1+X證書制度下中職工業(yè)機器人應用編程類教材開發(fā)探究

陳瑞發(fā) 蘭虎 曹建波 鄂世舉 孫澄

摘要：當前，中職工業(yè)機器人編程教材存在企業(yè)參與開發(fā)程度低、教材內容與實際崗位要求相脫節(jié)、教材呈現(xiàn)形式單一等不足。1+X證書制度理應對中職教學有導向性作用，在開發(fā)專業(yè)教材時需以證書為基礎。在研究目前工業(yè)機器人專業(yè)相關教材建設現(xiàn)狀的基礎上，探索將1+X證書制度融入中職工業(yè)機器人編程教材中，以多主體開發(fā)為核心，組織和完善職業(yè)性教材內容，以職業(yè)能力為本位，構建和重組實踐性教材內容，以信息技術手段為依托，創(chuàng)新和建設時代性教材內容。

關鍵詞：1+X證書制度;工業(yè)機器人編程;教材開發(fā)

中圖分類號：G718? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1672-5727（2021）05-0034-06

為進一步適應經(jīng)濟社會發(fā)展和產業(yè)轉型升級的需要，我國的制造業(yè)人力資源結構必須做出調整和升級，這就要求職業(yè)教育，特別是服務于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的中等職業(yè)教育，必須改造傳統(tǒng)專業(yè)、增設對口新專業(yè)，來滿足國家戰(zhàn)略和產業(yè)轉型升級的需要。工業(yè)機器人專業(yè)正是為了適應這種變化而新增設的專業(yè)[1]。但由于該專業(yè)相應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生自身職業(yè)發(fā)展和就業(yè)的需求，教材內容沒有涵蓋相應崗位的技能要求，與職業(yè)技能等級證書中的技能標準沒有進行很好的融合，不適合學生考證，所以，探索將1+X證書制度融入中職工業(yè)機器人應用編程教材編寫中，可以優(yōu)化教材內容，重構教材體系，加快復合型技術技能人才的培養(yǎng)。

一、1+X證書制度對中職教材編寫的要求

1+X證書制度的實施使學歷教育更好地對接科技發(fā)展新趨勢、對接生產服務一線關鍵崗位、對接就業(yè)市場需求，彌補學歷教育在針對性、先進性、適應性和靈活性上的不足[4]，但同時也對中等職業(yè)教育教材的編寫提出了新的要求：第一，教材開發(fā)主體由單一向多元轉變。目前的教材編寫多由學校和教師為主體，這樣編寫的教材不能很好地總結和體現(xiàn)實際生產崗位所需的知識和要求，應與企業(yè)人員共同組成教材編寫主體，共同開發(fā)。第二，教材內容的立足點由“知識”向“能力”轉變。應根據(jù)“X”證書的標準著力于職業(yè)能力培養(yǎng)，要把“X”證書中的職業(yè)素養(yǎng)、基礎知識等要求融入教材，統(tǒng)籌專業(yè)教學資源，深入分析職業(yè)技能等級標準，并與專業(yè)教學標準進行融合，教材的項目、任務對應證書中的工作領域和學習情境，根據(jù)證書的要求選擇教材的呈現(xiàn)形式，使學生學習完教材即可參加考證，不需要進行額外的證書培訓，促進真正的“課證融通”。第三，教材的呈現(xiàn)形式由傳統(tǒng)紙質向紙媒融合轉變。傳統(tǒng)的紙質教材難以滿足信息爆炸時代的學習需求，應積極利用互聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)數(shù)字形態(tài)的配套資源輔助于紙質教材。

二、工業(yè)機器人專業(yè)及相關教材建設情況

（一）工業(yè)機器人專業(yè)情況

隨著機器人行業(yè)人才缺口的不斷增大，職業(yè)教育需要培養(yǎng)更多的掌握機器人系統(tǒng)知識的應用工程型人才。全國高職院校自2015年起陸續(xù)開設機器人相關專業(yè)，至2020年，全國有25個省（市、區(qū)）704所高職院校開設此類專業(yè)。（見表1）

2018年形成的新版《中等職業(yè)學校專業(yè)目錄（征求意見稿）》也提出新增工業(yè)機器人相關專業(yè)，目前浙江省開設工業(yè)機器人相關專業(yè)的中職學校共計33所（見表2）。

（二）工業(yè)機器人專業(yè)相關教材現(xiàn)狀

到2020年為止，現(xiàn)有可用于職業(yè)教育的工業(yè)機器人專業(yè)相關教材共計65本（通過全國百佳出版社收集分類），教材類別分布如圖1。在全部教材中，技術基礎類、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，機器人技術基礎類教材占比高達66.15%。

從參與開發(fā)的主體上來看，在這65本職業(yè)教育工業(yè)機器人教材中，學校和企業(yè)作為兩個主體共同開發(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本教材都是以學校為主體開發(fā)的，占總數(shù)的86.15%。可見，在職業(yè)教育工業(yè)機器人相關教材的開發(fā)上，目前還是以學校為主體。

從教材使用層面來看，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)機器人編程與操作》《工業(yè)機器人基礎編程與調試教程》和《機器人操作與編程——中天實訓教程》。

