“1+X”证书制度引领下的工业机器人技术专业人才培养探究

刘泽祥，张 斌，杨六顺

（泰州职业技术学院，江苏泰州225300）

0 引言

新的技术革命正席卷而来，人工智能、大数据、云计算等新兴技术大量涌现。新兴技术的出现，为制造业带来了发展的生机，智能制造成了制造业发展的目标。工业机器人作为智能制造实施的主要工具，在人口红利缺失、人工成本上升的背景下，将迎来发展的春天。为此，众多的中职、高职以及应用型本科院校开设了有关工业机器人的专业，但如何将培养的学生与企业相吻合，这是各院校一直在探索的问题［1-3］。2019 年国务院发布关于职业教育改革的实施方案，提出“职教20 条”，明确规定“1+X”证书制度试点，即学历证书+职业技能等级证书。“1+X”证书制度与职业院校之前推行的双证书制度，即学历证书+职业资格证书有所不同，学历证书是基础，是学生在校参加理论、实训所获得的一种基本能力证明，而职业技能等级证书是一种提升，是学生某项专业技能、能力等级的证明［4-5］。有关工业机器人的职业技能等级证书，陆续推出了工业机器人应用编程、工业机器人操作与运维以及工业机器人集成应用职业技能等级证书，而每一种职业技能等级证书的出台，都伴随着与企业用人单位相符合的职业技能等级考核要求。工业机器人技术专业作为高职院校开设的新兴专业，目前没有相应的考核证书纳入到毕业条件当中，很多院校都将以上的工业机器人职业技能等级证书作为毕业要求，为此，结合“1+X”证书，融合工业机器人相关职业技能等级证书要求进行人才培养方案修订，完善课程体系，健全实训方案，是目前各院校正在着手调研、研究的问题。

泰州职业技术学院于2016年开设了工业机器人技术专业，并率先通过了教育部工业机器人开放式公共实训基地的项目验收。在工业机器人技术专业日益红火的大前提下，结合“1+X”证书制度，本文通过企业调研、院校学习以及查阅资料，并结合学院工业机器人技术专业师资情况、学生学习效果、学生就业情况等，进行了工业机器人技术专业人才培养方案的研究与修订，仅供参考。

1 人才培养存在的问题

学院作为教育部工业机器人开放式公共实训基地，目前建设有工业机器人认知实训室、工业机器人虚拟仿真与离线编程实训室、工业机器人基础操作实训室、工业机器人典型工艺应用实训室、工业机器人技术应用实训室以及智能制造实训室，主要以ABB机器人为主，其中，基础操作实训包括多工艺实训平台（8 套）和站位式实训平台（10 套）。通过几年的教学实践，完全能满足学生工业机器人操作与编程的实训要求，但随着“1+X”证书制度的推出，相关职业技能要求在不断细分与完善，这也势必要求实训设备的升级以及相关实训方案的细化与拓展。

自2016年开始招收工业机器人技术专业学生以来，学院招生规模逐步扩大，到2020 年，其工业机器人技术专业学生预计达到110人，这也说明工业机器人技术专业已经得到了社会的认可，但同时，对学院专业的师资、教学等方面提出了更高的要求。结合这几年开设专业的经验以及学生毕业的情况，特别是在“1+X”证书制度的背景下，大多职业院校的师资是从其他专业转行过来，没有专业的工业机器人知识体系背景，在很多有关工业机器人理论知识、技能方面，只能做到照本宣科，知其然而不能知其所以然，因此，这对学生未来的发展是大为不利的，同时，单一的知识体系，这与培养复合型人才要求也是不相符的。当然，随着时间的推移，专业教师在工业机器人知识体系中的沉淀越发深厚，在广度和深度上都有所提升，对知识、技能的讲解也越来越得心应手，因此，不断的学习与实践，加深对工业机器人技术的理解，是提升师资、教学效果的一个重要保障。

从开设的课程和实训内容来看，主要包括工业机器人基础、PLC 控制系统编程与调试、工业机器人离线编程与仿真、工业机器人现场编程以及工作站应用等相关课程和与之相对应的实训。但从目前的教学效果来看，学生对工业机器人的认知、离线编程以及现场编程都能够比较好地掌握，能够独立地完成单一的项目实训，但结合具体的应用工作站，学生的综合能力有所不足，没能达到学以致用，完成整个应用工作站的程序编写与调试的要求；对于部分优秀的学生，通过竞赛训练，能够很好地完成单一，甚至复杂工作站的系统的编程与调试，但远没能达到工作站系统集成能力的要求。分析其原因，一方面是实训设备没有得到充分应用，没有针对其职业技能等级要求拓展相关的实训内容，同时，其实训的成本太高，其安全性是不可预防的；另一方面是师资的不足，其中包括人数的不足与能力的不足。工作站的系统集成是一个大综合，这就要求教师需要在工业机器人技术方面具有广度和深度的综合知识体系和企业实践经验，能够系统、全面地分析、集成、实操应用工作站。培养的学生要符合企业需求，这不仅仅是在理论知识上，还应该包括在具体项目实施上扎实的训练基础，能够让学生做到举一反三，学以致用。

