“1+X”證書制度下高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程體系改革研究

戴俊良，凌旭，張冠勇

（湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，湖南株洲 412000）

2019年1月，國務(wù)院印發(fā)了《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》（簡稱“職教20條”），提出從2019年開始，啟動(dòng)“1+X證書制度試點(diǎn)”。隨之，教育部、國家發(fā)展改革委、財(cái)政部、市場監(jiān)督總局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”制度試點(diǎn)方案》，為“1+X證書制度試點(diǎn)”工作提供了財(cái)政、制度、組織、管理等方面的保障，也劃分了工作權(quán)責(zé)，強(qiáng)調(diào)院校是證書制度試點(diǎn)的實(shí)施主體，實(shí)施高質(zhì)量職業(yè)培訓(xùn)，融入專業(yè)人才培養(yǎng)，積極為社會(huì)成員提供培訓(xùn)服務(wù)[1-3]。即院校是證書制度試點(diǎn)的主陣地，院校能否提供符合“1+X”證書要求的培訓(xùn)，能否將“1+X”證書要求融入專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系中，直接關(guān)系到培養(yǎng)的專業(yè)人才后續(xù)能否滿足“1+X”證書的要求，對(duì)職業(yè)教育改革有重要影響。

“1+X”是新的概念，在其具體標(biāo)準(zhǔn)中提出了新的內(nèi)容、新的要求，而前期課程體系制定時(shí)無法預(yù)知該類新內(nèi)容、新要求。同時(shí)，部分專業(yè)由其他專業(yè)衍生而成，其課程體系在建設(shè)時(shí)也沒有指導(dǎo)性的標(biāo)準(zhǔn)，大部分是參考大類專業(yè)的課程體系。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)即是一個(gè)典型的例子，其專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)是2019年發(fā)布的，但是很多院校在2019年之前，由電氣、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、信息技術(shù)等專業(yè)孵化出了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)。因此，其課程體系也脫胎于母專業(yè)，部分課程科目不符合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，與“1+X”證書標(biāo)準(zhǔn)的要求也不相適應(yīng)。其次，課程內(nèi)容的知識(shí)側(cè)重點(diǎn)也偏向于母專業(yè)，部分內(nèi)容陳舊，導(dǎo)致工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)部分課程內(nèi)容與社會(huì)發(fā)展需求脫節(jié)，學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容與企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的崗位技能對(duì)應(yīng)不上，甚至畢業(yè)生去了企業(yè)后需要再進(jìn)行基礎(chǔ)的培訓(xùn)。再有，目前部分單課程科目進(jìn)行了項(xiàng)目化教學(xué)，課程內(nèi)容進(jìn)行了項(xiàng)目化改革，但是課程科目之間沒有通過項(xiàng)目串聯(lián)起來，如機(jī)械制圖時(shí)以A項(xiàng)目為例，闡述了制圖的標(biāo)準(zhǔn)要求和方法畫法，而工業(yè)機(jī)器人仿真建模課程中介紹的是B工作站的建立，學(xué)生在A項(xiàng)目中建立的零件模型在B工作站中無法使用，又需要重新開始重復(fù)機(jī)械制圖課程的內(nèi)容。此類情況，導(dǎo)致學(xué)生只知道學(xué)習(xí)了相關(guān)課程，接觸了各課程科目涉及的項(xiàng)目，但是對(duì)各課程科目之間的聯(lián)系沒有深刻認(rèn)識(shí)，對(duì)本專業(yè)涉及的知識(shí)技術(shù)沒有全局概念，也不清楚各課程項(xiàng)目的意義，不理解課程項(xiàng)目與行業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求有何關(guān)聯(lián)，對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)也沒有認(rèn)同感。

因此，需要對(duì)課程體系進(jìn)行改革，調(diào)整課程科目和課程內(nèi)容，將“1+X”證書要求融入專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系中[4-5]，促使院校培養(yǎng)的專業(yè)人才能滿足“1+X”證書的要求，完成企業(yè)實(shí)際需求與在校職業(yè)教育的對(duì)接，促進(jìn)職業(yè)教育改革的成功。

1 “X”證書標(biāo)準(zhǔn)解構(gòu)

