以產出為導向的模塊化教學體系探討
——《太陽能發電技術》混合式課程建設

李海敏*，劉興翀，謝 娟，張 騫，張 皓

（1.西南石油大學新能源與材料學院，四川 成都 610500；2.通威太陽能（成都）有限公司，四川 成都 610299）

雙碳經濟背景下的新能源專業人才培養面臨巨大的挑戰。西南石油大學新能源材料與器件專業作為國家戰略性新興產業專業入選國家一流本科專業建設點。《太陽能發電技術》是新能源材料與器件專業的專業課之一，《太陽能發電技術》主要講解太陽能發電原理、各種太陽能發電技術。使學生深入學習不同太陽能發電技術類型，掌握太陽能發電系統的設計。具備解決復雜工程問題所需的物理知識及數學抽象、建模、邏輯思維能力，能夠用于工程問題的分析和求解。本課程是新能源材料與器件專業學習的重要一環，立足于國民經濟中的光伏領域，為學生提供大量的復雜實踐工程案例，培養學生使用理論解決現實光伏產業中復雜工程問題的能力，擔負著為光伏領域輸送優秀專業人才的重要使命，具有重要的社會價值和經濟價值。

課程是人才培養的核心要素，也是當前中國大學普遍的短板、瓶頸和關鍵所在。為此，各高校都在進行多種課程改革嘗試。翻轉課堂[1-2]、項目化教學[3]、慕課及基于慕課[4-5]的線上線下混合式教學等等。但以往的課程改革建設，大都把著眼點放在課堂教學上。課堂教學形式單一，體現不出持續改進效果，對學生的吸引力較低，目前看來，課堂教學存在的主要問題包括以下一些方面：

（1）課程缺乏系統性，體現不出持續改進效果。課程獨立教學，體現不出課程體系關聯性，無法有效合理評價課程目標，對培養方案支撐顯得單薄，體現不出學生在運用相關課程內容過程中的持續改進效果。

（2）課程教學模式單一，育人效果欠佳。《太陽能發電技術》課程共24學時，為理論教學。內容豐富，知識點多，主要采用課堂講授方式進行，授課模式單一，導致效果欠佳，對學生的吸引力較低。

（3）教學資源與平臺有限，難于有力支撐課程體系?！短柲馨l電技術》課程開設于2012年，是“新能源材料與器件”專業的一門重要的專業課。2017年，《太陽能發電技術》被規劃為校級精品課程，成立了課程網站。經過2年多的建設，課程資料基本齊全，學生學習效果得到有效提升。但目前看來，《太陽能發電技術》課程平臺建設尚不夠完善，重難點解讀資料不詳細，知識點分解與學時不匹配，練習題資料不夠齊全等，難于為學生提供完善的課程資源。

（4）缺乏產出導向機制，不能有效評價課程教學效果。目前課程評價主要依靠平時作業及期末考試，但在應用方面缺乏更全面的評價機制。如生產實習、創新創業實踐、開放課題、畢業設計、就業等過程中對課程知識點缺乏導向性評價，難于體現課程對畢業要求的支撐。學生在應用課程知識點解決相關問題時，必然會不斷加深對課程的理解掌握程度，但產出導向機制的缺乏使得學生不能充分利用課程所學知識。

因此，需要對課程進行完善提高，以提高課程體系關聯性，改善學生學習體驗過程，提升學習動力，增進學習效果。建立以產出為導向的模塊化教學體系，建設線上線下混合式課程教學體系是對《太陽能發電技術》課程建設的一個質的提高。通過課程體系建設，為國家培養合格的新能源技術專業人才。

為此，需要把課程體系看作一個整體，學生通過創新創業實踐、開放課題、生產實習、畢業設計、就業、繼續深造等過程，選擇學習模塊化的課程內容達到人才培養的目標，以創新創業實踐、開放課題、就業等過程中產出作為導向機制，體現出持續改進及課程目標。

