1+X證書制度下中職工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程類教材開(kāi)發(fā)探究

陳瑞發(fā) 蘭虎 曹建波 鄂世舉 孫澄

摘要：當(dāng)前，中職工業(yè)機(jī)器人編程教材存在企業(yè)參與開(kāi)發(fā)程度低、教材內(nèi)容與實(shí)際崗位要求相脫節(jié)、教材呈現(xiàn)形式單一等不足。1+X證書制度理應(yīng)對(duì)中職教學(xué)有導(dǎo)向性作用，在開(kāi)發(fā)專業(yè)教材時(shí)需以證書為基礎(chǔ)。在研究目前工業(yè)機(jī)器人專業(yè)相關(guān)教材建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探索將1+X證書制度融入中職工業(yè)機(jī)器人編程教材中，以多主體開(kāi)發(fā)為核心，組織和完善職業(yè)性教材內(nèi)容，以職業(yè)能力為本位，構(gòu)建和重組實(shí)踐性教材內(nèi)容，以信息技術(shù)手段為依托，創(chuàng)新和建設(shè)時(shí)代性教材內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：1+X證書制度;工業(yè)機(jī)器人編程;教材開(kāi)發(fā)

中圖分類號(hào)：G718? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1672-5727（2021）05-0034-06

為進(jìn)一步適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要，我國(guó)的制造業(yè)人力資源結(jié)構(gòu)必須做出調(diào)整和升級(jí)，這就要求職業(yè)教育，特別是服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中等職業(yè)教育，必須改造傳統(tǒng)專業(yè)、增設(shè)對(duì)口新專業(yè)，來(lái)滿足國(guó)家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要。工業(yè)機(jī)器人專業(yè)正是為了適應(yīng)這種變化而新增設(shè)的專業(yè)[1]。但由于該專業(yè)相應(yīng)的課程體系還不夠完善，培養(yǎng)方向還不夠明確[2-3]，而且所配備的教材不能滿足學(xué)生自身職業(yè)發(fā)展和就業(yè)的需求，教材內(nèi)容沒(méi)有涵蓋相應(yīng)崗位的技能要求，與職業(yè)技能等級(jí)證書中的技能標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有進(jìn)行很好的融合，不適合學(xué)生考證，所以，探索將1+X證書制度融入中職工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程教材編寫中，可以優(yōu)化教材內(nèi)容，重構(gòu)教材體系，加快復(fù)合型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)。

一、1+X證書制度對(duì)中職教材編寫的要求

1+X證書制度的實(shí)施使學(xué)歷教育更好地對(duì)接科技發(fā)展新趨勢(shì)、對(duì)接生產(chǎn)服務(wù)一線關(guān)鍵崗位、對(duì)接就業(yè)市場(chǎng)需求，彌補(bǔ)學(xué)歷教育在針對(duì)性、先進(jìn)性、適應(yīng)性和靈活性上的不足[4]，但同時(shí)也對(duì)中等職業(yè)教育教材的編寫提出了新的要求：第一，教材開(kāi)發(fā)主體由單一向多元轉(zhuǎn)變。目前的教材編寫多由學(xué)校和教師為主體，這樣編寫的教材不能很好地總結(jié)和體現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)崗位所需的知識(shí)和要求，應(yīng)與企業(yè)人員共同組成教材編寫主體，共同開(kāi)發(fā)。第二，教材內(nèi)容的立足點(diǎn)由“知識(shí)”向“能力”轉(zhuǎn)變。應(yīng)根據(jù)“X”證書的標(biāo)準(zhǔn)著力于職業(yè)能力培養(yǎng)，要把“X”證書中的職業(yè)素養(yǎng)、基礎(chǔ)知識(shí)等要求融入教材，統(tǒng)籌專業(yè)教學(xué)資源，深入分析職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行融合，教材的項(xiàng)目、任務(wù)對(duì)應(yīng)證書中的工作領(lǐng)域和學(xué)習(xí)情境，根據(jù)證書的要求選擇教材的呈現(xiàn)形式，使學(xué)生學(xué)習(xí)完教材即可參加考證，不需要進(jìn)行額外的證書培訓(xùn)，促進(jìn)真正的“課證融通”。第三，教材的呈現(xiàn)形式由傳統(tǒng)紙質(zhì)向紙媒融合轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材難以滿足信息爆炸時(shí)代的學(xué)習(xí)需求，應(yīng)積極利用互聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)發(fā)數(shù)字形態(tài)的配套資源輔助于紙質(zhì)教材。

