基于“1+X”证书制度的《工业机器人操作与应用》课程改革与应用

车玉秋

（郑州电力高等专科学校，河南 郑州 450000）

郑州电力高等专科学校（以下简称”我校“）作为第二批“1+X”证书制度试点院校，工业机器人技术专业参与工业机器人应用编程“1+X”（初、中、高级）证书试点并创建省级考核管理中心。在此之前，除学历证书外，机器人专业学生普遍获得的证书为计算机、电工、钳工等职业资格证书，而工业机器人技术相关证书却很少，这导致学生就业的竞争力不足，学校需重视职业技能等级证书并在培养复合型技术技能人才方面进行提升。

一、《工业机器人操作与应用》课程的教学现状

《工业机器人操作与应用》课程是我校工业机器人技术专业的一门专业技术核心课程，实践性较强，对于工业机器人技术专业的学生尤为重要。在教学过程中工业机器人专业课程被分割为众多知识碎片，企业典型案例系统性不强，缺乏地方企业特色元素，导致学生学习时系统性差、理论实践关联性差。教学评价上采用以教师综合评价为主的传统评价方式，学生无法清楚认识和评估自己的实际水平。这种授课方式与职业技能等级标准的系统性、整体性相违背，严重阻碍学生考证考级技能的提升。

二、教学改革及实践

“1+X”证书标准是经过企业专家、一线技术人员、高校教师以职业标准、产品、工作流程为依据开发出来的，是符合企业需求的。这为学习领域即课程的开发及教学情境的设计提供了依据[1]。“1+X”证书制度的实施归根结底要靠课程来完成，这就要考虑如何做到“课证融通”[2]。

课程需要改变当前理论与实践没有针对性的能力培养的缺陷，在原有课程体系基础上，重点优化课程内容结合技能等级标准理论考核大纲，归纳总结重难点，建立理论知识库与信息化资源库，授课与考试比重均可向取证倾斜；加入新技术、新工艺的切入点，引导学生主动创新；选择专业的网络教学平台，加强师生、生生交流互动，将教学延伸到课前与课后，线上与线下，构建网络平台支持下的混合式教学模式。

（一）人才培养方案

本课程的人才培养方案，是以掌握企业实际岗位能力为最终教学目标，针对专业标准进行对标分析，如图1所示。分析过程中，《依据教育部专业教学标准》《实训教学标准》《顶岗实习标准》，结合《工业机器人应用编程职业技能等级标准》，对接工业机器人技术专业所对应的典型工作岗位，多方面分析工业机器人技术专业人才培养需求并将工作领域向行动领域转化，将知识点和技能点进行梳理，再将行动领域和“X”证书标准进行融合，将行动领域转化为可实施的学习领域，最终确定人才培养目标，构建以能力培养为中心的课程体系，优化人才培养方案。

图1 人才培养方案优化结构示意图

（二）教学目标

通过对照《工业机器人应用编程职业技能等级标准》，初级标准的内容基本与《工业机器人操作与应用》课程标准相吻合，可以实现课证直通，完成课程学习后学生可直接参加工业机器人应用编程“1+X”初级证书考核，并以证书考核成绩抵补课程学分，如图2所示。

图2 工业机器人应用编程“1+X”初级课证对标

为适应企业对技术技能型人才的要求，要将课程的授课方式、课程的组织形式及课程的内容进行融合，形成以能力培养的项目化教学模式。按照《工业机器人应用编程职业技能等级标准》，教学目标为掌握参数配置、设备操作、示教编程三个主要模块。根据我校“双元育人”要求，结合将企业调研结果与行业专家意见，制定本课程教学目标，涵盖知识、技能以及职业素养。教学任务的知识目标和能力目标由简单到复杂、由单一到综合逐步过渡，教学内容基于真实工作任务、项目及工作流程、过程，遵循工业机器人应用编程“1+X”初级考核标准，符合工业机器人技术相关岗位技能要求，达到了“课—岗—证融通”。

（三）教学分析

1．教学条件

郑州电力高等专科学校拥有工业机器人创新实训室及工业机器人智能制造实训基地，依托智慧职教云平台网页端及手机端应用、工业机器人国家资源库、全国机械行业职业教育优质教材、活页式工作手册、工业机器人应用编程“1+X”考核实训平台、工业机人半实物仿真实训设备等，以项目工业机器人电机装配任务为载体，设置阶梯式教学任务，实现线上线下混合式教学。

