摘"要:新能源汽車在我國發展迅速,新能源汽車相關專業也逐漸成為各大院校的主流專業。伴隨著行業的發展和進步,新能源電子產品檢測也變得更加重要,并已成為新能源汽車行業的一個重要分支。本文旨在探討“新能源電子產品檢測”課程的構建與改革,以適應當前新能源產業的快速發展和對專業人才的迫切需求。產教融合設計課程,依據行業實際需求與崗位標準,精準設定課程內容與教學目標,強化實踐教學環節,致力于培養具備扎實專業技能和良好職業素養的專業人才,助力新能源汽車產業的高質量發展。
關鍵詞:職業教育;課程建設;新能源電池;產品檢測;電子產品
“新能源電子器件”是電子信息工程技術專業及應用電子技術專業的一門專業拓展課程。依托于惠州城市職業學院新能源電池與3C電子產品檢測實驗室項目的建設情況,惠州城市職業學院新能源電子產品檢測教學團隊對該課程進行了全面改革,設計符合當地區域產業結構發展用人需求的課程,并對教學內容進行優化整合,以企業實際需求為導向,培養學生形成職業體系理念,增強學生動手操作能力,滿足現代企業對高職人才培養的要求。
1"課程定位
1.1"產業發展
受益于新能源汽車市場的蓬勃發展和儲能技術的廣泛應用,中國鋰電池檢測系統市場在2023年達到了顯著增長,市場規模達到230.64億元,這一趨勢表明,對鋰電池及相關電子產品的檢測系統需求量將會持續增長,從而推動對相關人才的需求[1]。惠州作為中國重要的電子信息產業基地之一,在新能源電池產業方面表現突出。本課程的建設依托當地產業發展優勢,聚焦特色產業,致力于服務地方,為新能源及電子產品產業培養專業人才。
1.2"崗位需求
鋰電池檢測系統行業在新能源、儲能、消費電子等產業的推動下迅猛發展,鋰電池產量的高速增長為鋰電池檢測系統行業帶來了廣闊的市場空間[2]。企業需要大量檢測人才,如電子質檢員、質量檢驗員等來加強對汽車底盤、動力電池等關鍵環節的智能檢測,提升產業競爭力。隨著鋰電池制造環節自動化程度的提高和智能制造體系的建立,企業對鋰電池檢測系統在智能化方面的要求變得更加迫切,這需要更多懂得專業檢測技術和檢測管理體系的專業人才[3]。
1.3"課程要求
本課程主要面向電子信息類及汽車制造類專業的學生,是在完成“模擬電子技術”“電子檢測技術”“電學基礎與高壓安全”等專業核心課程,學生已經具備了基本的電表使用操作能力和用電知識以及安全知識的基礎上開設的。通過學習本課程,學生能夠熟悉實驗室質量管理體系的建設,了解國家和行業在電子產品及電池檢測相關的標準,掌握檢測儀器的使用,熟悉新能源電池與電子產品檢測的流程和規范操作,為后續的課程設計、畢業設計、技能考證等職業發展提供技術支撐。
2"基于實踐能力培養的教學改革
2.1"課程設計
2.1.1"圍繞實驗室建設,學習質量管理體系
傳統實訓教學往往側重于專業知識與技能的傳授,而對實驗室的規范運作及質量體系理念的培養投入不足[4]。本課程旨在打破這一局限,將質量管理體系的理念融入課程設置之中,激發學生對規范性管理和作業的深刻認識。在教學過程中貫穿標準化管理理念,深化學生對質量管理體系的理解與應用。通過體系化的管理策略,在實操過程中確保每一項實驗操作都嚴格遵循既定的標準與程序,確保測試流程的規范性,以及測試結果的可靠性與精確性[5]。本課程注重引導學生培養規范性管理和作業意識,有助于學生提前適應未來在實驗室或企業中的職業標準,更是提升其職業素養的關鍵步驟。
2.1.2"模擬真實案例,熟悉檢測業務流程
實驗室配備了電池充放電測試儀、恒溫恒濕試驗箱、冷熱沖擊試驗箱、鹽霧試驗箱以及常用的安規實驗套件,可以提供電工電子產品的環境可靠性檢測、電氣性能和電池相關的檢測工作。在教學實施的過程中,以模擬實驗室的正常運營為主線,從與客戶的溝通協議階段到樣品處理階段,再到檢驗檢測和出具報告等階段進行教學設計,幫助學生了解和學習真實應用場景中的業務開展流程,著重講解儀器的工作原理、使用規范及使用注意事項,讓學生進行實操練習,在真實項目實踐中,增強學生的動手操作能力和規范性作業意識。
2.2"教學實施
2.2.1"課前準備
