高职《光伏产品设计与制作》立体化活页式教材开发_刘阳京.pdf

352023 年/第 15 期/5 月高职 光伏产品设计与制作 立体化活页式教材开发刘阳京*，周唯，文立，刘堃（湖南理工职业技术学院湖南湘潭411104）摘要为了满足光伏行业中“小型光伏产品设计员”岗位对高素质技术技能人才的需求，校企教材开发团队对“光伏产品设计与制作”课程进行新型活页式教材开发。教材组织模式以职业能力为主体构建相互独立的最小单元模块；教材内容开发以光伏电子产品开发职业领域为教材开发出发点，以“小型光伏产品设计员”岗位所需关键职业能力为教材开发核心点，结合“光伏工程技术”专业人才培养要求，挖掘思政元素，融入教材；并对教材重难点内容开发配套的数字化教学资源。关键词新型活页式教材；结构模块化；职业能力；数字化；教学资源中图分类号：G423.3文献标识码：ADOI:10.16400/ki.kjdk.2023.15.012Photovoltaic Product Design and ProductionThree-dimensionalLoose-leaf Type Textbooks Development in Vocational CollegeLIU Yangjing,ZHOU Wei,WEN Li,LIU Kun(Hunan Vocational Institute of Technology,Xiangtan,Hunan 411104)AbstractIn ordertomeet the demand ofsmallphotovoltaic product designers inthe photovoltaic industryforhigh-quality technical talents,the textbook development team of the school and enterprise developed a new loose-leaftextbook for the course Photovoltaic Product Design and Production.The teaching material organization model takesvocational ability as the main body to construct the smallest independent unit module.The content development of thetextbook takes the vocational fieldof photovoltaic electronic products development as the starting point of the textbookdevelopment,takes the key vocational ability required by the position of small photovoltaic product designer as thecore point of the textbook development,and combines the training requirements of Photovoltaic EngineeringTechnology to explore ideological and political elements and integrate them into the textbook.And develop digitalteaching resources for the important and difficult contents of the textbook.Keywordsnew loose-leaf type textbooks;modular structure;professional competence;digitization;teaching resources1 高职“光伏产品设计与制作”教材开发背景“光伏产品设计与制作”课程是高等职业院校“光伏工程技术”专业的一门专业核心课程。根据“光伏工程技术”国家专业教学标准中的文字描述，该门课程的主要教学内容要求为设计与制作各类光伏应用产品。