基于工業機器人應用編程“1+X”證書制度試點的研究

摘" 要：工業機器人應用編程“1+X”證書制度試點是在智能制造高速發展，產業轉型升級對人才需求變化背景下的必然產物。為了培養適應產業需求的高技能人才，盡快解決試點中存在的一些問題，校企合作對接企業崗位標準選好“X”證，優化“1”和“X”深度融合人才培養方案，基于崗位知識、技能構建課程體系，突出標準引領，重構崗課賽證融合教學內容，強化“1+X”師資隊伍和實訓基地保障，取得了顯著的效果。

關鍵詞：“1+X”證書制度；工業機器人應用編程；崗課賽證；試點

收稿日期：2024-07-08

基金項目：內蒙古自治區教育科學研究“十三五”規劃2020年度立項課題“工業機器人應用編程“1+X”證書制度試驗研究”（NZJGH2020045）階段性成果；中國高等教育學會“2022年度高等教育科學研究規劃課題”“ 高等職業教育高質量發展改革實踐研究 ”課題“高職院校活頁式、工作手冊式教材開發研究——以《工業機器人工作站系統集成》課程為例”（22GDZY0310）階段性成果。

作者簡介：劉彩霞（1977-），女，內蒙古鄂爾多斯人，教授，碩士，研究方向為工業機器人、數控技術。

Research on the Pilot of the “1+X” Certificate System for

Industrial Robot Application Programming

Liu Caixia

（Department of CNC Technology，Baotou Vocational amp; Technical College，Inner Mongolia，Baotou 014035）

Abstract：The pilot of the “1+X” certificate system for industrial robot application programming is a product of the rapid development of intelligent manufacturing and the shifting talent demands driven by industrial transformation and upgrading.To cultivate highly skilled talents that meet industry needs and address issues in the pilot program，this study emphasizes school-enterprise cooperation to align with industry job standards，select the appropriate “X” certificate，and optimize the talent training program that integrates the “1” （academic education） with the “X” （vocational certification）.The curriculum system is built around job-related knowledge and skills，focusing on standard guidance.The teaching content is restructured to integrate courses，competitions，and certification requirements.The study also strengthens the faculty and training base to support the “1+X” model，yielding significant results.

Key words：“1+X” certificate system;industrial robot application programming;course-competition-certificate integration;pilot

一、試點實施背景

工業機器人應用編程“1+X”證書制度試點，是為貫徹全國教育大會精神，［1］借勢《中國制造2025》國家發展戰略，適應企業轉型升級需求，促進智能制造高速、高質量發展，促進產教真融合、校企真合作研究產生的。旨在推進“1”（學歷證書）和“X”（職業技能等級證書）的有機銜接，把“1”基礎做實、“X”做強、做優，真正實現“X”是“1”的補充、強化、拓展。重在解決培養滿足智能制造業產業轉型升級需求的一專多技高素質人才，改善新專業人才培養定位不夠清晰，課程體系不夠完備、師資隊伍專業實踐能力不夠高，實訓條件配套不夠強等問題。

二、試點實施探索

（一）訪企拓崗調研，結合院校實際，選好“X”證書

依托《中國制造2025》發展戰略，對接地方現代裝備制造產業發展需求，通過深入地方龍頭企業以及咨詢周邊裝備制造企業，針對智能制造、現代裝備制造中工業機器人崗位、典型工作任務、崗位能力等開展調研。通過調研發現智能制造裝備類企業相關崗位設置最多的是工業機器人操作編程，其次是工業機器人系統集成、安裝調試，接著是工業機器人操作與運維，如圖1所示。分析畢業生就業崗位發現與企業員工現有崗位分布基本一致。優選工業機器人應用編程職業技能等級證書作為學生“X”考核證書之一，同時將工業機器人系統裝調、操作運維、集成等職業技能標準融入專業課程中，為“崗—課—證”融通奠定基礎。

（二）基于崗位需求，確定人才培養目標，優化人才培養方案

工業機器人是多學科融合的支撐智能制造產業鏈的新模式。學校基于產業鏈的崗位需求，結合區域產業發展和自身優勢打破原來的專業構架，融入“1+X”證書標準，引入新技術、新工藝、新方法，精準定位專業人才培養目標，新增和重組專業教學內容，錨定工業機器人產業鏈的崗位職業需求，側重培養面向工業機器人操作編程、系統集成、安裝調試和操作運維技術技能型人才，探索崗課賽證融通育人新模式。圍繞企業崗位標準、參照國家專業教學標準，融入工業機器人應用編程、集成應用、操作與運維、裝調“1+X”證書標準和工業機器人系統操作員國家職業資格標準，校企深度合作修訂“1”和“X”融合的人才培養方案。

