高職《光伏產品設計與制作》立體化活頁式教材開發

劉陽京 周唯 文立 劉堃

摘要 為了滿足光伏行業中“小型光伏產品設計員”崗位對高素質技術技能人才的需求，校企教材開發團隊對“光伏產品設計與制作”課程進行新型活頁式教材開發。教材組織模式以職業能力為主體構建相互獨立的最小單元模塊；教材內容開發以光伏電子產品開發職業領域為教材開發出發點，以“小型光伏產品設計員”崗位所需關鍵職業能力為教材開發核心點，結合“光伏工程技術”專業人才培養要求，挖掘思政元素，融入教材；并對教材重難點內容開發配套的數字化教學資源。

關鍵詞 新型活頁式教材；結構模塊化；職業能力；數字化；教學資源

中圖分類號：G423.3文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.15.012

1高職“光伏產品設計與制作”教材開發背景

“光伏產品設計與制作”課程是高等職業院校“光伏工程技術”專業的一門專業核心課程。根據“光伏工程技術”國家專業教學標準中的文字描述，該門課程的主要教學內容要求為設計與制作各類光伏應用產品。因為光伏行業的發展歷史并不長，市場上已出版可用于該課程教學的教材并不多，筆者通過閱讀已有教材，發現該類教材整體質量有所提升，但還存在一定問題，具體問題如下：

1.1部分教材結構雖進行了重構，但重構不徹底

根據課程特點，“光伏產品設計與制作”教材最適合以產品作為案例進行教學。但部分教材還是采用傳統的章節結構；有些教材雖進行了項目化結構重構，但僅部分內容采用了項目化結構，其余內容還是以學科體系形式呈現，教師還需要繼續重構教材內容才能更好開展實際教學。

1.2部分教材內容不實用，未體現立德樹人方面的內容

部分教材內容理論偏多，與項目內容聯系不緊密；大部分教材內容體現知識和技能方面的內容，但立德樹人方面的內容未有涉及；少部分教材內容陳舊，未體現最新技術、工藝和規范。

1.3教材未緊跟時代要求，無數字化教學資源

受新一代信息技術及科技進步等多方面因素影響，我國高等教育的數字化轉型進度加快，教學資源的數字化讓學生學習不再受上課地點的限制。為適應時代發展要求，教材作為課程的主載體，應配有對應的數字化教學資源，但翻閱現有“光伏產品設計與制作”相關教材，發現并無配套的數字化資源。

綜合以上三點，并結合“國家職教改革二十條”提出的“校企雙元合作，倡導使用新型活頁式、工作手冊式教材并配套開發信息化資源”的要求，根據課程特點，“光伏產品設計與制作”課程需設計與制作各類光伏應用產品，實踐性較強，適合采用新型活頁式教材組織模式進行教材開發。

2《光伏產品設計與制作》立體化活頁式教材開發理念

《光伏產品設計與制作》教材組織模式開發基于新型活頁式教材內涵（結構模塊化理念），以職業能力為主體，構建相互獨立的最小單元模塊。教材內容開發基于“崗課賽證”融合理念，以光伏電子產品開發職業領域為教材開發出發點，以對應崗位所需關鍵職業能力為教材開發核心點，結合“光伏工程技術”專業人才培養要求，挖掘思政元素，融入教材；選擇關鍵職業能力對應重難點內容開發配套的數字化教學資源。

校企教材開發團隊通過廣泛調研光伏電子產品生產企業，確定“光伏產品設計與制作”課程對應的職業崗位為“小型光伏產品設計員”，跟蹤訪談2013年以來光伏專業的畢業生，小結分析得出該崗位職業能力要求和典型光伏產品類別；同時分析該課程對應職業技能競賽（光伏電子工程、電子產品設計與制作、風光互補發電系統安裝與調試）等賽項要求及1+X證書（光伏電站運維）考證“故障檢修模塊”內容要求，了解到光伏電子產品的開發流程、產品設計及制作工藝方法，培養學生具有光伏產品設計與制作過程中光伏控制電路設計、PCB制作、光伏組件設計與制作、產品成套等設計制作、調試、故障檢修的關鍵職業能力；將光伏產品開發所需的最新技術、方法和設備（光伏組件最新技術、滴膠板光伏組件最新制備工藝、滴膠板光伏組件制備最新設備和PCB制版最新設備）進教材入課堂。

3《光伏產品設計與制作》立體化活頁式教材開發設計

3.1教材組織結構設計

校企教材開發團隊根據調研結果，按照應用領域的不同，選出市場上對應的典型光伏產品作為案例，按照典型光伏產品設計與制作的工作過程，基于項目形式設計教材的組織結構。此處的教材組織結構設計分為項目結構設計和單元模塊結構設計。

