光伏理化基礎(chǔ)課程內(nèi)容的校企協(xié)作開發(fā)

徐立波

關(guān)鍵詞：光伏產(chǎn)業(yè)鏈;課程內(nèi)容設(shè)計;能力訓(xùn)練目標(biāo);學(xué)習(xí)單元

1職業(yè)教育課程內(nèi)容的含義

1.1什么是職業(yè)教育課程內(nèi)容

職業(yè)教育課程內(nèi)容與一般知識系統(tǒng)化的課程內(nèi)容應(yīng)該有所區(qū)別，后者直接和基礎(chǔ)教育階段的經(jīng)典理論掛鉤，講究內(nèi)容邏輯上的自洽、完整，對理論的深度把握取決于講清一個概念的需要和推演，而職業(yè)課程內(nèi)容則不同，它所圍繞和貫穿的主線是如何有效生產(chǎn)的技術(shù)要素，不求理論的深度解析和完整性，只是達(dá)到夠用夠理解，這些要素包括工作過程、情景、任務(wù)、崗位能力等。職業(yè)課程的內(nèi)容應(yīng)該從崗位能力分解中產(chǎn)生的知識、技能、態(tài)度、操作等要素組合而成，是目標(biāo)體系的具體化，這就必須結(jié)合具體的企業(yè)工作崗位進(jìn)行分解和組合，熟悉工藝流程的方方面面，不僅是操作過程，還有預(yù)警和管理過程等等，分解以后還有重新組合，因?yàn)楹芏鄡?nèi)容具有通用性，而這些通用性的內(nèi)容正是重點(diǎn)所在，必須突破傳統(tǒng)的學(xué)科體系，突出技術(shù)原理，知識運(yùn)用，對學(xué)生具有適用和靈活的特點(diǎn)。

1.2光伏理化基礎(chǔ)對于光伏專業(yè)課程的重要性

光伏理化基礎(chǔ)是光伏專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是連接通用理論和專業(yè)理論的紐帶，其涉及的知識點(diǎn)包括機(jī)械、電子、自動化、化學(xué)、物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)等，目的是為工作中的光伏制造工藝提供基礎(chǔ)理論，讓學(xué)生好理解，好上手，好深入發(fā)展。光伏理化課程綜合性較強(qiáng)，是適用于光伏全產(chǎn)業(yè)鏈的理化知識的提煉和精簡。光伏全產(chǎn)業(yè)鏈包括前端、中端和后端，即多晶硅原料生產(chǎn)、單晶硅和鑄錠多晶硅生產(chǎn)、硅片加工、電池片生產(chǎn)、組件生產(chǎn)、系統(tǒng)設(shè)計和安裝等環(huán)節(jié)。本著適用夠用的原則，將光伏技術(shù)中涉及的基礎(chǔ)理論重新加以梳理，并結(jié)合企業(yè)對新技術(shù)的需求和光伏技術(shù)發(fā)展趨向，對基礎(chǔ)理論做了適當(dāng)延伸和深化，緊扣任務(wù)中要滿足的技能和實(shí)際崗位操作要求，為此需要理解的基礎(chǔ)知識條理化，這樣表面上打破了理化知識的本身體系，而實(shí)際形成貼合于光伏產(chǎn)業(yè)的新的理論體系。

1.3現(xiàn)在光伏理化基礎(chǔ)課程存在的問題

現(xiàn)有課程偏重于太陽能理化基礎(chǔ)，太陽能利用的范圍比光伏的寬得多，包括光熱利用、光化學(xué)利用等等，且涉及內(nèi)容龐雜，基本涵蓋材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)、光學(xué)、物理學(xué)等課程。其次難度大，理論比較深入，其前置課程較多，缺少針對性，就是針對光伏制造所需的核心理論敘述過少，教師偏重對課程內(nèi)容做全面的理論講解，學(xué)生實(shí)踐和互動的少，課程內(nèi)容與專業(yè)聯(lián)系不夠，不能補(bǔ)充職業(yè)能力的不足，跟不上企業(yè)技術(shù)發(fā)展的日新月異，習(xí)得經(jīng)驗(yàn)沒有企業(yè)介入，課程標(biāo)準(zhǔn)沒有加入行業(yè)要求，帶有明顯學(xué)科化體系色彩，不滿足少學(xué)時教學(xué)的要求，學(xué)生興趣不大教學(xué)枯燥效果差。這些問題引起的明顯后果是學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不理想，不但現(xiàn)在的龐雜理論不好理解，而且對于專業(yè)課程或后續(xù)的實(shí)訓(xùn)課程幫助甚少。職業(yè)教育不是培養(yǎng)學(xué)科上全面人才，而是工作上夠用適用的人才。