2 “1+X”证书制度下人才培养探究

2.1 岗位定位

随着中职、高职以及应用型本科开设工业机器人相关专业，其间存在联系，但又有所区别。工业机器人相关技术将各层次联系起来，但同时，在工业机器人相关技术的广度和深度方面又将其区分开。中职侧重工业机器人现场编程与调试，重在操作技能，与周边设备的联调能力不足；高职侧重工作站系统的集成与联调，不仅要求对工业机器人编程与操作熟练掌握，同时要求能够对周边设备进行编程，实现工作站系统的安装、调试、维护等，最终实现工作站系统的正常运行；而应用型本科学生在机器人理论深度上要强于高职，但实践方面要弱于高职，因此，其定位主要在工作站系统方案确定以及设计方面。工业机器人作为智能制造的工具，将是各层次学生工作的对象，但其对应的岗位有所区别，各院校在岗位定位时，不可盲目地扩大化，好高骛远，使得最后开设的课程、实训内容与岗位定位要求差别太大，但也不能过激地降低岗位要求，这样将不利于学生未来的职业发展。院校的岗位需求调研显示，主要的工作岗位类型有装配工程师、现场工程师、研发工程师和售后服务工程师。其中装配工程师和现场工程师占比较大，分别为38%和31%，而研发工程师占23%，其学历一般要求本科及以上［6］。当然，数据所表明的主要是企业所需技术人才的类别，而通过该岗位类别分析与数据对比，高职院校学生最能胜任这些岗位能力要求，因此，结合岗位能力需求、“1+X”证书技能等级要求以及学院师资、实训设备情况，合理进行岗位定位、职业能力分析将有利于学生未来就业、发展。学院结合工业机器人技术专业建设以及学生主体情况，将岗位定位如图1所示。

图1 岗位定位与发展

如图1所示，学院将学生岗位定位主要在工业机器人编程与操作、运维与管理以及应用工作站的安装与调试。各岗位在工业机器人相关技能要求方面也逐步提高，其主要工作对象如表1所示。

工业机器人作为机电一体化产品，其岗位技能也能满足自动化生产线等机电类生产线的安装与调试岗位需求。立足基础，结合岗位实践经验，增强机电类产品综合能力，逐步往深层次的方向发展，如工业机器人系统应用设计、系统功能开发等，最后能胜任项目系统集成的要求。

表1 岗位与主要工作内容

2.2 职业基本能力

高职院校人才的培养，是以理论为基础，侧重技术技能型人才的培养。理论作为基础，是未来职业发展的基石，技能是立足之本，只有将两者有机结合，达到“知其所以然”，在后续的实践中才能做到创新，进行技术改革，达到统领全局的能力要求。

根据“1+X”工业机器人相关职业技能等级证书要求，结合学院工业机器人技术专业师资、实训室建设情况以及学生主体，围绕工业机器人技术职业岗位，应该具备以下知识与职业能力基本要求：

（1）具有工业机器人系统机械结构图、液压、气动、电气系统图识别与绘制能力，能根据结构图对现场设备进行安装与调试；

（2）具有正确使用电工、电子常用工具和仪表的能力，能利用仪表正确安装、调试工业机器人应用工作站机械、电气系统；

（3）具有布局工业机器人工作站的能力，能根据要求选用工业机器人外围部件，并能从事工业机器人及周边产品销售和技术支持；

（4）具有机械结构分析的能力，能对工业机器人工作站的零部件进行三维建模；

（5）具有正确使用视觉系统的能力，能按照检测要求对工件进行尺寸检测、位置检测、颜色检测等，并将检测结果传递给工业机器人工作站系统，进行信息交互；

（6）具有工业机器人编程的能力，能熟练操作工业机器人进行现场编程、离线编程及仿真；

（7）具有工控网络组建能力，能根据任务要求编写控制程序、基本人机界面等；

（8）具有工业机器人典型工作站应用系统进行集成、编程、调试、运行和维护的能力，能根据工业机器人应用场景，编写工业机器人及应用系统技术文档。

2.3 核心课程开设

核心课程的开设是与该专业的师资、实训设施等紧密联系在一起的。盲目地开设一些高大上的课程，但最终无法落实，这对学生就业、未来发展的弊总是大于利的。立足于基础，将岗位理论基础、基本技能融入教学当中，逐步提升，在增强了学生自信心的同时保证了教学效果，确保了学生在校学有所获，能够适应未来岗位需求。

