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大量新能源汽车相关从业人员的需要目前国家的新能源汽车发展的技术路线为“三纵(电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车)、三横(电控、电机、电池)、三个平台(设计制造平台、社会服务平台、政策平台)”,我国汽车行业要按照产业化规模向前推进,就需要大量能够在新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、试验、管理与维护等方面工作的复合型高素质专业人才来满足行业的多层次需求,但是目前国内先后成立的同济大学新能源汽车工程中心、西安交大-精功恒信新能源汽车工程研究中心、北京福田汽车新能源研究中心等都是以高级科研人员进行新能源汽车设计、研发为主的研究机构,并且在我国设有车辆相关专业的30多所高等本科院校中,专门培养汽车新能源系统工程方面人才的学校非常少,尤其在新能源汽车的使用维护、技术管理以及回收利用等方面更是少有涉及,而新能源汽车系统工程技术又区别于传统的内燃机汽车,因此新能源汽车系统工程相关技术人才相当紧缺。而且由于新能源汽车产业集中了新能源产业的新兴优势和汽车产业的支柱地位优势,因而美国、德国、意大利、日本等国家都加大了新能源系统工程方向的人才培养力度。从世界新能源汽车发展趋势和我国各项政策来看,未来几年这方面从业人员的就业空间很大,据中国汽车人才网2010年3月份招聘数据显示,汽车新能源相关岗位为4521个,环比增长13.2%。仅重庆长安汽车新能源公司在3月份就新增招聘节能与新能源领域相关职位28个,需求人数超过150人,而未来几年中国汽车研发人才缺口将达50万。并且近期国内很多汽车制造企业纷纷上马或组建新能源汽车项目,如北汽福田汽车、重庆长安汽车、奇瑞汽车、比亚迪等。汽车能源的多元化和汽车动力的电气化等技术变革都纷纷向节能减排靠拢,低碳、新能源与节能及相关领域的人才成为许多企业争抢的对象,其中以新能源动力工程师的需求为最多,因此新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、管理与维护的高素质人才需求很大。
二、新能源汽车工程专业方向培养方案制定
1.专业人才培养指导思想根据我国社会发展与经济的现状,本科教育应注重学生素质培养,但是也不能忽略专业人才培养的目标。具体地讲,就是既应重视学生的培养质量,又应重视人才市场的要求。我国教育行政管理部门强调“高等学校尤其是国家重点建设高等学校要淡化专业意识,拓宽基础,加强素质教育和能力培养。”但是“淡化专业意识”并不是“不设专业”,而是“提倡部分高等学校,尤其是国家重点建设高等学校进一步拓宽专业口径,灵活专业方向。”虽然这些原则有利于进行本科生的素质教育,但是在我国当前的就业市场环境条件下,用人单位对应聘者所学专业还特别重视,对专业名称十分敏感。由于注重专业名称的表意,而忽视专业培养的内容,这就造成了某些宽口径专业下培养出的人才在就业市场上处于不利的就业竞争地位。内涵明确和外延规范的专业设置是保证人才培养质量与满足人才市场需求的重要条件,因此,专业的培养目标和培养方案是专业人才培养过程中的重点研究问题之一。
(1)以创新能力培养为目标构建教学体系。为培养适应社会经济发展和产业结构调整需求的新能源汽车工程专业方向专业人才,应以素质教育为核心,从知识结构、应用能力和创新能力等方面制订专业人才培养方案,即以基础知识、学科基础、专业知识、实践能力和创新能力等教学层次,构成以创新能力培养为目标的教学体系,如图1所示。其各个层次的教学要求是:1)基础知识教学:以普通教育课程为主,但应考虑学科基础要求。2)学科基础教学:使学生具有扎实的工科机械类基础,以拓宽专业为基本要求,开设适当的选修课。3)专业知识教学:减少必修课,增加选修课,为学生提供更多的专业课程选择空间。4)实践能力教学:贯穿于整个教学体系(图1中,虚线倒三角形)。减少理论教学,增加可操作性环节。5)创新能力教学:创新实践教学环节,是以学生为主,发挥专长,面向实际自主选题或参与科研。
(2)以综合素质教育为核心制定教学计划。