因为光伏行业的发展历史并不长，市场上已出版可用于该课程教学的教材并不多，笔者通过阅读已有教材，发现该类教材整体质量有所提升，但还存在一定问题，具体问题如下：1.1 部分教材结构虽进行了重构，但重构不彻底根据课程特点，“光伏产品设计与制作”教材最适合以产品作为案例进行教学。但部分教材还是采用传统的章节结构；有些教材虽进行了项目化结构重构，但仅部分内容采用了项目化结构，其余内容还是以学科体系形式呈现，教师还需要继续重构教材内容才能更好开展实际教学。1.2 部分教材内容不实用，未体现立德树人方面的内容部分教材内容理论偏多，与项目内容联系不紧密；大部分教材内容体现知识和技能方面的内容，但立德树人方面的内容未有涉及；少部分教材内容陈旧，未体现最新技术、工艺和规范。1.3 教材未紧跟时代要求，无数字化教学资源受新一代信息技术及科技进步等多方面因素影响，我国高等教育的数字化转型进度加快，教学资源的数字化让学生学习不再受上课地点的限制。为适应时代发展要求，教材作为课程的主载体，应配有对应的数字化教学资源，但翻阅现有“光伏产品设计与制作”相关教材，发现并无配套的数字化资源。DISCIPLINES EXPLORATION362023 年/第 15 期/5 月综合以上三点，并结合“国家职教改革二十条”提出的“校企双元合作，倡导使用新型活页式、工作手册式教材并配套开发信息化资源”的要求，根据课程特点，“光伏产品设计与制作”课程需设计与制作各类光伏应用产品，实践性较强，适合采用新型活页式教材组织模式进行教材开发。2光伏产品设计与制作 立体化活页式教材开发理念光伏产品设计与制作教材组织模式开发基于新型活页式教材内涵（结构模块化理念），以职业能力为主体，构建相互独立的最小单元模块。教材内容开发基于“岗课赛证”融合理念，以光伏电子产品开发职业领域为教材开发出发点，以对应岗位所需关键职业能力为教材开发核心点，结合“光伏工程技术”专业人才培养要求，挖掘思政元素，融入教材；选择关键职业能力对应重难点内容开发配套的数字化教学资源。校企教材开发团队通过广泛调研光伏电子产品生产企业，确定“光伏产品设计与制作”课程对应的职业岗位为“小型光伏产品设计员”，跟踪访谈 2013 年以来光伏专业的毕业生，小结分析得出该岗位职业能力要求和典型光伏产品类别；同时分析该课程对应职业技能竞赛（光伏电子工程、电子产品设计与制作、风光互补发电系统安装与调试)等赛项要求及 1+X 证书（光伏电站运维）考证“故障检修模块”内容要求，了解到光伏电子产品的开发流程、产品设计及制作工艺方法，培养学生具有光伏产品设计与制作过程中光伏控制电路设计、PCB 制作、光伏组件设计与制作、产品成套等设计制作、调试、故障检修的关键职业能力；将光伏产品开发所需的最新技术、方法和设备（光伏组件最新技术、滴胶板光伏组件最新制备工艺、滴胶板光伏组件制备最新设备和 PCB 制版最新设备）进教材入课堂。3光伏产品设计与制作 立体化活页式教材开发设计3.1 教材组织结构设计校企教材开发团队根据调研结果，按照应用领域的不同，选出市场上对应的典型光伏产品作为案例，按照典型光伏产品设计与制作的工作过程，基于项目形式设计教材的组织结构。此处的教材组织结构设计分为项目结构设计和单元模块结构设计。3.1.1 项目结构设计单个项目的组织结构依据工作流程初步设计为项目描述项目设计项目制作项目评估四部分。根据调研结果，各类光伏产品通常以主题形式进行设计开发，为便于教学，创设一定的学习情境，在“项目描述”前增加“项目导入”模块；同时教材开发团队考虑到学生基础水平的差异性，将项目设计与制作所必备的基础技能知识单独放置，命名为“项目准备”，为正式项目开发提供必要的技能储备；结合“光伏工程技术”专业人才培养方案中提出的“培养创新高素质技能技术人才”的要求，设计“项目拓展”模块，以创客舞台命名，最终确定了教材目录中各项目组织结构为项目导入、项目描述、项目准备、项目设计、项目制作、项目评估、创客舞台（项目拓展）七个模块。3.1.2 单元模块结构设计教材开发团队将 光伏产品设计与制作教材定位为教材和学材，各项目前设置学习目标，从技术知识、职业能力和职业素养三方面提出具体项目学习要求，便于教师教学及学生自学。项目各模块内部结构排序主要依据项目实施各阶段的操作流程排序，同时考虑学生的学习规律和特点。