卞翔　李洋　王占光　杜群　許侃雯

［摘 要］在1+X證書制度的背景下，應(yīng)用型本科高校的機(jī)器人工程專業(yè)需積極探索實(shí)訓(xùn)體系的課證融通改革。工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)作為重要的專業(yè)集中實(shí)訓(xùn)課程，應(yīng)對標(biāo)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書進(jìn)行課證融通建設(shè)。課程組進(jìn)行結(jié)合職業(yè)技能等級證書標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)能力解構(gòu)，提煉教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)，開展職業(yè)能力導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計，基于模塊化實(shí)訓(xùn)平臺，采用任務(wù)驅(qū)動的課程實(shí)施方式，從而將1+X證書元素有效融入實(shí)訓(xùn)課程。該實(shí)訓(xùn)課程的建設(shè)，是機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)體系1+X課證融通改革的重要環(huán)節(jié)，對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量起到積極引導(dǎo)作用。

［關(guān)鍵詞］1+X證書制度；機(jī)器人工程專業(yè)；機(jī)器人編程與調(diào)試；實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)

［中圖分類號］ G642.3 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）24-0008-04

2019年，國務(wù)院印發(fā)了《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》，提出在職業(yè)院校及應(yīng)用型本科院校啟動“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級證書”（簡稱1+X 證書）制度試點(diǎn)工作[1]。1+X 證書制度是一種將學(xué)歷證書與職業(yè)技能等級證書相互融通、推動人才培養(yǎng)模式改革的制度[2]，是在地方普通本科院校轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)上推進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的體現(xiàn)，給應(yīng)用型本科高校的人才培養(yǎng)創(chuàng)造了新機(jī)遇[1]。

江蘇是長三角區(qū)域的制造大省，近年來，江蘇省大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，存在大量工業(yè)機(jī)器人本體制造類企業(yè)、系統(tǒng)集成類企業(yè)、應(yīng)用類企業(yè)，對工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程、安裝與運(yùn)維、裝調(diào)和集成崗位的人才需求較大[3-4]。2018年，江蘇科技大學(xué)設(shè)置了機(jī)器人工程本科專業(yè)，作為一所地方應(yīng)用型本科高校，其畢業(yè)生就業(yè)地主要集中在以江浙滬為主體的長三角地區(qū)，機(jī)器人工程專業(yè)的設(shè)置，可以滿足地方社會與經(jīng)濟(jì)日益增長的機(jī)器人專業(yè)人才需求。學(xué)校積極應(yīng)對1+X 證書制度帶來的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，進(jìn)行課證融通的人才培養(yǎng)模式和教學(xué)模式改革，以提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

1+X 證書制度背景下的機(jī)器人工程專業(yè)建設(shè)，不僅需要從宏觀層面開展專業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革[5]，而且需要對具體課程和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)進(jìn)行課證融通[6-7]，結(jié)合職業(yè)技能等級證書標(biāo)準(zhǔn)，對課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、考核評價進(jìn)行合理設(shè)計和調(diào)整。本文針對機(jī)器人工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的課證融通，以工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程為例，探索融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)課程改革。

一、融入1+X證書元素的課程設(shè)計

《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“1+X”證書制度職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)》對工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域涉及的工作范圍、典型崗位任務(wù)、職業(yè)技能、專業(yè)知識和素質(zhì)進(jìn)行綜合分析，系統(tǒng)設(shè)計了1+X證書制度的實(shí)施方案和標(biāo)準(zhǔn)，為機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)體系的課證融通改革提供了科學(xué)合理的參考標(biāo)準(zhǔn)[8]。

（一）實(shí)訓(xùn)課程介紹

工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)是機(jī)器人工程專業(yè)的一個重要集中實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程為主線，使學(xué)生在各項(xiàng)機(jī)器人任務(wù)訓(xùn)練過程中，進(jìn)一步加深對工業(yè)機(jī)器人知識技能的理解和應(yīng)用。先修課程包括工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、電氣控制及PLC等，后續(xù)課程包括工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)踐等。

工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程在大三上學(xué)期開設(shè)，對標(biāo)的X證書是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（初級），該證書的主要要求為能遵守安全操作規(guī)范，對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，手動操作工業(yè)機(jī)器人；能按照工藝要求熟練使用基本指令對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行示教編程，可以在相關(guān)工作崗位從事工業(yè)機(jī)器人操作編程、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用維護(hù)、工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試等工作[8-9]。

經(jīng)過先修課程的理論教學(xué)，學(xué)生已初步具有了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（初級）要求的知識儲備。通過工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目訓(xùn)練，可進(jìn)一步提升學(xué)生的能力和素質(zhì)，達(dá)到獲得工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（初級）的要求，滿足相應(yīng)崗位的職業(yè)需求。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過對后續(xù)的工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真、人機(jī)界面技術(shù)等理論課程，以及工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成實(shí)踐、機(jī)器人專業(yè)綜合實(shí)踐等實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)，可達(dá)到工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（中級、高級）的要求。

