基于“1+X”制度模式下的工业机器人课程实践研究
摘要：以工业机器人为代表的高端智能装备行业进入高速成长期，对技术技能型人才的培养提出了更高的要求。为了使得人才全面发展，我国打破传统技术技能人才培养模式，启动“1+X”证书制度试点工作，充分响应国家号召，我校学生已完成两轮“1+X”工业机器人操作与运维初级工考证和一轮“1+X”工业机器人集成应用初级工考证。文章在分析工业机器人专业发展现状后，从工业机器人专业新模式、教学目标、教学设计理念、教学内容、学习考核评价、技术支持与示范引领六个方面展开，对基于“1+X”证书制度的江苏省常熟中等专业学校工业机器人课程实践进行研究分析，并提出后期教学相应改进措施。
关键词：“1+X”证书制度，思政融合，课程实践
一、引言
实施职业技能等级证书制度培养复合型技术技能人才，是应对新一轮科技革命和产业变革带来的挑战、促进人才培养供给侧和产业需求侧结构要素全方位融合的重大举措；是促进职业院校加强实训内容、强化专业建设、注重企业对接、提高师资水平、全面提升教育教学质量的重要着力点；是促进教育优先发展、人才引领发展与产业创新发展相互促进、有机衔接的重要途径，对深化产教融合、校企合作、健全多元化办学体制、完善职业教育和培训体系有重要意义。
二、工业机器人专业发展现状
高档数控机床和机器人领域在《中国制造2025》中被明确为十大重点领域中的第二项，国家同时明确了制造强国路线图。近年来，工业机器人销量在我国持续增加，保有量也达到新高，预计2025年工业机器人保有量可达180万台。同时，我国自主品牌工业机器人国内市场占有率也持续攀升，预计2025年可达70%以上，在其影响下，也带动国产关键零部件国内市场占有比不断扩大。
“新工科”背景下智能制造人才需求正在发生转变，同时，单一技术技能型人才也在向复合型高端工程人才转变。教育部“关于做好第二批1+X证书制度试点工作的通知”中指出，第二批试点证书范围包括工业机器人操作与运维和工业机器人应用编程。
三、我校基于“1+X”制度模式下的工业机器人课程思考
（一）工业机器人专业新模式
工业2.0时代的主流学科为机电技术、电子技术、控制技术、驱动技术、计算机技术和信息技术等，工业3.0时代的主流学科为工业机器人、智能传感、工业网络和数据处理，工业4.0时代的主流学科为互联网+、机器人+、人工智能+等等，不同于以往的专业群建设，不限实践条件，并混编教学团队。
我校依托北京华航唯实机器人科技股份有限公司CHL-DS-01型竞赛平台，结合“1+X”工业机器人操作与运维职业技能等级标准，融入思政教育和劳动教育开展工业机器人操作与编程课程，并以“任务导入、虚拟仿真、示范演练、精准分拣、联合评价、深研优化”六个环节设计教学活动。
我校坚持以学生为主体的教学理念，基于学生学习规律、思维习惯、知识基础、能力提升等因素，借助现代信息技术手段，将线上与线下、学习与练习、学习与岗位任务相结合的形式融入课前、课中、课后各环节，实现“教学内容职业化、教学方法一体化、教学过程信息化、校企合作全程化、课程思政潜移化”，促进学生自主性、反思性学习。工业机器人操作与编程课程把典型工作任务作为工作过程知识的载体，建构以工作过程为导向的职业教育课程模式，学生在真实的工业机器人工作情境中学习，实现“做中学”和“学中做”，从而获得相应的职业实践工作能力。
关于综合性设计实验，我校从以下五个方面展开。第一，课题预习，学生在超星平台上预习综合课题内容。第二，分组及任务讲解，为学生开展分组及任务讲解。第三，仿真实践，学生基于机器人实训平台进行课题的实操与验证。第四，结果验收与实践，在机器人实训平台演示机器人运行结果，根据机器人演示效果、实验报告和答辩结果打分。第五，交流讲演，以小组为单位开展交流讲演，重点就实验方案设计、效果演示、实验过程中遇到问题及解决方法进行分享，其他学生就进行交流点评。
（二）瞄准立德树人要求，确立“思政融合”教学目标
《工业机器人操作与编程》课程是工业机器人技术专业第5学期开设的专业方向课程，结合学校“1+X”工业机器人操作与运维考评中心实训设备，我校采用高等职业教育“十三五”创新示范教材《机器人技术应用项目教程》。课程结合校企合作企业的汽车零部件垃圾分拣岗位实际要求，积极推进行动导向、混合式教学模式探索，按照“做、学、教”一体化模式展开教学。我校基于“1+X”职业资格标准、岗位需求、思政教育和学情分析，以立德树人为基本要求，每个章节教学从知识、技能和素养三方面设计并达成教学目标。以智能垃圾分拣站的项目教学为例，其中包含安全教育、劳动教育、职业素养、创新思想、目视化管理、工匠精神等思政内容，在完成课程任务的同时，达到思政融合的教学目标。
（三）对标智能制造新要求，创新“五化融合”教学设计理念
我校坚持以学生为主体的教学理念，基于学生学习规律、思维习惯、知识基础、能力提升等因素，借助现代信息技术手段，将线上与线下、理论与实践、学校课程与岗位任务相结合的形式融入课前、课中、课后各环节，实现“校企合作全程化、教学方法一体化、教学内容职业化、课程思政潜移化、教学过程信息化”，促进学生自主性、反思性学习。