二、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)及相關(guān)教材建設(shè)情況

（一）工業(yè)機(jī)器人專業(yè)情況

隨著機(jī)器人行業(yè)人才缺口的不斷增大，職業(yè)教育需要培養(yǎng)更多的掌握機(jī)器人系統(tǒng)知識(shí)的應(yīng)用工程型人才。全國(guó)高職院校自2015年起陸續(xù)開(kāi)設(shè)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)，至2020年，全國(guó)有25個(gè)?。ㄊ小^(qū)）704所高職院校開(kāi)設(shè)此類專業(yè)。（見(jiàn)表1）

2018年形成的新版《中等職業(yè)學(xué)校專業(yè)目錄（征求意見(jiàn)稿）》也提出新增工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)，目前浙江省開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)的中職學(xué)校共計(jì)33所（見(jiàn)表2）。

（二）工業(yè)機(jī)器人專業(yè)相關(guān)教材現(xiàn)狀

到2020年為止，現(xiàn)有可用于職業(yè)教育的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)相關(guān)教材共計(jì)65本（通過(guò)全國(guó)百佳出版社收集分類），教材類別分布如圖1。在全部教材中，技術(shù)基礎(chǔ)類、編程類、系統(tǒng)集成和智能類教材排名前三，分別有43本、12本、4本，機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)類教材占比高達(dá)66.15%。

從參與開(kāi)發(fā)的主體上來(lái)看，在這65本職業(yè)教育工業(yè)機(jī)器人教材中，學(xué)校和企業(yè)作為兩個(gè)主體共同開(kāi)發(fā)的教材僅有7本，占總數(shù)的10.77%，企業(yè)起到參與作用的也只有2本，而剩下的56本教材都是以學(xué)校為主體開(kāi)發(fā)的，占總數(shù)的86.15%。可見(jiàn)，在職業(yè)教育工業(yè)機(jī)器人相關(guān)教材的開(kāi)發(fā)上，目前還是以學(xué)校為主體。

從教材使用層面來(lái)看，其中可適用于中等職業(yè)教育的有29本，在這29本教材中編程類教材僅3本，分別為《工業(yè)機(jī)器人編程與操作》《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試教程》和《機(jī)器人操作與編程——中天實(shí)訓(xùn)教程》。

從教材內(nèi)容來(lái)看，《工業(yè)機(jī)器人編程與操作》和《工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程與調(diào)試教程》大致相同，其具體項(xiàng)目、任務(wù)及相關(guān)職業(yè)分析如表3所示。

全書均分為三部分內(nèi)容，第一部分為工業(yè)機(jī)器人相關(guān)參數(shù)和基礎(chǔ)知識(shí)講解，第二部分內(nèi)容為程序編寫的相關(guān)知識(shí)，最后一部分為應(yīng)用實(shí)例，該部分有TCP定點(diǎn)（重定位）、“華”書寫現(xiàn)場(chǎng)編程、碼垛現(xiàn)場(chǎng)編程、軌跡規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)編程、產(chǎn)品信息讀取與分揀五個(gè)任務(wù)，但并未包含其他典型企業(yè)生產(chǎn)實(shí)例。

《機(jī)器人操作與編程——中天實(shí)訓(xùn)教程》全書分為七個(gè)項(xiàng)目，其具體項(xiàng)目及相關(guān)職業(yè)分析見(jiàn)表4。前三個(gè)項(xiàng)目為工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)，后四個(gè)項(xiàng)目分別包括搬運(yùn)、碼垛、焊接、涂裝四種機(jī)器人的綜合應(yīng)用，但前半部分的基礎(chǔ)知識(shí)過(guò)于側(cè)重工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)理論、計(jì)算基礎(chǔ)的講解，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人基本操作和參數(shù)講解略有欠缺。

