“1+X”證書制度下高職工業機器人技術專業課程體系改革研究

戴俊良，凌旭，張冠勇

（湖南化工職業技術學院機電工程學院，湖南株洲 412000）

2019年1月，國務院印發了《國家職業教育改革實施方案》（簡稱“職教20條”），提出從2019年開始，啟動“1+X證書制度試點”。隨之，教育部、國家發展改革委、財政部、市場監督總局聯合印發《關于在院校實施“學歷證書+若干職業技能等級證書”制度試點方案》，為“1+X證書制度試點”工作提供了財政、制度、組織、管理等方面的保障，也劃分了工作權責，強調院校是證書制度試點的實施主體，實施高質量職業培訓，融入專業人才培養，積極為社會成員提供培訓服務[1-3]。即院校是證書制度試點的主陣地，院校能否提供符合“1+X”證書要求的培訓，能否將“1+X”證書要求融入專業人才培養課程體系中，直接關系到培養的專業人才后續能否滿足“1+X”證書的要求，對職業教育改革有重要影響。

“1+X”是新的概念，在其具體標準中提出了新的內容、新的要求，而前期課程體系制定時無法預知該類新內容、新要求。同時，部分專業由其他專業衍生而成，其課程體系在建設時也沒有指導性的標準，大部分是參考大類專業的課程體系。工業機器人技術專業即是一個典型的例子，其專業教學標準是2019年發布的，但是很多院校在2019年之前，由電氣、自動化、機電一體化、信息技術等專業孵化出了工業機器人技術專業。因此，其課程體系也脫胎于母專業，部分課程科目不符合工業機器人技術專業教學標準，與“1+X”證書標準的要求也不相適應。其次，課程內容的知識側重點也偏向于母專業，部分內容陳舊，導致工業機器人技術專業部分課程內容與社會發展需求脫節，學生在學校學習的知識內容與企業對工業機器人技術專業的崗位技能對應不上，甚至畢業生去了企業后需要再進行基礎的培訓。再有，目前部分單課程科目進行了項目化教學，課程內容進行了項目化改革，但是課程科目之間沒有通過項目串聯起來，如機械制圖時以A項目為例，闡述了制圖的標準要求和方法畫法，而工業機器人仿真建模課程中介紹的是B工作站的建立，學生在A項目中建立的零件模型在B工作站中無法使用，又需要重新開始重復機械制圖課程的內容。此類情況，導致學生只知道學習了相關課程，接觸了各課程科目涉及的項目，但是對各課程科目之間的聯系沒有深刻認識，對本專業涉及的知識技術沒有全局概念，也不清楚各課程項目的意義，不理解課程項目與行業企業的實際需求有何關聯，對專業學習也沒有認同感。

因此，需要對課程體系進行改革，調整課程科目和課程內容，將“1+X”證書要求融入專業人才培養課程體系中[4-5]，促使院校培養的專業人才能滿足“1+X”證書的要求，完成企業實際需求與在校職業教育的對接，促進職業教育改革的成功。

1 “X”證書標準解構

目前工業機器人技術專業有4個直接對接的“X”證書，分別是工業機器人應用編程職業技能等級標準、工業機器人集成應用職業技能等級標準、工業機器人操作編程職業技能等級標準、工業機器人裝調職業技能等級標準。學生可以根據自己的實際需求，自由選擇相應的工業機器人職業技能等級標準進行考試認證。該種多證書、可自由選擇的情況，對“1+X”證書與課程體系的融合實施帶來了新的問題。為了解決此問題，先識別4個證書涉及的底層共性知識技術，再從行業的角度提煉4個證書中涉及的應用案例場景，對工業機器人技術“X”證書標準進行解構，如圖1所示。

圖1 工業機器人技術“X”證書標準解構

1.1 底層共性知識技術識別

通過比較4個工業機器人技術專業的“X”證書，發現4個證書各有側重點，如：工業機器人應用編程職業技能等級標準重點在應用編程方面，包括系統（含機器人及外部設備）的參數設置、系統編程及離線仿真編程與測試；工業機器人集成應用職業技能等級標準偏向于系統的集成與應用，包括系統（含機器人及外部設備）的集成設計、系統與應用程序開發、系統調試與維護；工業機器人操作編程職業技能等級標準側重在系統的安裝操作與編程；工業機器人裝調職業技能等級標準則傾向于機器人本體的裝配及調試，包括本體的機械和電氣部分的裝配、機器人本體的調試校準和標定。

基于上述分析，將底層共性知識技術分為硬件和軟件兩個層面來梳理識別。首先對于硬件層面，涉及的知識技術包含機械、液氣、電氣原理圖的識圖與繪制，機器人本體、外部設備的機械、電氣控制參數的整定設置，能根據圖紙完成機器人本體與系統的裝配與標定設置；軟件層面，牽涉的知識技術包含PLC系統控制程序、通信程序開發，觸摸屏人機界面開發，機器人與外部周邊設備的應用程序編制，視覺識別技術應用，系統工作站的虛擬仿真。