根据教育部“1+X”职业技能考核要求和行业企业岗位调研结果，我校工业机器人课程内容对校企资源和行业培训评价组织资源进行了整合，将技能提升目标设计为“企业岗位技能”与“1+X”职业技能两条成长主线，互相交织、融合发展。
以智能垃圾分拣站的项目教学为例，让学生形成以工作过程为导向的思维方式，在真实的工业机器人工作情境中学习，通过实现典型工作任务来实现“做中学”和“学中做”，从而获得相应的职业实践工作能力，获得全局思考统筹的能力。
（四）适应智能制造发展，引入“虚实结合”教学内容
在工业机器人“1+X”操作与运维职业技能等级标准的要求下，我校基于教育部专业教学标准，充分进行行业调研，打破以知识传授为主的传统学科课程模式，转变为以工作过程导向的能力本位课程模式。课程项目的实施充分以企业生产原型为基础，在实际的生产运行所遭遇的问题中尝试解决难点，实现教学过程与生产过程的对接，按照“工作站搭建→模拟仿真→调试运行→评价总结”的工作流程组织教学内容，着重培养学生解决实际问题的能力。
我校工业机器人操作与编程课程采用项目制教学，将课中任务进行提取、整合和拓展，并融入工业机器人操作与运维“1+X”考核要求，使得学生学习方向更明确，积极性更高，教学流程更加清晰，教学内容循序渐进，符合以“学习者为中心”的课堂教学模式。同时，结合“1+X”工业机器人操作与运维职业技能等级标准，从多元化、多主体、多维度三个角度进行教学评价，实时监测师生行为，并生成数据进行分析，为教师教学提供精准的反馈，并为企业提供一线整改数据。
（五）学习考核评价
我校将本课程的改革教学模式在工业机器人技术专业2017级-2019级进行推广，取得很好的教学效果。学生评价结果为“优”“良”的人数比例远远大于评价结果为“中”“差”的人数比例，在课程教学的开展过程中，我校根据学生、企业和教学督导的反馈对课程持续进行改进，课程目标达成度有效提升。
（六）技术支持与示范引领
依托我校现代学徒制项目，对课程资源进行整合，充分利用我校工业机器人实训平台，开展项目式教学。团队教师对知识点细分，将视频整合至超星平台，实现教学资源应用充分，活跃用户数占课程注册使用人数的比例较高。团队教师针对超星平台本课程进行管理，有效防范在线刷课、替课、刷考、替考行为。超星平台能保障信息安全，同时满足提供开放用户身份数据，开放课程访问数据、学习行为数据以及相关运行数据等监管要求。
课程采用录屏+线上线下混合式教学模式，展现了在线教学的优势。教师整合课程的优质资源，课前发布项目式学习任务，课中讨论互动，并分组进行工业机器人实操，验证想法和程序，调试成功后集体展示讲解，课后答疑，起到监督、排忧、解惑的作用。学生发挥自主学习能力，充分利用教师提供的优质资源，达到预期的学习目标，这种教学模式也得到了学生的认可与好评。与传统的教师讲解一步学生跟着操作一步相比，该课程模式很好地开发了学生的自主学习与探究性，深入浅出地引导学生开展学习，起到很好的示范与引领作用，也是进一步提升教师在线教学技能和线上教学水平的有效途径。
综合特色如以下五点。第一，校企联合组成“虚拟教研室”，建立专业教师实践教学能力提升机制，打破校企交流的壁垒，促进校企产教深度融合。第二，校企联合研制实践教学平台，持续更新教学内容和工程实践案例，开发教学资源，为课程持续改进提供支持。第三，校企联动，打破传统教学模式，探索“线上+线下”“课上+课下”“学校+企业”的理实一体化教学新模式，以企业实际工程案例为驱动，开展项目式教学，切实提升学生的工程实践能力。第四，教师面向专业人才培养目标，挖掘企业文化中“立德树人”的思政元素，剖析知识体系结构，发掘思政元素的融入点，依托现代学徒制项目，重构教学内容，将“知识传授、能力培养、价值塑造”贯穿于教学过程，促进校企文化融合。第五，教师分析课程教学内容与毕业要求指标点之间的支撑关系，研究课程教学效果的考核评价机制，强化能力和素质为导向的过程性评价与终结性评价相结合，促进教学持续改革。
五、结论
本文基于“1+X”证书制度试点工作，充分进行了工业机器人技术专业课程改革的探索应用，以本校《工业机器人操作与编程》课程为基础，在分析工业机器人专业发展现状和工业机器人职业技能等级证书后，从工业机器人专业新模式、确立“思政融合”教学目标、创新“五化融合”教学设计理念、引入“虚实结合”教学内容等方面对基于“1+X”证书制度的工业机器人人才培养模式改革进行分析研究，理清学校“1+X”制度模式下的工业机器人课程实践所遇到的问题，并对课程中章节的讲解及合并提出改进方法。
后期教学改进措施有两点：第一，教师应依据课堂教学任务合理调整前测方式，加强过程监控，进一步提高前测的科学性和可行性，达到课前复习的最佳效果。第二，教师通过适当拓展教学内容和课后延伸环节，提升学生企业主流机器人操作技能，做到举一反三，以更好地适应不同类型机器人操作岗位。
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基金项目：江苏省职业技术教育学会2021-2022年度江苏职业教育研究立项课题“1+X证书制度下新型活页式教材开发实践研究——以工业机器人操作与运维证书为例”，课题编号：XHYBLX2021169；2021年度电子信息类专业教学指导委员会教改项目，项目编号：3208。
（作者单位：江苏省常熟中等专业学校）
