业课后,在大三下学期对本专业有了更深入的了解后再开课,这样对于提升学生的学习兴趣会有很大帮助,从而提高该门课程的教学质量。
3.2丰富授课模式,将理论知识与实践应用相结合
新材料、新能源类课程的目标是培养具有实际操作能力和探索能力的工科类学生,因此考虑到本校的办学特色——服务当地产业、优化产业结构、助力产业升级,《电化学测量》这门课程需要将理论知识与实践操作相结合,做到理论课为实践操作提供理论基础知识,而实践课又可以帮助验证理论并进行适当的应用探索[9]。因此可对总学时32课时的课程进行合理分配,其中24课时用来理论知识的教学,主要给学生介绍电化学的基本知识,包括:电化学基本原理、电化学测试的基础知识,如三电极体系、电解质溶液、电解池、电化学测试仪器等,在了解这些理论知识的基础上,再具体讲解几种具有代表性的、常用的测试技术,如:稳态极化曲线测试、暂态的电化学阶跃、循环伏安、电化学阻抗技术等。学生通过老师的讲解可以了解这些测试手段的基本工作原理,熟悉不同场景的实验方案设计、实验操作以及相应的测试数据分析。在理论教学时,也不能以单一的“讲授”模式进行,可以根据学生的课堂反馈,适时的穿插视频演示和“无领导小组讨论”。视频演示主要是让学生更直观的看到一种测试技术在具体场景中的使用情况,老师不仅可以结合相关场景给学生解释这种技术的应用,还可以帮助学生了解该专业课知识在后期找工作或者深造时的作用。“无领导小组讨论”模式主要是为了让学生充分参与课题,主动学习。这种模式下,学生五人为一个小组,对课本的某一章节的内容进行发散学习,由一人对书本的基础知识进行讲解,另外两人通过文献查阅,市场调研对基础知识的应用进行介绍和扩充,剩下两人负责其他同学的疑难问题解答,最后小组之间针对这次讲解相互打分,并将分数作为平时成绩的一部分。这样一种全员参与的学习模式,不仅可以调动学生的学习主动性,而且可以激发不同小组之间的良性竞争,有助于学生更好的将知识学活学透。另外的8个学时用于实验操作和“产教研融合”教学。实验操作课时是向学生介绍电化学实验所需的基本装置和设备,比如:三电极体系具体是什么,常用的电解池有哪几种,以及电化学工作站的基本使用方法等。然后再选取几个代表性的实验课题,引导学生根据实际的课题选择合适的方法进行一整套的实训。“产教研融合”教学需要加强“高校合作”和“校企联动”。对于电化学测量的“产教研融合”教学可以选取目前电化学测量应用最广的三个产业方向——“锂离子电池”、“电催化产氢”、“绿色电化学合成”进行重点介绍。一方面可邀请国内外“材料、能源”类的专家院士给学生介绍相关专业的前言研究,并普及电化学测量课程的相关知识在这些前沿科技如新能源电动汽车上的具体应用;另一方面带领学生去相关企业参观,并邀请企业的技术专家进行实地演练和实例讲解,同时分享企业的人才需求类型,以及胜任这项工作可能需要掌握的课程知识,比如:船舶检修人员是如何利用电化学技术预测船体的服役寿命等。通过一系列的讲座和实践,带领学生熟悉并掌握:“拿到课题→分析课题→设计实验方案→搭建实验平台→实验测试→数据分析→数据总结→现象解释和问题答疑”这一套完整的解决问题的思路和实践操作流程,帮助学生在遇到实际问题时,能够快速运用所学的电化学测量知识解决实际问题。通过上述理论和实践相结合的教学方法,帮助学生全面了解电化学测量的基础知识,并为以后学生采用电化学测量技术解决实际问题打下坚实的基础。
3.3多元化师生考核模式,加大教师授课和学生学习投入
考核是老师教学和学生学习的总指挥棒,对于老师教学的考核机制,可以将“学生总评打分”与“资深教师听课打分”两种评价方式相结合,一方面从学生的角度去评价该教师授课的情况,从讲解是否通俗易懂、知识储备是否丰富深厚等各方面去评价,另一方面资深教师通过适当的听课来评价和教导任课老师一些上课的经验,比如怎样使讲课更生动,怎样调动学生的学习热情等。此外,现今社会知识更新换代快,作为老师也需要不断学习新知识和新的上课模式。目前就存在部分教师上课仍然使用的是较老的课件,虽然旧的课件相对经典,但是其不能反应最新的前沿知识,而且大多数旧的课件多以文字为主,没有图片、动画,不够生动,学生在上课时就觉得枯燥无味,也没法激起学生的学习兴趣,因此还需要定期对老师的授课课件进行评比打分,这样才能让教师投入更多精力去更新完善课件,并上好一门课。作为学生的考核可以通过以下几种方式来完善和细化[10]。一种常规的考核方式是:针对《电化学测量》该门课程的特殊性,通过期末闭卷考试和课堂综合实验来考核学生的基本理论知识和实验操作技能。此外,我们还可以将课程讨论加入到教学环节,作为考核的一部分,通过课堂“无领导小组讨论”及时了解学生的学习情况,调动学生的积极性,让学生改掉被动学习的毛病。并以此来培养学生形成“发现问题→分析问题→解决问题→疑难反馈”这一思维习惯和独立解决问题的能力。只有从以上几个方面对学生和老师的考评方式进行综合的优化,才能更好的提高这门课的教学质量和学习效果。