3.1.1項目結構設計

單個項目的組織結構依據工作流程初步設計為項目描述―項目設計―項目制作―項目評估四部分。

根據調研結果，各類光伏產品通常以主題形式進行設計開發，為便于教學，創設一定的學習情境，在“項目描述”前增加“項目導入”模塊；同時教材開發團隊考慮到學生基礎水平的差異性，將項目設計與制作所必備的基礎技能知識單獨放置，命名為“項目準備”，為正式項目開發提供必要的技能儲備；結合“光伏工程技術”專業人才培養方案中提出的“培養創新高素質技能技術人才”的要求，設計“項目拓展”模塊，以創客舞臺命名，最終確定了教材目錄中各項目組織結構為項目導入、項目描述、項目準備、項目設計、項目制作、項目評估、創客舞臺（項目拓展）七個模塊。

3.1.2單元模塊結構設計

教材開發團隊將《光伏產品設計與制作》教材定位為教材和學材，各項目前設置學習目標，從技術知識、職業能力和職業素養三方面提出具體項目學習要求，便于教師教學及學生自學。

項目各模塊內部結構排序主要依據項目實施各階段的操作流程排序，同時考慮學生的學習規律和特點。項目導入模塊以各應用領域光伏產品背后的故事為切入點，創設該典型產品應用情境，引出項目描述。項目描述分為項目要求和涉及的活動，介紹企業真實產品功能要求及該項目完成所需開展的具體活動。項目準備和創客舞臺模塊內各技能知識相互獨立，可根據現有技術發展情況，靈活替換更新；項目設計和制作模塊根據設計和制作流程組織教學內容；項目評估按照項目實施流程，對照項目學習目標要求進行考核評價。項目準備、項目設計、項目制作內各技能模塊相互獨立，教師可根據需求靈活調用到其他項目，也可根據技術發展水平，以新代舊，而不影響整體項目。教材各模塊任務習題、測驗融入教材各項任務中。《光伏產品設計與制作》教材單個項目組織結構圖見圖1（p37）。

3.2教材內容設計

3.2.1項目化教材內容設計

教材內容選取以《光伏產品設計與制作》教材開發理念為依據，根據“小型光伏產品設計員”職業崗位關鍵能力要求，以項目為載體，融入相關職業技能競賽和“1+X”證書內容。

首先確定教材項目數量和名稱。教材開發團隊了解到光伏產品應用最廣泛的領域主要有四個，分別是光伏信號指示領域、光伏照明領域、光伏消費電子領域和光伏控制領域，從該四類領域中選出典型光伏產品作為項目案例，因此確定項目數量為4個；按照光伏應用產品市場占有率高低對項目進行排序，最終確定四個典型光伏產品排序分別為光伏指示裝置、光伏燈、光伏小車和光伏控制器。

接著確定項目各模塊內容。項目內容組織秉承“實踐為主、理論夠用”的原則，突出光伏產品開發關鍵職業能力方法的學習，根據學生職業能力成長規律，以螺旋上升模式進行各模塊內容組織。

“項目導入”模塊融入課程思政元素，選擇該領域產品的技術發展史作為產品背后的故事。項目描述模塊提出“設計與制作典型光伏產品”的具體要求，對各項目具體功能要求從易到難進行設計，接著介紹實施該項目的具體流程活動。

“項目準備”模塊以該項目實施所必需“材料的識別和檢測”內容為主，突出實踐技能的培養，還增加了一些該項目必備的基礎技能知識。

“項目設計”模塊根據產品設計流程組織教材內容，突出介紹光伏組件版型設計和各類功能控制電路的設計方法，按照技能螺旋式上升模式，第三個項目增加結構設計內容。結合技能競賽要求，引入Altium Designer軟件，介紹光伏控制電路原理圖和PCB圖繪制方法；為便于分析控制電路及功能驗證，引入multisim軟件和面包板硬件內容。

“項目制作”模塊根據產品制作流程組織教材內容，先總述該項目制作具體內容，提出注意事項和7S管理要求；再分項詳細介紹各產品組成單元制作方法，每個項目突出介紹的制作方法或工藝有所不同。

“項目評估”模塊按照項目實施流程，對照項目學習目標要求，從評估類別，評估內容，評估形式，采用自評、互評和總評三種方式進行全過程考核評價。評估形式多樣化，有“說”功能視頻、“繪”流程圖、“做”實驗驗證、“調”PCB電路、“展”產品創新、知識測驗、問卷調查等多種方式。“創客舞臺”模塊內容主要設計為介紹各領域不同的光伏產品。

3.2.2課程思政融入設計

該教材以“學生成長成才需要”為中心，教材思政融入方式是對項目不同的模塊融入不同的思政要點，將思政元素貫穿全教材，通過四個項目的學習，讓學生的思想最終升華到技能報國。

項目導入模塊以對應光伏產品背后的故事引入，通過產品發展的歷程故事，幫助學生樹立職業的認同感、節約創新的理念及厚植愛國情懷；項目準備、項目設計、項目制作中融入職業道德和工匠精神，不同項目對應模塊內容融入不同職業道德和工匠精神元素；項目評估體現公平公正；項目拓展以“創客舞臺”模塊形式呈現，培養學生的創新意識。

