“1+X”证书制度下高职工业机器人技术专业课程体系改革研究

戴俊良，凌旭，张冠勇

（湖南化工职业技术学院机电工程学院，湖南株洲 412000）

2019年1月，国务院印发了《国家职业教育改革实施方案》（简称“职教20条”），提出从2019年开始，启动“1+X证书制度试点”。随之，教育部、国家发展改革委、财政部、市场监督总局联合印发《关于在院校实施“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点方案》，为“1+X证书制度试点”工作提供了财政、制度、组织、管理等方面的保障，也划分了工作权责，强调院校是证书制度试点的实施主体，实施高质量职业培训，融入专业人才培养，积极为社会成员提供培训服务[1-3]。即院校是证书制度试点的主阵地，院校能否提供符合“1+X”证书要求的培训，能否将“1+X”证书要求融入专业人才培养课程体系中，直接关系到培养的专业人才后续能否满足“1+X”证书的要求，对职业教育改革有重要影响。

“1+X”是新的概念，在其具体标准中提出了新的内容、新的要求，而前期课程体系制定时无法预知该类新内容、新要求。同时，部分专业由其他专业衍生而成，其课程体系在建设时也没有指导性的标准，大部分是参考大类专业的课程体系。工业机器人技术专业即是一个典型的例子，其专业教学标准是2019年发布的，但是很多院校在2019年之前，由电气、自动化、机电一体化、信息技术等专业孵化出了工业机器人技术专业。因此，其课程体系也脱胎于母专业，部分课程科目不符合工业机器人技术专业教学标准，与“1+X”证书标准的要求也不相适应。其次，课程内容的知识侧重点也偏向于母专业，部分内容陈旧，导致工业机器人技术专业部分课程内容与社会发展需求脱节，学生在学校学习的知识内容与企业对工业机器人技术专业的岗位技能对应不上，甚至毕业生去了企业后需要再进行基础的培训。再有，目前部分单课程科目进行了项目化教学，课程内容进行了项目化改革，但是课程科目之间没有通过项目串联起来，如机械制图时以A项目为例，阐述了制图的标准要求和方法画法，而工业机器人仿真建模课程中介绍的是B工作站的建立，学生在A项目中建立的零件模型在B工作站中无法使用，又需要重新开始重复机械制图课程的内容。此类情况，导致学生只知道学习了相关课程，接触了各课程科目涉及的项目，但是对各课程科目之间的联系没有深刻认识，对本专业涉及的知识技术没有全局概念，也不清楚各课程项目的意义，不理解课程项目与行业企业的实际需求有何关联，对专业学习也没有认同感。

因此，需要对课程体系进行改革，调整课程科目和课程内容，将“1+X”证书要求融入专业人才培养课程体系中[4-5]，促使院校培养的专业人才能满足“1+X”证书的要求，完成企业实际需求与在校职业教育的对接，促进职业教育改革的成功。

1 “X”证书标准解构

目前工业机器人技术专业有4个直接对接的“X”证书，分别是工业机器人应用编程职业技能等级标准、工业机器人集成应用职业技能等级标准、工业机器人操作编程职业技能等级标准、工业机器人装调职业技能等级标准。学生可以根据自己的实际需求，自由选择相应的工业机器人职业技能等级标准进行考试认证。该种多证书、可自由选择的情况，对“1+X”证书与课程体系的融合实施带来了新的问题。为了解决此问题，先识别4个证书涉及的底层共性知识技术，再从行业的角度提炼4个证书中涉及的应用案例场景，对工业机器人技术“X”证书标准进行解构，如图1所示。

图1 工业机器人技术“X”证书标准解构

1.1 底层共性知识技术识别

通过比较4个工业机器人技术专业的“X”证书，发现4个证书各有侧重点，如：工业机器人应用编程职业技能等级标准重点在应用编程方面，包括系统（含机器人及外部设备）的参数设置、系统编程及离线仿真编程与测试；工业机器人集成应用职业技能等级标准偏向于系统的集成与应用，包括系统（含机器人及外部设备）的集成设计、系统与应用程序开发、系统调试与维护；工业机器人操作编程职业技能等级标准侧重在系统的安装操作与编程；工业机器人装调职业技能等级标准则倾向于机器人本体的装配及调试，包括本体的机械和电气部分的装配、机器人本体的调试校准和标定。

基于上述分析，将底层共性知识技术分为硬件和软件两个层面来梳理识别。首先对于硬件层面，涉及的知识技术包含机械、液气、电气原理图的识图与绘制，机器人本体、外部设备的机械、电气控制参数的整定设置，能根据图纸完成机器人本体与系统的装配与标定设置；软件层面，牵涉的知识技术包含PLC系统控制程序、通信程序开发，触摸屏人机界面开发，机器人与外部周边设备的应用程序编制，视觉识别技术应用，系统工作站的虚拟仿真。

