課程開發中的工作過程知識分析
——以德國光伏系統安裝技工為例

□鄢彩玲 許靜靜

課程開發中的工作過程知識分析
——以德國光伏系統安裝技工為例

□鄢彩玲 許靜靜

“基于工作過程”的課程理念在我國職業教育界產生了很大影響，但有關工作過程知識的實證研究卻比較罕見。以德國分布式光伏系統安裝工為例分析其工作過程知識。研究發現，光伏技工的主要工作任務是小型分布式屋頂電站的安裝與維修，包括安裝咨詢、安裝設計、安裝、運行及維修；相關培養課程應包含代表性工作任務、涉及完整的工作過程并關注團隊能力的培養。文章涉及的研究方法和結果對我國的職業資格研究有重要啟發。

工作過程知識；課程開發；光伏技術；個案研究

近幾年，德國“基于工作過程”的課程理念在我國職業教育界產生了很大影響，然而人們對其理論基礎——工作過程知識的關注卻不夠，相關實證研究更為罕見。有關討論總是圍繞著 “工作過程”進行，卻沒法觸其核心，這給課程研究和實踐帶來了很大困惑。本文以德國分布式光伏系統安裝工（簡稱光伏技工）為例，研究其工作過程知識。核心研究問題為：光伏技工有哪些典型工作任務？如何完成這些任務？其工作方式、工作組織和技術因素如何影響工作過程？工作過程分析對職業教育課程建立有哪些啟示？

光伏太陽能作為重要的新能源具有重要的戰略意義。在光伏產業領頭羊德國，新能源在2014年電能供給中占27.8%，其中光伏太陽能占21.7%。德國有10900人從事光伏系統安裝工作。我國光伏系統安裝運用技術起步較晚，目前在政府大力促進新能源發展的背景下，了解德國光伏技工專業工作對構建我國光伏技能人才培養體系具有重要意義。本研究的數據主要通過項目檔案分析、工作過程觀察和專家訪談在三家德國企業 （Solaris and more，Elektro F?rster和 Elektro-Conze）獲得。其中在Elektro F?rster的研究涉及2013年至2014年48個已建項目所有檔案的分析。筆者還以實習生身份參加了10個項目的安裝建設。

一、關于工作過程知識

工作過程知識最早由社會學家克魯瑟（W. Kruse）提出，針對企業所用材料、設備和特性等方面的知識，以及企業工作的互動性實踐[1]。“工作過程知識是工作過程直接需要的（區別于理論知識）、在工作過程中自我獲得的知識，它是在成功確立工作目標、制定計劃、實施計劃及評價工作成果的情境中積累的”[2]，是將工作中獲得的經驗與理論知識進行反思、整合得到的知識，是主觀與客觀知識的結合[3]。工作過程知識隱含在實際工作中，既包括顯性的指導行為的程序化知識，也包括相關隱性知識。那些物化在工作過程中及產品和服務中的訣竅、手藝、技巧技能都是最寶貴的工作過程知識。勞耐爾（F.Rauner）把工作過程知識分為三個層次，即引導行動的知識 （know that）、解釋行動的知識（know how）和反思行動的知識（know why），并在此基礎上開發了能力測評模型。他總結的工作過程知識的特點包括敏感性、背景性、情境性、范式性、前瞻性、建構性和整體性[4]。

比勒特（S.Billet）在職業、組織和個體三個層面分析工作過程知識[5]。職業層面工作過程知識是關于職業工作的工具、材料及其與職業相關的特性、方法與技術、職業和社會規范、職業工作設計和組織的知識[6]；組織層面工作過程知識包括企業組織形式和生產流程、關于企業獨特的產品、生產技術和工藝的知識，或關于特定服務對象和具體服務的知識，顯性化的個人或組織經驗，以及組織文化、個人及組織掌握的隱性知識；個人層面工作過程知識是指個體針對具體問題情境，聯結已有知識和學習新知識，建構解決具體問題的知識結構，包括“彼時彼地”的和“此時此地”的工作過程知識。有關工作過程知識的學習方式，德雷福斯兄弟（L.Dreyfus& E.Dreyfus）發現了能力習得經歷的五個階段，即初學者、高級初學者、有能力者、熟練者和專家[7]。勞耐爾（F.Rauner）據此對能力進行了深入挖掘，發現個體職業發展的邏輯規律是按照新手到專家的發展階段，通過完成不同階段的工作任務，依次獲得定向與概括性知識、關聯性知識、具體與功能性知識、基于經驗的學科系統化深入知識[8]。

