动力电池回收利用课程的教学改革与实践

文仁兴，陈 勇，周 晶，李 文，高朝祥

（四川化工职业技术学院 机械工程学院，四川 泸州 646300）

近年来，我国新能源汽车一直处于产销两旺的时代，据国家统计局数据显示，2021年我国新能源汽车产售量分别达到了354.5万辆和352.1万辆，销售量同比增长了1.6倍，连续7年位居全球第一。在我国新能源汽车产业可谓一路狂奔的背景下，也即将迎来第一批动力电池的退役高峰期，预计到 2025年我国动力电池累计退役量将接近80万吨。在2021年政府工作报告中，李克强总理指出，要加快建设动力电池回收利用体系。而目前，我国动力电池回收利用企业较少，技术人员严重缺乏，动力电池回收利用行业混乱，操作不规范，给我国的环境和安全带来严重的隐患。

针对动力电池回收利用过程中存在的问题，相关部门相继出台了《车用动力电池回收利用 余能检测》（GB/T 34015—2017）、《废电池分类及代码》（GB/T 36576—2018）等一系列规范标准，相关行业也制定了“1+X”智能新能源汽车职业技能等级标准，用以规范动力电力回收利用行业的作业行为，但实施效果不明显。职业院校是企业技术技能人才培养的主要阵地，也是普及标准、规范行为、培养工匠精神的重要源头。查阅相关文献，部分学者对动力电池相关课程的教学改革也有一定探索，但其改革内容主要集中在动力电池原理、动力电池及管理系统维护、动力电池及管理系统故障诊断与检修等方面，真正探索动力电池回收利用的教学改革研究较少。故结合动力电池回收利用的新技术、新工艺、新标准，深化教学内容改革，结合现有教学过程中存在的问题，采取有效的教学策略，以贯彻新发展理念，培养人才的规范意识和工匠精神，具有重要现实意义。

1 课程特点及存在问题

1.1 课程特点

动力电池回收利用课程是以市场需求为导向，为汽车检测与维修技术、新能源汽车技术等专业新开设的一门选修课。本课程具有多个学科知识交叉的特点，涉及电化学、材料学、控制科学和电子电气检测技术等[1]，这些专业知识相互独立，又在课程中相互联系。这些专业的学生主要来自中职学校机械类专业，很多从未系统学习过电化学、材料学等知识，将这些多学科交叉的知识在有限的时间内传授给学生，其难度可想而知。

1.2 存在问题

以高职汽车检测与维修技术专业学生为例，在教学改革前对学生学习和教师教学的情况进行了调研，调研结果显示：

1）行业发展方向认识不清。

随着经济的快速发展，价值观念逐渐多元化，功利主义思想逐渐在学生中成为主流，而注重正确的人生观、价值观、世界观培养的人变得越来越少。对于许多汽车专业的学生来说，未来从事汽车销售或汽车生产是大多数人的第一选择，而从事动力电池回收利用很多人从未考虑。究其原因，一方面是很多学生对这一行业接触很少，认识不清；另一方面，动力电池回收利用的过程具有一定的危险性，一般避而远之。故，加强对学生进行动力电池回收利用职业认同感的教育和安全教育就显得非常重要。

2）专业知识薄弱。

汽车检测与维修技术专业的学生大多数来自中职学校，大部分学生仅了解一些电工的基本知识和电工测量仪器的使用，对电化学、材料学、控制科学等方面的知识知之甚少。故，需要在相关专业知识上进行补充，但又不易补充太深。

3）理论学习能力较差。

相对于理论的认知和抽象的思考，学生更喜欢通过观察和参与性实践获得新知，没有形成系统的认知能力，更喜欢具体直观的事物。大部分学生对模拟训练和操作实践性环节的学习兴趣较高，但自主学习能力不强，团队合作意识、跨学科交叉运用的能力不足。能够熟练利用互联网进行学习资源检索但不太喜欢纯文字资料的学习。

4）教师教学效果不理想。

本课程涉及的专业知识点多知识面广，很多教师采用常规教学方法，先进行专业知识理论的铺垫学习，再进行动力电池回收利用流程和实操的讲解，造成学生学习难度增加，学习兴趣不高，很少有学生能够参与到课堂互动，教学效果很不理想。同时，虽然目前许多院校都在推行课程思政，但很多教师在开展课程思政时存在思政元素挖掘不够、不能与专业课程很好地结合、系统性不强、教学过程思政融入生硬等问题，导致实际的课程开展效果差强人意。