在“新能源電子產品檢測”課程的課前準備階段,準備一系列的教學資源,以確保學生能夠充分理解即將進行的實驗操作。這些資源包括但不限于以下方面。
(1)規范操作視頻:通過視頻展示,學生可以直觀地學習到實驗操作的標準流程,包括設備的正確使用方法、實驗步驟的詳細演示以及潛在的安全風險防范。
(2)儀器使用指導書:詳細闡述了各種檢測儀器的技術參數、操作流程和維護保養知識,使學生能夠在實驗前對儀器有全面的認識。
(3)任務書:項目式指引作業,以項目為單元明確實驗的具體目標、預期結果和評價標準,使學生能夠明確學習目標,有針對性地進行實驗操作。
(4)檢測標準:提供國家和行業相關測試標準,如GB/T"314852015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》,幫助學生了解測試要求,確保學生遵循測試規范。
2.2.2"課中實施
在實驗操作環節,學生在教師的指導下,獨立完成實驗任務,包括儀器操作、數據采集分析和報告撰寫等。這一過程不僅鍛煉了學生的動手能力,也加深了他們對檢測流程和技術的理解。實驗操作環節的設計注重以下幾個方面。
(1)實操演練:學生通過實際操作,如電池充放電測試、電池循環壽命測試、電池容量測試以及安全規范測試等,掌握新能源電池與3C電子產品檢測的關鍵技術。
①充放電測試。將電池置于恒溫環境中,設置特定的充電和放電電流及電壓[6],進行循環測試,以評估電池的循環性能,包括循環壽命和容量變化[7]。通過上位機或設備讀取故障碼信息和電池系統詳細數據,如單體電壓、電流、溫度、絕緣阻值等,確認電池系統具體故障及風險等級[8]。
②循環測試。通過多次充放電循環來評估電池的性能穩定性[9]。檢查BMS(Battery"Management"System)及其采集線束、傳感器等,對于無明確故障碼的問題,如無法充電或續駛里程嚴重衰減,需要檢查相關的車身及外部部件或對電池進行專業測試[10]。
③容量測試。通過恒功率、電流、電壓的放電,進行多次的充放電循環來檢測電池容量,并根據所得數據繪制衰減曲線圖,以此評估電池的容量[11]。通過上位機或設備讀取故障碼信息和電池系統詳細數據,確認電池系統具體故障及風險等級[12]。對于電壓相關的電池單體故障,如靜態壓差過大、電壓過低、電壓過高等,應采用校準后的設備進行測試[13]。
④PACK測試。將電池系統拆下之后,對電池系統的外觀進行檢查,如存在變形、磨損、破裂等現象,則需要檢查封箱螺絲的扭矩及標記,并對氣密性進行檢測[14]。
⑤冷熱沖擊測試。在測試中,檢測樣品會在預設的高溫和低溫環境中進行快速切換,以測試電池對溫度沖擊的反應,是一種環境應力篩選測試。測試過程中,電池的電壓、電流和溫度等參數會被實時監控和記錄,用于評估電池或電子產品材料、結構和組件在極端溫度變化下的穩定性和可靠性。
⑥鹽霧測試。測試中,通過將測試樣品暴露在特定濃度的鹽霧環境中,以模擬海洋或高濕含鹽環境對產品的影響,用于評估材料及其防護層的抗鹽霧腐蝕能力。
(2)數據采集與分析:學生通過實操演練收集到數據后,教師引導學生如何使用專業軟件進行數據采集和分析,比如通過電壓、電流、溫度等參數的變化來評估電池的性能。學生需要學會使用統計軟件或工具來處理和分析數據,以確保結果的準確性和可靠性[11],從而得出科學的結論。通過實際案例的學習,學生可以研究實際問題,收集相關的數據,并進行深入分析。這種方法不僅能提高學生的數據分析能力,還能夠增強學生解決實際問題的能力。
(3)報告撰寫:在課程設計中融入報告撰寫環節,教授學生如何撰寫專業的技術報告,包括報告的結構、語言的準確性和技術性,這包括如何清晰地描述實驗過程、準確呈現數據分析結果以及合理地得出結論。學生在撰寫報告的過程中需要進行團隊合作,這不僅能鍛煉他們的寫作能力,還提高了學生的溝通和協作能力。團隊成員需要共同討論、分工協作,以確保報告的完整性和準確性。教師會對學生撰寫的報告進行點評和分析,指出報告中的問題,并提供改進建議。這個過程幫助學生學會如何接受反饋并據此改進自己的工作,這對于他們未來的職業生涯至關重要。