4结语
佛山是新能源、新材料等相关产业的重要基地,并且已经初步形成了以氢能为基础,着重发展新能源汽车的新能源产业。电化学测量是新能源和新材料相关专业的基础性课程之一,分析探讨目前电化学测量课程的教学现状,找出教学效果不尽如人意的原因,并基于此提出合适的提高教学质量的方法,有利于培养更多的专业基础扎实、实践能力强的、适应国家新能源、新材料战略需求的高素质应用人才,为佛山以及广东省的新能源、新材料等产业发展提供更有利的人才保障,从而推动我国新能源、新材料产业的高速发展。
作者:杜小青 聂宝华 陈宇 陈东初 单位:佛山科学技术学院,材料科学与氢能学院
新能源技术研究4
1引言
从技术角度来看,新能源汽车技术专业是一个高度技术性的教育领域,负责培养合格的新能源汽车装配调试员、质量检验员、维护修理人员、充电桩技术维护人员等等。现在在中等职业教育层次已经开设了新能源汽车技术相关专业的同时,在高等职业教育层次开设新能源汽车技术专业,将面临着更大的挑战和更高的要求,需要制定更具创新性、持续性的专业建设体系。2高职新能源汽车技术专业建设现状的问题
2.1课程体系不够系统
新能源汽车技术专业毕业的学生,面向新能源汽车技术相关职业岗位,大多数学生将进入新能源汽车研发制造、服务与维修等相关企业,从事新能源汽车装配调试、质量检验、维修保养等工作,是复合型技术技能人才,新能源汽车技术专业的课程体系应该包含公共平台课、专业群平台课、专业课、专业拓展课和公共拓展课等部分,然而,不是所有的教育培训机构都有这样一个,结构合理完善的新能源汽车技术专业课程体系。还有,在汽车职业教育中,实践教学是提升学生职业技能最有效的途径之一,教学中的实践教学项目不但要与理论教学中某个重要的知识点相对应,还要切实立足工作岗位,对应企业岗位的实际技能要求,学校应该提供能够满足新能源汽车技术专业实践教学的条件,但是一些学校在这些基础设施建设方面的投入不充足,不能建立一个完善的理论和实践结合的课程体系。还有,新能源汽车是新兴的事物,大家对其带来的新兴岗位了解还不够,市场调研、调查研究不充足,这就导致了课程体系与职业岗位衔接不紧密,课程体系中存在实践课程与岗位需求不匹配,存在短缺不够系统全面的问题。
2.2处在发展阶段
现在新能源汽车主要包括插电式混合动力汽车、纯电动汽车和氢燃料电池车,现阶段就新能源汽车本身的结构和技术特征来看,它主要还是在传统的内燃机车的基础上进行电动化改造而来的,它保留了一部分传统汽车的结构,不同的汽车企业设计研发的新能源汽车技术标准没有完全统一,因此目前新能源汽车技术本身还处在更新迭代的阶段。就现阶段,新能源汽车上保留的传统汽车技术和改进的新技术对应的相关知识内容,这些知识点在授课课时占比分配、新旧融合等方面还没有做到很好的有机统一。在将来,随着科学技术的发展,随着对更新更清洁能源的发掘、研究投入力度的加大,新的能源的有效开发利用,随时都有可能带来汽车能源结构的变革,新能源汽车技术也将随之而发生改变,新能源汽车技术本身还处于发展阶段,因此新能源汽车技术专业的发展也存在着不确定性。
2.3教师整体教学能力不高
新能源汽车技术专业作为新兴的专业,在大多数开设了新能源汽车技术专业的学校,虽然新开设了专业,但是并没有及时引进那些研究或从事新能源汽车技术专业相关的专业人才,在大多数学校的新能源汽车技术专业任课老师中,大部分是从传统汽车检测与维修专业的老师当中抽调而来的,他们中的一些甚至都还没有接受过系统的新能源汽车技术专业方面的培训,就直接转岗或兼任新能源汽车技术专业课教师;还有一部分老师是从新能源汽车技术相关企业从业人员中请来的兼职教师,这部分企业兼职教师专业能力很强,但是教学水平不高,部分老师责任心不够强,而且缺乏有效监督,这些都直接导致教学效果不好。如此,新能源汽车技术专业教师队伍的培养没有跟上新能源汽车技术专业开设的步伐,是造成新能源汽车技术专业教师的专业教学水平整体不高的根本原因。
