基于“1+X”證書制度的《工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用》課程改革與應(yīng)用

車玉秋

（鄭州電力高等專科學(xué)校，河南 鄭州 450000）

鄭州電力高等專科學(xué)校（以下簡稱”我校“）作為第二批“1+X”證書制度試點(diǎn)院校，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)參與工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”（初、中、高級）證書試點(diǎn)并創(chuàng)建省級考核管理中心。在此之前，除學(xué)歷證書外，機(jī)器人專業(yè)學(xué)生普遍獲得的證書為計(jì)算機(jī)、電工、鉗工等職業(yè)資格證書，而工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)證書卻很少，這導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)的競爭力不足，學(xué)校需重視職業(yè)技能等級證書并在培養(yǎng)復(fù)合型技術(shù)技能人才方面進(jìn)行提升。

一、《工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用》課程的教學(xué)現(xiàn)狀

《工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用》課程是我校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)核心課程，實(shí)踐性較強(qiáng)，對于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的學(xué)生尤為重要。在教學(xué)過程中工業(yè)機(jī)器人專業(yè)課程被分割為眾多知識碎片，企業(yè)典型案例系統(tǒng)性不強(qiáng)，缺乏地方企業(yè)特色元素，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)系統(tǒng)性差、理論實(shí)踐關(guān)聯(lián)性差。教學(xué)評價(jià)上采用以教師綜合評價(jià)為主的傳統(tǒng)評價(jià)方式，學(xué)生無法清楚認(rèn)識和評估自己的實(shí)際水平。這種授課方式與職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性、整體性相違背，嚴(yán)重阻礙學(xué)生考證考級技能的提升。

二、教學(xué)改革及實(shí)踐

“1+X”證書標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過企業(yè)專家、一線技術(shù)人員、高校教師以職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品、工作流程為依據(jù)開發(fā)出來的，是符合企業(yè)需求的。這為學(xué)習(xí)領(lǐng)域即課程的開發(fā)及教學(xué)情境的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)[1]。“1+X”證書制度的實(shí)施歸根結(jié)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(dāng)前理論與實(shí)踐沒有針對性的能力培養(yǎng)的缺陷，在原有課程體系基礎(chǔ)上，重點(diǎn)優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)合技能等級標(biāo)準(zhǔn)理論考核大綱，歸納總結(jié)重難點(diǎn)，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(shù)、新工藝的切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動創(chuàng)新；選擇專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，加強(qiáng)師生、生生交流互動，將教學(xué)延伸到課前與課后，線上與線下，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺支持下的混合式教學(xué)模式。

（一）人才培養(yǎng)方案

本課程的人才培養(yǎng)方案，是以掌握企業(yè)實(shí)際崗位能力為最終教學(xué)目標(biāo)，針對專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對標(biāo)分析，如圖1所示。分析過程中，《依據(jù)教育部專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》《實(shí)訓(xùn)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》《頂崗實(shí)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》，對接工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)所對應(yīng)的典型工作崗位，多方面分析工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)需求并將工作領(lǐng)域向行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，將知識點(diǎn)和技能點(diǎn)進(jìn)行梳理，再將行動領(lǐng)域和“X”證書標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行融合，將行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為可實(shí)施的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，最終確定人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建以能力培養(yǎng)為中心的課程體系，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。

圖1 人才培養(yǎng)方案優(yōu)化結(jié)構(gòu)示意圖

（二）教學(xué)目標(biāo)

通過對照《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》，初級標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容基本與《工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)相吻合，可以實(shí)現(xiàn)課證直通，完成課程學(xué)習(xí)后學(xué)生可直接參加工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”初級證書考核，并以證書考核成績抵補(bǔ)課程學(xué)分，如圖2所示。

圖2 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”初級課證對標(biāo)

為適應(yīng)企業(yè)對技術(shù)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(nèi)容進(jìn)行融合，形成以能力培養(yǎng)的項(xiàng)目化教學(xué)模式。按照《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》，教學(xué)目標(biāo)為掌握參數(shù)配置、設(shè)備操作、示教編程三個(gè)主要模塊。根據(jù)我校“雙元育人”要求，結(jié)合將企業(yè)調(diào)研結(jié)果與行業(yè)專家意見，制定本課程教學(xué)目標(biāo)，涵蓋知識、技能以及職業(yè)素養(yǎng)。教學(xué)任務(wù)的知識目標(biāo)和能力目標(biāo)由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合逐步過渡，教學(xué)內(nèi)容基于真實(shí)工作任務(wù)、項(xiàng)目及工作流程、過程，遵循工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”初級考核標(biāo)準(zhǔn)，符合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)崗位技能要求，達(dá)到了“課—崗—證融通”。

（三）教學(xué)分析

1．教學(xué)條件

鄭州電力高等專科學(xué)校擁有工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室及工業(yè)機(jī)器人智能制造實(shí)訓(xùn)基地，依托智慧職教云平臺網(wǎng)頁端及手機(jī)端應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人國家資源庫、全國機(jī)械行業(yè)職業(yè)教育優(yōu)質(zhì)教材、活頁式工作手冊、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”考核實(shí)訓(xùn)平臺、工業(yè)機(jī)人半實(shí)物仿真實(shí)訓(xùn)設(shè)備等，以項(xiàng)目工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配任務(wù)為載體，設(shè)置階梯式教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)。