這些理論提醒我們，開發基于工作過程的課程首先要了解職業活動，在此基礎上確定典型工作任務，按照教學論原則設計學習任務，并對學習情境進行描述，最終達到掌握工作過程知識的目的。職業行動分析是了解工作過程知識的基礎，而技術發展和工作組織會對職業行動產生影響。工作過程知識分析的重點是技術、工作組織對職業行動的影響的分析、相關工作任務分析，以及具體的工作過程分析。

二、光伏技工工作知識分析

（一）光伏技術發展對光伏技工安裝工作的影響

近年來，光伏板光能轉化效率提升，光伏板價格下降，促進了光伏市場的擴大。從1990-2013年間，每發電1kWp投入凈成本減少了89%。高新技術使光伏系統愈加智能化和人性化，如監控系統能隨時隨地監控發電量和耗電量，并對故障進行報備記錄，這對安裝工作提出了新的更高的要求。

項目檔案分析發現，光伏技術的發展保證了光伏系統的質量，降低了維修率。在48個分析項目中，只有4個項目是關于維修的，且與光伏系統運行并不相關。一個代表性的維修案例是系統運行8年后屋頂漏水，檢查發現安裝太陽能熱水器時屋頂瓦塊開裂導致漏水。在工作觀察中，僅有一個項目是由于雷雨造成的逆變器保險絲短路，通過更換保險絲即可解決。通常故障會在系統安裝初期出現，由于保修期內可通過直接更換故障設備解決，因此光伏技工的工作較少涉及維修。

光伏設備的使用周期是25年。德國第一代光伏系統是在上世紀90年代安裝的，目前將進入故障多發期。可以預測，隨著運行時間增加，光伏系統維修將逐步成為光伏技工的重要工作。

完整的分布式光伏系統安裝任務包括四方面的內容：安裝咨詢、安裝設計、安裝、運行及維護，光伏技術及相關安裝工藝知識貫穿整個過程。例如組建完整的分布式光伏系統涉及較多技術知識，而安裝過程則更多涉及工藝知識，包括工具和安裝方法。光伏技工不僅要了解不同設備的基本原理和重要的技術知識，而且要了解如何對各組件進行優化、匹配與組合。技術與安裝工藝知識在工作過程中的結合與運用，構成了工作過程知識的重點。

訪談發現，幾乎所有技工都沒有系統學習過光伏理論知識，他們主要是通過 “做中學”學習的。經驗豐富的技工能在具體工作情境中喚起對相關知識的回憶，從而解決工作中的具體問題。純粹的技術知識無法直接轉換為安裝工作過程知識，它必須與相應的工作情境，以及與所采用的工藝知識相結合才能轉化為工作過程知識。這提示我們，在課程開發中，如果僅僅關注光伏技術理論知識，而不關注其在工作中的具體運用，這對人才培養是遠遠不夠的。

（二）工作組織

相對于大型光伏電站，小型分布式屋頂電站安裝不但要考慮安裝現場條件，而且更要顧及顧客的個性化需求，需求導向是其工作的突出特點。這對工作組織形式、工作任務范疇和工作過程產生了很大影響，要求光伏技工更加靈活，掌握的過程性知識也更加全面。

長時間觀察發現，不同于傳統的金字塔工作結構，安裝企業均采用扁平化團隊工作方式，團隊多為5到10人，每人至少負責兩個以上任務。如Elektro F?rster公司的安裝技工不僅能完成屋頂的光伏板安裝，還要完成相應的電路安裝以及后續運行與維護工作；Elektro-Conze公司的安裝設計與安裝實施由同一個師傅完成。這種工作組織方式對技術工人提出了較高要求，即必須同時完成多個工作任務，如光伏板安裝涉及建筑結構知識，而電安裝則涉及電工知識。

在金字塔形工作結構中，不同資格等級針對不同的工作任務范疇，職業教育是對不同資格等級的對象提供相對應的學習內容，培訓過程是從離散的不完整的專門化技能培訓，逐步過渡到完成完整的工作任務。而在團隊合作工作結構中，對技工的要求不再是單一、專門化的技能，而是基于整個工作團隊的全面的團隊綜合能力。針對這類工作組織，培訓內容的組織應從簡單的完整工作任務過渡到復雜的完整工作任務（見圖1）。

圖1 工作組織變遷

（三）工作任務范疇

界定光伏系統安裝工作涉及的工作范疇，主要通過對已建項目的檔案分析進行，即對Elektro F?rster公司2013-2014年間48個完整的已建項目進行分析。“項目檔案分析法”由海哥勒（T.H?gle）在其博士論文中首次提出。針對這一方法，Becker強調：“一定的專業背景是開展項目檔案分析的必要基礎”[9-10]。為了保證分析結果的準確性，在項目檔案分析前，筆者在該公司進行了兩個月的工作跟蹤，參與了4個項目的安裝工作，在分析過程中伴隨進行專家訪談。為了保證數據的準確性，對安裝項目的選擇遵從以下原則：