3高职新能源汽车技术专业建设的策略
3.1升级改造教学设施
对于职业教育来说,一个专业使用的教学资料,应该根据其对应行业岗位要求的发展情况修订并及时更新。就现阶段新能源汽车的结构和技术特征来讲,它是传统汽车技术和新能源汽车技术的结合体,包括机械技术、电子电控技术等。要建立理论与实践相结合的教学单元,并制定分阶段和循序渐进的教学方案。理论课教学应包括当下新能源汽车技术相关的基础理论知识,实践课程的开设,应该最大限度为学生创造更好的实际操作训练的条件和机会,新能源汽车目前的直接动力来源是电,不同品牌车型的工作电压从几十伏到上千伏不等,这样在实践教学过程中,教师和学生都不可避免的要接触到高于人体安全耐受电压(36伏)的“高压”电,这就会存在触电的危险,因此新能源汽车技术专业的实践教学场地必须按照国家标准做好用电安全的保障措施,确保工作场地、工作人员、车辆工具等方面的高压安全,因此新能源汽车技术实践教学场地应该与传统的汽车检测与维修实践教学场地区分开来,应该配备专门的工量具以及实验教学设备。在实践教学中,教师应该具备运用这些新能源汽车技术相关的教具、实车、专用工具或仿真实训平台等实验设备进行实践教学指导的能力,以及能对这些设备进行安全性检查、性能测试、使用操作、拆卸维护的能力。
3.2教师专业能力建设
新能源汽车技术专业是一个新兴的实用型专业,它对理论和实践技术水平要求都高,任教新能源汽车技术专业专业课程的老师,除了要有扎实的理论基础之外,还要具备新能源汽车技术专业相关的实践能力。在新能源汽车技术专业课教师选用时,可以考虑将是否具备相关的企业从业经历作为任教的条件之一。新能源汽车技术还处在发展阶段,这就要求老师们能随时关注行业发展动态,掌握目前和未来的行业发展情况。要定期组织专业课教师进行新技术培训,教师下企业开展实践锻炼、企业调研等活动,开阔教师眼界,不断提高教师理论和实践水平。要积极组织开展有丰富从业经验的新能源汽车行业人才进课堂的教研活动,让企业专家与老师学生交流分享技术经验,探讨当下行业工作岗位需求,帮助教师和学生更好的了解行业现状和未来发展趋势,使教师能够跟踪行业发展情况,总结岗位核心能力,以培养提升学生的综合素质和岗位能力为最终目标,及时更新课程内容,调整课程结构。
3.3立足岗位注重培养学生岗位技能
立足新能源岗位技能要求,新能源汽车技术专业的学生培养,不仅要重视对理论知识及实践能力的培养,还应当注重培养学生的岗位适应能力和持续发展的能力,这就要求学生在学校教育的过程中,要注重对学生责任、安全、环保、创新意识方面的培养。现阶段,与新能源汽车技术相关的企业有很多,比如新能源汽车整车研发制造企业、新能源汽车电池等零部件研发制造企业、新能源汽车电池回收企业、新能源汽车销售与售后服务企业、充电站运营维护企业、汽车共享租赁企业等等,通过对这些用人企业单位的调研,总结分析他们对对应职业岗位能力的需求可知,新能源汽车技术专业的学生应具备新能源汽车各系统和充电站(充电桩)的检测、诊断、拆装、维护、调整等专业基本能力,具备共享汽车租赁等相关行业的管理与维护能力;能根据服务工作的需要制定合理的工作计划、按照工作计划组织实施并做好质量检查评估,同时在服务工作中能满足客户、环境保护、安全文明生产等方面要求。立足岗位技能要求,新能源汽车技术专业,要合理调配专业科目与基础教育科目之间的课时比例,在基础教育课时得到满足的前提下,应适度增加专业核心课的教学课时数量,比如新能源电力电子技术、新能源汽车驱动电机技术、电动汽车构造与原理、混合动力汽车构造与原理、新能源汽车电控技术、充电站技术等课程。并根据行业发展情况及时更新理论和实践教学内容,确保学生的技能学习满足行业企业需要,为学生毕业后能“零距离”上岗打下坚实基础。
3.4积极建立校内校外实践基地