2課程內(nèi)容校企協(xié)作開發(fā)的必要性

2.1校企合作育人模式的必要性和先進(jìn)性

校企合作是發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的重要和必要的途徑，這點(diǎn)是職業(yè)教育的本質(zhì)所決定的，基礎(chǔ)教育可以純理論，職業(yè)教育不行，它有強(qiáng)烈的目的性，必須為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)服務(wù)，《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》要求職業(yè)院校和行業(yè)在多方面進(jìn)行合作，包括技術(shù)、設(shè)備、管理、知識等方方面面，為中國的制造業(yè)輸送合格人才，職業(yè)教育的目的性決定了校企合作育人的必要性，學(xué)校教師在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)上的不足，先進(jìn)技術(shù)的可視化教育物質(zhì)基礎(chǔ)不足，企業(yè)所需員工綜合素質(zhì)的校級培養(yǎng)不足等要求有兩方互補(bǔ)。校企合作育人培養(yǎng)模式，多段式工學(xué)交替人才培養(yǎng)模式，學(xué)徒制、訂單班，這些先進(jìn)的職業(yè)教育理念借鑒了國外的成熟經(jīng)驗(yàn)，要求職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和課程標(biāo)準(zhǔn)銜接，以職業(yè)能力需求為基礎(chǔ)來開發(fā)校企合作課程，包括專門技術(shù)和綜合能力，同時滿足個人企業(yè)行業(yè)需求，其課程內(nèi)容必須圍繞職業(yè)崗位分析來展開。課程開發(fā)的重點(diǎn)是內(nèi)容開發(fā)，課程標(biāo)準(zhǔn)的主要方面也是課程內(nèi)容的斟酌。

2.2校企協(xié)作開發(fā)課程的條件

校企合作必須以職業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，注重實(shí)際工作過程和面向的工作崗位，從對工作崗位的要求著手分析知識技能素質(zhì)要求，因?yàn)槠髽I(yè)對人的要求是全面性的，從標(biāo)準(zhǔn)管理到人格因素到技術(shù)掌握到人際關(guān)系、團(tuán)隊協(xié)作能力等所有關(guān)乎生產(chǎn)效果和安全效果的都要涉及，現(xiàn)在的學(xué)生正處于生長發(fā)育階段，心智不是很成熟，非技術(shù)因素的養(yǎng)成也是必不可少的，否則會對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總方向產(chǎn)生負(fù)面影響，不但對社會負(fù)面，對個人成長也很不利，經(jīng)常有成長在象牙塔里的學(xué)生走向社會出現(xiàn)種種的不適應(yīng)和不良影響，所以光光學(xué)校教育有欠缺，設(shè)立一個合適的環(huán)境或條件對于校企合作尤為重要，不但是物質(zhì)方面的硬件，更有人員配備，管理經(jīng)驗(yàn)等軟件跟進(jìn)，由于課程學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)是適應(yīng)新崗位要求，因此企業(yè)的新技術(shù)崗位提供成為培養(yǎng)活動的必備條件，順風(fēng)江蘇光電有限公司是國內(nèi)規(guī)模較大的綜合性光伏企業(yè)，和我院有長期友好合作關(guān)系，是學(xué)院的重點(diǎn)實(shí)訓(xùn)基地，在跟崗實(shí)習(xí)，頂崗實(shí)習(xí)中都提供各種便利，其車間主管，技術(shù)工程師等也常作為外聘教師參與授課，其產(chǎn)品涵蓋光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上中下游，無論是電池生產(chǎn)還是組件系統(tǒng)設(shè)計生產(chǎn)，在行業(yè)內(nèi)都具有領(lǐng)先技術(shù)，其崗位生產(chǎn)線都是規(guī)?；詣幼猿审w系。