1.目的完整性。光伏系統安裝一般經過多次咨詢與初步設計，不僅考慮現場條件的在建可行性，還要考慮顧客成本投入和電站收益。一般在5到7個建設意向中最終只會有一個項目成功投建。公司兩年間涉及的項目檔案有250個，為保持數據的完整性，在對工作過程進行分析時僅對成功安裝并投入使用的48個項目進行分析。

2.項目的實時性。作為新興產業，光伏產業在很大程度上依賴國家政策扶持，安裝工作會隨著相關法規的變更而做出調整。由于多年前的項目對快速發展的光伏產業沒有現實意義，故所選取項目均集中在近兩年。此外，安裝工對過去不久的項目印象較深，便于開展訪談。

3.項目的多樣性。Elektro F?rster公司開展了針對小型分布式電站的所有服務，分析過去兩年所有已建項目，保證了數據的代表性與多樣性。

研究發現，光伏發電系統安裝是主要工作。其中44個發電系統為新建項目，僅有4個項目涉及光伏系統維修。但最近系統維修工作所占比重增長明顯。2013年維修工作占全年比例為3.3%，2014年占16.7%。可以預計，隨著第一代光伏系統老化，維修工作將逐步增加。在安裝工作中，面向私宅的屋頂發電系統建設（85.4%）大幅領先于商用發電系統建設（6.3%）。

筆者將所有安裝項目劃分為8類：并網系統；離網系統；有儲能系統；無儲能系統；帶智能監控系統；無智能監控系統；帶其他節能系統；無其他節能系統。這里，接入公共電網的為并網系統，全部電能自發自用的為離網系統；根據是否安裝電池系統劃分為有儲能系統和無儲能系統；根據是否安裝智能監控系統如Solar log等劃分為帶智能監控系統和無智能監控系統；將安裝了其它節能系統，如熱水泵和中央集熱器等稱為帶其他節能系統的光伏發電系統。研究發現：不同項目對安裝工作有不同需求，如相對離網系統，并網系統多了接入電網的安裝工作；相對無儲能系統，有儲能系統不僅涉及直流轉交流部分的安裝，還涉及直流轉交流逆變，而是否有其它節能系統，則涉及不同系統的能源分配。在德國，針對熱水泵的電價低于一般電價，在安裝光伏系統時，應考慮多余光伏電能是供應熱水泵還是直接存入電網；有儲能系統時，考慮多余光伏電能是供應熱水泵還是直接儲能，這涉及不同安裝工作。

調查發現，受當地補貼政策影響，安裝項目主要集中在并網、無儲能設備和智能設備的光伏發電系統。隨著2013年針對儲能系統補貼政策的實施，帶儲能光伏系統由 2013年的零安裝增加到了2014的15%（見圖2）。

圖2 安裝項目分布情況

2013年和2014年的主要安裝任務分別為（括號內為2014年數據）：

（1）不帶儲能設備、智能監控設備及其他節能系統的并網系統65.5%（60%）；

（2）帶其他節能系統，但不帶儲能設備和智能監控設備的并網系統17.2%（20%）；

（3）帶智能監控設備，但不帶儲能設備和其它節能系統的并網系統10.3%（13%）；

（4）帶智能監控設備及其他節能系統，但不帶儲能設備的并網系統7.0%（7%）。

綜上，德國光伏系統安裝工的主要工作任務包括安裝、維護與修理。安裝主要是面向私宅的屋頂發電系統和商用發電系統，且多為不帶儲能設備、智能監控設備及其他節能系統的并網系統。系統越復雜，工作內容就越復雜。光伏技工培養課程應當包含這些代表性工作任務，并按照不同難度的工作任務呈現出不同的能力要求。針對顧客導向的工作過程，顧客的個性化需求在整個安裝過程中應得到體現。通過對安裝項目檔案分析，可以對顧客的需求進行歸納總結，對代表性工作任務進行歸類，而且還可以對其涉及的詳細工作過程進行描述。

完整的安裝工作過程涉及企業、顧客和安裝技工的（如圖3所示）。安裝工作不僅要符合相關安全規定、技術要求，還要考慮到顧客的個性化需要與企業利益。顧客的需要可歸納為三個方面：（1）投入產出效益最大化；（2）未來可持續發展的可能；（3）專業化的安裝。

