在“1+X”證書制度的背景下,活頁式教材的開發顯得尤為重要。基于“1+X”證書制度,從確定典型工作任務、分析典型工作任務、歸納行動領域、設計學習領域這四步入手,探索在“1+X”證書制度下《工業機器人典型應用》活頁式教材的開發設計方法,促進學生職業能力提升。
2019年1月國務院印發《國家職業教育改革實施方案》明確提出要“建設一大批校企‘雙元’合作開發的國家規劃教材,倡導使用新型活頁式、工作手冊式教材并配套開發信息化資源”。2019年4月,教育部等四部門印發《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》的通知,提出有關院校將“1+X”證書制度試點與專業建設、課程建設、教師隊伍建設等緊密結合,推進“1”和“X”的有機銜接,提升職業教育質量和學生就業能力。通過試點,深化教師、教材、教法“三教”改革;促進校企合作。
工業機器人典型應用是一門實踐性很強的專業核心課程,旨在讓學生掌握工業機器人典型工作站的安裝、調試和運行。但是,目前職業學校的工業機器人典型應用課程內容與崗位要求、職業技能證書關聯度不高,學生適應崗位的能力不足,亟待開發“崗課證”融通的項目化教材。
1 活頁式教材的內涵與特征
“1+X”證書制度與活頁式教材在職業教育領域中存在著緊密的聯系。首先,“1+X”證書制度主張學歷教育與職業技能培養的有機結合,強調產教融合和校企合作,旨在培養滿足社會發展、企業發展的專項技能人才,這一制度為活頁式教材的開發提供了指導思想和實施路徑。其次,在“1+X”證書制度的框架下,活頁式教材可以將職業技能等級要求與專業教學內容進行深度融合,從而實現課證融通。最后,活頁式教材需要獲得企業大力支持,做到校企協同開發,這與“1+X”證書制度強調的產教融合、校企合作理念一致。
1.1 活頁式教材的內涵
活頁式教材設計的初衷是為了更好與崗位標準匹配,實現教學與實際工作的高度融合。作為一種項目化課程的載體,活頁式教材不僅提供了理論知識,更重要的是,它與實際工作緊密結合,使學生能夠在學習過程中直接接觸到崗位的真實內容,幫助學生提前體驗工作氛圍,了解工作中可能遇到的各種問題和挑戰。
活頁式教材在物理形態上展現出靈活性,通過活頁夾等工具,教學頁面可以按需自由組合與調整。也就是說,活頁式教材并不僅僅是物理形態上的“活”,更重要的是教材內容上的“活”,它能夠根據行業發展動態、學生基礎差異以及實際教學需求,靈活地增加或刪減相關內容,確保教材的時效性和適用性。
1.2 活頁式教材的特征
(1)以任務為載體
活頁式教材緊密圍繞國家職業標準或專業教學標準,以培養學生的綜合職業能力為使命,以典型工作任務為載體,以職業能力清單為基礎,根據真實的工作過程設計的一系列模塊化的學習任務的綜合體。這些典型工作任務直接來源于企業實際崗位,具有極強的職業導向性。
(2)以實踐為依托
活頁式教材注重與實訓項目的結合。通過與企業合作,對崗位技能進行細化分析,結合具體的崗位需求,開發實訓項目。這些實訓項目不僅豐富了教材內容,還為學生提供了更多的實踐機會。在實訓過程中,學生能夠親身體驗工作流程,提高實踐操作技巧,培養解決問題的能力。
(3)以學生為中心
活頁式教材是一種創新的教學資源形式,這種教材的設計和實施都緊密圍繞學生的實際情況和學習特點,強調學生在學習過程中的主體性和主動性。它能夠根據教學需求及時調整內容,以活頁的形式引入行業、企業的最新技術和動態,將傳統的“教材”轉變為“學材”,更好地滿足學生的個性化學習需求。
2 活頁式教材開發的現實需求
目前,工業機器人活頁式教材并不多見,而隨著技術的更新迭代,能夠進行工業機器人操作、調試和維護的高素質人才十分緊缺,加快工業機器人活頁式教材建設十分迫切,主要有以下幾個維度。
2.1 職業崗位變化的需求
隨著科技的快速發展和產業結構的不斷升級,以及新工藝、新技術等不斷涌現,工業機器人技術專業對應的崗位職責及能力要求也在實時發生變化。活頁式教材由于其可更新的特點,能夠很好地適應這一需求。教材編寫者可以與企業保持密切合作,及時了解行業動態和技術發展趨勢,將最新的技術成果和工藝流程引入教材,這樣不僅能夠滿足企業對人才的需求,還能夠推動職業教育與產業的深度融合發展。
2.2 等級證書考核的需求
“1+X”證書制度實施目的在于增強我國職業教育優質人才供給能力,為生產服務一線提供技術技能職業人才。“1+X”證書要求學生掌握一定的理論知識和實踐技能,能夠靈活應用于生產實際。“1+X”證書與活頁式教材緊密結合后,使證書標準與教材內容合二為一,使更多的學生收獲職業等級證書。基于活頁式教材靈活更換的特點,教師根據考證內容及時更新教材,確保教與考有效對接。
2.3 教學改革創新的需求
現有教材側重于理論知識和原理闡述,缺少對工作任務方法指導、實施流程、檢查評估的跟進,導致學生難以將理論知識轉化為實踐技能。工業機器人技術是一門綜合性很強的學科,涉及機械、電子、計算機等多個領域,因此,教學上需要一種能夠靈活調整、適應不同教學需求的教材。活頁式教材由于其可拆解、可更新的特點,能夠很好地滿足這一需求。
3 活頁式教材開發存在的問題
