基于“1+X”證書制度的《工業機器人操作與應用》課程改革與應用

車玉秋

（鄭州電力高等專科學校，河南 鄭州 450000）

鄭州電力高等專科學校（以下簡稱”我校“）作為第二批“1+X”證書制度試點院校，工業機器人技術專業參與工業機器人應用編程“1+X”（初、中、高級）證書試點并創建省級考核管理中心。在此之前，除學歷證書外，機器人專業學生普遍獲得的證書為計算機、電工、鉗工等職業資格證書，而工業機器人技術相關證書卻很少，這導致學生就業的競爭力不足，學校需重視職業技能等級證書并在培養復合型技術技能人才方面進行提升。

一、《工業機器人操作與應用》課程的教學現狀

《工業機器人操作與應用》課程是我校工業機器人技術專業的一門專業技術核心課程，實踐性較強，對于工業機器人技術專業的學生尤為重要。在教學過程中工業機器人專業課程被分割為眾多知識碎片，企業典型案例系統性不強，缺乏地方企業特色元素，導致學生學習時系統性差、理論實踐關聯性差。教學評價上采用以教師綜合評價為主的傳統評價方式，學生無法清楚認識和評估自己的實際水平。這種授課方式與職業技能等級標準的系統性、整體性相違背，嚴重阻礙學生考證考級技能的提升。

二、教學改革及實踐

“1+X”證書標準是經過企業專家、一線技術人員、高校教師以職業標準、產品、工作流程為依據開發出來的，是符合企業需求的。這為學習領域即課程的開發及教學情境的設計提供了依據[1]。“1+X”證書制度的實施歸根結底要靠課程來完成，這就要考慮如何做到“課證融通”[2]。

課程需要改變當前理論與實踐沒有針對性的能力培養的缺陷，在原有課程體系基礎上，重點優化課程內容結合技能等級標準理論考核大綱，歸納總結重難點，建立理論知識庫與信息化資源庫，授課與考試比重均可向取證傾斜；加入新技術、新工藝的切入點，引導學生主動創新；選擇專業的網絡教學平臺，加強師生、生生交流互動，將教學延伸到課前與課后，線上與線下，構建網絡平臺支持下的混合式教學模式。

（一）人才培養方案

本課程的人才培養方案，是以掌握企業實際崗位能力為最終教學目標，針對專業標準進行對標分析，如圖1所示。分析過程中，《依據教育部專業教學標準》《實訓教學標準》《頂崗實習標準》，結合《工業機器人應用編程職業技能等級標準》，對接工業機器人技術專業所對應的典型工作崗位，多方面分析工業機器人技術專業人才培養需求并將工作領域向行動領域轉化，將知識點和技能點進行梳理，再將行動領域和“X”證書標準進行融合，將行動領域轉化為可實施的學習領域，最終確定人才培養目標，構建以能力培養為中心的課程體系，優化人才培養方案。

圖1 人才培養方案優化結構示意圖

（二）教學目標

通過對照《工業機器人應用編程職業技能等級標準》，初級標準的內容基本與《工業機器人操作與應用》課程標準相吻合，可以實現課證直通，完成課程學習后學生可直接參加工業機器人應用編程“1+X”初級證書考核，并以證書考核成績抵補課程學分，如圖2所示。

圖2 工業機器人應用編程“1+X”初級課證對標

為適應企業對技術技能型人才的要求，要將課程的授課方式、課程的組織形式及課程的內容進行融合，形成以能力培養的項目化教學模式。按照《工業機器人應用編程職業技能等級標準》，教學目標為掌握參數配置、設備操作、示教編程三個主要模塊。根據我校“雙元育人”要求，結合將企業調研結果與行業專家意見，制定本課程教學目標，涵蓋知識、技能以及職業素養。教學任務的知識目標和能力目標由簡單到復雜、由單一到綜合逐步過渡，教學內容基于真實工作任務、項目及工作流程、過程，遵循工業機器人應用編程“1+X”初級考核標準，符合工業機器人技術相關崗位技能要求，達到了“課—崗—證融通”。

（三）教學分析

1．教學條件

鄭州電力高等專科學校擁有工業機器人創新實訓室及工業機器人智能制造實訓基地，依托智慧職教云平臺網頁端及手機端應用、工業機器人國家資源庫、全國機械行業職業教育優質教材、活頁式工作手冊、工業機器人應用編程“1+X”考核實訓平臺、工業機人半實物仿真實訓設備等，以項目工業機器人電機裝配任務為載體，設置階梯式教學任務，實現線上線下混合式教學。