项目导入模块以各应用领域光伏产品背后的故事为切入点，创设该典型产品应用情境，引出项目描述。项目描述分为项目要求和涉及的活动，介绍企业真实产品功能要求及该项目完成所需开展的具体活动。项目准备和创客舞台模块内各技能知识相互独立，可根据现有技术发展情况，灵活替换更新；项目设计和制作模块根据设计和制作流程组织教学内容；项目评估按照项目实施流程，对照项目学习目标要求进行考核评价。项目准备、项目设计、项目制作内各技能模块相互独立，教师可根据需求灵活调用到其他项目，也可根据技术发展水平，以新代旧，而不影响整体项目。教材各模块任务习题、测验融入教材各项任务中。光伏产品设计与制作 教材单个项目组织结构图见图 1（p37）。3.2 教材内容设计3.2.1 项目化教材内容设计教材内容选取以 光伏产品设计与制作教材开发理念为依据，根据“小型光伏产品设计员”职业岗位关键能力要求，以项目为载体，融入相关职业技能竞赛和“1+X”证书内容。首先确定教材项目数量和名称。教材开发团队了解到光伏产品应用最广泛的领域主要有四个，分别是光伏信号指示领域、光伏照明领域、光伏消费电子领域和光伏控制领域，从该四类领域中选出典型光伏产品作为项目案例，因此确定项目数量为 4 个；按照光伏应用产品市场占有率高低对项目进行排序，最终确定四个典型光伏产品排序分别为光伏指示装置、光伏灯、光伏小车和光伏控制器。接着确定项目各模块内容。项目内容组织秉承“实践为主、理论够用”的原则，突出光伏产品开发关键职业能力 学科探索372023 年/第 15 期/5 月方法的学习，根据学生职业能力成长规律，以螺旋上升模式进行各模块内容组织。“项目导入”模块融入课程思政元素，选择该领域产品的技术发展史作为产品背后的故事。项目描述模块提出“设计与制作典型光伏产品”的具体要求，对各项目具体功能要求从易到难进行设计，接着介绍实施该项目的具体流程活动。“项目准备”模块以该项目实施所必需“材料的识别和检测”内容为主，突出实践技能的培养，还增加了一些该项目必备的基础技能知识。“项目设计”模块根据产品设计流程组织教材内容，突出介绍光伏组件版型设计和各类功能控制电路的设计方法，按照技能螺旋式上升模式，第三个项目增加结构设计内容。结合技能竞赛要求，引入 Altium Designer 软件，介绍光伏控制电路原理图和PCB图绘制方法；为便于分析控制电路及功能验证，引入multisim软件和面包板硬件内容。“项目制作”模块根据产品制作流程组织教材内容，先总述该项目制作具体内容，提出注意事项和 7S管理要求；再分项详细介绍各产品组成单元制作方法，每个项目突出介绍的制作方法或工艺有所不同。“项目评估”模块按照项目实施流程，对照项目学习目标要求，从评估类别，评估内容，评估形式，采用自评、互评和总评三种方式进行全过程考核评价。评估形式多样化，有“说”功能视频、“绘”流程图、“做”实验验证、“调”PCB 电路、“展”产品创新、知识测验、问卷调查等多种方式。“创客舞台”模块内容主要设计为介绍各领域不同的光伏产品。3.2.2 课程思政融入设计该教材以“学生成长成才需要”为中心，教材思政融入方式是对项目不同的模块融入不同的思政要点，将思政元素贯穿全教材，通过四个项目的学习，让学生的思想最终升华到技能报国。项目导入模块以对应光伏产品背后的故事引入，通过产品发展的历程故事，帮助学生树立职业的认同感、节约创新的理念及厚植爱国情怀；项目准备、项目设计、项目制作中融入职业道德和工匠精神，不同项目对应模块内容融入不同职业道德和工匠精神元素；项目评估体现公平公正；项目拓展以“创客舞台”模块形式呈现，培养学生的创新意识。4 教材呈现形态设计4.1 活页式教材呈现形态设计活页式教材呈现形态主要有三种，一种是整本教材传统活页装订形式，教师授课按需选择活页内容；一种为补充材料活页装订形式，主教材采用胶装形式，辅导资料等材料做成活页式形式；第三种是模块结构活页式教材，采用传统的胶装形式，但教材内容组织结构灵活，若需调整或更换内容，只需教材下次印刷时，重新调整装订即可，不影响整体教材。经与出版社沟通，光伏产品设计与制作教材若采用活页装订形式，则定价会高于传统胶装教材40%，且观察高职学生使用教材的特点，文件资料保管能力不强，容易丢失部分活页资料，因此该教材选用“模块结构活页式教材”的呈现形态，装订采用胶装，内容上使用活页式结构，这也更符合新型活页式教材的内涵要求。