從教材內容來看，《工業(yè)機器人編程與操作》和《工業(yè)機器人基礎編程與調試教程》大致相同，其具體項目、任務及相關職業(yè)分析如表3所示。

全書均分為三部分內容，第一部分為工業(yè)機器人相關參數(shù)和基礎知識講解，第二部分內容為程序編寫的相關知識，最后一部分為應用實例，該部分有TCP定點（重定位）、“華”書寫現(xiàn)場編程、碼垛現(xiàn)場編程、軌跡規(guī)劃現(xiàn)場編程、產品信息讀取與分揀五個任務，但并未包含其他典型企業(yè)生產實例。

《機器人操作與編程——中天實訓教程》全書分為七個項目，其具體項目及相關職業(yè)分析見表4。前三個項目為工業(yè)機器人基礎知識，后四個項目分別包括搬運、碼垛、焊接、涂裝四種機器人的綜合應用，但前半部分的基礎知識過于側重工業(yè)機器人基礎理論、計算基礎的講解，對于工業(yè)機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“項目式”的教學模式，將全書分為相應的幾個項目模塊，在每個項目下分配好相應的任務。三本書均采用了大量的圖片來輔助教學，如在任務的說明和講解部分穿插了大量的圖片講解，在圖片上標出操作步驟以供學生學習并操作。

三、中職機器人編程類教材存在的問題

第一，行業(yè)企業(yè)參與度較低。目前，工業(yè)機器人教材編寫的主體仍然是學校，行業(yè)企業(yè)參與度較低或沒有真正參與，導致所培養(yǎng)的人才難以滿足企業(yè)崗位對技術技能人才的要求。而沒有企業(yè)深入?yún)⑴c開發(fā)的教材最大的問題就是教材內容并不是對實際生產過程中的技能的提煉、解構和歸納，這就導致所培養(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)的學生不能滿足企業(yè)的實際需求，另一方面，企業(yè)的崗前培訓和學校教育不能形成很好的對接，這就是“產”“教”兩張皮的根本原因。

第二，教材內容的職業(yè)能力培養(yǎng)與實際崗位和證書要求相脫節(jié)。在企業(yè)中，工業(yè)機器人的相關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容，這樣的教材并不能滿足學生考證和就業(yè)需求。雖然近年來職業(yè)院校一直在進行教材改革創(chuàng)新，也引入了許多新模式，如模塊化教材、項目式教材等，但這些教材并沒有進行根本性的變革，只是在原有基礎上加入相應的工作模塊，或者把原來的教材分成幾個模塊，與實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中的知識和技能證書標準。這僅僅是表面上的變化，只改變了教材的呈現(xiàn)形式而沒有改變教材編排的理念。

第三，現(xiàn)有教材大都是紙質教材，沒有相應的數(shù)字資源作為補充。對于中職學生來說，大量的文字和圖片可能會讓學生產生厭煩的情緒，而且圖片也不能將操作的所有細節(jié)和步驟講清楚，反而增加了教材的篇幅。此外，當前產業(yè)升級轉型和產業(yè)結構變化很快，即使是選用了新出版的教材，紙質教材的更新和替換也趕不上產業(yè)發(fā)展和技術更替的速度，不能及時反映新知識、新技術、新工藝、新標準，導致所培養(yǎng)的人才不能滿足社會對人才的知識技能和綜合素質的新要求。

四、1+X證書制度與機器人編程類教材相融合的對策

（一）以多主體開發(fā)為核心，組織和完善職業(yè)性教材內容

在產教融合、校企合作的過程中，教材要充分反映產業(yè)發(fā)展最新進展，對接科技發(fā)展趨勢和市場需求，及時融入新技術、新工藝、新規(guī)范，提升服務產業(yè)能力，增強專業(yè)教材的實用性[5]。促進校企合作，深化產教融合，建立并完善校企合作開發(fā)教材的“雙主體”模式，是1+X證書制度落地生根的關鍵[6]。所以，應建立由教育部門和行業(yè)協(xié)會共同開發(fā)教材的多主體開發(fā)新模式。圖2為基于1+X證書制度將證書要求融合進教材中的工業(yè)機器人應用編程類教材多主體開發(fā)模式圖。由教育部門和行業(yè)協(xié)會分別從各學校和企業(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，再將證書中的技能要求、學校的學歷要求和企業(yè)的崗位要求相結合，歸納出學習領域，最后制定出教材大綱。這樣制定出的教材大綱有利于學生考證，真正做到了“課證結合”“書證融通”。

（二）以職業(yè)能力為本位，構建和重組實踐性教材內容

《工業(yè)機器人應用編程職業(yè)技能等級標準》（以下簡稱《標準》）主要針對中職學生的初級證書的職業(yè)技能等級要求描述具體分為三個工作領域：工業(yè)機器人參數(shù)設置、工業(yè)機器人操作和工業(yè)機器人示教編程，在此基礎上又分為八個工作任務?？傮w上規(guī)定學生需要遵守安全操作規(guī)范，對工業(yè)機器人進行相應的參數(shù)設定、示教編程和安裝維護。