2．教學(xué)內(nèi)容

以企業(yè)現(xiàn)場電機(jī)裝配的實(shí)際生產(chǎn)過程，本課程開發(fā)“1”和“X”相融合的課程教學(xué)方案，共設(shè)計(jì)24學(xué)時(shí)連續(xù)、完整的教學(xué)內(nèi)容，從而更好地實(shí)現(xiàn)“課—崗—證融通”。學(xué)生在遵守工業(yè)機(jī)器人相關(guān)安全操作規(guī)范的前提下，對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、手動操作、按照電機(jī)裝配技術(shù)要求對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行示教編程。畢業(yè)后可以從事工業(yè)機(jī)器人操作編程、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用維護(hù)、工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試等工作。

3．學(xué)情分析

教學(xué)對象為高職類工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的二年級學(xué)生，通過前期學(xué)習(xí)、智慧職教云平臺數(shù)據(jù)及問卷調(diào)查分析得出，學(xué)生入學(xué)時(shí)文理生均有，邏輯思維能力稍弱，形象思維能力較強(qiáng)，接受過程性知識強(qiáng)于理解性、論證性知識，重難點(diǎn)宜由易入難，層層遞進(jìn)；學(xué)生熟知工業(yè)機(jī)器人常用安全標(biāo)識的含義，學(xué)過PLC編程、電氣控制。但是缺乏工業(yè)機(jī)器人繪圖工作站系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)線的控制）、三維建模的能力，大部分已經(jīng)具備工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”初級能力，能對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行在線操作與編程。但是操作上不夠嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，缺乏職業(yè)規(guī)范；傾向于團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)，樂于探究與實(shí)際應(yīng)用更貼合的任務(wù)，更適合項(xiàng)目式教學(xué)模式。

（四）教學(xué)策略

依托豐富的教學(xué)資源，采用基于“1+X”的“課—崗—證融通”培養(yǎng)模式開展教學(xué)任務(wù)，課程思政貫穿始末。運(yùn)用“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”理念指導(dǎo)的課程混合教學(xué)策略，理論教學(xué)充分利用網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行課程直播（錄播）、小組討論、及時(shí)反饋、活動展示等。利用云課堂智慧職教平臺能及時(shí)收集、分析學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)生的知識掌握情況；實(shí)操教學(xué)方面以現(xiàn)場操作結(jié)合VR軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)，打破場地的禁錮。

（五）教學(xué)實(shí)施

從企業(yè)調(diào)研結(jié)果得知，工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)要求是：一是工件裝配的精確度；二是裝配過程中，工業(yè)機(jī)器人空間運(yùn)動軌跡的合理規(guī)劃；三是工件擺放位置的靈活拾取。因此根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)定以下主要教學(xué)項(xiàng)目：工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系設(shè)定，通過對工具數(shù)據(jù)Tooldata的合理設(shè)定，提高工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用精度；通過基本運(yùn)動指令使用以及軌跡運(yùn)動規(guī)劃，軌跡規(guī)劃過程中偏移指令的靈活運(yùn)用的設(shè)定，提高生產(chǎn)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(jié)構(gòu)對應(yīng)不同的生產(chǎn)場合。

課前教師通過智慧職教云平臺發(fā)布學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生線上查看任務(wù)，獲取資源；線下分組討論，完成任務(wù)并提交結(jié)果。根據(jù)在線反饋，教師掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)教學(xué)難點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)策略；課中教師打造以小組為單位的互動式教學(xué)，結(jié)合學(xué)情，按照“導(dǎo)—講—練—糾—驗(yàn)—評”六步法實(shí)施教學(xué)，使學(xué)生的困惑以及教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)有效突破。實(shí)操練習(xí)前學(xué)生需檢查安全著裝情況，并根據(jù)組內(nèi)職責(zé)劃分按照步驟進(jìn)行實(shí)操，通過教師巡場，及時(shí)記錄并解答教學(xué)重難點(diǎn)及異常問題。

三、結(jié)束語

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)核心課程《工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用》的課程標(biāo)準(zhǔn)改革，帶動了相關(guān)專業(yè)與“1+X”標(biāo)準(zhǔn)的對接。在課程改革與實(shí)施過程注重師生、生生互動，教師主導(dǎo)學(xué)生鍛煉技能，并且通過全過程信息采集進(jìn)行總結(jié)評價(jià)，更好地實(shí)現(xiàn)“課—崗—證融通”的同時(shí)也能及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。改革重構(gòu)后的課程體系，借鑒了德國雙軌制的工作領(lǐng)域與學(xué)習(xí)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化過程及考核方式，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”初級等級考試與課程考試融通，在完成教學(xué)要求的同時(shí)也獲得企業(yè)的認(rèn)可；教學(xué)內(nèi)容基于真實(shí)企業(yè)項(xiàng)目并關(guān)注職業(yè)素養(yǎng)等，學(xué)生可以充分發(fā)揮主觀能動性，提高學(xué)習(xí)興趣與職業(yè)技能競賽參與度，達(dá)到畢業(yè)要求后能更快更好適應(yīng)將來的工作崗位。通過更具有信息化與企業(yè)技能更貼近的教學(xué)培訓(xùn)，培養(yǎng)了能夠勝任理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、指導(dǎo)學(xué)生參與技能大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的名師，從而培養(yǎng)更高質(zhì)量的技術(shù)技能人才，實(shí)現(xiàn)師生互相促進(jìn)，教學(xué)相長。