1.2 應用案例場景提煉

在工業機器人應用編程職業技能等級標準的要求方面，能根據操作手冊設定、調試焊接、打磨、雕刻等工業機器人系統外部設備；能夠根據工作任務要求實現搬運、碼垛、焊接、拋光、噴涂等典型應用的工業機器人系統的離線編程和應用調試；按照工業機器人集成應用職業技能等級標準的要求，能完成工業機器人典型工作任務（如搬運碼垛、 裝配等）的程序編寫；工業機器人操作編程職業技能等級標準沒有明確具體的應用案例場景；工業機器人裝調職業技能等級標準應用案例主要是機器人本體的裝調。

結合4個證書中涵蓋的典型工作任務，從行業應用的角度提煉搬運、碼垛、焊接、打磨、拋光、雕刻、噴涂、裝配及本體裝調9個案例場景。

2 專業課程體系改革

基于對工業機器人技術4個“X ”證書標準的解構，將底層共性知識技術融入對應的專業課程中，若沒有對應的課程科目，則需要增加科目，同時可以將部分課程科目整合，以便于更好地融入共性知識技術[6]；其次將“X”證書中提煉的9個案例場景以項目任務的形式分解至相關課程中，即不同的專業課程闡述不同的知識技術，但是不同的專業課程圍繞相同的案例場景來實施項目教學，完成綜合串聯應用。通過此類措施，完成課程體系的改革，完善課程科目設置和課程內容調整，達到“1+X”證書要求融入專業人才培養課程體系的目的，促使院校培養的專業人才能滿足“1+X”證書的要求。

2.1 底層知識技術融入專業課程

將前文梳理的底層共性知識技術羅列至左側，以工業機器人技術專業教學標準為藍本，設置專業課程科目羅列在右側。以知識點與課程內容關聯為基準，建立底層共性知識技術與專業課程科目之間的映射關系，如圖2所示。通過建立此類映射關系，實現底層共性知識技術融入至對應專業課程中的要求。

圖2 底層知識技術與專業課程映射關系圖

如機械識圖與繪制的知識技術包含工程圖的識別與繪制、三維模型的建立，因此可以將該共性知識技術要求映射至工程制圖和工業機器人應用系統建模兩門課程中，工程制圖對應的是工業機器人工作站機械零件及裝配工程圖的識別與繪制，而工業機器人應用系統建模融入的知識技術為工業機器人工作站三維模型的建立。在工業機器人系統離線編程與仿真課程中可以包含系統工作站虛擬仿真、機器人與周邊設備應用編程兩個知識點，在該門課程中通過闡述仿真操作使學生獲得系統工作站虛擬仿真的知識技術，同時以實際應用案例進行仿真，生成機器人的應用程序，將機器人與周邊設備應用編程的知識內容也吸收進來。

2.2 案例項目綜合串聯應用

在將底層共性知識技術融入至對應專業課程后，如何讓學生感知專業課程之間、離散知識技術點之間的關聯關系，其與行業企業的實際需求又有何關聯，需要通過實際項目任務進行綜合串聯應用，將散落在各個專業課程科目中的知識“珍珠”用實際項目任務串成“項鏈”，以此幫助學生理解專業課程之間的關系，而實際項目任務來源于前文提煉出的4個證書標準中的應用案例場景，使得學生在學習知識技術的同時也理解練習“1+X”證書標準的任務要求，提升其知識技術的應用能力，完成行業企業實際需求與在校職業教育的對接。

如在工程制圖課程中進行案例項目教學時，闡述機械零件三視圖的識別，不能再簡單地使用一個通用零件來介紹其主、俯、左視圖，而是使用工業機器人技術“X”證書標準中具體案例任務涉及的零件來進行引導；在進行機械零件的工程圖繪制時，還需要使用同一個零件讓學生練習工程制圖；在工業機器人應用系統建模時，講解機械部件三維建模軟件的操作，繼續以該零件作為項目案例進行教學練習，最后建立的三維模型又可以在工業機器人系統離線編程與仿真課程中應用。

3 結語

通過分析工業機器人技術專業課程體系中存在的問題以及多證書、可自由選擇的情況，針對性地將工業機器人技術4個“X”證書標準進行解構，分為底層共性知識技術識別和應用案例場景提煉兩個維度。再以工業機器人技術專業教學標準為藍本，將4個證書標準中涵蓋的底層共性知識技術融入至對應課程科目中，將證書中提煉的案例場景以項目任務的形式分解至不同課程科目中，完成知識技術的綜合串聯應用。以此達到改革后的課程體系與“1+X”標準相融合、相適應的目的和要求。