（二）結(jié)合證書標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)能力解構(gòu)

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的1+X 證書標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)目標(biāo)崗位職業(yè)能力要求制定的[10]，對照1+X 證書標(biāo)準(zhǔn)，通過對典型工作任務(wù)的過程分析，明確各工作領(lǐng)域的崗位任務(wù)和職業(yè)技能要求。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程設(shè)計，是機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)體系課證融通的前提。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（初級）包括“工業(yè)機(jī)器人參數(shù)設(shè)置”“工業(yè)機(jī)器人操作”“工業(yè)機(jī)器人示教編程”三個工作領(lǐng)域，每個工作領(lǐng)域?qū)?yīng)的職業(yè)技能要求如表1所示。

（三）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計及教學(xué)目標(biāo)提煉

將目標(biāo)崗位的職業(yè)能力要求轉(zhuǎn)化為課程的教學(xué)目標(biāo)，是課程設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1+X 證書制度背景下，設(shè)計實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容時應(yīng)結(jié)合職業(yè)技能等級證書標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)的職業(yè)能力，綜合考慮教學(xué)目標(biāo)中知識及能力的范圍、重點(diǎn)、難點(diǎn)[11]。根據(jù)對工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程工作任務(wù)教學(xué)目標(biāo)的分析，學(xué)生主要需掌握以下幾類知識點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的組成和參數(shù)設(shè)置、工業(yè)機(jī)器人基本操控方法、工業(yè)機(jī)器人編程原理及常用指令等。對照工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域1+X證書標(biāo)準(zhǔn)，整理出工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程中各實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)（見表2），通過合理的課程設(shè)計，將實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與崗位工作任務(wù)對接，保證實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)對職業(yè)技能要求形成完整支撐。

二、融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)平臺

在1+X證書制度下，實(shí)訓(xùn)體系的課證融通對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室提出了改革要求，使兩個證書實(shí)訓(xùn)體系之間實(shí)現(xiàn)設(shè)備銜接、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目銜接、考核要求銜接[12]。這就要求融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)室能夠打破課程之間的邊界，成為貼近實(shí)際生產(chǎn)的綜合性實(shí)訓(xùn)室，其中的實(shí)訓(xùn)設(shè)備應(yīng)具備可重組、易集成的特性，能夠在不同學(xué)習(xí)階段，滿足不同等級職業(yè)技能的實(shí)訓(xùn)要求。

融入1+X證書元素的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺采用模塊化設(shè)計，選用主流的工業(yè)機(jī)器人，搭配豐富的功能模塊，只需切換功能模塊即可進(jìn)行不同訓(xùn)練任務(wù)，能夠滿足工業(yè)機(jī)器人知識點(diǎn)從入門到深入應(yīng)用的階梯式教學(xué)需求。

軌跡編程模塊：該模塊根據(jù)工業(yè)機(jī)器人學(xué)習(xí)要點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計，可以開展工具坐標(biāo)示教，用戶坐標(biāo)示教，圓形、三角形、長方形、S曲線軌跡等練習(xí)，具體如圖1（a）所示，能夠讓學(xué)生從基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人編程示教、關(guān)鍵參數(shù)配置和調(diào)試技巧，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

激光軌跡編程模塊：該模塊由模擬激光器、斜面雕刻板組成，具體如圖1（b）所示。工業(yè)機(jī)器人通過末端模擬激光器，按程序進(jìn)行激光雕刻模擬，能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握坐標(biāo)系的建立方法和應(yīng)用技巧，并重點(diǎn)學(xué)習(xí)I/O配置及I/O指令。

搬運(yùn)碼垛模塊：該模塊由九宮格面板、圓餅物料組成，具體如圖1（c）所示，能夠模擬工業(yè)生產(chǎn)中搬運(yùn)碼垛的工作流程，通過合理建立用戶坐標(biāo)系并使用位置寄存器，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的搬運(yùn)過程。學(xué)生可以通過該模塊進(jìn)行靈活的碼垛垛型訓(xùn)練，并重點(diǎn)學(xué)習(xí)位置寄存器、偏移指令。

料倉輸送組合模塊：該模塊由輸送帶、雙軸氣缸、步進(jìn)電機(jī)、傳感器等零部件組成，具體如圖1（d）所示，能夠模擬工業(yè)生產(chǎn)中輸送帶傳送物料的工作過程，幫助學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)邏輯判斷指令，并掌握傳感器、輸送帶、氣缸、電機(jī)等外圍設(shè)備的連接及配置。

其他模塊：工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程對標(biāo)的是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（初級），前述模塊及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目能基本覆蓋初級證書的知識和能力要求。然而，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（中級、高級）有更高的知識和能力要求，如機(jī)器人仿真及離線編程、機(jī)器視覺、人機(jī)界面開發(fā)等。實(shí)訓(xùn)平臺配備機(jī)器視覺模塊、人機(jī)界面模塊、虛擬仿真軟件等擴(kuò)展模塊，具備1+X證書體系實(shí)訓(xùn)設(shè)備銜接、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目銜接的能力。通過后續(xù)課程中設(shè)計的符合中級、高級證書要求的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人工程專業(yè)完整實(shí)訓(xùn)體系的課證融通。

