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