1.2 应用案例场景提炼

在工业机器人应用编程职业技能等级标准的要求方面，能根据操作手册设定、调试焊接、打磨、雕刻等工业机器人系统外部设备；能够根据工作任务要求实现搬运、码垛、焊接、抛光、喷涂等典型应用的工业机器人系统的离线编程和应用调试；按照工业机器人集成应用职业技能等级标准的要求，能完成工业机器人典型工作任务（如搬运码垛、 装配等）的程序编写；工业机器人操作编程职业技能等级标准没有明确具体的应用案例场景；工业机器人装调职业技能等级标准应用案例主要是机器人本体的装调。

结合4个证书中涵盖的典型工作任务，从行业应用的角度提炼搬运、码垛、焊接、打磨、抛光、雕刻、喷涂、装配及本体装调9个案例场景。

2 专业课程体系改革

基于对工业机器人技术4个“X ”证书标准的解构，将底层共性知识技术融入对应的专业课程中，若没有对应的课程科目，则需要增加科目，同时可以将部分课程科目整合，以便于更好地融入共性知识技术[6]；其次将“X”证书中提炼的9个案例场景以项目任务的形式分解至相关课程中，即不同的专业课程阐述不同的知识技术，但是不同的专业课程围绕相同的案例场景来实施项目教学，完成综合串联应用。通过此类措施，完成课程体系的改革，完善课程科目设置和课程内容调整，达到“1+X”证书要求融入专业人才培养课程体系的目的，促使院校培养的专业人才能满足“1+X”证书的要求。

2.1 底层知识技术融入专业课程

将前文梳理的底层共性知识技术罗列至左侧，以工业机器人技术专业教学标准为蓝本，设置专业课程科目罗列在右侧。以知识点与课程内容关联为基准，建立底层共性知识技术与专业课程科目之间的映射关系，如图2所示。通过建立此类映射关系，实现底层共性知识技术融入至对应专业课程中的要求。

图2 底层知识技术与专业课程映射关系图

如机械识图与绘制的知识技术包含工程图的识别与绘制、三维模型的建立，因此可以将该共性知识技术要求映射至工程制图和工业机器人应用系统建模两门课程中，工程制图对应的是工业机器人工作站机械零件及装配工程图的识别与绘制，而工业机器人应用系统建模融入的知识技术为工业机器人工作站三维模型的建立。在工业机器人系统离线编程与仿真课程中可以包含系统工作站虚拟仿真、机器人与周边设备应用编程两个知识点，在该门课程中通过阐述仿真操作使学生获得系统工作站虚拟仿真的知识技术，同时以实际应用案例进行仿真，生成机器人的应用程序，将机器人与周边设备应用编程的知识内容也吸收进来。

2.2 案例项目综合串联应用

在将底层共性知识技术融入至对应专业课程后，如何让学生感知专业课程之间、离散知识技术点之间的关联关系，其与行业企业的实际需求又有何关联，需要通过实际项目任务进行综合串联应用，将散落在各个专业课程科目中的知识“珍珠”用实际项目任务串成“项链”，以此帮助学生理解专业课程之间的关系，而实际项目任务来源于前文提炼出的4个证书标准中的应用案例场景，使得学生在学习知识技术的同时也理解练习“1+X”证书标准的任务要求，提升其知识技术的应用能力，完成行业企业实际需求与在校职业教育的对接。

如在工程制图课程中进行案例项目教学时，阐述机械零件三视图的识别，不能再简单地使用一个通用零件来介绍其主、俯、左视图，而是使用工业机器人技术“X”证书标准中具体案例任务涉及的零件来进行引导；在进行机械零件的工程图绘制时，还需要使用同一个零件让学生练习工程制图；在工业机器人应用系统建模时，讲解机械部件三维建模软件的操作，继续以该零件作为项目案例进行教学练习，最后建立的三维模型又可以在工业机器人系统离线编程与仿真课程中应用。

3 结语

通过分析工业机器人技术专业课程体系中存在的问题以及多证书、可自由选择的情况，针对性地将工业机器人技术4个“X”证书标准进行解构，分为底层共性知识技术识别和应用案例场景提炼两个维度。再以工业机器人技术专业教学标准为蓝本，将4个证书标准中涵盖的底层共性知识技术融入至对应课程科目中，将证书中提炼的案例场景以项目任务的形式分解至不同课程科目中，完成知识技术的综合串联应用。以此达到改革后的课程体系与“1+X”标准相融合、相适应的目的和要求。