動力電池回收利用課程的教學改革與實踐

文仁興，陳 勇，周 晶，李 文，高朝祥

（四川化工職業技術學院 機械工程學院，四川 瀘州 646300）

近年來，我國新能源汽車一直處于產銷兩旺的時代，據國家統計局數據顯示，2021年我國新能源汽車產售量分別達到了354.5萬輛和352.1萬輛，銷售量同比增長了1.6倍，連續7年位居全球第一。在我國新能源汽車產業可謂一路狂奔的背景下，也即將迎來第一批動力電池的退役高峰期，預計到 2025年我國動力電池累計退役量將接近80萬噸。在2021年政府工作報告中，李克強總理指出，要加快建設動力電池回收利用體系。而目前，我國動力電池回收利用企業較少，技術人員嚴重缺乏，動力電池回收利用行業混亂，操作不規范，給我國的環境和安全帶來嚴重的隱患。

針對動力電池回收利用過程中存在的問題，相關部門相繼出臺了《車用動力電池回收利用 余能檢測》（GB/T 34015—2017）、《廢電池分類及代碼》（GB/T 36576—2018）等一系列規范標準，相關行業也制定了“1+X”智能新能源汽車職業技能等級標準，用以規范動力電力回收利用行業的作業行為，但實施效果不明顯。職業院校是企業技術技能人才培養的主要陣地，也是普及標準、規范行為、培養工匠精神的重要源頭。查閱相關文獻，部分學者對動力電池相關課程的教學改革也有一定探索，但其改革內容主要集中在動力電池原理、動力電池及管理系統維護、動力電池及管理系統故障診斷與檢修等方面，真正探索動力電池回收利用的教學改革研究較少。故結合動力電池回收利用的新技術、新工藝、新標準，深化教學內容改革，結合現有教學過程中存在的問題，采取有效的教學策略，以貫徹新發展理念，培養人才的規范意識和工匠精神，具有重要現實意義。

1 課程特點及存在問題

1.1 課程特點

動力電池回收利用課程是以市場需求為導向，為汽車檢測與維修技術、新能源汽車技術等專業新開設的一門選修課。本課程具有多個學科知識交叉的特點，涉及電化學、材料學、控制科學和電子電氣檢測技術等[1]，這些專業知識相互獨立，又在課程中相互聯系。這些專業的學生主要來自中職學校機械類專業，很多從未系統學習過電化學、材料學等知識，將這些多學科交叉的知識在有限的時間內傳授給學生，其難度可想而知。

1.2 存在問題

以高職汽車檢測與維修技術專業學生為例，在教學改革前對學生學習和教師教學的情況進行了調研，調研結果顯示：

1）行業發展方向認識不清。

隨著經濟的快速發展，價值觀念逐漸多元化，功利主義思想逐漸在學生中成為主流，而注重正確的人生觀、價值觀、世界觀培養的人變得越來越少。對于許多汽車專業的學生來說，未來從事汽車銷售或汽車生產是大多數人的第一選擇，而從事動力電池回收利用很多人從未考慮。究其原因，一方面是很多學生對這一行業接觸很少，認識不清；另一方面，動力電池回收利用的過程具有一定的危險性，一般避而遠之。故，加強對學生進行動力電池回收利用職業認同感的教育和安全教育就顯得非常重要。

2）專業知識薄弱。

汽車檢測與維修技術專業的學生大多數來自中職學校，大部分學生僅了解一些電工的基本知識和電工測量儀器的使用，對電化學、材料學、控制科學等方面的知識知之甚少。故，需要在相關專業知識上進行補充，但又不易補充太深。

3）理論學習能力較差。

相對于理論的認知和抽象的思考，學生更喜歡通過觀察和參與性實踐獲得新知，沒有形成系統的認知能力，更喜歡具體直觀的事物。大部分學生對模擬訓練和操作實踐性環節的學習興趣較高，但自主學習能力不強，團隊合作意識、跨學科交叉運用的能力不足。能夠熟練利用互聯網進行學習資源檢索但不太喜歡純文字資料的學習。

4）教師教學效果不理想。

本課程涉及的專業知識點多知識面廣，很多教師采用常規教學方法，先進行專業知識理論的鋪墊學習，再進行動力電池回收利用流程和實操的講解，造成學生學習難度增加，學習興趣不高，很少有學生能夠參與到課堂互動，教學效果很不理想。同時，雖然目前許多院校都在推行課程思政，但很多教師在開展課程思政時存在思政元素挖掘不夠、不能與專業課程很好地結合、系統性不強、教學過程思政融入生硬等問題，導致實際的課程開展效果差強人意。