目前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)有4個(gè)直接對(duì)接的“X”證書，分別是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)機(jī)器人操作編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際需求，自由選擇相應(yīng)的工業(yè)機(jī)器人職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考試認(rèn)證。該種多證書、可自由選擇的情況，對(duì)“1+X”證書與課程體系的融合實(shí)施帶來了新的問題。為了解決此問題，先識(shí)別4個(gè)證書涉及的底層共性知識(shí)技術(shù)，再從行業(yè)的角度提煉4個(gè)證書中涉及的應(yīng)用案例場景，對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)“X”證書標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解構(gòu)，如圖1所示。

圖1 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)“X”證書標(biāo)準(zhǔn)解構(gòu)

1.1 底層共性知識(shí)技術(shù)識(shí)別

通過比較4個(gè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的“X”證書，發(fā)現(xiàn)4個(gè)證書各有側(cè)重點(diǎn)，如：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)在應(yīng)用編程方面，包括系統(tǒng)（含機(jī)器人及外部設(shè)備）的參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)編程及離線仿真編程與測試；工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)偏向于系統(tǒng)的集成與應(yīng)用，包括系統(tǒng)（含機(jī)器人及外部設(shè)備）的集成設(shè)計(jì)、系統(tǒng)與應(yīng)用程序開發(fā)、系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)；工業(yè)機(jī)器人操作編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重在系統(tǒng)的安裝操作與編程；工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)則傾向于機(jī)器人本體的裝配及調(diào)試，包括本體的機(jī)械和電氣部分的裝配、機(jī)器人本體的調(diào)試校準(zhǔn)和標(biāo)定。

基于上述分析，將底層共性知識(shí)技術(shù)分為硬件和軟件兩個(gè)層面來梳理識(shí)別。首先對(duì)于硬件層面，涉及的知識(shí)技術(shù)包含機(jī)械、液氣、電氣原理圖的識(shí)圖與繪制，機(jī)器人本體、外部設(shè)備的機(jī)械、電氣控制參數(shù)的整定設(shè)置，能根據(jù)圖紙完成機(jī)器人本體與系統(tǒng)的裝配與標(biāo)定設(shè)置；軟件層面，牽涉的知識(shí)技術(shù)包含PLC系統(tǒng)控制程序、通信程序開發(fā)，觸摸屏人機(jī)界面開發(fā)，機(jī)器人與外部周邊設(shè)備的應(yīng)用程序編制，視覺識(shí)別技術(shù)應(yīng)用，系統(tǒng)工作站的虛擬仿真。

1.2 應(yīng)用案例場景提煉

在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求方面，能根據(jù)操作手冊(cè)設(shè)定、調(diào)試焊接、打磨、雕刻等工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)外部設(shè)備；能夠根據(jù)工作任務(wù)要求實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、碼垛、焊接、拋光、噴涂等典型應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的離線編程和應(yīng)用調(diào)試；按照工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求，能完成工業(yè)機(jī)器人典型工作任務(wù)（如搬運(yùn)碼垛、 裝配等）的程序編寫；工業(yè)機(jī)器人操作編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)沒有明確具體的應(yīng)用案例場景；工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用案例主要是機(jī)器人本體的裝調(diào)。

結(jié)合4個(gè)證書中涵蓋的典型工作任務(wù)，從行業(yè)應(yīng)用的角度提煉搬運(yùn)、碼垛、焊接、打磨、拋光、雕刻、噴涂、裝配及本體裝調(diào)9個(gè)案例場景。

2 專業(yè)課程體系改革

基于對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)4個(gè)“X ”證書標(biāo)準(zhǔn)的解構(gòu)，將底層共性知識(shí)技術(shù)融入對(duì)應(yīng)的專業(yè)課程中，若沒有對(duì)應(yīng)的課程科目，則需要增加科目，同時(shí)可以將部分課程科目整合，以便于更好地融入共性知識(shí)技術(shù)[6]；其次將“X”證書中提煉的9個(gè)案例場景以項(xiàng)目任務(wù)的形式分解至相關(guān)課程中，即不同的專業(yè)課程闡述不同的知識(shí)技術(shù)，但是不同的專業(yè)課程圍繞相同的案例場景來實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)，完成綜合串聯(lián)應(yīng)用。通過此類措施，完成課程體系的改革，完善課程科目設(shè)置和課程內(nèi)容調(diào)整，達(dá)到“1+X”證書要求融入專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系的目的，促使院校培養(yǎng)的專業(yè)人才能滿足“1+X”證書的要求。