圖3 安裝工作流程

（四）工作過程

項目檔案分析發現，幾乎所有安裝項目都經過至少兩次安裝設計修改，修改點集中在對經濟效益的考量。此外，系統的可持續發展也是顧客考慮的重要因素。例如在無儲能系統中，理論上在選取逆變器時，逆變器容量只需略大于光伏板總容量的70%即可，但考慮到未來可能安裝儲能設備，大部分顧客傾向于安裝容量更大的逆變器，盡管成本投入更高。企業則主要希望安裝技工在滿足顧客需求的前提下，最大程度地創造企業效益。

完整安裝工作過程的步驟如表1所示。

（五）工作過程知識

專家訪談發現，完整的安裝過程涉及三類工作過程知識：

1.安裝設計知識。主要針對擬安裝前的工作過程。光伏技工要平衡專業、顧客需求以及企業效益三方面因素，涉及光伏專業知識、銷售能力和溝通技巧等。此部分知識的核心是有關光伏產品性能的基本知識、光伏系統整體概念知識及專業設計軟件運用知識。

2.安裝前準備知識。在正式安裝開始前，安裝工人在安裝圖紙、安裝說明書基礎上考慮具體安裝情況。前期安裝設計考慮的是理想狀況下的安裝，實際情況會有所變動，特別是屋頂光伏板安裝部分。屋頂情況不同，實際安裝往往與前期設計有出入。電氣部分安裝首先必須了解圖紙中各抽象符號在實際中的應用（如圖 4）；其次，接入系統不同，不同設備原件有多重安裝可能性，安裝前必須了解不同系統元件間的連接。安裝工人必須學會判斷理想安裝情況與實際安裝情況的差異，并知曉如何在實際情況下調整安裝設計，進行安裝。

表1 工作過程描述

圖4 從抽象圖紙到具體元件

3.安裝知識。正式安裝主要涉及安裝工作的組織和計劃，即先安裝哪些原件？需要哪些工具？例如屋頂電纜引入到屋內時，是通過鉆孔方式接入還是通過特定電纜通道接入？鉆孔孔徑多大？需要多大的鉆頭？這些安裝知識更多涉及具體的行為技能和經驗知識。

三、工作過程知識對職業教育課程開發的啟發

光伏技工的主要工作任務是小型分布式屋頂電站的安裝與維修，包括安裝咨詢、安裝設計、安裝、運行及維修四個部分，涉及項目多為并網無儲能設備的發電系統。企業多采用團隊合作，對技工資格要求高。這對職業教育的課程建設有以下啟示：

第一，課程內容包含代表性工作任務。職業教育課程應教會學生如何工作，通過對代表性工作任務的學習，不僅學會完成日常工作任務，并在此基礎上具備解決不可預知問題的能力。

第二，課程內容包含完整的工作過程。完整的安裝過程涉及工作情境、光伏技術知識和安裝工藝知識。在具體安裝工作過程中，安裝行動需要通過實際操作轉化為經驗性知識，并在工作過程中呈現，這無法僅僅通過理論知識的學習習得，而必須做中學。課程內容應涉及完整的工作過程知識，而不是將理論知識作為學習的主體。

第三，應培養團隊合作能力。工作組織扁平化發展，越來越多的工作以團隊形式完成。團隊工作對每個隊員的要求是團隊綜合能力，承擔全面、多樣化的完整工作而不是單一、離散的專門化技能。

四、總結

德國光伏電工工作過程知識是電工在工作過程中，通過遇到問題情境、解決問題、反思問題而逐步積累得到的經驗性的、實踐性的知識。它不僅包括職業層面的如光伏電工工作的設計、安裝等理論與實踐知識，還包括到其工作過程知識，其廣度與深度隨工作組織形式的變化而變化。光伏電工工作過程知識的習得遵循由新手到專家的技能習得過程，這需要課程開發者在課程設計過程中設計不同層級、梯度的任務，讓學習者在不同層級的任務情境中逐步構建自己的工作過程知識。

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[9]Becker，M.&Sp?ttl，G.Berufswissenschaftliche Forschung[M].Frankfurt am Main:Peter Lang，2008.

[10]Becker，M.Von der Arbeitsanalyse zur Diagnose beruflicher Kompetenzen[M].Frankfurt am Main: Peter Lang，2010.

責任編輯 殷新紅

鄢彩玲（1986-），女，福建福州人，德國錫根大學教學論研究所博士生，研究方向為技術教學論；許靜靜（1990-），女，湖北荊州人，北京師范大學職業與成人教育研究所碩士生，研究方向為職業教育課程與教學論。

教育部哲學社會科學研究重大課題攻關項目“中國現代職業教育質量保障體系研究”（編號：13JZD047），主持人：趙志群。

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1001-7518（2015）36-0017-05