2.3開發(fā)課程內(nèi)容的方法步驟和效果預(yù)見

在企業(yè)人員的共同參與下，對企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行全面剖析，對工藝過程的具體操作進(jìn)行歸納，對現(xiàn)有設(shè)備的使用進(jìn)行全面解析，對生產(chǎn)中的各項要求進(jìn)行理清，同時對畢業(yè)生培養(yǎng)方案中能力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理從而確定該課程的知識能力態(tài)度點(diǎn)，從行業(yè)調(diào)研、產(chǎn)業(yè)鏈分析到具體生產(chǎn)崗位操作、任務(wù)分解、崗位能力確定，再到職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)、專業(yè)能力剖析，最后是課程承擔(dān)部分目標(biāo)任務(wù)分解。最后的課程內(nèi)容應(yīng)該是非常具體、清晰，完全針對崗位需求的理論集合。開發(fā)結(jié)果首先作為職業(yè)人的基本要求達(dá)到，能夠清晰理解工作思路。其次全局把控能力達(dá)到，為以后發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。再次內(nèi)容適合于現(xiàn)代教育導(dǎo)向和要求。

3課程內(nèi)容具體改造結(jié)果和評價

3.1產(chǎn)業(yè)鏈涉及制造工藝對應(yīng)的基礎(chǔ)原理剖析

光伏基礎(chǔ)理論應(yīng)該覆蓋全光伏產(chǎn)業(yè)鏈，這也是一個難點(diǎn)，因課程學(xué)時數(shù)的關(guān)系，不可能面面俱到，只能抓住重中之重，雖然產(chǎn)業(yè)鏈前端已經(jīng)大部分輸出到中西部地區(qū)，但其技術(shù)國產(chǎn)化進(jìn)程需要加強(qiáng)，有發(fā)揮余地，一次不能偏廢，后端系統(tǒng)設(shè)計電站設(shè)計偏重于設(shè)計，同樣是連接用戶和生產(chǎn)商的重要紐帶，不能偏廢，這些在內(nèi)容制定過程中都要予以考慮。多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)是圍繞硅的提純和生產(chǎn)中的化學(xué)變化，單晶硅和鑄錠硅生產(chǎn)中涉及硅的結(jié)構(gòu)變化，及軟件控制，硅片加工涉及缺陷和相變雜質(zhì)理論，電池片生產(chǎn)中涉及效率影響因素光電轉(zhuǎn)換理論和prec及hit原理，組件和系統(tǒng)環(huán)節(jié)涉及自動化生產(chǎn)控制，機(jī)電和自動化生產(chǎn)原理，針對典型光伏電池，提煉各工序核心環(huán)節(jié)理論，考慮其適用性和可行性，從產(chǎn)業(yè)鏈提煉知識體系，也選取設(shè)備控制方面的物理基礎(chǔ)，適用于新型電池理論，內(nèi)容改造思路是這樣的，少而精準(zhǔn)，務(wù)求實(shí)用，生產(chǎn)中主要工藝原理方面的核心理論進(jìn)行梳理，不求系統(tǒng)性，例如缺陷晶體缺陷，從中提煉的是位錯的形成和消除這一核心，對屬于材料科學(xué)基礎(chǔ)中有關(guān)晶體缺陷的面面俱到做了刪除和壓縮。再比如在材料相變理論中重點(diǎn)講解純物質(zhì)的凝固理論，對合金相的理論和雜質(zhì)理論做了適當(dāng)引申，對多相體系沒有涉及留待自學(xué)，電學(xué)方面只牽涉輸電環(huán)節(jié)、弱電環(huán)節(jié)、對輸電方式和接入方式的選擇原理要詳細(xì)列出，特別是光伏發(fā)電對接國家電網(wǎng)的匹配性原理。這樣的安排對后續(xù)晶硅生長專業(yè)課是有很大幫助的，掌握一個系統(tǒng)長篇的理論沒有必要也沒有時間許可，對后續(xù)課程理論要求的精準(zhǔn)把握是指定內(nèi)容的關(guān)鍵所在。