關乎工業機器人技術的專業教材,大都存在教材編制形態單一、教材內容選擇單向、教材開發主體單方、教材教學資源單純等現實問題。
3.1 教材編制形態單一
傳統教材在編制形態上呈現明顯的單一性,體現在理論知識偏多、實踐操作甚少上。比如在講述工業機器人的故障排查時,缺少一些實際案例。傳統教材通常只會給出相關的故障代碼表格,學生通過學習代碼內容,了解故障代碼所表示的情況。這種編制形態導致學生在學習過程中難以將理論知識與實際應用相結合,無法形成直觀的認知和理解。此外,傳統教材在編排上往往以教師的“教”為中心,而非從學生的角度出發,考慮如何幫助他們更好地完成實際工作任務,這種編排方式使得教材在內容選擇和組織上缺乏針對性和實用性,無法滿足學生的學習需求和未來職業發展的要求。
3.2 教材內容選擇單向
制造業是一個持續發展和演進的行業,隨著新技術、新工藝以及新規范的不斷涌現,教材內容往往未能及時反映和適應工業機器人實際應用場景,導致一定程度上與一線崗位技術應用脫節的現象,工業機器人技術專業的傳統教材要素與實際應用場景的對比(見表1)。
3.3 教材開發主體單方
當前工業機器人技術專業的教材使用的是統一編訂的教材,雖然小部分的教材編寫有企業的參與,但是大部分教材的編寫主體是學校,并且不同學校、不同企業的工業機器人設備型號、配置都有區別,普通教材做不到完全覆蓋。由于學校教師普遍缺乏企業工作經驗,他們在編寫教材時往往無法將最新的行業發展和技術應用融入其中。再加上受傳統學科思想的影響,教材往往停留在教學層面,注重知識的系統性和完整性,而忽視了學生的學習體驗和實際應用能力,這種情況導致教材與實際應用的脫節,無法為學生的實踐操作提供有效的指導。
3.4 教材教學資源單純
在當今信息化、數字化的時代,教學資源的多樣性和豐富性對于提升教學效果至關重要。然而,傳統教材在教學資源上往往顯得過于單純,主要側重于紙質材料,而缺乏電子材料和其他多媒體資源的支持。紙質材料作為傳統的教學資源,雖然具有一定的優點,如便于攜帶、閱讀舒適等,但在現代教學中已經難以滿足多樣化的需求。相比之下,電子材料具有更新快、交互性強、便于搜索和共享等優勢,能夠更好地支持學生的自主學習和個性化學習。缺少電子材料意味著教材無法充分利用現代信息技術的優勢,如在線課程、虛擬仿真、互動教學平臺等。
4 活頁式教材開發路徑
依據學生在工業機器人產業鏈上的崗位類型進行分類,工業機器人“X證書”涉及安裝調試、應用編程、運行維護、系統集成等4個方面內容,包括工業機器人裝調、工業機器人應用編程、工業機器人操作與運維、工業機器人集成應用等四類證書,每類證書分初、中、高三個等級,涵蓋不同的工作領域。以工業機器人操作與運維職業技能中級等級證書考核要求作為參考,《工業機器人典型應用》活頁式教材開發,需要歷經以下過程。
4.1 確定典型工作任務
根據工業機器人操作與運維職業技能中級等級證書的相關要求,《工業機器人典型應用》活頁式教材設計了工業機器人機械裝調、工業機器人電氣裝調、工業機器人操作規程等8個典型工作任務,其對應關系見下圖所示。
4.2 分析典型工作任務
根據工業機器人操作與運維職業技能中級等級證書的要求,對《工業機器人典型應用》中的工作任務進行了詳細的分析和歸納(見表2)。
4.3 歸納行動領域
對離散的典型工作任務進行歸類、匯總,將具有相同屬性的、難度相當的任務放在一起,最終形成若干個相互關聯的任務集合,每一個集合就是一個行動領域。在授課內容中,注重將典型工作任務歸納為具體的行動領域,確保學生能夠將所學知識運用到實際工作中(見表3)。
通過這些行動領域的訓練與實踐,學生能夠更加充分了解工業機器人的實際操作流程和技術要求,為職業發展打下堅實的基礎。同時,這種以行動為導向的教學模式能夠更好地培養學生的實際操作能力和問題解決能力,使其更加適應企業的實際需求。
4.4 設計學習領域
“學習領域”是一種根據職業任務和工作過程而設計教學主題單元并組織教學的課程模式,各個“學習領域”要圍繞“行動領域”中的“典型工作任務”要求形成有機、有序和統一的整體,從而培養學生具備解決問題的綜合職業能力。將行動領域轉化為學習領域是確保教育教學與實際需求緊密相連的關鍵過程,下面是《工業機器人典型應用》學習領域設計(見表4)。
校企雙師可以根據實際情況進行調整和優化,從而設計出既符合行動領域需求又具有吸引力和實效性的學習領域,這將有助于學習者更好地準備未來的職業挑戰,并提升他們在職場中的競爭力。
5 結語
隨著科技的飛速發展,工業機器人技術日新月異,對人才的需求也在不斷升級。校企協同開發《工業機器人典型應用》活頁式教材這一舉措不僅深化了校企合作,更為學生提供了更具針對性的學習資源,助力他們提升綜合職業素養,成為有能力解決社會問題的人才。通過校企協同開發,可以將最新的技術、最實用的技能融入教材,確保學生所學即所用。此外,這種開發模式也為其他專業、其他學校提供了實踐參考和寶貴經驗。
本文系2022年蘇州市職業教育學會校企合作專項課題,課題編號:Szzjlx202207;2022年江蘇聯合職業技術學院立項課題研究成果,課題編號:B/2022/11/124。