新能源汽车的推广应用时间还不长,而且新能源汽车技术也处在不断发展变化的阶段,新能源汽车技术专业是一个实用型的专业,它的兴起还不足十年的时间,也处在发展变化的阶段,教学资料和设施并不充足,新能源汽车技术专业毕业的学生,要有对新能源汽车及相关设施(如充电桩)进行安装、调试、维护保养、拆装、检测的能力,要有对充电站(充电桩)、共享汽车租赁行业管理与维护的能力。为此学校应当增加对新能源汽车技术专业的基础投入,积极建设具备培养这些职业岗位能力的实验实训场地,建立新能源汽车技术专业校内实践基地。与此同时,学校应当积极寻找专业对口的企业,如新能源汽车整车制造企业、新能源汽车销售服务企业、新能源汽车电池研发生产企业等,与企业建立良好的合作关系,搭建好校企交流平台,建立校外实训基地,安排学生访问企业,为学生提供课外实践学习机会,定期邀请企业专家为教师提供理论及实践培训,确保学校教育实时对接企业行业的岗位技能需要。
3.5积极探索教法改革
新能源汽车技术专业是新兴的热门专业,要积极探索教研教改,按照教、学、做合一的总体原则,根据课程性质,可以采用班级授课、现场教学、分组教学、实践训练、讨论、讲座等多种形式组织教学;改革教学方法,采用任务驱动法、案例教学法、引导文教学法等方法;不断创新教学手段,利用网络、多媒体等信息化手段,倡导学生利用信息化手段自主学习、自主探索,积极开展师生教学互动,达到共同学习、共同提高的目的。新的教学法的应用,可以适应学生的学习习惯,可以取得更好的教学效果,比如在传统汽车技术教学中成熟运用的项目教学法,这种基于具体项目的教学模式,可以使教育培训更具有针对性,更好地满足教育培训需求,并提高培训效率。员工在从事新能源汽车产业链上下游相关工作过程中,尤其从事研发制造和售后维修服务方面的工作中,需要有高水平的专业理论基础和熟练的实际操作技能。在高等职业教育机构的新能源汽车技术专业教育教学中,如果运用项目教学法,它能将教学设想、相关教学活动和内容以及知识结构等内容融合起来,从而提供了更多的内容作为项目教学实施的一部分,有助于学生对理论知识的理解,以实际工作岗位中的工作任务为项目,开展对应的实际操作教学工作,在理论和实践教学过程中,学生以项目任务的执行者身份收集和维护所学项目的相关信息,最大程度让学生能以主人翁的姿态主动接受相关岗位知识和技能。在应用项目教学过程中,突出了学生在学习中的主人翁作用,采用项目教学模式还有助于增加学生学习更多知识和探索新技术的机会,提高新能源汽车技术专业学生的专业技能。学生通过合作模式完成学习任务,是项目教学模式的实施特点,学生通过团队协作才能更好的完成学习任务,学生的职业素养也能得到提升。
3.6建立多元的质量管理和效果评价体系
学生毕业后就业能不能满足新能源汽车技术相关企业岗位要求,是学校教育质量评估的重要标准。新能源汽车技术专业应该制定完善的教学质量管理机制,以便更好地实现专业人才培养目标。不论是在二级院系层面还是在学校层面,都要建立一套关于教学质量的自我诊断和改善的机制,做好相关的质量标准建设,包括课堂教学质量评价标准,学生毕业设计、实习实训标准,专业调研、人才培养等标准。在日常教学过程中,通过听课、巡课、评教等方式进行课堂教学督导,严明教师的教学纪律,加强课堂运行管理,不断完善教学管理机制,开展定期的教学质量自我诊断和改善工作,积极做好毕业生的就业管理与评价工作,建立起学生、学校、企业三方的毕业生质量评价机制。这样,通过具体实施、过程监督、质量评价、改善提高,最终达成人才培养的目标。在学生的学习效果的评价方面,新能源汽车技术专业应该建立起一个多元的效果评价体系,做到及时诊断分析、发现问题、查摆原因、提出整改措施,不断改进提高,形成教学质量改进机制。多元化的评价体系包括:评价主体多元化,评价内容综合化,评价方法多样化。评价主体多元化,包括学生自我评价、任课教师评价、实习用人单位评价和第三方机构评价;评价内容综合化是对专业知识、操作技能、职业素养水平的综合评价方法;评价方法多样化包括对项目完成情况考核、理论考试、实操考试、社会实践能力等的评价。
4结论
高职新能源汽车技术专业作为新兴的专业,是一个高度技术性的教育领域,在高等职业教育层次开设,要制定更具创新性、更可持续和更有效的教学体系。针对目前有发展不明确,教师整体教学能力不强,课程体系不系统等问题,要更新教学材料,积极探索教法改革,加强教师队伍教学能力建设,立足岗位注重培养学生岗位技能,积极建立校内校外实训基地,建立多元的学习效果评价体系,建立完善的教学质量管理体系。为培养有坚定的理想信念,职业道德高尚,职业能力较强的的高技能人才搭建起优质的教育平台。
作者:彭波 单位:湖南交通职业技术学院