從教材形式上看，三本教材均采用了“項(xiàng)目式”的教學(xué)模式，將全書分為相應(yīng)的幾個(gè)項(xiàng)目模塊，在每個(gè)項(xiàng)目下分配好相應(yīng)的任務(wù)。三本書均采用了大量的圖片來(lái)輔助教學(xué)，如在任務(wù)的說(shuō)明和講解部分穿插了大量的圖片講解，在圖片上標(biāo)出操作步驟以供學(xué)生學(xué)習(xí)并操作。

三、中職機(jī)器人編程類教材存在的問(wèn)題

第一，行業(yè)企業(yè)參與度較低。目前，工業(yè)機(jī)器人教材編寫的主體仍然是學(xué)校，行業(yè)企業(yè)參與度較低或沒(méi)有真正參與，導(dǎo)致所培養(yǎng)的人才難以滿足企業(yè)崗位對(duì)技術(shù)技能人才的要求。而沒(méi)有企業(yè)深入?yún)⑴c開(kāi)發(fā)的教材最大的問(wèn)題就是教材內(nèi)容并不是對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的技能的提煉、解構(gòu)和歸納，這就導(dǎo)致所培養(yǎng)的人才和人才需求相脫節(jié)。一方面，職業(yè)院校所培養(yǎng)的學(xué)生不能滿足企業(yè)的實(shí)際需求，另一方面，企業(yè)的崗前培訓(xùn)和學(xué)校教育不能形成很好的對(duì)接，這就是“產(chǎn)”“教”兩張皮的根本原因。

第二，教材內(nèi)容的職業(yè)能力培養(yǎng)與實(shí)際崗位和證書要求相脫節(jié)。在企業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)崗位都是需要持證上崗的，所以，證書要求必須在課程、教材中體現(xiàn)。而目前許多教材只是講解了證書涵蓋的部分內(nèi)容，這樣的教材并不能滿足學(xué)生考證和就業(yè)需求。雖然近年來(lái)職業(yè)院校一直在進(jìn)行教材改革創(chuàng)新，也引入了許多新模式，如模塊化教材、項(xiàng)目式教材等，但這些教材并沒(méi)有進(jìn)行根本性的變革，只是在原有基礎(chǔ)上加入相應(yīng)的工作模塊，或者把原來(lái)的教材分成幾個(gè)模塊，與實(shí)際崗位工作仍然是脫節(jié)的，所加入的模塊并不能完全涵蓋生產(chǎn)中的知識(shí)和技能證書標(biāo)準(zhǔn)。這僅僅是表面上的變化，只改變了教材的呈現(xiàn)形式而沒(méi)有改變教材編排的理念。

第三，現(xiàn)有教材大都是紙質(zhì)教材，沒(méi)有相應(yīng)的數(shù)字資源作為補(bǔ)充。對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)，大量的文字和圖片可能會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生厭煩的情緒，而且圖片也不能將操作的所有細(xì)節(jié)和步驟講清楚，反而增加了教材的篇幅。此外，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化很快，即使是選用了新出版的教材，紙質(zhì)教材的更新和替換也趕不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)更替的速度，不能及時(shí)反映新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致所培養(yǎng)的人才不能滿足社會(huì)對(duì)人才的知識(shí)技能和綜合素質(zhì)的新要求。

四、1+X證書制度與機(jī)器人編程類教材相融合的對(duì)策

（一）以多主體開(kāi)發(fā)為核心，組織和完善職業(yè)性教材內(nèi)容

在產(chǎn)教融合、校企合作的過(guò)程中，教材要充分反映產(chǎn)業(yè)發(fā)展最新進(jìn)展，對(duì)接科技發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求，及時(shí)融入新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范，提升服務(wù)產(chǎn)業(yè)能力，增強(qiáng)專業(yè)教材的實(shí)用性[5]。促進(jìn)校企合作，深化產(chǎn)教融合，建立并完善校企合作開(kāi)發(fā)教材的“雙主體”模式，是1+X證書制度落地生根的關(guān)鍵[6]。所以，應(yīng)建立由教育部門和行業(yè)協(xié)會(huì)共同開(kāi)發(fā)教材的多主體開(kāi)發(fā)新模式。圖2為基于1+X證書制度將證書要求融合進(jìn)教材中的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程類教材多主體開(kāi)發(fā)模式圖。由教育部門和行業(yè)協(xié)會(huì)分別從各學(xué)校和企業(yè)中挑選出骨干教師和一線員工，再與課程專家和行業(yè)專家共同組成教材編寫委員會(huì)，再將證書中的技能要求、學(xué)校的學(xué)歷要求和企業(yè)的崗位要求相結(jié)合，歸納出學(xué)習(xí)領(lǐng)域，最后制定出教材大綱。這樣制定出的教材大綱有利于學(xué)生考證，真正做到了“課證結(jié)合”“書證融通”。