鉴于此，动力电池回收利用课程在进行教学内容改革的同时，也应采取有效的教学策略，解决教学过程中存在的问题，才能保证教学目标的顺利达成。

2 教学改革措施

2.1 整体设计思路

本课程以国家政策为指引，以典型工作任务为驱动，紧扣动力电池回收利用新业态、新模式，围绕“如何服务国家动力电池回收利用体系建设，培养产业高素质技术技能人才”这一问题，以动力电池回收利用全过程为主线，以细心严谨的工作态度、规范标准的作业习惯、安全环保的发展理念为思政元素，将教学内容进行模块化处理；创新“学—范—练—评—展”教学模式，采用活页式教材和线上、线下混合教学方式[2]，通过八项典型任务训练，端正工作态度，培养工匠精神，贯彻新发展理念。

利用信息技术搭建多元化学习平台；借助新能源汽车虚拟现实（Virtual Reality, VR）和三维仿真实训平台等信息技术，虚实结合，解决教学难点；对接“1+X”智能新能源汽车职业技能等级标准（中级）、国家动力电池回收利用规范，引入动力电池新技术、新工艺、新标准和竞赛平台，以赛促学，解决教学重点，从而有效达成培养动力电池回收利用高素质技术技能人才的教学目标。

2.2 依据岗位需求，重构课程内容

动力电池回收利用课程是为汽车类专业新开设的一门选修课，主要面向新能源汽车方向。在课程内容重构过程中，依据动力电池回收利用各环节技术岗位上的新要求[3]，对接“1+X”智能新能源汽车职业技能等级标准（中级），紧扣新能源汽车动力电池回收利用产业发展新业态、新模式，课程组对相关领域企业进行深入调研和访谈。在强质量、重引领的背景下，以学习成果为导向，以端正工作态度、培养工匠精神、贯彻新发展理念为思政要素，借助新能源汽车 VR和三维仿真实训平台信息技术手段，虚实结合，以赛促学，打造基于工作过程“以规为本、铸匠于心、绿动未来”的模块化课程[4]。表1为重构后的课程内容、对接标准和思政主题设计。

2.3 根据相关标准，明确教学目标

根据《高等职业学校汽车检测与维修技术专业教学标准》和《汽车检测与维修技术人才培养方案》，确定出本课程的教学目标及重、难点，如表2所示。

表2 教学目标和教学重、难点

2.4 基于目标达成，制定教学策略

1）基于学情分析，创新教学手段。

基于学生对动力电池工作原理、电池单体检测分析等抽象知识的学习意识和学习积极性不强，动手能力较弱的特点，采用工单任务驱动[5]，利用学习通平台，课前发布学习任务，引导学生养成自主学习习惯和制定施工计划的能力；通过小组协作、对标示范、以赛促练，培养了学生的实践动手能力；基于学生归纳能力较弱，用思维导图提升了学生归纳、总结和分析问题的能力。

2）以学生为中心，优选教学方法。

鉴于学生偏好团队协作，但沟通能力不强，喜欢“参与性”教学活动，但动力电池回收利用相关知识不熟，缺乏自信心；在教学过程中，采用案例教学法激发学习兴趣，讨论法提高沟通能力，任务驱动法提升参与度，分组对抗教学法增强自信心，实现了教学过程的参与性、实践性和互动性，打造了以学生为中心的自主学习、探究学习、项目学习、案例学习等多种学习方式，全面调动学生学习的积极性，达成对学生团队合作意识和服务意识等素质目标的培养。

3）遵循认知规律，创新教学模式。

遵循学生认知规律，创新采用“学—范—练—评—展”的教学模式，以“三融合”（即线上与线下融合，课上与课下融合，校内与校外融合）的形式开展教学，构建课前“记住”“理解”，课中“应用”“分析”“评价”，课后“创造”的高效课堂，全面提高学生的综合素养。图1为“学—范—练—评—展”教学模式。表3为“一体化”考评方式设计。

图1 “学—范—练—评—展”教学模式

表3 “一体化”考评方式设计

4）依托课程平台，创建“一体化”考评。依托学习通平台，以学习成果为导向，以典型工作任务为驱动，将知识技能、学习态度、沟通协调和创新精神形成“一体化”的考评方式（表3），教师、学生、企业老师依据国家标准、行业标准、企业标准、“1+X”职业技能等级标准对学生的知识和技能的掌握、能力的发展、素养的提升和潜能的开发进行综合素质评价。

3 教学实施

根据动力电池回收利用全过程工作内容，以真实工作任务为驱动，以学习成果为导向[6]，将职业能力的培养与动力电池回收利用岗位结合，通过对教学内容进行梳理、筛选和重构，以安全环保意识、规范意识和工匠精神等思政要素贯穿始终，持续提升疫情防控常态化下教学管理，对接国家标准、“1+X”职业等级标准，在智慧教室、省级生产性实训基地和企业真实环境中落实思维与知识并育、品德与技能兼修、工学结合、书证融通。