对新能源汽车工程专业方向专业人才素质培养的要求主要表现在三个方面:1)全面性:思想道德、文化知识和创新能力素质的培养。2)基础性:新能源汽车技术应用为目的的工科人才素质的培养。3)融合性:理工与人文知识交叉的复合人才素质的培养。对于技术应用型人才而言,本科期间的实践教学是培养专业意识的重要方面。对列入教学计划的实践教学需要提出明确的要求,如实践性要求,划分出演示性和操作性实验;综合性要求,增加综合性和设计性实验项目;自主性要求可以有选择地进行某些实验。所以,不仅在理论教学环节中应致力于理论应用,更重要的是加强实践环节,突出系统性、工程性和创新性教育。实践教学包括课前(认识实习)、课中(实验课)、课后(综合实习)等教学环节,如专业认识实习、教学实习、课程设计、生产实习、毕业实习(毕业设计或毕业论文)。
(3)以专业方向多元化设置专业课程。目前,高等工科教育正朝着淡化狭义的专业培养,而走向广义的工程教育方向发展。而且随着高等教育走向大众化,专业教育的重心明显后移。这是科学技术综合化、经济发展全球化、就业机制市场化的客观要求。但是,国内的高等教育还处在由精英教育向大众教育过渡的阶段,国内的企业尚未做好承担工程技术人才专业教育的准备。因此,在现阶段的教学体系中还不能忽视专业知识教育,并应以拓宽专业知识的教学内容来缓和人才市场需求和专业教育之间的矛盾。(4)以“厚基础,宽专业”编制教学计划。教学计划是人才培养方案的具体形式,它应符合专业人才知识体系的基本要求,并有利于保证人才培养质量。新能源汽车工程专业方向本科专业教学计划的主要特点为:素质教育学时明显加大,工科基础特点明确,专业知识范围扩大,工程技术主干与人文社科融合,以体现“厚基础,宽专业”的高素质应用型人才培养模式的基本要求。
2.专业人才培养目标本专业培养适应现代化建设和社会发展需要,团队精神与个性发展和谐统一,富于学习能力、实践能力和创新能力,德智体美全面发展,能够在新能源汽车系统工程及相关领域从事设计、制造、试验、管理与维护等方面工作的应用型或应用研究型高素质专业人才,满足社会多层次需求,培养适应现代化建设和未来社会与科技发展需要,立志为国家富强、民族振兴和人类文明进步而奋斗,德智体美全面发展与健康个性和谐统一的,富有创新精神及实践能力的高素质技术应用型人才。
3.专业人才能力要求新能源汽车工程专业人才应具有以下几方面能力:
(1)具备扎实的数理化、外语、力学、机械、电子等基础理论知识,掌握系统的汽车等交通运输工具的设计、制造、工艺、试验、产品研发等专业基础理论、专门知识及基本技能,了解一定的人文社科、经济管理、环境工程等方面的基本知识。
(2)具备一定的综合、分析、知识运用等方法和能力解决新能源汽车工程系统专业领域的问题,具有创新意识和能力;具有正确运用本国语言文字的能力、收集处理信息的能力和社会活动的能力。
三、结语
新能源汽车是相对于传统燃料汽车而言的,通常新能源汽车又被称为代用燃料汽车。随着经济的不断发展,导致能源在逐渐的减少,能源供应紧张的问题已经成为全球所关注的热点话题,就我国的石油资源为例,石油资源并不丰富,据调查,在整个石油资源总消耗中,交通能源消耗占有巨大的比例,石油资源即将成为我国面临的最严重的能源问题。在石油资源使用的过程中,交通能源消耗将会严重影响生态环境,并使全球温室气体大量排放。基于这样严峻的能源形势,大力发展新能源新车技术势在必行,从而使我国实现交通能源动力系统的转型。
1.1混合动力汽车的技术评价
经过对现有能源进行全面的了解和考察,其中能够成为新能源汽车的替代能源主要有:气体燃料、生物质基液燃料氢、电能、核能等。人们常说的混合动力汽车,主要是指不是单纯利用一种能量转换器提供驱动汽车,这样的汽车被称为混合型电动汽车。在通常情况下,混合动力汽车分为不同的种类,主要包括:串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式动力汽车。混合式动力汽车的出现与内燃机汽车和电动汽车有直接的关系,在某种意义上,混合电动汽车又分为两种,即汽油混合动力和柴油混合动力,但两种的关键技术都是混合动力系统。混合动力的优势:其同样可以到加油站加油,没有改变汽车的使用习惯;政府和企业推广这种产品也无须投资新建充电装置或加气站;其燃油的经济性能较高,并且其拥有优越的行驶性,在起步和加速时,可以在电动马达的辅助,这样将会大大降低油耗,最终实现"零"排放;另外,其采用电动机工作,在很大程度上减少了机械噪音。混合动力汽车的劣势:其在技术方面还不成熟,相关产品的定价较高,电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高;如果长时间高速或匀速行驶不省油。
1.2纯电动汽车的技术评价
