工業機器人工程人才基于“1+X”證書制度下培養模式研究*

王基月，王 權，付家林

（鄭州科技學院，河南 鄭州 450064）

教育部在2019年4月份和9月份，分兩批次啟動“1+X”證書制度，第一批啟動6 個職業技能等級證書，第二批啟動的10 個職業技能等級證書中包含 “工業機器人操作與運維”和“工業機器人應用編程”[1]。2020年，教育部又發布第三批76 個證書申報工作，節奏如此之快，力度如此之大，足以證明國家對“1+X”證書制度的重視[2]。

1 “1+X”證書制度背景

“1+X”證書制度是要把學歷證書與技能等級證書結合起來，進行的一種教育改革模式的探索，是在新時代中國特色社會主義思想指引下，是為了貫徹黨的十九大精神和全國教育大會精神。 國家正在進行“供給側”改革，產業結構需要調整，技能人才需求量大增，在此背景下及時借鑒國際上發達國家的先進教育培訓做法，提出了“復合型技術技能人才培養培訓模式”。

“1+X”證書制度教學模式改革，不僅限于技能培養的改革，還重視人文愛國教育，融入思政學習，是落實立德樹人、完善職業教育、推進產教融合和校企合作的制度保障。教育部在發布的文件中強調，要把“1+X”證書制度與課程體系構建、產教融合、學科交叉融合、實踐平臺建設結合起來，真正實現“1+X”證書制度的目標。

2 工業機器人專業人才培養目標

工業機器人專業屬于“新工科”專業，工業機器人專業融合了造型、機械、電子、傳感器、計算機軟件硬件和人工智能等眾多先進技術。用“機械、電氣、控制”來概述工業機器人是最貼切的，是三者的有機結合，是智能制造技術和多學科交叉的典型代表。

工業機器人工程專業培養目標為： 以智能制造裝備“工業機器人”技術為主導，面向智能制造工業的機器人控制系統及工程集成應用領域，培養掌握機械、電子、控制、計算機應用等理論基礎和專業知識，具備以工業機器人設計、制造、集成等應用為特色，具備良好的學習能力、工程能力、實踐能力、創新能力，具有安全環保意識、人文和愛國情懷、社會責任感，能在機電相關企業單位從事工業機器人產品的設計、制造、維修、編程使用等工作的高級復合型人才。 畢業生必須掌握相關的理論基礎知識、專業知識和機器人相關知識，具體如圖1 所示。

圖1 畢業生能力指標結構圖

3 工業機器人專業培養過程中存在的問題與解決措施

智能制造工業升級轉型是當下國家產業轉型的重中之重，工業機器人作為“機械、電氣、控制”的綜合體，融合了很多高端技術，工業機器人技術已經成為驅動智能制造升級的核心動力，因而當下最緊缺的就是工業機器人技術專業人才。 工業機器人人才的培養和教育，涉及多學科交叉融合的問題，目前在這方面的教育還存在研究不足、深度不夠的問題。 高校肩負著高素質、應用型、創新型科技人才培養的重任，如何把學生培養成即滿足社會需求的具有專業技能和愛國情懷，又能滿足學生個性化發展的新時代科技人才，是在專業人才培養過程中必須著重考慮的，而“1+X”證書制度發布和推進為高校找到了工業機器人工程專業人才培養的方向[3]。

工業機器人專業屬于新工科專業，提出新工科的初衷就是讓我國的教育注重技能教育、能力教育。 但是經過一段時間探索，雖然取得了一些成績，卻也出現了一些問題。 在教育改革進行中，面對出現的問題，一定注意問題的收集和解決措施制定，針對影響大、覆蓋面廣普遍性問題及時解決。

3.1 工業機器人專業課程體系不健全

由于現在高等院校的工業機器人專業大部都是從機械工程學院、信息工程學院、電氣工程學院孵化而來，所以現行的工業機器人專業教育，主要是基于單學科的傳統課程體系進行人才培養，課程跨界交叉融合薄弱，缺乏跨學科、動態可重構的模塊化課程體系，教學模式單一，重在知識傳授。 如鄭州科技學院機械學院進行的工業機器人教育，基礎課、大部分專業課程和普通“機械設計制造及其自動化專業”的學生幾乎沒有差別，只是在進入到大三時加入一門“工業機器人技術”和“工業機器人離線編”課程，至于工業機器人技術所要求的PLC 和單片機課程課時和其他專業的課時一樣，所開課時就顯得太少，學生所學內容不能滿足后期實踐和創新需求。

“1+X”證書制度正是以社會企業需求為出發點，通過良好的產教融合促進教學課程體系的完善。 根據工業機器人技術人才的培養特點，學校在設置課程時應注重理論課程和實踐課程體系的建設。 目前的應用型高校工業機器人工程專業本科生課程體系都是基于“1+X”證書制度實施的，專業理論核心課有“機械制圖”“大學物理”“機械設計原理”“工業機器人技術”“機器人控制”“工業機器人虛擬編程與實操”“電工技術與電子技術”“計算機技術基礎”“C 語言”等課程[4]。