4教材呈現形態設計

4.1活頁式教材呈現形態設計

活頁式教材呈現形態主要有三種，一種是整本教材傳統活頁裝訂形式，教師授課按需選擇活頁內容；一種為補充材料活頁裝訂形式，主教材采用膠裝形式，輔導資料等材料做成活頁式形式；第三種是模塊結構活頁式教材，采用傳統的膠裝形式，但教材內容組織結構靈活，若需調整或更換內容，只需教材下次印刷時，重新調整裝訂即可，不影響整體教材。經與出版社溝通，《光伏產品設計與制作》教材若采用活頁裝訂形式，則定價會高于傳統膠裝教材40%，且觀察高職學生使用教材的特點，文件資料保管能力不強，容易丟失部分活頁資料，因此該教材選用“模塊結構活頁式教材”的呈現形態，裝訂采用膠裝，內容上使用活頁式結構，這也更符合新型活頁式教材的內涵要求。

4.2可視化學習材料設計

該教材對應的學習者主要是高等職業教育光伏材料制備技術專業二年級和光伏工程技術專業三年級的學生。學生在學習該門課程之前，已經學習過電工電子技術、新能源變換技術、單片機應用技術（C語言）等基礎課程，對電子產品開發和光伏組件有一定的認知，學生熱愛動手實踐，不喜歡枯燥的理論學習。根據學生學情，設計教材內容呈現形式上，選用大量的圖片和表格等可視化學習材料，增加教材內容閱讀的可視化和易懂性。《光伏產品設計與制作》的第一版教材中已選用472張高清圖片和103個表格，文字、圖片、表格分開排列。

4.3數字化資源設計

該教材配套數字化資源的開發思路為“以視頻為主，文字、PPT資源、測驗試題庫為輔”。根據教材內容，選取重難點關鍵技能進行視頻資源的制作，設計視頻PPT和腳本，視頻內容呈現形式多樣化，有情景劇融入、PPT講解、軟件操作、實物展示操作等。視頻資源以二維碼形式出現在對應的教材內容中，可定期實現更新，實現新技術、新工藝的引入，不再受紙質教材的限制。在教材的首頁中，所有的視頻資源以表格形式，分項目標識名稱和頁碼。教材現已開發61個視頻資源，相應視頻資源和其他富文本資源（文字、PPT）、測試試題庫放置在學銀在線平臺省級精品在線課程《趣味光伏之旅——光伏產品設計與制作》中。

4.4封面及其他設計

考慮到教材項目主體是光伏產品，它是一種綠色的節能降碳產品，因此在封面設計時，封面整體色調設計成綠色，且封面放置各類典型光伏產品圖片，并標識為新形態一體化教材。教材正文標題文字、圖和表名文字均設置為藍色；設計圖紙中，除電路圖外，其他結構、尺寸圖線條均設計為藍色。教材所有技能點的練習、測驗、提問、實驗表格等按需融入各項目任務內容中，實現了教材課前有測驗、課中有實驗、課后有拓展的新的習題練習編排形式。

5結語

《光伏產品設計與制作》教材于2021年9月第一次出版以來，據出版社反饋，教材覆蓋面廣、實用性強，通過使用院校的反饋信息來看，各院校師生對該教材滿意度高，學生對典型光伏產品案例實際教學的學習興趣更大，動手參與性更高，生澀的知識更容易被吸收和掌握。項目的任務式教學在促進學生知識學習的同時，又培養了學生良好的溝通能力和團隊協作精神、工作有責任心等，學生的基本功扎實，綜合能力也有全面的提高。

立體化新型活頁式教材的開發是一個復雜的系統工程，需要教材開發團隊結合企業崗位實際需求和國家發展需要，不斷調整教材內容。在教材進行第二次印刷時，教材會融入黨的二十大的相關精神，對照行業要求，及時引入新技術、新工藝和新標準，比如光伏組件的最新技術和制作工藝等，繼續完善豐富教材內容。

*通訊作者：劉陽京

基金項目：2020年湖南省職業院校教育教學改革研究項目《基于典型產品的高職電子開發類課程活頁式教材開發》（ZJGB2020426）；2021年度湖南省教育科學“十四五”規劃課題（XJK21CZJ083）；湖南省普通高等學校教學改革研究項目（ZJBZ2021053）；湖南省職業教育教學改革研究項目（ZJGB2022826）。

參考文獻

[1]徐國慶.“活頁式、手冊式教材”概念辨析與應用開發[J].當代職業教育，2022（2）：4-9.

[2]付夢瑤.職業教育能力本位課程的教材開發研究[D].上海：華東師范大學，2020.

[3]羅美.職業能力導向的中職校本教材開發研究——以《電機與電氣控制技術》為例[D].廣州：廣東技術師范大學，2022.

[4]呂玉曼.職業教育教材角色研究[D].上海：華東師范大學，2022.

[5]賓恩林.職業教育專業課教材的結構化問題研究[D].上海：華東師范大學，2021.

[6]吳全全，王茜雯，閆智勇，等.新時期職業教育活頁教材開發流程與開發策略[J].職業技術教育，2022，3（14）：18-24.