资源综合利用技术专业“锂离子电池及循环利用”课程教学改革与探索

施丽华

（广东环境保护工程职业学院，广东 佛山 528216）

资源综合利用技术是广东环境保护工程职业学院众多环保专业之一，专业教学内容主要是对各种固体废弃物（二次资源）进行综合利用与管理，对其中有价值的部分进行提取和循环利用，形成材料终端产品，并对循环利用过程中产生的环境问题进行控制，节约国家资源，避免环境污染。资源综合利用技术专业的前身是资源环境与城市管理专业资源综合利用技术方向（另一方向是清洁生产与节能技术）。2014年，广东环境保护工程职业学院资源环境与城市管理专业被定为广东省高等职业教育重点专业，建设完成后顺利通过验收。2016年，资源综合利用技术（原名“资源综合利用与管理技术”）专业作为独立专业开始在广东省内招生，全省也只有广东环境保护工程职业学院开设此专业。

资源综合利用技术专业主要研究各种固体废弃物的资源化，其中，废电池是大宗固废，量大且危险。近年来，国家大力推进新能源汽车的发展与普及[1]，随之产生的新能源汽车报废电池越来越多。2020年，我国提出了“2030碳达峰”“2060碳中和”的双碳目标，而新能源汽车的快速发展是实现我国双碳目标的有效途径。国家也提出了加快发展新能源汽车退役动力锂离子电池回收的要求。因此，资源综合利用技术专业调研行业、企业发展情况后，增设了“锂离子电池及循环利用”专业核心课。

“锂离子电池及循环利用”是为适应新能源汽车退役动力锂离子电池循环利用发展而开设的一门专业核心课程，包含系统全面的锂离子电池相关知识及其循环利用知识，可以为毕业生从事相关工作和后续行业深造奠定坚实的理

论及实践基础，对锂离子电池循环利用行业高技能型人才的培养至关重要。通过实践教学不断改革和完善锂离子电池循环利用行业产业的人才培养体系和模式更是时代赋予学校的历史重任。本研究针对这门新开设的专业课，从教材选择、教学内容、教学方法和考核模式等方面出发，进行重点研究和探讨，为培养高素质锂离子电池循环利用从业人才提供思路。

1 “锂离子电池及循环利用”课程存在的主要问题

1.1 教材的选择问题

作为一门新课程，“锂离子电池及循环利用”缺乏经典、权威的教材和参考书，且现有教材或参考书因为编者学科背景的差别导致教材内容重点不一。该课程包含锂离子电池知识和锂离子电池循环利用知识，市面上的教材类型单一且价格非常昂贵，学生难以接受。随着科技的快速发展，相关理论基础、材料体系、制备工艺、测试表征、湿法回收、萃取分离等知识更新速度加快[1]，三五年前出版的教材内容已经出现部分过时或者知识点缺漏的问题。因此，需要缩短本领域专业书籍的出版周期或者定期对现有书籍进行及时补充编辑，以跟上技术和时代的进步。

1.2 教学课时与内容的矛盾

“锂离子电池及循环利用”覆盖材料专业和冶金专业，是多学科的交叉融合，内容包含无机、有机、高分子和金属等专业知识，也涉及物理化学、电化学、结构化学、分析表征、湿法冶金、分析化学等理论的应用[2]。锂离子电池作为多种材料的集合体，每一种材料都必不可少，材料之间又相互影响，只有全面掌握相关知识，才能更好地应用于实践，避免出现“纸上谈兵”的问题。该课程内容多、知识面广，与其设定的48学时产生了矛盾，教师很难将课程内容细致透彻地教给学生。另外，该课程为校企合作、产教融合课程，对接大量实习就业岗位，大一学生入校半年多就过早地接触工作岗位知识内容，不太容易消化且容易忘记，所以设置第二学期不太合理。课程内容与学时信息如表1所示。

表1 课程内容与学时信息

1.3 教学方法和课程考核模式的问题

“锂离子电池及循环利用”是理论与实践紧密结合的课程，但由于课程刚刚创建，配套的实训室还未建立，相应的实验设备还未采购，在教学中还是以课堂讲授的方式为主。就理论部分而言，由于学生知识基础较差、掌握程度和理解能力参差不齐，如果与本课程的内容不能很好地衔接，会造成学生学习困难、产生厌学情绪。就应用部分而言，本课程教学基本限定在书本及课堂内，本应具体、实际的内容反而变成需要死记硬背的文字和公式。就课程考核模式来看，不管是课后作业还是考试，答案往往是书本上的固定内容，不能激励学生积极思考，也不能锻炼其变通解决问题的能力。目前，期末最终成绩由60%的期末考试成绩和40%的平时表现成绩构成，考试成绩占比太高，不利于学生积极参与教学过程。