（三）基于典型任務，歸類能力知識，重構課程體系

結合企業崗位能力需求分析典型工作任務，對比企業調研所需技能和知識，設計專業培養最需具備的素質、能力和知識，如工業機器人操作編程崗位對應的典型工作任務為從事工業機器人系統操作、示教、編程和從事工業機器人系統離線布局、編程與仿真。專兼結合教學團隊探討、歸納、提煉崗位所需具備的技能、知識，如圖2所示。其他崗位所需技能、知識提煉方法同操作編程崗位，此處不再多敘。

整理、提煉、歸納所有崗位對應的技能、知識后將其轉換成課程內容，形成課程體系。課程體系是人才培養方案的核心。專兼教學團隊在充分進行企業調研后，將工業機器人技術專業崗位（群）劃分為工業機器人操作編程崗、系統集成崗、安裝調試崗、操作運維崗。操作編程崗典型工作任務為工業機器人示教操作、在線編程、離線編程；系統集成崗典型工作任務為氣動線路裝調、電氣系統裝調、PLC控制系統程序編寫與調試、機器人操作示教編程、系統整體聯調；安裝調試崗典型工作任務總結為機器人本體安裝、電氣控制裝調；操作運維崗典型工作任務為機器人系統日常點檢維護、電氣系統維護維修、機械系統維護維修、PLC簡單編程和調試。典型工作任務對應的知識要求為掌握工業機器人應用編程方法、安裝調試方法、系統集成方法、操作運維方法等；技能要求為會進行典型任務如碼垛、打磨機器人操作編程、典型工作站的系統集成、工業機器人電氣、機械本體安裝調試、機器人系統維護維修等；素養要求為具備遵守機器人操作的安全規范意識、具備電氣裝調的安全用電意識、具備系統集成的科學嚴謹邏輯思維、具備耐心專注的工匠精神、具備自主開放的創新能力等；對知識、技能、素養進行歸類、整合轉換成課程，課程體系重構過程如圖3所示。

將人才培養方案中課程體系進行歸類，可歸為專業基礎共享課程、專業課程（包括核心課程）與拓展課程和實踐操作類課程，在重構課程體系時，融入工業機器人應用編程“1+X”證書標準內容。首先根據轉換時的知識、能力，確定每門課程的知識、能力邊界點，其次將工業機器人應用編程（中級）分為三個工作領域，分別是工業機器人參數設置、系統編程、系統離線編程與調試，再根據工作領域對應的技能要求與課程的技能、知識匹配，內容匹配高的可有機地融入相關課程中，如“工業機器人參數設置及系統編程”的大部分技能要求都可融入《工業機器人操作與編程》課程及對應實訓課程中，而“工業機器人系統離線編程與測試”的大部分技能要求可融入《工業機器人離線編程與仿真》課程及對應實訓課程中。還有大部分課程是與“X”證書關聯課程，核心是將職業資格（技能）等級證書相關的學習內容融入課程體系，實現“課證融合”目標。［3］“中級工業機器人應用編程職業技能等級證書”與工業機器人技術專業相關課程映射關系如圖4所示。

（四）標準引領，修訂課程標準，重構教學內容

《工業機器人操作與編程》是工業機器人技術專業核心課程，以該課程為例說明重構教學內容過程。對接企業崗位標準及其能力要求、國家專業教學標準，緊緊圍繞專業人才培養方案，結合工業機器人應用編程“1+X”證書技能考核要求，嵌入工業機器人技術應用等技能大賽賽點內容，形成崗課賽證融合圖。由崗課賽證融合圖推導出課程標準中的課程結構和內容，形成每一任務對應的學習內容和要求、技能大賽賽點、“1+X”證書考核點、思政元素等，探索修訂崗課賽證相互融入的課程標準，如圖5所示。

選用國家規劃教材，引用搬運、碼垛等企業典型案例，響應產業數字轉型新趨勢，引入視覺系統等新技術，以崗課賽證、項目導向、任務驅動為引領，校企合作研究教學項目、整合任務，重構“基礎→綜合→遞進”三階內容遞進、難度遞增的實操性教學項目。團隊教師精研教學內容，深挖教學內容對應的安全規范、工匠精神、責任擔當等思政元素，形成課程的思政映射圖，培養學生知指令、會編程、善操作的職業能力和樹安全意識、悟工匠精神、承責任擔當的職業素養。

