基于项目化教学的“组件加工技术”课程教学改革

胡靖宇 陈登莲 张亮

[摘 要] “组件加工技术”是新能源科学与工程专业的一门专业核心课程。这门课程的实践性较强，在课程中引入项目化教学，可以提高学生的学习兴趣，更好地达成教学目标。在教学过程中教师依据太阳能电池组件的制作流程，设置典型工作任务情境。通过完成各个项目任务，学生不但能掌握专业知识和技能，还提高了分析问题、解决问题的能力。在小团队协同完成各项任务时，进一步提高了学生团队协作、沟通交流的能力。

[关键词] 组件加工;项目化教学;太阳能电池

[中图分类号]G642   [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2021） 02-0102-02

“组件加工技术”是新能源科学与工程专业的一门专业核心课程，也是一门与实际生产联系紧密的课程。这门课程可以使学生了解各种太阳能电池原材料的性质和生产工艺，熟悉太阳能电池组件的结构、制作流程及相应工艺，并能熟练掌握目前主流的太阳能电池组件制造设备的性能和使用方法。在保证课程教学科学性和系统性的前提下，重点学习太阳能电池制造的系列流程。在教学实践中，我们发现传统的教学模式并不适合这门实践性较强的课程，通过在该课程中引入项目化教学，取得了较好的教学效果。

目前的就业市场中，企业在用人方面并不只是考虑高学位、高智商，是否拥有较好的动手能力和实践经验也往往成为公司招聘时的一项重要考察要求。课程项目化教学的目的就是要让学生掌握理论知识的同时，注重实践操作方法与操作技巧的培养，将理论与实践相互融合，提高学生的各项技能。积累他们的职业经验，为将来入职企业打下良好的基础。

一、传统教学过程中的问题分析

传统教学模式中，大部分的关注点在理论知识的掌握上，通过考核学生对理论知识的理解记忆能力，评定学生在该科目的成绩。这不仅让一部分动手能力较强，思维活跃的学生失去了展现自己的机会，而且考核的方法比较单一，没有注重教学过程。在一些实践性较强的学科教学中，如果学生只注重于学习理论知识，而忽略在实践操作方面的学习，那么这些理论知识就算能够倒背如流，其作用也只是停留在书本上、记忆中，而没有发挥其真正意义上的价值。此外，传统教学模式易使学生在学习理论知识和实践操作中出现“断层”现象。一些高校把理论教学与实践操作分开进行，而且往往这两部分的学习时间相隔较远。学生有时会因为遗忘理论知识而导致在实践过程中还需要重新复习基本知识，费心又费力。或是实践课程进行得较快，学生不懂所用到的实验设备的原理和操作方法，不敢动手操作，教师在教导实践操作时还得兼顾理论知识的传授。这种现象让整个教学过程不仅达不到好的教学效果，还加大了教师与学生的负担。因此，传统教学环境会让一些学生失去对学习专业知识的兴趣，把原本就比较枯燥乏味的文字教育变得更加低效率。而且无法让学生主动学习钻研，导致学生学不懂，教师教学压力增大的问题。

二、项目化教学的意义

为解决传统教学上的这些问题，课程项目化是行之有效的方法。在向应用型本科院校转型的地方高校中，更应注重对学生自身实践技能的培养。在拥有较高理论水平的基础上，加强学生对一线生产操作实际情况的了解，强化学生对专业知识的应用掌握。项目化教学依据学生的专业特色，侧重对学生职业能力的培养，将专业知识的学习与实践互相融合，互补互利，设置典型的任务情境，使学生学习专业知识的过程以一种完成项目的形式进行的。学生在整个学习过程中占据主要地位，他们必须发挥主观能动性，在实践中理解理论，依据理论指导实践，才能够解决问题、完成项目。并且在项目完成的过程中学生能够学习如何开展团队合作，增强他们与人沟通交流的能力。教师负责制定好项目目标、考核指标，指导学生的努力方向，对项目中的难点进行点拨。在整个教学过程中，学生面临的考验和挑战性相较于传统教学更强，有利于培养学生的学习能力、创造能力和职业素养。

三、“组件加工技术”课程的项目化教学设计

（一）项目的确定

将课程中太阳能电池组件的结构、制造流程和相应工艺等方面学生应掌握的知识与能力，转化为课程项目化的各项定性定量指标。在“组件加工技术”项目化教学的过程中，学生制造的太阳能电池组件在整个考核目标中所占比例较大，所以将课程细分为六个子项目：单焊操作与工艺、串焊操作与工艺、叠层操作与工艺、层压操作与工艺、组件伏安特性测试以及安装接线盒与边框密封。这六个子项目共同构成了“太阳能电池组件加工”这个课程项目。