在教材編寫中應充分考慮所對應的崗位職業(yè)能力，吸收、融合《標準》所要求的職業(yè)能力，根據(jù)其中的三大領域、八大工作任務構建模塊化的教材知識結構體系，使教材中的模塊對應《標準》中的領域，教材中的項目和案例對應《標準》中的工作任務，真正做到“課證融通”，利用教材把學生平時的專業(yè)課程學習與考證培訓相結合，使學生參與考前培訓時不用重復學習，只需查漏補缺，提高學習的效率和針對性。

在2019年人社部發(fā)布的15個新職業(yè)中就包括兩個工業(yè)機器人的相關職業(yè)，分別為工業(yè)機器人系統(tǒng)操作員和工業(yè)機器人系統(tǒng)運維員，以工業(yè)機器人系統(tǒng)操作員為例，其名稱、定義、主要工作任務和要求的職業(yè)技能見表5。

1+X證書制度要求學生掌握具體崗位所要求的知識、技能、素養(yǎng)，所以工業(yè)機器人教材在編寫時應根據(jù)崗位相應的主要工作任務和證書要求的職業(yè)技能相結合來確定學習領域，再將學習領域轉換成相應的學習情境，以此作為教材內容的依據(jù)。

表6為融合“工業(yè)機器人系統(tǒng)操作員”崗位和《工業(yè)機器人應用編程（初級）》制定的教材大綱。以工業(yè)機器人系統(tǒng)操作員的主要工作任務中的“按照工藝完成作業(yè)準備”為例，其相應的學習情景設計和對應證書中的職業(yè)技能要求見表7。

（三）以信息技術手段為依托，創(chuàng)新和建設時代性教材內容

1.教材呈現(xiàn)形式要符合中職學生的認知特點

中職學校學生相對來說自制力差，沒有耐心，學習興趣不高，若教材呈現(xiàn)形式只有大量的文字和圖片講解，則難以吸引學生注意力。數(shù)字資源雖并不能完全代替紙質教材，但這些材料可能有內置的功能或鏈接，可成為紙質資源的補充[7]，引發(fā)學生的學習興趣。而且，機器人專業(yè)是一門十分注重實踐的專業(yè)，若只用文字和圖片難以向學生講解操作的具體方法和注意事項，所以應針對課程的重點、難點，除了用文字和圖片來表現(xiàn)，還可以通過增添二維碼的方式，在相應的知識點旁配備一個二維碼，讓學生通過掃碼獲取機器人的運動視頻，實現(xiàn)視頻、音頻等資料的即掃即得。掃碼方式既調動了學生學習的積極性，也符合學生學習的心理特點，而且可以利用數(shù)字資源涵蓋所有職業(yè)技能等級標準所涉及的所有知識點和內容，從而減少了教材篇幅，避免紙質版本的龐大成本，更加簡潔，提高使用舒適度和速度[8]。

2.降低教材難度，提高學習效率

在教材編寫過程中應充分考慮中職學生的接受程度，適當降低教材的難度，針對工業(yè)機器人相關技能證書中的初級要求來編寫教材。中職學生的對應崗位是生產一線技術人員，所以教材只需涵蓋基礎操作知識，不需要對中高級技能進行過多的講解。但考慮到中職學生中有一部分人要繼續(xù)升學，所以教材也不能對高層次崗位的知識技能毫無涉及?？衫猛卣鼓K中的視頻資源對操作技能要求較高的崗位知識進行講解，這樣既能保證教材的難度適應中職學生，也能為繼續(xù)升學的學生做好鋪墊和銜接。

3.做好配套資源建設

利用信息化的手段可以將傳統(tǒng)的依賴紙質教材的課堂教學創(chuàng)新為多種形式的紙質教材和數(shù)字資源相融合的新課堂。除上述二維碼方式外，還可將模擬動畫、教學視頻、虛擬仿真等新教學形式帶進課堂，通過對多種資源的整合，達到激發(fā)學生學習興趣、活躍課堂氣氛，進而提高教學成效的效果[9]。要注意與教材配套的資源建設不能過多，太多的數(shù)字資源反而會分散學生注意，對內容的重難點進行設計即可[10]，而且要注意資源的及時更新。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容，所以應注意產業(yè)動態(tài)和技術更替，及時升級配套資源。

由于產業(yè)轉型升級不斷加速，在教材編寫過程中不僅要適應當前產業(yè)發(fā)展的需求，而且還要有一定的前瞻性，根據(jù)區(qū)域產業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的特點和規(guī)律，前瞻性地規(guī)劃教材內容，以適應未來的產業(yè)發(fā)展[11]。

職業(yè)教育教材與普通教育教材的開發(fā)存在差異。職業(yè)教育專業(yè)教材的開發(fā)要立足于崗位要求的職業(yè)能力，結合人才培養(yǎng)要求，對接職業(yè)技能等級證書，將“教材”和“考證”緊密結合起來，做到兩者無縫銜接、相互融通，同時教材的難度和呈現(xiàn)方式均要符合中職學生的認知特點，開發(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