2.3"考核評價
2.3.1"過程性評價
過程性評價是全面評估學生學習成效的重要手段。本課程采用過程性評價的方式,結合理論考試和實操考核,全面評估學生的學習成效。
理論考試旨在全面評估學生對新能源電子產品檢測領域的理論知識掌握情況,涵蓋電池的工作原理、性能參數、檢測技術與標準、安全規范等核心內容。通過考試,檢驗學生是否能夠準確理解并應用這些理論知識,以確保他們在未來工作中能夠遵循行業標準,保證產品質量和安全。
實操考核則更側重于考核學生的操作技能和實驗操作的正確性。通過模擬實際工作場景,如電池性能測試、故障診斷、安全事故處理等,考核學生是否能夠熟練運用所學知識進行實際操作,并在面對問題時展現出良好的問題解決能力。這種考核方式有助于培養學生的實踐能力和應變能力,為將來的職業生涯打下堅實的基礎。
2.3.2"技能證書
為了提高學生的就業競爭力,本課程鼓勵學生參加《計量員》國家職業標準考核,以獲得專業資格證書。該職業標準針對從事儀器、儀表、設備的計量檢定、檢查、校準、調整、修理及測試等工作的人員,共設四個等級,分別為:四級/中級工、三級/高級工、二級/技師、一級/高級技師。技能證書的獲取不僅提升了學生的職業技能,也增強了其就業競爭力。通過參加這一考核,學生能夠系統地學習計量學知識,掌握計量器具的使用和維護技能,以及計量數據的處理和分析方法[8]。
3"課程素質目標的培養
3.1"創新與創業教育在“新能源電子產品檢測”課程中的應用
3.1.1"創新思維的培養
創新是推動新能源電子產品檢測技術發展的關鍵因素。在課程中,教師應鼓勵學生思考現有檢測技術的局限性,并探索可能的改進方案。例如,通過組織創新工作坊和頭腦風暴會議,學生可以提出新的檢測方法或優化現有的檢測流程。此外,課程考慮與新能源相關企業進行合作,共同為學生設置創新實踐項目,讓學生團隊合作,設計并實施新的檢測技術或設備,以解決實際問題。
3.1.2"創業項目的實踐
創業教育可以幫助學生理解新能源電子產品檢測領域的商業潛力。課程中可以包含模擬創業項目,讓學生體驗從市場調研、商業計劃書撰寫到產品開發和市場推廣的全過程。通過這樣的實踐活動,學生不僅能夠了解創業的挑戰和機遇,還能夠培養團隊合作和項目管理的能力。
3.1.3"知識產權教育
在創新與創業教育中,知識產權的保護至關重要。課程應包含知識產權的基礎知識,如專利、商標和版權的申請流程和保護策略。通過案例分析,學生可以學習如何保護自己的創新成果,避免侵權風險,并理解知識產權在商業化過程中的重要性。
3.2"可持續發展教育在“新能源電子產品檢測”課程中的融入
3.2.1"環境影響評估
“新能源電子產品檢測”課程應包含環境影響評估的內容,教育學生如何在檢測過程中減少對環境的影響。例如,通過使用無害的測試品、優化能源消耗和采用可回收的測試材料,可以減少檢測活動對環境的負面影響。學生應學會評估檢測活動的環境成本,并探索更環保的檢測方法。
3.2.2"循環經濟與回收利用
新能源電子產品的回收和再利用是實現可持續發展的重要途徑。課程中可以介紹電池的回收流程,包括電池的收集、拆解、材料分離和再利用。學生可以學習如何通過檢測技術評估電池的剩余價值,并探索如何提高電池材料的回收率和再利用率。
結語
在中國新能源行業快速發展的今天,鋰離子動力電池在不同領域里大放異彩,作為行業中新興且重要的分支,新能源電子產品檢測能夠提升學生的知識面和對新能源行業的認知度。通過將新產業、新業態融入教學設計中,引導學生在“新能源電子產品檢測”課程中進行深入探討,幫助學生學習和掌握檢測技術,培養學生的實踐操作能力。通過本課程的學習,學生將能夠在專業成長的道路上,以更高的標準要求自己,以更嚴謹的態度面對每一次實驗,為成為未來科學探索的領航者打下堅實的基礎。
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作者簡介:鄭子瑤(1996—"),女,漢族,廣東惠州人,碩士研究生,研究方向:電子與通信技術。