学院综合工业机器人技术专业的建设发展历程、企业岗位需求，并结合现阶段师资、实训设施、学生主体，在“1+X”证书制度背景下，将岗位核心课程分类如表2所示。

以上核心课程的开设，是基于近几年学院工业机器人技术专业在各方面的沉淀的结果。工业机器人技术专业通过几年的发展，师资在综合能力上有所提高，具备了结合实训设备开发课程资源、实训手册的能力，能够将工业机器人相关技能等级证书的内容、企业需求融入教学资源当中，组织实施。

2.4 实施与考核

在网络信息高速发展的时代，这对教师提出了更高的要求。“因人施教”，秉承教师的责任与初衷，将社会责任感与耐心引入课堂，将严格与理解引入课堂，这对于高职的学生，特别是中职升高职的学生来说，能够起到一定的教学效果。当然，这也与学院所提倡的“小班化”教学管理是分不开的。对于工业机器人技术专业的学生而言，工业机器人的熟练操作与编程是最基本的技能，是技能提高的基础，这与实训条件、实训管理是分不开的。没有一定程度的工业机器人实操，学生达不到熟练操作工业机器人的程度，在设备套数满足一定数目的前提下，实施小班化教学，进行分组实训（每组约3～4人为宜），教师指导工作落实到每一台实训设备，可以确保该课程的教学效果，将教学能力要求落到实处。

表2 主要核心课程及要求

考核方面，传统的考试显然不再适合现阶段高职学生。死记硬背的能力显然不是学院培养学生能力的目的，具备一定的理论基础，在实践中能举一反三，灵活运用，这才是现阶段培养高素质综合性人才的目的。那么，如何去组织考核，确保课堂的教学效果。过程考核远比最终的考核重要。强调过程，在教学实施的过程中，通过项目化教学，将职业技能等级证书要求融入项目实训当中，开展每次课程的项目化实训、完成项目实训报告，做好每次的项目化教学记录、保证项目实训报告的完成情况，最后通过单独的项目考核，验证教学目的完成情况，这样，不仅能提高学生的课程学习的积极性，而且能够增强学生专业课程学习的自信心，让更多的学生注重技术的学习与就业，这样就达到了专业的技术人才胜任专业的技术岗位的要求。

2.5 以赛促学，注重卓越培养

目前很多院校采用了本科教育的“导师制”：每位老师分配几名学生，进行专业的指导，这种制度是可取的。对于刚进入大学的学生而言，对自己的专业很多都是完全陌生的，更别谈相关课程的内涵与要求。老师就本专业的特点、技能要求、未来发展方向等方面进行指导，能够让学生自己把控自己的未来，在老师的引导下，通过自学、针对性学习，注重在某一方面的综合应用能力的提高，例如侧重PLC编程与调试的能力，辅以工业机器人技术相关知识，这样学生一毕业，就能胜任企业有关PLC 项目要求。当然，“导师制”并不能针对所有学生，一方面要看学生的兴趣爱好以及学生学习的主动性，另一方面为了将“导师制” 落到实处，学生数量也不宜过多，力求人才质量，然后再考虑数量。

“工学结合”，提高综合能力，注重卓越培养。依托学院工业机器人实训设备以及“校中厂”，实现“生产性”实训。学院针对学生进行“点”位的知识与技能传播与训练，通过“生产性”实训，达到由“点”连成“线”，最后至“面”的目的。通过企业项目，将零散的知识在实践中连贯起来，达到知识与技能应用的目的，提高学生的学习积极性，增强学生灵活运用与实践的能力，这样，培养的学生符合企业用人需求。

3 结语

本文在“1+X”证书制度的背景下，结合工业机器人技术专业相关职业技能等级证书要求，根据学院工业机器人技术专业建设和人才培养情况，进行了人才培养的探究。学院立足本专业建设情况，将工业机器人职业技能等级证书有针对性地融入人才培养当中，开设相关核心课程，并将核心课程和实训内容落实到具体每个教学环节，针对工业机器人相关职业技能等级证书，丰富现有设备的实训内容，使培养的学生能够适合企业基本技能需求，为后期发展打下良好的基础，而针对优秀的学生，可以采用“导师制”“工学结合”培养模式，引导学生参加技能大赛，通过“以赛促学”、专业技能指导、“生产性”实训等方式，提高学生的综合应用能力，达到毕业就能独当一面的能力要求，符合企业用人要求。