（二）以職業(yè)能力為本位，構(gòu)建和重組實(shí)踐性教材內(nèi)容

《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）主要針對(duì)中職學(xué)生的初級(jí)證書的職業(yè)技能等級(jí)要求描述具體分為三個(gè)工作領(lǐng)域：工業(yè)機(jī)器人參數(shù)設(shè)置、工業(yè)機(jī)器人操作和工業(yè)機(jī)器人示教編程，在此基礎(chǔ)上又分為八個(gè)工作任務(wù)?？傮w上規(guī)定學(xué)生需要遵守安全操作規(guī)范，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定、示教編程和安裝維護(hù)。

在教材編寫中應(yīng)充分考慮所對(duì)應(yīng)的崗位職業(yè)能力，吸收、融合《標(biāo)準(zhǔn)》所要求的職業(yè)能力，根據(jù)其中的三大領(lǐng)域、八大工作任務(wù)構(gòu)建模塊化的教材知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，使教材中的模塊對(duì)應(yīng)《標(biāo)準(zhǔn)》中的領(lǐng)域，教材中的項(xiàng)目和案例對(duì)應(yīng)《標(biāo)準(zhǔn)》中的工作任務(wù)，真正做到“課證融通”，利用教材把學(xué)生平時(shí)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)與考證培訓(xùn)相結(jié)合，使學(xué)生參與考前培訓(xùn)時(shí)不用重復(fù)學(xué)習(xí)，只需查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)的效率和針對(duì)性。

在2019年人社部發(fā)布的15個(gè)新職業(yè)中就包括兩個(gè)工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)職業(yè)，分別為工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員和工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維員，以工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員為例，其名稱、定義、主要工作任務(wù)和要求的職業(yè)技能見(jiàn)表5。

1+X證書制度要求學(xué)生掌握具體崗位所要求的知識(shí)、技能、素養(yǎng)，所以工業(yè)機(jī)器人教材在編寫時(shí)應(yīng)根據(jù)崗位相應(yīng)的主要工作任務(wù)和證書要求的職業(yè)技能相結(jié)合來(lái)確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域，再將學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的學(xué)習(xí)情境，以此作為教材內(nèi)容的依據(jù)。

表6為融合“工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員”崗位和《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程（初級(jí)）》制定的教材大綱。以工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作員的主要工作任務(wù)中的“按照工藝完成作業(yè)準(zhǔn)備”為例，其相應(yīng)的學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)證書中的職業(yè)技能要求見(jiàn)表7。

（三）以信息技術(shù)手段為依托，創(chuàng)新和建設(shè)時(shí)代性教材內(nèi)容

1.教材呈現(xiàn)形式要符合中職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)

中職學(xué)校學(xué)生相對(duì)來(lái)說(shuō)自制力差，沒(méi)有耐心，學(xué)習(xí)興趣不高，若教材呈現(xiàn)形式只有大量的文字和圖片講解，則難以吸引學(xué)生注意力。數(shù)字資源雖并不能完全代替紙質(zhì)教材，但這些材料可能有內(nèi)置的功能或鏈接，可成為紙質(zhì)資源的補(bǔ)充[7]，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而且，機(jī)器人專業(yè)是一門十分注重實(shí)踐的專業(yè)，若只用文字和圖片難以向?qū)W生講解操作的具體方法和注意事項(xiàng)，所以應(yīng)針對(duì)課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，除了用文字和圖片來(lái)表現(xiàn)，還可以通過(guò)增添二維碼的方式，在相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)旁配備一個(gè)二維碼，讓學(xué)生通過(guò)掃碼獲取機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)視頻，實(shí)現(xiàn)視頻、音頻等資料的即掃即得。掃碼方式既調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也符合學(xué)生學(xué)習(xí)的心理特點(diǎn)，而且可以利用數(shù)字資源涵蓋所有職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所涉及的所有知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容，從而減少了教材篇幅，避免紙質(zhì)版本的龐大成本，更加簡(jiǎn)潔，提高使用舒適度和速度[8]。