2．教学内容

以企业现场电机装配的实际生产过程，本课程开发“1”和“X”相融合的课程教学方案，共设计24学时连续、完整的教学内容，从而更好地实现“课—岗—证融通”。学生在遵守工业机器人相关安全操作规范的前提下，对工业机器人进行参数设定、手动操作、按照电机装配技术要求对工业机器人进行示教编程。毕业后可以从事工业机器人操作编程、工业机器人应用维护、工业机器人安装调试等工作。

3．学情分析

教学对象为高职类工业机器人技术专业的二年级学生，通过前期学习、智慧职教云平台数据及问卷调查分析得出，学生入学时文理生均有，逻辑思维能力稍弱，形象思维能力较强，接受过程性知识强于理解性、论证性知识，重难点宜由易入难，层层递进；学生熟知工业机器人常用安全标识的含义，学过PLC编程、电气控制。但是缺乏工业机器人绘图工作站系统集成知识；具备初级识图读图（能读懂并绘制电气线路图）、PLC编程（能用plc编程实现自动化生产线的控制）、三维建模的能力，大部分已经具备工业机器人应用编程“1+X”初级能力，能对工业机器人进行在线操作与编程。但是操作上不够严谨规范，缺乏职业规范；倾向于团队合作学习，乐于探究与实际应用更贴合的任务，更适合项目式教学模式。

（四）教学策略

依托丰富的教学资源，采用基于“1+X”的“课—岗—证融通”培养模式开展教学任务，课程思政贯穿始末。运用“学生为主体、教师为主导”理念指导的课程混合教学策略，理论教学充分利用网络空间进行课程直播（录播）、小组讨论、及时反馈、活动展示等。利用云课堂智慧职教平台能及时收集、分析学习进度和学生的知识掌握情况；实操教学方面以现场操作结合VR软件进行学习，打破场地的禁锢。

（五）教学实施

从企业调研结果得知，工业机器人电机装配应用在实际生产中的技术要求是：一是工件装配的精确度；二是装配过程中，工业机器人空间运动轨迹的合理规划；三是工件摆放位置的灵活拾取。因此根据教学目标，设定以下主要教学项目：工业机器人坐标系设定，通过对工具数据Tooldata的合理设定，提高工业机器人应用精度；通过基本运动指令使用以及轨迹运动规划，轨迹规划过程中偏移指令的灵活运用的设定，提高生产效率并保证安全；掌握基本逻辑功能指令，以便通过灵活的程序结构对应不同的生产场合。

课前教师通过智慧职教云平台发布学习资源和学习任务。学生线上查看任务，获取资源；线下分组讨论，完成任务并提交结果。根据在线反馈，教师掌握学生预习情况，发现教学难点，调整教学策略；课中教师打造以小组为单位的互动式教学，结合学情，按照“导—讲—练—纠—验—评”六步法实施教学，使学生的困惑以及教学的重点和难点有效突破。实操练习前学生需检查安全着装情况，并根据组内职责划分按照步骤进行实操，通过教师巡场，及时记录并解答教学重难点及异常问题。

三、结束语

工业机器人技术专业核心课程《工业机器人操作与应用》的课程标准改革，带动了相关专业与“1+X”标准的对接。在课程改革与实施过程注重师生、生生互动，教师主导学生锻炼技能，并且通过全过程信息采集进行总结评价，更好地实现“课—岗—证融通”的同时也能及时调整教学策略。改革重构后的课程体系，借鉴了德国双轨制的工作领域与学习领域的转化过程及考核方式，工业机器人应用编程“1+X”初级等级考试与课程考试融通，在完成教学要求的同时也获得企业的认可；教学内容基于真实企业项目并关注职业素养等，学生可以充分发挥主观能动性，提高学习兴趣与职业技能竞赛参与度，达到毕业要求后能更快更好适应将来的工作岗位。通过更具有信息化与企业技能更贴近的教学培训，培养了能够胜任理论教学、实训教学、指导学生参与技能大赛和创新创业大赛的名师，从而培养更高质量的技术技能人才，实现师生互相促进，教学相长。