2．教學內容

以企業現場電機裝配的實際生產過程，本課程開發“1”和“X”相融合的課程教學方案，共設計24學時連續、完整的教學內容，從而更好地實現“課—崗—證融通”。學生在遵守工業機器人相關安全操作規范的前提下，對工業機器人進行參數設定、手動操作、按照電機裝配技術要求對工業機器人進行示教編程。畢業后可以從事工業機器人操作編程、工業機器人應用維護、工業機器人安裝調試等工作。

3．學情分析

教學對象為高職類工業機器人技術專業的二年級學生，通過前期學習、智慧職教云平臺數據及問卷調查分析得出，學生入學時文理生均有，邏輯思維能力稍弱，形象思維能力較強，接受過程性知識強于理解性、論證性知識，重難點宜由易入難，層層遞進；學生熟知工業機器人常用安全標識的含義，學過PLC編程、電氣控制。但是缺乏工業機器人繪圖工作站系統集成知識；具備初級識圖讀圖（能讀懂并繪制電氣線路圖）、PLC編程（能用plc編程實現自動化生產線的控制）、三維建模的能力，大部分已經具備工業機器人應用編程“1+X”初級能力，能對工業機器人進行在線操作與編程。但是操作上不夠嚴謹規范，缺乏職業規范；傾向于團隊合作學習，樂于探究與實際應用更貼合的任務，更適合項目式教學模式。

（四）教學策略

依托豐富的教學資源，采用基于“1+X”的“課—崗—證融通”培養模式開展教學任務，課程思政貫穿始末。運用“學生為主體、教師為主導”理念指導的課程混合教學策略，理論教學充分利用網絡空間進行課程直播（錄播）、小組討論、及時反饋、活動展示等。利用云課堂智慧職教平臺能及時收集、分析學習進度和學生的知識掌握情況；實操教學方面以現場操作結合VR軟件進行學習，打破場地的禁錮。

（五）教學實施

從企業調研結果得知，工業機器人電機裝配應用在實際生產中的技術要求是：一是工件裝配的精確度；二是裝配過程中，工業機器人空間運動軌跡的合理規劃；三是工件擺放位置的靈活拾取。因此根據教學目標，設定以下主要教學項目：工業機器人坐標系設定，通過對工具數據Tooldata的合理設定，提高工業機器人應用精度；通過基本運動指令使用以及軌跡運動規劃，軌跡規劃過程中偏移指令的靈活運用的設定，提高生產效率并保證安全；掌握基本邏輯功能指令，以便通過靈活的程序結構對應不同的生產場合。

課前教師通過智慧職教云平臺發布學習資源和學習任務。學生線上查看任務，獲取資源；線下分組討論，完成任務并提交結果。根據在線反饋，教師掌握學生預習情況，發現教學難點，調整教學策略；課中教師打造以小組為單位的互動式教學，結合學情，按照“導—講—練—糾—驗—評”六步法實施教學，使學生的困惑以及教學的重點和難點有效突破。實操練習前學生需檢查安全著裝情況，并根據組內職責劃分按照步驟進行實操，通過教師巡場，及時記錄并解答教學重難點及異常問題。

三、結束語

工業機器人技術專業核心課程《工業機器人操作與應用》的課程標準改革，帶動了相關專業與“1+X”標準的對接。在課程改革與實施過程注重師生、生生互動，教師主導學生鍛煉技能，并且通過全過程信息采集進行總結評價，更好地實現“課—崗—證融通”的同時也能及時調整教學策略。改革重構后的課程體系，借鑒了德國雙軌制的工作領域與學習領域的轉化過程及考核方式，工業機器人應用編程“1+X”初級等級考試與課程考試融通，在完成教學要求的同時也獲得企業的認可；教學內容基于真實企業項目并關注職業素養等，學生可以充分發揮主觀能動性，提高學習興趣與職業技能競賽參與度，達到畢業要求后能更快更好適應將來的工作崗位。通過更具有信息化與企業技能更貼近的教學培訓，培養了能夠勝任理論教學、實訓教學、指導學生參與技能大賽和創新創業大賽的名師，從而培養更高質量的技術技能人才，實現師生互相促進，教學相長。