因此，《太陽能發電技術》課程，需要以產出為導向，通過模塊化教學體系建設，達到提高教學效果，改善教學體驗，提升學習動力的目的，以高效優質的完成教學目標，為我國培養優秀的高素質新型能源技術人才。

在《太陽能發電技術》課程體系建設過程中，問題多，任務重，不能一步到位，因此，需要采用分步走，分步解決問題，分步完成課程建設任務。

首先需要建設課程縱深化學習體系，主要包括以下內容：

（1）深挖課程內容與思政關聯性，解決教書不育人問題。目前我國正處于日益復雜的國際環境中，更要守住初心，砥礪前行。為此，在課程教學過程中，深挖光伏技術與社會主義建設之間的關聯性，激勵學生為我國“碳達峰、碳中和”貢獻自己的智慧與力量。

（2）豐富育人載體，建立教、輔、學、做完備課程體系，解決學習資料不齊全問題。課程建設過程中，需要建立完備的課程體系，包括教、輔、學、做等一系列內容，解決課程資料不齊全問題?！罢f”包括課程重難點解讀，等。“教”包括課程視頻講解、課程課件優化設計等內容?！拜o”包括課程輔助資料，如教學大綱、知識點復習資料、課程目標及達成手段分析、考核方式公布等。“學”是提供優良教學平臺，使學生獲得良好學習效果?！白觥卑ň毩曨}、復習題、模擬題、考試題的習做等。

（3）廣度與深度有機結合，解決課程單一性問題。通過課程體系建設，深挖學生學習興趣，建立良好學習體驗，使學生扎實掌握太陽能發電技術及光伏系統設計理論知識，具備光伏清潔能源信心與能力。利用《太陽能發電技術》先修后續課程資源，使學生充分掌握太陽能電池及光伏系統性能變化規律，增加課程深度。

同時，通過課程建設，充分利用網絡信息技術，擴大課程覆蓋面，為致力于投身光伏行業人才提供優良學習平臺。借助產學研合作、開放課題等項目，增加課程廣度。

（4）課程中心互聯交流平臺，解決課程缺乏趣味性問題。教學相長，教輔一體，學生之間相互討論、交流是有效增加學生興趣、提高學習效果的重要方式?！短柲馨l電技術》課程通過教學改革建立以課程為中心的互動交流平臺，以生為本，增加學生之間互動互聯，師生之間教學相長，從而有效提升學生學習興趣，改善教學效果，重視過程指導，增加人文關懷。

（5）規范評價與考核，解決課程考核公平性與合理性問題?！短柲馨l電技術》通過課程建設，擴大課程覆蓋范圍，增加受眾人群，因此，課程考核不僅僅只是針對校內本科生，更要考慮校外學生，社會光伏從業人員的評價與考核。需要建立一套標準、公平、合理、規范的動態考核機制，在保證教學目標一致、課程達成度一致前提下，根據不同學習人員，采用不同考核機制，完成對教學效果的考核。

其次，為有效解決課程主要問題，《太陽能發電技術》的課程體系建設需要明確以產出為導向，建立線上線下混合式模塊體系，內容包括如下幾點：

（1）建立模塊化課程內容體系?！短柲馨l電技術》雖然只有短短的24學時，但課程內容多，難于記憶，為此，將課程內容進行模塊化分解，分為四大模塊，包括：太陽輻射、太陽能電池、聚光光伏、光伏系統，其中，每一個大模塊切分為不同小模塊，便于記憶、理解及應用。

（2）完善課程資源平臺。將模塊化課程內容資源全部發布在課程平臺，完善重難點解讀、課程設計、模擬題、練習題、應用前景等資源，便于學生根據模塊化內容有針對性復習及應用。

（3）形成線上線下融合教學模式，模糊課程界限。由于課程內容豐富，知識點多，24學時難于全部完成教學內容，因此，本項研究中，根據模塊內容，將《太陽能發電技術》課程分為線上學習模塊及線下學習模塊，線上模塊包括記憶性知識，線下模塊則包括理解推理性知識，從而有效增加學時數，提升學習效果。