鑒于此，動力電池回收利用課程在進行教學內容改革的同時，也應采取有效的教學策略，解決教學過程中存在的問題，才能保證教學目標的順利達成。

2 教學改革措施

2.1 整體設計思路

本課程以國家政策為指引，以典型工作任務為驅動，緊扣動力電池回收利用新業態、新模式，圍繞“如何服務國家動力電池回收利用體系建設，培養產業高素質技術技能人才”這一問題，以動力電池回收利用全過程為主線，以細心嚴謹的工作態度、規范標準的作業習慣、安全環保的發展理念為思政元素，將教學內容進行模塊化處理；創新“學—范—練—評—展”教學模式，采用活頁式教材和線上、線下混合教學方式[2]，通過八項典型任務訓練，端正工作態度，培養工匠精神，貫徹新發展理念。

利用信息技術搭建多元化學習平臺；借助新能源汽車虛擬現實（Virtual Reality, VR）和三維仿真實訓平臺等信息技術，虛實結合，解決教學難點；對接“1+X”智能新能源汽車職業技能等級標準（中級）、國家動力電池回收利用規范，引入動力電池新技術、新工藝、新標準和競賽平臺，以賽促學，解決教學重點，從而有效達成培養動力電池回收利用高素質技術技能人才的教學目標。

2.2 依據崗位需求，重構課程內容

動力電池回收利用課程是為汽車類專業新開設的一門選修課，主要面向新能源汽車方向。在課程內容重構過程中，依據動力電池回收利用各環節技術崗位上的新要求[3]，對接“1+X”智能新能源汽車職業技能等級標準（中級），緊扣新能源汽車動力電池回收利用產業發展新業態、新模式，課程組對相關領域企業進行深入調研和訪談。在強質量、重引領的背景下，以學習成果為導向，以端正工作態度、培養工匠精神、貫徹新發展理念為思政要素，借助新能源汽車 VR和三維仿真實訓平臺信息技術手段，虛實結合，以賽促學，打造基于工作過程“以規為本、鑄匠于心、綠動未來”的模塊化課程[4]。表1為重構后的課程內容、對接標準和思政主題設計。

2.3 根據相關標準，明確教學目標

根據《高等職業學校汽車檢測與維修技術專業教學標準》和《汽車檢測與維修技術人才培養方案》，確定出本課程的教學目標及重、難點，如表2所示。

表2 教學目標和教學重、難點

2.4 基于目標達成，制定教學策略

1）基于學情分析，創新教學手段。

基于學生對動力電池工作原理、電池單體檢測分析等抽象知識的學習意識和學習積極性不強，動手能力較弱的特點，采用工單任務驅動[5]，利用學習通平臺，課前發布學習任務，引導學生養成自主學習習慣和制定施工計劃的能力；通過小組協作、對標示范、以賽促練，培養了學生的實踐動手能力；基于學生歸納能力較弱，用思維導圖提升了學生歸納、總結和分析問題的能力。

2）以學生為中心，優選教學方法。

鑒于學生偏好團隊協作，但溝通能力不強，喜歡“參與性”教學活動，但動力電池回收利用相關知識不熟，缺乏自信心；在教學過程中，采用案例教學法激發學習興趣，討論法提高溝通能力，任務驅動法提升參與度，分組對抗教學法增強自信心，實現了教學過程的參與性、實踐性和互動性，打造了以學生為中心的自主學習、探究學習、項目學習、案例學習等多種學習方式，全面調動學生學習的積極性，達成對學生團隊合作意識和服務意識等素質目標的培養。

3）遵循認知規律，創新教學模式。

遵循學生認知規律，創新采用“學—范—練—評—展”的教學模式，以“三融合”（即線上與線下融合，課上與課下融合，校內與校外融合）的形式開展教學，構建課前“記住”“理解”，課中“應用”“分析”“評價”，課后“創造”的高效課堂，全面提高學生的綜合素養。圖1為“學—范—練—評—展”教學模式。表3為“一體化”考評方式設計。

圖1 “學—范—練—評—展”教學模式

表3 “一體化”考評方式設計

4）依托課程平臺，創建“一體化”考評。依托學習通平臺，以學習成果為導向，以典型工作任務為驅動，將知識技能、學習態度、溝通協調和創新精神形成“一體化”的考評方式（表3），教師、學生、企業老師依據國家標準、行業標準、企業標準、“1+X”職業技能等級標準對學生的知識和技能的掌握、能力的發展、素養的提升和潛能的開發進行綜合素質評價。

3 教學實施

根據動力電池回收利用全過程工作內容，以真實工作任務為驅動，以學習成果為導向[6]，將職業能力的培養與動力電池回收利用崗位結合，通過對教學內容進行梳理、篩選和重構，以安全環保意識、規范意識和工匠精神等思政要素貫穿始終，持續提升疫情防控常態化下教學管理，對接國家標準、“1+X”職業等級標準，在智慧教室、省級生產性實訓基地和企業真實環境中落實思維與知識并育、品德與技能兼修、工學結合、書證融通。