（五）實施“1+X”證書制度，提升教師能力，強化師資保障

對接“1+X”證書制度，必須提升教師能力素質，所以對教師提出四項要求，即德育素養、專業實踐技能、證書標準要求解析、開發課程能力。“1+X”證書制度是指學生需要獲取“X”證書，這就要求教師必須具備“X+”能力。可采用如下強化師資隊伍做法提升教師能力，一是鼓勵團隊成員參加“1+X”工業機器人應用編程證書的相關技術技能培訓，提升教師實施“X”技能培訓能力；二是團隊成員中校內專任教師參加校內輪訓培養，提升教師的基本能力；三是深入企業實踐鍛煉，學習企業生產文化，領悟大師工匠精神，探索新規范、新技術、新工藝等，能將其融入課程建設和課堂實施中，培養和提升教師的綜合能力和實踐能力；四是團隊教師參加視覺系統、智能制造應用技術、數字孿生技術等新技術培訓，把握產業發展，引領技術前沿，實現課證融通、育訓結合；五是兼職教師跟著專任教師進名師課堂，學習教學方法、重難點把握、課程知識處理等方面的經驗，同時派專任教師進行一對一指導，提高兼職教師的教學實施能力和育人水平。經過建設形成能滿足項目化教學的“雙師型”專兼結合教學團隊，滿足“1+X”證書的培訓和考核，助力人才的高質量培養。

（六）“1+X”證書制度實施，提檔升級設備，強化基地保障

對照工業機器人應用編程等級證書標準，依據“1+X”職業技能考核要求，校企合作推進“1+X”實訓基地建設，實訓基地建設主要突出培養單項能力、綜合能力和創新能力。一是建設單項能力培養實訓室，主要包括工業機器人機械結構認知和拆裝實訓室、電氣系統認知和拆裝實訓室、虛擬布局和仿真實訓室，實現零點標定、工具坐標系標定、基坐標系標定、手動運行各軸、各種工作站的虛擬仿真等，用于單項能力培養與強化；二是建設綜合能力培養實訓室，首先在提高現有實訓設備應用率的前提下，提檔升級改造多功能工業機器人工作站，在原有軌跡、碼垛、打磨編程示教單元任意組合的基礎上，配置新技術視覺系統模塊；其次基于工業機器人操作調整工職業技能大賽創新升級上下料機器人工作站模塊，用于綜合能力的遷移與提升；三是建設創新能力培養實訓室，購置創意組合工作站，其模塊可任意創意組合實現新功能，用于學生創新能力培養與開發。四是在設備上創新開發考核項目和實訓項目，專兼結合團隊共同開發與“X”證書相對應的項目、共同編寫實操任務書、共同制定考核評價表、共同培訓和考核學生，便于理實一體教學、實訓、創新、培訓等，助力學生提升“X”技能。

三、試點實施成效

工業機器人應用編程“1+X”證書制度試點推動了校企雙元育人質量的提升，促進了產教融合的發展，提高了人才培養質量的適應性和針對性，企業參與，社會認可，助力產業高速發展。

（一） 選好“X”證書促就業

“X”是“1”的補充、強化和拓展，通過企業崗位調研，結合院校專業實際，選取好“X”證書是關鍵。工業機器人技術專業主要崗位有工業機器人操作編程、集成系統、安裝調試、維護維修崗位，操作編程任務在每個崗位都很重要，其素養、能力、知識在每個崗位都是必備的，所以該專業選取工業機器人應用編程作為“X”證書試點，可提升學生的職業核心能力，推動學生畢業即就業。

（二）師資隊伍能力提升

專任教師通過工業機器人應用編程“X”證書專項培訓、校內輪訓培養、企業實踐鍛煉、專業技能提升達到專任教師專業技能補短；企業兼職教師通過教學方法學習、研課講課實踐等方式達到教學能力補缺。［2］“1+X”證書制度試點促進“雙師型”教師隊伍的能力提升，主要表現在解析證書標準內容、專業實踐技能、課程開發能力、德育素養方面。

（三）實訓條件升級提檔

對照工業機器人應用編程“1+X”證書考核設備的要求，校企合作提檔升級“1+X”實訓條件建設。［4］建成工業機器人機械結構認知和拆裝實訓室、電氣系統認知和拆裝實訓室、虛擬布局和仿真實訓室，用于單項能力培養與強化；增加新技術、配置新模塊升級改造軌跡單元、碼垛單元、打磨單元、上下料單元、視覺檢測單元的綜合能力培養實訓室，用于綜合能力培養；購置創意組合工作站新建創新能力培養實訓室，用于創新創意能力培養，使得實訓條件提檔升級。

（四）人才培養成效顯著

突出標準的引領作用，對接國家專業教學標準、企業崗位標準，融入“1+X”證書標準、職業技能大賽標準，重構基于“1+X”證書標準的課程體系，優化人才培養方案，修訂融入“1+X”證書內容的課程標準，引用企業典型案例，重構實踐為主線的項目化教學內容，豐富課程資源建設，培養一專多技高素質技術技能人才，崗課賽證育人成效顯著，學生職業資格、“1+X”證書取證率達100%，畢業率達100%，學生就業率達100%。

參考文獻：

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（責任編輯" 郭曉勇）