纯电动汽车主要将车载电源作为主要的动力,在纯电动汽车中,没有燃机发动装置。纯电动汽车自身具有独特的优势,主要是没污染、噪音小、效能高,一旦纯电动汽车发生故障时,其维修较为方便简单。
1.3其他类型汽车的技术评价
天然气汽车主要是将天然气作为燃料,由于我国拥有丰富的天然气资源,这就大大促进了天然气汽车技术的快速发展;氢发动机汽车主要是在现有的引擎基础之上改造而成的,氢发动机汽车没有任何污染。其排放量较少,同时,对氢的要求较低,最主要的优点是内燃机技术比较成熟;新能源汽车技术的发展正在处于瓶颈期,其在技术专利、配套设施等发面需要逐渐的完善和发展,这就需要相关专业部门对新能源汽车进行深入的研究。
2新能源汽车的经济评价
2.1新能源汽车的经济评价
新能源汽车主要将较为规范的燃料作为主要的动力来源,其对能源的要求较高,包括:高密度的能源能量、污染较小的能源,要注重能源制造及使用成本的经济性,尽最大努力使其保持良好的使用性能。在这样条件下,才能促进新能源技术的快速发展。新能源技术已经在很多地区开始实施,在实施过程中已经得到了很好的回馈。在现有的技术条件下,新能源汽车技术的发展,为广大的消费者和社会带来了长远的经济利益。其在使用过程中,不仅发挥了自身的较高的清洁性,而且还有效的提高了经济性能。在进行新能源技术研究中,不断的强调各个组件的使用性和使用寿命。
2.2混合动力汽车的经济评价
对于混合动力汽车而言,其拥有两种驱动方式,即燃油式和电力式。混合动力汽车的技术指标体系主要包括五项,即价格、排量、节油率、销量五部分,这五项技术指标体系能够对混合动力汽车经济性能及其状况进行全面的反映。其中销量主要可以反映混合动力汽车的市场需求状况,如果销量较好,说明混合动力汽车的市场需求量大,市场需求水平较高;如果销量较低,显然说明混合动力汽车的市场需求量较少,市场需求水平很低。节油率主要是在混合动力汽车与普通车型比较的基础之上,混合动力汽车所节约的燃油比率,节油率在很大程度上取决于混合动力汽车的电力驱动技术,具有较强技术的混合动力汽车的节油率较高。
3新能源汽车的综合评价
对于新能源汽车综合评价指标体系,在同一层次的指标体系中,不允许出现明显的包含关系。新能源综合评价体系的设计具有严格要求,要从当前国际科技发展趋势的具体情况进行考虑,其指标体系的设计要符合当前国际科学技术发展的主要形势,并符合时展的要求。在选取指标时,要注重总结评价对象的共性特征,要使所选取的指标符合评价对象的总体特征,要重点考虑量化评价是否可行、及指标数据是否可以获取。在对新能源汽车进行系统性综合评价时,不仅要注意汽车节能问题,而且还要注意新能源技术及产品的选择原则问题。针对目前各国的汽车工业发展现状进行全面、综合的分析,新能源汽车技术有利于环保和安全,就各国实际能源情况及环保情况而言,新能源汽车技术是重要的发展战略。其具有标准的产业化基础,对节约能源具有显著的效果,新能源汽车技术具有可行性,在全球中市场广阔。
4我国新能源汽车发展策略
针对我国新能源汽车发展的现状,并确定当前是发展新能源汽车的重要机遇期,最终实施研发、产业化、品牌等方面的发展战略。
4.1实施新能源汽车研发策略
针对我国新能源汽车发展的实际情况,为了不断提高新能源汽车发展技术,要建立完善的“企业主导、政府引导”的研发模式。在选择适合的技术路线的基础之上,专注于主要技术和零部件的自主研发工作,政府大力提倡自主研发,适当增加研发的资金投入,并将自主研发与技术引进相结合。不断的实现引进技术的直接经济效益,培育专业的新能源研发人员,从而提高新能源汽车技术。
4.2实施新能源汽车产业化策略
制定科学合理的产业规划,增加新能源市场需求,不断的加强产业与产业之间的合作。加大基础设施建设力度,突出配套产业的重要性,不断发展配套产业。
4.3实施新能源汽车的品牌策略
注重自主品牌新能源汽车的发展,加强新能源汽车品牌的不断延伸,大力宣传新能源汽车品牌。可以通过跨国汽车企业的品牌提高产品的竞争力,这样也可以利于新能源汽车品牌的宣传推广,进而形成人们比较熟悉的新能源汽车品牌。
5结语
1.学生与教材分析
新能源汽车检修课程需要学习者有较强的汽车理论基础和动手实践能力,授课对象是五年制(高级)汽车运用与维修专业的学生。该类学生已经在校学习三年,掌握了基本的汽车理论以及常见车辆故障诊断技术。授课教材是《新能源汽车技术》(崔胜民主编,北京大学出版社2009年出版),该教材全面系统论述新能源汽车技术,重点介绍电动汽车用动力电池、电动机,油电混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法等,比较适合高年级汽车运用与维修专业的学生使用。