三、融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)課程實(shí)施

融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)課程采用以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式。

實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備階段主要包括課前預(yù)習(xí)和理論講授。課前預(yù)習(xí)由教師提前發(fā)布實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，明確項(xiàng)目的內(nèi)容及目標(biāo)，學(xué)生根據(jù)實(shí)訓(xùn)要求，借助網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)先復(fù)習(xí)前置課程中涉及的基礎(chǔ)理論知識，學(xué)習(xí)相關(guān)新知識。理論講授是教師根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目主題，在課堂講授知識點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生分析、解決問題。此外，教師在實(shí)訓(xùn)開始前還應(yīng)強(qiáng)調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的相關(guān)注意事項(xiàng)及操作規(guī)范，以保證實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的安全性。

實(shí)訓(xùn)過程以學(xué)生為主體，每組4～5人，圍繞任務(wù)目標(biāo)，組內(nèi)成員相互討論，并輪流操作機(jī)器人完成編程調(diào)試工作，保證實(shí)訓(xùn)過程的參與度。指導(dǎo)教師的職責(zé)主要包括把控項(xiàng)目進(jìn)度、確保機(jī)器人操作規(guī)范及安全、記錄各成員的表現(xiàn)、解答成員在實(shí)訓(xùn)中遇到的問題等。將實(shí)訓(xùn)過程的主動權(quán)交給學(xué)生，盡量讓小組成員自行解決問題，以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考及團(tuán)隊合作能力，提高學(xué)生未來就業(yè)過程中需要的職業(yè)能力及自主學(xué)習(xí)能力。

最后是評價和總結(jié)環(huán)節(jié)，各小組進(jìn)行集中匯報，分享各組的完成情況及心得體會，尤其是實(shí)訓(xùn)中遇到的問題及解決過程。由指導(dǎo)教師進(jìn)行點(diǎn)評，并再次歸納該項(xiàng)目對應(yīng)的知識點(diǎn)。

四、融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)課程評價

融入1+X證書元素的實(shí)訓(xùn)課程評價采用多元化的考評方法，包括實(shí)操考核、理論考核、實(shí)訓(xùn)日記?？己朔椒ㄖ凶钪匾氖菍?shí)操考核，占總評成績的60%，理論考核占20%，實(shí)訓(xùn)日記占20%。實(shí)操考核是根據(jù)學(xué)生任務(wù)目標(biāo)的達(dá)成情況，按具體的考核指標(biāo)進(jìn)行打分，檢驗(yàn)學(xué)生在工業(yè)機(jī)器人操作、外圍設(shè)備連接及配置、應(yīng)用編程及調(diào)試等方面的綜合能力，考核指標(biāo)參照職業(yè)技能等級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，使學(xué)生通過項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，熟悉職業(yè)技能等級證書的要求和標(biāo)準(zhǔn)；理論考核是通過線上方式考查學(xué)生對實(shí)訓(xùn)過程中涉及的理論知識點(diǎn)的掌握情況；實(shí)訓(xùn)日記為要求學(xué)生記錄每天的學(xué)習(xí)情況及心得體會，通過歸納總結(jié)，鞏固學(xué)生的實(shí)踐能力，教師則根據(jù)日記及日常觀察，給予客觀的評價。通過多元化的考核方法，加強(qiáng)對實(shí)訓(xùn)課程的監(jiān)測、評估及反饋，準(zhǔn)確反映職業(yè)崗位中知識、能力及素質(zhì)的達(dá)成情況。

五、結(jié)語

1+X證書制度中“X證書”的出發(fā)點(diǎn)是職業(yè)崗位要求，反映職業(yè)崗位所需的知識、能力、素質(zhì)等核心要素。針對工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程，結(jié)合職業(yè)技能等級證書標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行職業(yè)能力解構(gòu)，并設(shè)計相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及教學(xué)目標(biāo)，有助于實(shí)現(xiàn)“職業(yè)能力導(dǎo)向”的課程設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)“模塊化”的實(shí)訓(xùn)平臺，采用“任務(wù)驅(qū)動”的課程實(shí)施方式，進(jìn)行“多元化”的課程評價，將1+X證書元素有效融入實(shí)訓(xùn)課程，促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)，符合1+X證書制度實(shí)施的目標(biāo)要求。1+X證書制度背景下，對標(biāo)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書（初級）要求的工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)，為其他實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的課證融通設(shè)計提供了基礎(chǔ)，為機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)體系融通改革創(chuàng)造了條件，滿足1+X課證融通強(qiáng)化職業(yè)能力訓(xùn)練的需求，能夠有效提升高層次應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：蘇祎穎］