1新形态教材的概念与建设要求

2019年1月国务院发布《国家职业教育改革实施方案》，首次提出“新型活页式、工作手册式教材”新概念。2019年12月，教育部《职业院校教材管理办法》中继而提出“活页式、工作手册式新形态教材”。2020年9月，教育部等九部门在《职业教育提质培优行动计划（2020-2023年）》中又提出“科学严谨、深入浅出、图文并茂、形式多样的活页式、工作手册式、融媒体教材”。2020年10月，国家教材委员会在《国家教材委员会关于开展首届全国教材建设奖评选工作的通知》附件2中，则提出“鼓励活页式、工作手册式、数字教材等新型教材”。无论国外还是国内，目前尚未形成一致、明确的新形态教材概念。随着大数据、人工智能等高科技的进一步开发应用，新形态教材的概念、特征及功能一定会发生新的变革，且将在相当长的时期内处于动态变化中。随着职业教育转型升级、“三教”改革工作的研究与推进，可能还会提出职业教育教材的新名称、新内涵。《国家职业教育改革实施方案》中提出“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”，这就要求职业教育新型教材不是孤立的一本纸质教材，必须配套相应的信息化教学资源。配套的各种资源必须合法、有效、有用且质量高，与纸质教材中的相关内容有效对应、融合使用，提高资源利用率和有效率。

与静态、单一的文本教材相比，形成了一个数字化的学习环境，这个数字学习环境由教材文本内容、信息化虚拟仿真资源、教师、学生及学习工具等要素构成，并实现了可交互性。只有将“活页式”外显特征、“工作手册式”内核特征与信息化教学资源完整、系统地有机结合为一体，构建教学系统，并系统策划、设计新型教材的内容、功能、结构和使用方法等，才能完整体现出职业教育类型特征要求，实现从普通教育学科体系教材转型、升级为职业教育工作过程行动导向的新形态教材。

2. 新形态教材中虚拟仿真资源建设路径方法

我校2021年立项建设一批活页式、工作手册式新形态教材，为每门教材配套建设一批虚拟仿真数字资源。我们立项建设了《PLC、触摸屏与变频器综合应用技术》教材和配套虚拟仿真数字资源，下面总结教材虚拟仿真资源建设的路径和方法。

2.1 虚拟仿真资源选取

职业教育新形态教材改革的重点之一是彻底改变原来学科体系教材以理论知识为主导的状况，基于职业岗位工作和职业能力要求，按照“必需、够用、适度”原则选取理论知识点和实操技能点，重新塑造新型教材的知识结构、技能结构和职业道德、职业素养结构。本门教材是自动化类专业核心课程，自动化类专业毕业生的职业岗位又面向各行各业如：冶金行业、机械行业、医药和化工行业、3C行业、建筑行业等等。如何从这些行业中提炼典型的职业岗位所需的知识、技能和、道德和素养，是重点和难点。这些行业的电气自动化设备中大量应用了触摸屏做人机接口、PLC做控制器、变频和伺服做驱动器、电动机拖动机械设备。这些行业中，普遍设置电工和机电设备调维等岗位。

基于“岗课赛证”综合育人理念，构建《PLC、触摸屏与驱动器综合应用技术》教材内容。电气元件的选择方面，参考全国职业院校技能大赛“自动化生产线安装与调试”、“现代电气系统安装与调试”、“机电一体化项目”大赛设备。选择市场应用广泛、占有率高的产品，PLC选择西门子S7-1200、西门子S7-200SMART、三菱FX-3U、三菱Q、汇川H2U、汇川H3U；触摸屏选择昆仑通态TPC-7062、西门子SMART LINE、西门子TP700；变频器选择西门子V20变频器、西门子G120、三菱E740、三菱D720S；伺服驱动器选择松下A5、台达B2、三菱MR-JE-A。需要说明的是，“自动化生产线安装与调试”赛项举办较早，早期的产品西门子系统采用的是S7-200 PLC和MM420变频器2010年前后退市，根据新知识、新技术、新标准及时纳入教材的要求，本教材采用他的升级产品西门子S7-200 SMART PLC和V20变频器。采用活页式和二维码的形式，将多种型号的产品融会贯通到同一本教材，各教师根据自身学校实训设备情况，灵活选取内容并举一反三。这样，学生毕业后能较快的熟悉职业岗位上不同品牌的电气产品。

2.2 虚拟仿真资源建设

虚拟仿真资源的制作，一般是学校委托第三方公司制作。虚拟仿真资源往往涉及较难理解的知识和技能，制作公司的技术员往往不懂，这就需要编写教材的老师做好“总导演”，写好详细的脚本并与制作公司的技术员多沟通。下面以“PLC、触摸屏控制变频器实现多段速与模拟量调速控制”为例，阐述虚拟仿真资源的建设。

本案例涉及电气系统原理图识读绘制、硬件接线、PLC编程、触摸屏组态、变频器参数设置等内容。电气原理图绘制、PLC编程、触摸屏组态分别适合专业绘图软件或手工绘制、PLC厂家的编程软件、触摸屏厂家的组态软件，不适合虚拟仿真。如果放在大型虚拟仿真平台（需要高配置电脑，平台主要作用是解决硬件设备不足、电气故障等问题），通过分别链接电气厂商的专业软件较好。作为教材的虚拟仿真资源，适合学生手机端进行泛在学习，开展混合式教学。这里我们给出电气原理图，学生识读电气原理图进行硬件接线，设置变频器参数，观看PLC编程，进行调试。

我们提供给制作公司的硬件接线脚本图如图所示，限于篇幅所限此处不再一一展现脚本细节。硬件接线是重点和难点，来解决学生接线错误造成的设备甚至人身损伤。具体呈现形式，以虚拟现实（VR）还是强现实（AR），需要与制作公司沟通。不论以何种形式呈现，不同的接线错误造成的实验现象需要生动的呈现给学生。

图 硬件接线脚本效果图

PLC编程和程序监控，基于前述手机端泛在学习的原因，采用播放录制好视频的方式。V20变频器参数设置，采用交互式动画设计。变频器的参数有很多，有些参数的参数值更是数不胜数，参数设置的方法和先后顺序又有多种。用虚拟仿真的手段将变频器参数设置过程真实模拟出来，非常复杂也没有必要。本书虚拟仿真采用V20变频器参数常规设置步骤，参数设置不当的时采取提示正确方法，使学生更快的掌握变频器参数设置步骤、常用参数功能，方便泛在学习。

3.结语

新形态教材目前还处在发展阶段，教材配套虚拟仿真资源的建设面临多重挑战，要有效发挥新形态教材的优势和积极作用，需要教材编写人员和虚拟仿真制作技术人员相互学习、相互沟通，提高信息素养和能力，积极探索新形态教材虚拟仿真资源建设的路径和方法。要重视新形态教材虚拟仿真资源建设和应用的实证研究，从实践中提炼理论并服务于新形态教材建设，从而不断推出高水平新形态教材，开拓课程教材建设新局面。

参考文献

[1]王亚盛,张传勇,于春晓.职业教育新型活页式、工作手册式、融媒体教材系统设计与开发指南[M].北京:化学工业出版社出版时间,2021年

[2]黄明东,蔺全丽,李晓锋.高校新形态教材的特征、发展态势与建设路径[J].出版科学,2022(02)

[3]刘元永,赵云伟.变频、伺服、步进应用实践教程[M].北京：电子工业出版社,2019年

作者简介：刘元永（1978-），男，山东临沂人，讲师，硕士，研究方向：职业教育，光机电一体化。