2.课程目标分析
在新能源汽车检修课程的培训过程中,教师采用“行动引导型教学法”中的“任务驱动教学法”,让学生了解新能源汽车发展趋势,重点掌握油电混动汽车和纯电动汽车关键技术,提高学生对新能源汽车的整体认识和动手实践能力。
二、教学方案设计
笔者以丰田普锐斯油电混合动力汽车动力系统的电路故障诊断为例,介绍如何应用工作任务引导学生学习油电混合动力汽车动力系统电路项目。
1.课程任务制定
教师事先用三组线束将丰田普锐斯教学车与其配套的油电混合动力系统电路测试面板相连,一组学生利用故障设置盒在原车设置故障,另一组学生在电路测试面板上找出故障点并排除。具体要求学生做到如下几点:
(1)排除丰田普锐斯油电混合动力系统两个故障点;
(2)实车诊断故障在20分钟之内完成;
(3)查阅丰田普锐斯油电混合动力系统维修手册;
(4)使用丰田汽车专用检测仪(型号IntelligentTesterⅡ)和万用表等设备;
(5)实车操作动作符合人身、车辆的安全规范。
2.课程组织实施
在课堂上,教师依据教学流程,充分利用课堂时间。该课程一体化教学按任务驱动、分层教学、小组合作以及评价总结等学习法来组织教学。
(1)复习课程,引出项目。教师在布置工作任务之前,利用汽车零部件实物、PPT课件,向学生讲解丰田普锐斯汽车动力系统中的驱动桥机械组成和工作原理,回顾上一节课的内容,同时引出动力系统的控制电路,研究其组成、工作特点。
(2)分组定岗,布置任务。教师依据学生学习情况,将学生分成多个小组,每一小组4~5人。每辆教学车配2组人员,老师向小组派发工作任务书。设置故障组人员通过讨论后,利用故障设置盒设置2个故障点,同时评价另一组成员在实车排除故障的实操行为。而排除故障小组接到任务书后,查阅动力系统电路图,分析电路的工作原理,准备车辆保护五件套、丰田汽车专用检测仪、万用表和常用工具等。
(3)任务驱动,分工合作。故障排除组:①检查车辆的安全状况,拉手刹,挂空挡,安装保护五件套。②根据任务书的要求,观察教学车的故障现象并记录。经过小组成员大脑风暴,分析可能引起故障的原因。③利用丰田汽车专用检测仪检测故障码,读取油电混合动力汽车动力系统的数据流。④使用万用表检测动力系统线路的断路或短路,在规定的时间内排除故障,认真填写工作任务书。⑤在工作任务完成后或由于时间关系结束实操行为,恢复车辆的整体原貌,清洁车辆和场地,整理专用设备和工具。故障设置组:通过小组讨论设置故障点,并保持车辆的清洁,不准故意破坏有关车辆安全性能的零部件;在旁边观察故障排除组成员的每一个细节动作,把优缺点认真记录在工作任务书上,如果出现违规操作要立刻制止;根据故障排除组成员在排故过程中的具体表现,综合评价每一位故障排除组成员学习情况,并给予合理的建议。
(4)检查控制,排忧解难。学生在实车排除故障过程当中,记录重要的实操步骤和检测结果。教师时刻监督实习场地的变化,排除一些影响教学进度的因素,发现违规操作,特别是安全问题要立刻要求学生改正。
(5)相互评价,取长补短。学生在规定时间内完成实车故障排除后,开展组内成员自评、小组间互评和教师点评。成员自评主要是提高学生对油电混合动力汽车动力系统电路的认识。小组互评可以使得学生在动力系统电路排故的操作过程中,明白自己的不足。老师点评学生动力系统电路排故的思路、步骤,避免学生走弯路。三种评价有效理顺每位学生的知识结构,学生听取别人的建议,弥补自己的薄弱环节,优化完成项目的方案,灵活掌握新能源汽车的新知识和新技能。
三、课程成绩评定
该门课程的成绩评定由过程性评定和终结性评定组成,二者分值各占50%。过程性评定通过小组成员自评、小组互评和教师点评三种方式共同完成,整个过程必须公正和公开。终结性评定通过平时课后作业和期末闭卷笔试成绩两种方式共同完成。过程性评定是重视学生电路检测、总成拆装的实操行为,而终结性评定是重视学生理论知识的掌握水平,两者结合全面提高学生的汽车维修专业能力。
四、课程设计体会
1.学生收获
任务驱动是该课程实施的主干,学生主动,教师引导,将“教、学、做”适当地融为一体。学生可以在模拟的汽车维修情境中学习,激发学习兴趣,快速掌握新能源汽车维修技术。个别学生学习能力较差,通过小组成员的通力合作,互帮互带来完成任务,增强其自信心。
2.师资要求
教师在整个课程设计过程中要做大量的工作,例如车辆、工具和设备准备,设计工作任务书和理论课件用的PPT。该课程要求教师有较高的操作技能,及时在教学过程中排除影响教学的因素。