2 课程教学实践探索

2.1 自编校级教材

参考王刚等主编的《动力锂电池梯次利用与回收处理》、杨绍斌等主编的《锂离子电池制造工艺原理与应用》、胡国荣等主编的《锂离子电池正极材料：原理、性能与生产工艺》和核心期刊《电源技术》等最新的研究论文编写校级教材，先满足学生的课堂学习需要，争取公开出版教材。这就对授课教师提出了更高的要求，不但要有扎实的基础，还要有专业背景，在专业领域的科研探索过程中不断学习，将新的知识理论补充到教学内容中，使学生可以获得最新的专业知识。课程负责人（即授课老师）应在锂离子电池和回收利用企业从事过技术研发工作，具备“双师”技能型素质。

2.2 增加课程学时，调整上课学期

“锂离子电池及循环利用”课程内容多且知识面广，设置64课时较为合适。如果专业人才培养方案总课时允许，可以增设一个实训周（24课时），实训项目可以设置为“用废锂离子电池制备高纯硫酸钴和硫酸镍”，涵盖湿法冶金处理回收废锂离子电池全工艺流程，具体包括破碎、拆解、筛分、浸出、除杂、萃取、蒸发结晶等，每一道工艺流程都能切实锻炼学生的动手能力。此实训项目能很好地对接广东邦普循环科技有限公司、广东芳源环保股份有限公司、江门恒创睿能科技有限公司的生产业务内容。另外，将本课程定位为专业核心课，调至第四学期，更容易让学生接受，使其在适当的时机接触大三顶岗实习工作内容。

2.3 丰富教学方法，优化考核模式

高职院校旨在培养动手能力强的高素质技能型人才，专业课程过于依赖书本、局限于课堂不利于学生实践能力的培养。“锂离子电池及循环利用”课程，以传统的讲授法教学为主，可以高效传授理论知识和总结经验，但具体的事物停留于书面反而使其抽象化。因此，教师可以利用丰富的资源素材与多种教学模式结合的方式帮助学生学习。在本课程的“概论”章节，向学生介绍行业企业及师兄师姐近年来的实习工作情况，学生对此表现出强烈的兴趣并积极互动，能更好地将课程知识学以致用，提高学习的积极性。

锂离子电池的工作原理、三元锂电池、磷酸铁锂电池等抽象的知识点可以借助微课视频进行讲解，形象生动的动画视频有助于学生快速理解和掌握相关原理。此外，可邀请校外兼职教师入校讲课，从工业企业的角度向学生传递相关知识及信息。另外，组织学生到电池回收及电池材料生产企业实地参观学习，对所学课程的知识应用获得更加直观的感受。因为现在锂离子电池、电池材料及电池回收利用相关资料较多，教师也可以同时开展讨论式教学、翻转课堂等[3]。通过制定相关的主题或任务，让学生自行查阅网络信息并组织汇报及讨论；教师也可以针对锂离子电池及其材料的相关问题，以头脑风暴的形式使学生主动思考、积极创新。

考试是对学生学习效果的常用评价方式，但考试内容多是书本上需要机械记忆的内容，少数计算题也只是简单的数字替换，基本只考查了学生的记忆力，很难评价动手实践能力。考核模式的优化要倡导“立足过程，促进发展”，探索基于专业素养的全方位、过程化、综合性、客观性评价体系。注重过程评价要求提高平时成绩的比例，可以由40%提高到60%，细化评分，平时成绩由学生发言次数、实验实训过程表现、小组汇报PPT、探讨最新科技新闻事件等综合得出。当然，提高非考试的考核方式比例也就提高了教师的评分难度和主观作用，需要教师付出更多的时间和精力。

3 结语

随着锂离子电池及循环利用产业的迅猛发展，对高素质技能型人才的需求不断增加。总结和思考资源综合利用技术专业新开设的“锂离子电池及循环利用”课程教学，从教材选择、教学内容、教学方法和考核模式等方面进行了课程教学改革与探索，对提高教学质量、增强学生的实践能力、激发学生的学习兴趣和创新思维均起到了良好的效果，同时促进了广东环境保护工程职业学院资源综合利用技术专业课程的创新发展。