3.2課程內(nèi)容對應(yīng)的項目和分任務(wù)設(shè)計

內(nèi)容設(shè)計既要符合以職業(yè)能力目標(biāo)為核心的目標(biāo)體系，也要考慮教學(xué)組織，教學(xué)活動有效性。工作任務(wù)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)由簡到繁，并且盡可能在真實(shí)地環(huán)境下進(jìn)行，以任務(wù)為中心，配合知識技能素養(yǎng)培養(yǎng)，使得兼?zhèn)渚C合能力，在此基礎(chǔ)上，將目標(biāo)體系分成五個項目，概況了各個崗位職能的基本要求，這五個項目分別是項目一：硅原子分子晶體三層次結(jié)構(gòu)分析;項目二：太陽光和晶硅相互作用的現(xiàn)象和結(jié)果分析;項目三：晶硅和電池片生產(chǎn)中的相變和化學(xué)變化分析;項目四：晶硅和電池片生產(chǎn)中電氣控制和軟件模擬;項目五：新型光伏電池結(jié)構(gòu)分析。其所對應(yīng)的具體任務(wù)包括：（1）分析原子，分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵組成，繪制硅晶體晶胞并計算其參數(shù);（2）畫光譜圖分析光的吸收反射，分析光伏效應(yīng)，畫出遠(yuǎn)程監(jiān)控通信圖;（3）分析二元相變和凝固摻雜過程，列出三種情形下的硅反應(yīng)方程式;（4）畫電機(jī)控制線路圖，操作模擬軟件設(shè)計界面參數(shù);（5）畫出薄膜和化合物電池結(jié)構(gòu)圖，分析有機(jī)電池，染料電池，量子點(diǎn)應(yīng)用和鈣鈦礦電池。分任務(wù)的目的是將項目具體化，同時明確要達(dá)到的子目標(biāo)，包括能力目標(biāo)和知識目標(biāo)，素質(zhì)目標(biāo)在總目標(biāo)體系里面，零碎貫穿和滲透，只有將主要任務(wù)加以明確，學(xué)生才能有的放矢，去除枝蔓，抓住核心。下表1是兩個任務(wù)的分解表。

3.3課程教學(xué)單元設(shè)計

考慮到具體教學(xué)的需要，依據(jù)分任務(wù)的知識目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計單元教學(xué)，一定要指出其依附于什么工序，在哪里會用到和必須理解，否則沒有針對性也就失去了意義，內(nèi)容要通俗易懂，深入淺出，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中的新技術(shù)也要涉及，工序環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)原理是最關(guān)鍵的。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)單元設(shè)計如表2（以任務(wù)1為例），如果說任務(wù)設(shè)計是整體設(shè)計的話，那么單元設(shè)計就是一堂課的具體設(shè)計。要考慮實(shí)效，綜合分析各個任務(wù)的核心要素，即針對崗位所需要的最基本的理論支撐，其他可以舉一反三，而且一節(jié)課圍繞一個知識點(diǎn)展開，務(wù)求講透講清。晶體的結(jié)晶過程牽涉到單晶拉棒和多晶硅鑄錠，此教學(xué)單元內(nèi)容設(shè)計主要有兩個，一個是純晶體的凝固過程原理，另外一個是含雜質(zhì)的分凝效應(yīng)的原理，而且凝固過程主要是非均勻形核，對非均勻形核的能量幾何和熱力學(xué)條件進(jìn)行分析并最終應(yīng)用到籽晶應(yīng)用形核和定向凝固，而分凝理論主要是硅的雜質(zhì)分凝，包括硼和磷，要考慮學(xué)生的理論基礎(chǔ)和認(rèn)知特點(diǎn)，循序漸進(jìn)。教學(xué)單元設(shè)計充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識儲備和理解力，做到抓主體、變簡單、少學(xué)時、易于掌握。

3.4實(shí)施效果及評價

光伏產(chǎn)業(yè)涉及面廣，任何一個制造環(huán)節(jié)需要學(xué)習(xí)的理論太多，而且沒有針對性，只有碎片化講授，講透一個切實(shí)相關(guān)的理論，好在這些理論都依附于工藝，因此便于實(shí)行項目化教學(xué)，雖然理論課程的項目化很難，但如果謀劃得當(dāng)，教師和企業(yè)人員共同考核，更能反映學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成程度和等級，注重過程化考核，學(xué)生的興趣和實(shí)踐能力得以提升，從效果看，對以后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)、綜合實(shí)踐、企業(yè)跟崗實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)，提供了有力的支持，少時間而成效顯著。