3.1 創新教學模式，實現高效課堂

教學實施過程創新采用“學—范—練—評—展”的教學模式，將學生混合搭配劃分學習小組，共同學習，共同進步。課前，工單導學，引導學生熟悉教學內容，完成工單任務；課中，緊緊圍繞學生自學過程中的問題，通過VR虛擬演練、投屏展示、對接企業等開展探究式教學，以學生的探究、練習、應用為主，以教師的點撥啟發為輔，通過師生互動、生生互動，快速找準學生學習過程中的問題，及時引導解決；課后，再通過圍繞教學目標進行多元拓展，讓被動灌輸變為主動參與，讓知識的死記硬背變為知識的會用、能用和活用，大大提高課堂效率。圖2為以動力電池操作安全防護為例，開展的課堂組織和課堂實施。

圖2 動力電池操作安全防護課堂組織和課堂實施

3.2 借助1+X活頁教材，對接技能考核流程

從崗位需求出發，將職業技能等級標準有關內容及要求有機融入活頁式教材，引入動力電池回收利用新技術、新工藝、新標準，采用任務驅動，對接國家標準、行業標準、企業標準、“1+X”職業技能等級標準，通過制定施工計劃、開展規范性施工練習，實施對標評價，在達成教學目標的同時，為學生獲得“1+X”職業技能等級證書奠定基礎。

3.3 應用“參與性”教學方法，攻克教學重點難點

以學生為中心，教師為引導，課前工單導學，暴露教學難點；課中，通過參與模擬、參與實踐，突破教學難點；通過參與互動、參與討論攻克教學重點[7]；課后，多元拓展，逐步提升，達成教學目標。

3.4 采用虛實結合，提升安全意識

鑒于動力電池回收利用過程中存在高壓危害風險，借助新能源汽車 VR和三維仿真實訓平臺等設備，通過還原真實作業場景，在保證人身和設備安全的前提下，讓學生切身體驗事故的嚴重后果，習得相應的安全防護技能，促使學生實際安全防護技能提升。

3.5 踐行過程思政，落實德技兼修

以動力電池回收利用的八項典型任務為載體，從學生的態度培養，習慣養成到理念貫徹的全過程融入思政元素（圖3），通過課前、課中、課后三個教學環節，逐步培養學生認真、嚴謹的工作態度，精準、規范的作業習慣，安全、環保的發展理念，形成“德技兼修，知行并進”的教學理念。

圖3 過程思政的構建

4 學習效果

4.1 學習興趣明顯增強

課前，通過任務工單驅動，明確學習方向，利用學習平臺豐富的資源討論學習如何激發學生學習興趣，發現自身不足。課中，以真實案例為導向，引入多種小活動、實體模型、仿真實訓軟件等豐富教學手段，在活躍的課堂氛圍中小組團隊合作，共同探索新知，學生課程參與度明顯提升。課后，結合生活實例，開展多元的拓展活動。學生在遞進式學習中克服了畏難情緒、樹立了學習信心、提高了學習興趣、主動參與了教學活動。圖4為教改前后學生參與教學活動情況對比。

圖4 教改前后學生參與教學活動情況對比

4.2 教學目標圓滿達成

過程評價和課程考核數據顯示，學生掌握了動力電池回收利用的相關知識，能結合動力電池回收利用相關國家標準和1+X技能等級標準完成報廢動力電池的拆解、單體檢測、重組及場景匹配。學生能細心、嚴謹地穿戴防護用具；能精準、規范的過程操作；能用安全、環保的思維解決問題。班級平均分由課改前的72分提高至86分，圓滿達成既定教學目標。

4.3 技能證書獲取率明顯提高

將智能新能源汽車職業技能等級證書標準相關模塊融入課程教學內容，對接項目評價標準、國家標準、行業標準、企業崗位標準、“1+X”職業技能等級標準，學生在完成學業的同時，也具備了企業要求的職業等級技能，經過統計顯示1+X證書的獲取率由原來的 20%提升至現在的45.8%，大大促進了由學校到企業的零距離對接。

5 總結

以典型工作任務為驅動，以成果為導向，教學內容緊扣動力電池回收利用行業新業態，引入動力電池新技術、新工藝、新標準，使人才培養更貼近崗位實際需求。教學方法遵循學生的認知規律，采用“學—范—練—評—展”教學模式，促使“崗課賽證”深度融合，使被動學習變為主動探究，將死記硬背變為收獲成果，將單向傳授變為教學相長，增強了學生學習的獲得感、自信心，提高了課堂學習效率。同時，將細心、嚴謹的工作態度，規范、標準的作業習慣，安全、環保的發展理念等思政元素融入動力電池回收利用過程中的八項典型任務，促使學生從態度上提高認識，從行為上踐行規范，從發展上注重安全、環保，在學習專業技能的同時，全面提升學生綜合素養，助力純電動汽車行業綠色發展。