其中，单焊与串焊操作作为组件加工的基础着重考查了学生的实际动手能力，训练其团队协作能力。焊接完成的电池片必须无碎裂，而焊带除了要求焊接结实，还需要光滑平直无毛刺，与主栅线重合无偏移。叠层操作与课程理论教学联系紧密，学生应熟悉各层材料的成分组成和所起作用，对其制备方法要有一定了解。教师在教学中应该注意指导细节，尤其在实践环节要避免学生犯一些低级错误，比如一些学生注意不到钢化玻璃板的光滑面与粗糙面区别，导致后面层压出现问题。层压操作需用到真空层压机，分为自动层压机和手动层压机。学生对层压操作应采取手动方式完成，分步进行上室抽真空、下室抽真空、上室充气、下室充气等一系列步骤，这样才能更直接清晰地理解层压原理，掌握好设备的操作方法。组件伏安特性测试可加深学生对开路电压、短路电流、填充因子、最大输出功率和转换效率等光伏组件最重要的参数的理解，通过该项目就可确定学生所做产品是否符合质量规范。安装接线盒与边框密封项目和组件的耐候性、寿命直接相关，通过完成该项目可强化学生的动手能力，并加深學生对产品质量寿命的理解。

（二）项目化教学的实施

项目化教学前期：教师需进行课堂教学，讲解相关知识点。使学生对该项目涉及的太阳能电池材料的结构、性能、工作原理以及工艺流程等方面，掌握基本的理论知识和操作方法。教师应详细讲解该项目所涉及的原理、操作方法和工艺要求。并且要对操作过程中容易出现的问题进行分析，阐明正确的解决方法，强调在操作过程中应当注意的重要事项。

项目化教学后期：在学生扎实掌握该项目的相应理论知识与操作技巧之后，学生自主分成若干实践小组。每组成员为3-4人，推举一名学生为小组组长。分组结束之后，各小组开始自主完成该项目的分工和制作。各小组组长要确保小组内的每位同学都要在課程规定时间内完成项目目标，并组织成员共同解决在制造太阳能电池组件过程中所出现的问题。小组成员互帮互助、共同总结经验，最终使组内每位成员都能较好的完成项目。

在项目实施过程中，教师会规定实践教学中的一些具体要求：在项目实践操作之前每位学生都需要掌握该项项目的基本原理、操作工艺以及注意事项，并且撰写该项目的课程预习报告。在项目实践过程中，教师会进行相关知识点的抽查提问，回答的情况会记录在平时考核中。在操作实践时，每个学生都要自主完成项目内容，如遇到操作中的困难问题，可以询问组员或者教师，要及时处理问题完成任务。项目完成之后，需要学生对自己的完成情况拍照记录。项目的实践报告和相应照片要按照教师的要求及时撰写整理，最后统一提交，作为该项目的考核依据。

（三）课程考核方案的制定

课程项目化考核以每位同学的综合情况进行考评，主要分为理论知识掌握和实践项目完成两方面：

理论知识考核：对相关理论知识进行考核，同时依据课堂中同学们的表现情况，例如到课情况、课堂提问情况、作业完成情况等进行加权处理。可采取闭卷考试、开卷考试或者口试等多种方式进行。

实践项目完成度考核：主要包含两部分，一是对实践过程中的操作流畅度、解决问题的方式、项目目标的完成情况、项目实验报告的撰写、实践小组的团结协作能力和表现等方面评定相关项目目标的分数。二是对太阳能电池产品的完成度、美观度以及因操作不当造成的电池片损坏或出现气泡的程度等进行成绩评定。二者的权重，教师可自行决定。在我校的教学实践中，理论考核和实践项目完成度考核一般各占50%。

“组件加工技术”项目化教学不仅解决了之前教学考核过程中的一些问题，增强了学生的主观能动性。而且在教学实践过程中潜移默化地培养了学生学习能力和动手操作能力，促使学生在学习新知识的过程中提高自己发现问题、解决问题、总结问题的经验和能力。学生在一步步完成项目目标之后，最终成功地制造出一个完整的太阳能电池组件产品，可以极大地提高学生对专业学习的积极性和探索性。在项目完成过程中所遇到的问题的总结积累会使学生在将来的就业中收益。

参考文献：

[1]朱晓华.面向新工业革命的新能源领域本科课程体系研究[D].重庆大学，2015.

[2]顾宏.机械基础课程项目化教学改革探索[J].职业，2017（19）.

[3]蒋晓端.“做中学，学中做”为核心的教学模式在中职会计专业教学中的实践与反思[J].财会学习，2017（12）.

[4]谭娟，龙桂杰.基于市场营销应用型人才培养的项目化教学模式研究[J].学术论坛，2015（4）.

[5]杨岍.“光伏组件生产技术”的项目化课程设计[J].企业导报，2012（17）.

（责任编辑：王义祥）