工業機器人技術人才的培養需要大量的實踐訓練，才能讓學生具備扎實的創新實踐能力。 理論知識是基礎、實踐能力是拔高，只有學生通過實踐訓練才能把所學的理論知識轉化為自身的技能。 當下的教育也存在一種現象“重理論輕實踐”理論課程占到總課時的3/4，實踐課程只占1/4，并且實踐課程安排的時間非常不合理，實踐課程安排在理論課程完全結束后，這個時候學生已經把課堂里所學知識忘記了，實踐課老師還要把理論知識重新講解一遍，這樣又占用了很多實踐課程時間，導致實踐訓練效果不佳。另外還有一種現象就是“實踐課程考核不夠嚴格”。 學生上完實踐課程后只寫一個實踐報告上交，由老師給出相應分數，沒有項目任務驅動導致實踐報告雷同嚴重，實踐報告分值在期末考試中比重太小，學生從心里上認為“實踐課認不認真上課無所謂，不影響最后期末考試”。

“1+X”證書制度正是基于上面存在的現象，進行的一次教育改革。 “1+X”證書制度的“1”是原有的學歷和學位教育，“X”是國家發布的職業技能等級證書，體現了學生的職業技能。 因此應通過“1+X”證書制度有效把理論課程和實踐課程有效融合統一，實現學科之間交叉融合的教學模式。

3.2 師資隊伍專業化程度低，跨學科教學團隊有待加強

應用型高校擔任工業機器人工程專業的教師大多是由機械工程、信息工程、電氣相關專業抽調或自己學習成長起來的教師，對工業機器人專業技術要求高、理論知識扎實、應用經驗豐富的要求有很大差距。 如鄭州科技學院在信息工程學院、電氣工程學院、機械工程學院都開有機器人的課程，老師都是從各自學院抽調出來的。 另外學校的“機器人專業”設立在電氣工程學院，但是信息工程學院有自己的 “機器人實驗室”。 工程機械學院也有自己的機器人實驗室，并且和社會上機器人企業共建有“工業機器人研究中心”，申報了所在市“工業機器人應用技術重點實驗”。 由此可以看出，學院之間存在重復建設、優勢資源不集中、師資隊伍不能實現有效整合、不能發揮集中優勢的問題。

通過“1+X”證書制度的開展，學校組織相關老師學習該領域的先進技術，參加“1+X”證書制度相關培訓，如近期鄭州科技學院不僅組織了三批老師參加省級 “1+X”證書制度師資力量培訓，還組織任課老師參加浙江亞龍教育集團進行的師資培訓以提升教師們的專業技術水平。

另外，借助合作單位（南京埃斯頓、河南中瑞）的人才、技術、設備和其它資源優勢，聘任一批專業性強的兼職教師，承擔工業機器人的專業培訓，期間學校自有教師要跟進學習，限定期限考取對應的職業技能等級證書，增加專業領域的實際經驗。 通過“1+X”證書制度建設，注重教師的實踐能力培訓，落實教師定期到企業掛職鍛煉的政策，使教師了解行業發展趨勢和最新技術動態，圍繞工業機器人專業建設組建一批跨學科、專業性強的教學師資隊伍。

3.3 培養過程中，產教合作不夠深入

應用型本科大多都開展了產教融合，但是很多院校都存在合作深度不夠，存在“表里不一”的現象。 企業和學校幾乎沒有進行實質性的合作，基本停留在“掛掛牌、開開會、見見報”的階段，從而導致“產教脫節，校企合而不做”的現象，丟失了產教融合的初衷。 “1+X”證書制度是橋梁，通過“1+X”證書制度把學校和企業再度融合在一起，促進深度合作。 使應用型本科院校培養的目標和社會企業實際需求相對接，不再出現“兩層皮”的現象[5]，培養出滿足企業要求的工業機器人專業技術人才。

4 結語

工業機器人自身的多學科、重實踐的屬性，決定了工業機器人專業在人才培養時面臨著諸多挑戰和諸多創新的問題。 “1+X”證書制度是國務院和教育部從國家高度和戰略層面制定的教育發展規劃，為應用型本科和高等職業教育指明了道路。 從2019年到現在“1+X”證書制度實行還不足兩年時間，期間積極參與，積極探索，雖然已經取得了一些成就，但還面臨著很多諸如課程體系和教學模式不健全、師資隊伍專業化程度低、產教合作不夠深入等問題。 為此，要借助“1+X”證書制度的契機，積極探索工業機器人技術人才培養方案和方法，確保學生的培養質量，為開設該專業院校提供參考，為國家的經濟轉型擔負起應有的責任。