2.1 底層知識(shí)技術(shù)融入專業(yè)課程

將前文梳理的底層共性知識(shí)技術(shù)羅列至左側(cè)，以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本，設(shè)置專業(yè)課程科目羅列在右側(cè)。以知識(shí)點(diǎn)與課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)為基準(zhǔn)，建立底層共性知識(shí)技術(shù)與專業(yè)課程科目之間的映射關(guān)系，如圖2所示。通過建立此類映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)底層共性知識(shí)技術(shù)融入至對(duì)應(yīng)專業(yè)課程中的要求。

圖2 底層知識(shí)技術(shù)與專業(yè)課程映射關(guān)系圖

如機(jī)械識(shí)圖與繪制的知識(shí)技術(shù)包含工程圖的識(shí)別與繪制、三維模型的建立，因此可以將該共性知識(shí)技術(shù)要求映射至工程制圖和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)建模兩門課程中，工程制圖對(duì)應(yīng)的是工業(yè)機(jī)器人工作站機(jī)械零件及裝配工程圖的識(shí)別與繪制，而工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)建模融入的知識(shí)技術(shù)為工業(yè)機(jī)器人工作站三維模型的建立。在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)離線編程與仿真課程中可以包含系統(tǒng)工作站虛擬仿真、機(jī)器人與周邊設(shè)備應(yīng)用編程兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在該門課程中通過闡述仿真操作使學(xué)生獲得系統(tǒng)工作站虛擬仿真的知識(shí)技術(shù)，同時(shí)以實(shí)際應(yīng)用案例進(jìn)行仿真，生成機(jī)器人的應(yīng)用程序，將機(jī)器人與周邊設(shè)備應(yīng)用編程的知識(shí)內(nèi)容也吸收進(jìn)來。

2.2 案例項(xiàng)目綜合串聯(lián)應(yīng)用

在將底層共性知識(shí)技術(shù)融入至對(duì)應(yīng)專業(yè)課程后，如何讓學(xué)生感知專業(yè)課程之間、離散知識(shí)技術(shù)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，其與行業(yè)企業(yè)的實(shí)際需求又有何關(guān)聯(lián)，需要通過實(shí)際項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行綜合串聯(lián)應(yīng)用，將散落在各個(gè)專業(yè)課程科目中的知識(shí)“珍珠”用實(shí)際項(xiàng)目任務(wù)串成“項(xiàng)鏈”，以此幫助學(xué)生理解專業(yè)課程之間的關(guān)系，而實(shí)際項(xiàng)目任務(wù)來源于前文提煉出的4個(gè)證書標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用案例場景，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)技術(shù)的同時(shí)也理解練習(xí)“1+X”證書標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)要求，提升其知識(shí)技術(shù)的應(yīng)用能力，完成行業(yè)企業(yè)實(shí)際需求與在校職業(yè)教育的對(duì)接。

如在工程制圖課程中進(jìn)行案例項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，闡述機(jī)械零件三視圖的識(shí)別，不能再簡單地使用一個(gè)通用零件來介紹其主、俯、左視圖，而是使用工業(yè)機(jī)器人技術(shù)“X”證書標(biāo)準(zhǔn)中具體案例任務(wù)涉及的零件來進(jìn)行引導(dǎo)；在進(jìn)行機(jī)械零件的工程圖繪制時(shí)，還需要使用同一個(gè)零件讓學(xué)生練習(xí)工程制圖；在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)建模時(shí)，講解機(jī)械部件三維建模軟件的操作，繼續(xù)以該零件作為項(xiàng)目案例進(jìn)行教學(xué)練習(xí)，最后建立的三維模型又可以在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)離線編程與仿真課程中應(yīng)用。

3 結(jié)語

通過分析工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程體系中存在的問題以及多證書、可自由選擇的情況，針對(duì)性地將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)4個(gè)“X”證書標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解構(gòu)，分為底層共性知識(shí)技術(shù)識(shí)別和應(yīng)用案例場景提煉兩個(gè)維度。再以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本，將4個(gè)證書標(biāo)準(zhǔn)中涵蓋的底層共性知識(shí)技術(shù)融入至對(duì)應(yīng)課程科目中，將證書中提煉的案例場景以項(xiàng)目任務(wù)的形式分解至不同課程科目中，完成知識(shí)技術(shù)的綜合串聯(lián)應(yīng)用。以此達(dá)到改革后的課程體系與“1+X”標(biāo)準(zhǔn)相融合、相適應(yīng)的目的和要求。