（4）產出導向機制融合課程模塊。學生在培養后，產出內容不應該僅包括就業及職業發展，同時應該包括在校期間產出，如專利、論文、創新創業大賽、生產實習效果等，達到即學即用目的，加強了學生對課程內容的進一步理解掌握，從而體現出持續改進效果。為此，將課程模塊與產出導向進行有機融合，使學生在開放課題、創新創業實踐、就業、繼續深造等過程中迅速對接課程模塊，做到有的放矢，提高產出。

再次，建設完整課程模塊，建成課程—實踐—應用一體化的產出導向機制完整課程體系。

（1）整合課程內容資源，構建完整課程模塊。目前課程內容基本按照知識點來劃分，但課程內容多，知識點復雜，難于記憶。本項目研究過程中，將知識點劃分為四大模塊，十三個小模塊，四大模塊包括：太陽輻射、太陽能電池、聚光光伏、光伏系統。其中太陽輻射分為三個小模塊，包括：太陽簡介、太陽與地球、太陽輻照量計算。太陽能電池分為四個小模塊，包括：太陽能電池發電原理、太陽能電池I-V曲線、晶體硅太陽能電池制備、薄膜太陽能電池制備。聚光光伏分為兩個小模塊，包括：聚光原理、聚光系統。光伏系統分為四個小模塊，包括：光伏系統部件、離網光伏系統容量設計、并網光伏系統容量設計、光伏系統硬件設計。

（2）教師團隊協同優化課程平臺，完善資源模塊。整合教師團隊力量，協同優化課程平臺。將課程內容模塊化，習題模塊化。完善教學大綱、重難點解讀、教學設計、教學目標、課堂活動等內容。從應用角度完善課程平臺，讓學生在學習過程中獲得良好體驗。同時，在課程平臺上，將課程模塊與實踐應用聯系起來，使學生活學活用，即學即用，促進教學—實踐成果轉化，為產出導向做好鋪墊。

（3）建立課程—實踐—應用產出導向機制，體現持續改進。以創新創業實踐、互聯網+、開放課題、生產實習、畢業設計、就業、繼續深造等過程中產出的競賽獲獎、高水平論文、專利、生產實習效果、畢業論文成果、就業率、深造率作為產出評價導向，加深課程—實踐—應用之間關聯性，體現課程體系融合性，將課程知識與實踐應用融會貫通，在課程中體現應用，在應用中聯系課程模塊，促進教學—實踐—應用之間轉化，增加產出，既體現學生個人進步，同時進一步表明課程持續改進，提升培養效果。具體技術路線如圖1所示。

圖1 以產出為導向的模塊化混合式課程體系建設示意圖

最后，在課程體系建設方面，對標以下建設標準：

（1）建立多維度、多視角網絡課堂。通過教學視頻建設，教學資料、課程設計、教學目標、教學理念、教學規劃等完善優化，深入理解學生學習特點、掌握學習規律，利用翻轉課堂、工程實例、互動交流、循序漸進等方式，多方位、多角度為學生學習提供全面指導，使學生掌握光伏發電系統理論基礎知識。

（2）建立縱深化學習平臺。充分利用《太陽能發電技術》先修后續課程，建立豐富資源信息，使學生能充分理解光伏發電技術中關鍵知識點，如半導體物理相關知識、光伏系統工程設計思路等。通過課程建設，結合信息技術，使《太陽能發電技術》既滿足校內學生學習，亦可為其他院校學生學習提供一定借鑒，同時可為光伏愛好者提供學習通道。

（3）建立交互式交流學習渠道。在課程平臺上建立高效交流渠道，通過學習過程中的相互交流，取長補短，增加師生交流，有效提升學習興趣及效果。

（4）建立示范性動態考核機制。針對不同學習人群，在保證知識點及課程目標一致前提下，建立不同考核機制，公平、合理、規范完成對學習效果的考核。