2.降低教材難度，提高學(xué)習(xí)效率

在教材編寫過(guò)程中應(yīng)充分考慮中職學(xué)生的接受程度，適當(dāng)降低教材的難度，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技能證書中的初級(jí)要求來(lái)編寫教材。中職學(xué)生的對(duì)應(yīng)崗位是生產(chǎn)一線技術(shù)人員，所以教材只需涵蓋基礎(chǔ)操作知識(shí)，不需要對(duì)中高級(jí)技能進(jìn)行過(guò)多的講解。但考慮到中職學(xué)生中有一部分人要繼續(xù)升學(xué)，所以教材也不能對(duì)高層次崗位的知識(shí)技能毫無(wú)涉及?？衫猛卣鼓K中的視頻資源對(duì)操作技能要求較高的崗位知識(shí)進(jìn)行講解，這樣既能保證教材的難度適應(yīng)中職學(xué)生，也能為繼續(xù)升學(xué)的學(xué)生做好鋪墊和銜接。

3.做好配套資源建設(shè)

利用信息化的手段可以將傳統(tǒng)的依賴紙質(zhì)教材的課堂教學(xué)創(chuàng)新為多種形式的紙質(zhì)教材和數(shù)字資源相融合的新課堂。除上述二維碼方式外，還可將模擬動(dòng)畫、教學(xué)視頻、虛擬仿真等新教學(xué)形式帶進(jìn)課堂，通過(guò)對(duì)多種資源的整合，達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、活躍課堂氣氛，進(jìn)而提高教學(xué)成效的效果[9]。要注意與教材配套的資源建設(shè)不能過(guò)多，太多的數(shù)字資源反而會(huì)分散學(xué)生注意，對(duì)內(nèi)容的重難點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)即可[10]，而且要注意資源的及時(shí)更新。數(shù)字資源的最大好處就是不用更換教材就可以更新教材內(nèi)容，所以應(yīng)注意產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)和技術(shù)更替，及時(shí)升級(jí)配套資源。

由于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷加速，在教材編寫過(guò)程中不僅要適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，而且還要有一定的前瞻性，根據(jù)區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)和規(guī)律，前瞻性地規(guī)劃教材內(nèi)容，以適應(yīng)未來(lái)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展[11]。

職業(yè)教育教材與普通教育教材的開(kāi)發(fā)存在差異。職業(yè)教育專業(yè)教材的開(kāi)發(fā)要立足于崗位要求的職業(yè)能力，結(jié)合人才培養(yǎng)要求，對(duì)接職業(yè)技能等級(jí)證書，將“教材”和“考證”緊密結(jié)合起來(lái)，做到兩者無(wú)縫銜接、相互融通，同時(shí)教材的難度和呈現(xiàn)方式均要符合中職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)多種形態(tài)的教材，提高教材使用的靈活度。

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（責(zé)任編輯：楊在良）

Research on the Development of Industrial Robot Application Programming Textbooks in Secondary Vocational Schools Under the 1+X Certificate System

CHEN Rui-fa1， LAN Hu1， CAO Jian-bo2， E Shi-ju1， SUN Deng1

（1.Zhejiang Normal University， Jinhua Zhejiang 321004， China;

2.Jiaxing University， Jiaxing Zhejiang 314001， China）

Abstract：At present， there are some shortcomings in the teaching materials of industrial robot programming in secondary vocational schools， such as the low degree of enterprise participation in the development， the disconnection between the teaching materials and the actual job requirements， and the single form of teaching materials. The 1+X certificate system should play a guiding role in secondary vocational education， and the development of professional teaching materials should be based on certificates. On the basis of studying the current situation of the construction of teaching materials related to industrial robot specialty， this paper explores how to integrate the 1+X certificate system into the teaching materials of industrial robot programming in secondary vocational schools. With multi-agent development as the core， it the contents of professional teaching materials are organized and improved. With vocational ability as the standard， the contents of practical teaching materials are constructed and reorganized. And with information technology as means， the contents of teaching materials of the times are innovated and constructed.

Key words： 1+X certificate system; industrial robot programming; development of textbooks