4.2 可视化学习材料设计该教材对应的学习者主要是高等职业教育光伏材料DISCIPLINES EXPLORATION项目：典型光伏产品的设计与制作项目导入项目描述项目准备项目设计项目制作项目评估创客舞台产品背后的故事一、项目要求二、涉及的活动项目实施必备的基础技能知识（相互独立）一、功能设计二、图纸绘制一、产品各组成单元制作二、产品整体安装与调试按照项目实施流程进行目标达成评估项目相关的拓展内容（相互独立）图 1 光伏产品设计与制作 教材单个项目组织结构图382023 年/第 15 期/5 月制备技术专业二年级和光伏工程技术专业三年级的学生。学生在学习该门课程之前，已经学习过电工电子技术、新能源变换技术、单片机应用技术（C语言）等基础课程，对电子产品开发和光伏组件有一定的认知，学生热爱动手实践，不喜欢枯燥的理论学习。根据学生学情，设计教材内容呈现形式上，选用大量的图片和表格等可视化学习材料，增加教材内容阅读的可视化和易懂性。光伏产品设计与制作 的第一版教材中已选用472张高清图片和103个表格，文字、图片、表格分开排列。4.3 数字化资源设计该教材配套数字化资源的开发思路为“以视频为主，文字、PPT 资源、测验试题库为辅”。根据教材内容，选取重难点关键技能进行视频资源的制作，设计视频PPT和脚本，视频内容呈现形式多样化，有情景剧融入、PPT 讲解、软件操作、实物展示操作等。视频资源以二维码形式出现在对应的教材内容中，可定期实现更新，实现新技术、新工艺的引入，不再受纸质教材的限制。在教材的首页中，所有的视频资源以表格形式，分项目标识名称和页码。教材现已开发 61 个视频资源，相应视频资源和其他富文本资源（文字、PPT）、测试试题库放置在学银在线平台省级精品在线课程 趣味光伏之旅光伏产品设计与制作 中。4.4 封面及其他设计考虑到教材项目主体是光伏产品，它是一种绿色的节能降碳产品，因此在封面设计时，封面整体色调设计成绿色，且封面放置各类典型光伏产品图片，并标识为新形态一体化教材。教材正文标题文字、图和表名文字均设置为蓝色；设计图纸中，除电路图外，其他结构、尺寸图线条均设计为蓝色。教材所有技能点的练习、测验、提问、实验表格等按需融入各项目任务内容中，实现了教材课前有测验、课中有实验、课后有拓展的新的习题练习编排形式。5 结语光伏产品设计与制作 教材于 2021 年 9 月第一次出版以来，据出版社反馈，教材覆盖面广、实用性强，通过使用院校的反馈信息来看，各院校师生对该教材满意度高，学生对典型光伏产品案例实际教学的学习兴趣更大，动手参与性更高，生涩的知识更容易被吸收和掌握。项目的任务式教学在促进学生知识学习的同时，又培养了学生良好的沟通能力和团队协作精神、工作有责任心等，学生的基本功扎实，综合能力也有全面的提高。立体化新型活页式教材的开发是一个复杂的系统工程，需要教材开发团队结合企业岗位实际需求和国家发展需要，不断调整教材内容。在教材进行第二次印刷时，教材会融入党的二十大的相关精神，对照行业要求，及时引入新技术、新工艺和新标准，比如光伏组件的最新技术和制作工艺等，继续完善丰富教材内容。*通讯作者：刘阳京基金项目：2020 年湖南省职业院校教育教学改革研究项目 基于典型产品的高职电子开发类课程活页式教材开发（ZJGB2020426）；2021 年度湖南省教育科学“十四五”规划课题（XJK21CZJ083）；湖南省普通高等学校教学改革研究项目（ZJBZ2021053）；湖南省职业教育教学改革研究项目（ZJGB2022826）。参考文献1徐国庆.“活页式、手册式教材”概念辨析与应用开发J.当代职业教育,2022(2):4-9.2付梦瑶.职业教育能力本位课程的教材开发研究D.上海:华东师范大学,2020.3罗美.职业能力导向的中职校本教材开发研究以 电机与电气控制技术 为例D.广州:广东技术师范大学,2022.4吕玉曼.职业教育教材角色研究D.上海:华东师范大学,2022.5宾恩林.职业教育专业课教材的结构化问题研究D.上海:华东师范大学,2021.6吴全全,王茜雯,闫智勇,等.新时期职业教育活页教材开发流程与开发策略J.职业技术教育,2022,3(14):18-24.学科探索