3.1 创新教学模式，实现高效课堂

教学实施过程创新采用“学—范—练—评—展”的教学模式，将学生混合搭配划分学习小组，共同学习，共同进步。课前，工单导学，引导学生熟悉教学内容，完成工单任务；课中，紧紧围绕学生自学过程中的问题，通过VR虚拟演练、投屏展示、对接企业等开展探究式教学，以学生的探究、练习、应用为主，以教师的点拨启发为辅，通过师生互动、生生互动，快速找准学生学习过程中的问题，及时引导解决；课后，再通过围绕教学目标进行多元拓展，让被动灌输变为主动参与，让知识的死记硬背变为知识的会用、能用和活用，大大提高课堂效率。图2为以动力电池操作安全防护为例，开展的课堂组织和课堂实施。

图2 动力电池操作安全防护课堂组织和课堂实施

3.2 借助1+X活页教材，对接技能考核流程

从岗位需求出发，将职业技能等级标准有关内容及要求有机融入活页式教材，引入动力电池回收利用新技术、新工艺、新标准，采用任务驱动，对接国家标准、行业标准、企业标准、“1+X”职业技能等级标准，通过制定施工计划、开展规范性施工练习，实施对标评价，在达成教学目标的同时，为学生获得“1+X”职业技能等级证书奠定基础。

3.3 应用“参与性”教学方法，攻克教学重点难点

以学生为中心，教师为引导，课前工单导学，暴露教学难点；课中，通过参与模拟、参与实践，突破教学难点；通过参与互动、参与讨论攻克教学重点[7]；课后，多元拓展，逐步提升，达成教学目标。

3.4 采用虚实结合，提升安全意识

鉴于动力电池回收利用过程中存在高压危害风险，借助新能源汽车 VR和三维仿真实训平台等设备，通过还原真实作业场景，在保证人身和设备安全的前提下，让学生切身体验事故的严重后果，习得相应的安全防护技能，促使学生实际安全防护技能提升。

3.5 践行过程思政，落实德技兼修

以动力电池回收利用的八项典型任务为载体，从学生的态度培养，习惯养成到理念贯彻的全过程融入思政元素（图3），通过课前、课中、课后三个教学环节，逐步培养学生认真、严谨的工作态度，精准、规范的作业习惯，安全、环保的发展理念，形成“德技兼修，知行并进”的教学理念。

图3 过程思政的构建

4 学习效果

4.1 学习兴趣明显增强

课前，通过任务工单驱动，明确学习方向，利用学习平台丰富的资源讨论学习如何激发学生学习兴趣，发现自身不足。课中，以真实案例为导向，引入多种小活动、实体模型、仿真实训软件等丰富教学手段，在活跃的课堂氛围中小组团队合作，共同探索新知，学生课程参与度明显提升。课后，结合生活实例，开展多元的拓展活动。学生在递进式学习中克服了畏难情绪、树立了学习信心、提高了学习兴趣、主动参与了教学活动。图4为教改前后学生参与教学活动情况对比。

图4 教改前后学生参与教学活动情况对比

4.2 教学目标圆满达成

过程评价和课程考核数据显示，学生掌握了动力电池回收利用的相关知识，能结合动力电池回收利用相关国家标准和1+X技能等级标准完成报废动力电池的拆解、单体检测、重组及场景匹配。学生能细心、严谨地穿戴防护用具；能精准、规范的过程操作；能用安全、环保的思维解决问题。班级平均分由课改前的72分提高至86分，圆满达成既定教学目标。

4.3 技能证书获取率明显提高

将智能新能源汽车职业技能等级证书标准相关模块融入课程教学内容，对接项目评价标准、国家标准、行业标准、企业岗位标准、“1+X”职业技能等级标准，学生在完成学业的同时，也具备了企业要求的职业等级技能，经过统计显示1+X证书的获取率由原来的 20%提升至现在的45.8%，大大促进了由学校到企业的零距离对接。

5 总结

以典型工作任务为驱动，以成果为导向，教学内容紧扣动力电池回收利用行业新业态，引入动力电池新技术、新工艺、新标准，使人才培养更贴近岗位实际需求。教学方法遵循学生的认知规律，采用“学—范—练—评—展”教学模式，促使“岗课赛证”深度融合，使被动学习变为主动探究，将死记硬背变为收获成果，将单向传授变为教学相长，增强了学生学习的获得感、自信心，提高了课堂学习效率。同时，将细心、严谨的工作态度，规范、标准的作业习惯，安全、环保的发展理念等思政元素融入动力电池回收利用过程中的八项典型任务，促使学生从态度上提高认识，从行为上践行规范，从发展上注重安全、环保，在学习专业技能的同时，全面提升学生综合素养，助力纯电动汽车行业绿色发展。