“1+X”證書制度下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)改革探索

成懇

摘 要：高校作為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的主要陣地，應(yīng)充分利用自身優(yōu)勢，通過“1+X”證書制度改革，將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)與“1+X”證書制度相融合，培養(yǎng)高素質(zhì)的復(fù)合型人才。本文以“1+X”證書制度下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)改革為研究對象，提出了在“1+X”證書制度下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)改革思路，并提出了具體的改革措施，從而進(jìn)一步完善“1+X”證書制度下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：“1+X”證書制度 工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 教學(xué)改革

Exploration of the teaching reform of industrial robot technology under the "1+X" certificate system

Cheng Ken

Abstract：As the main position of industrial robot technology professional personnel training， colleges and universities should make full use of their own advantages， through the reform of "1+X" certificate system， industrial robot technology professional curriculum teaching and "1+X" certificate system integration， training high-quality composite talents. Taking "1+X" certificate system as the research object， this paper puts forward the teaching reform ideas of industrial robot technology major under "1+X" certificate system， and puts forward specific reform measures， so as to further improve the teaching system of industrial robot technology major under "1+X" certificate system.

Key words："1+X" certificate system; Industrial robot technology; Teaching reform

1 引言

工業(yè)機(jī)器人主要在工廠中使用，以替代傳統(tǒng)人力來執(zhí)行大量重復(fù)性、危險(xiǎn)性、低效性的工作。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一門多領(lǐng)域、復(fù)雜、應(yīng)用性強(qiáng)的學(xué)科，涉及機(jī)械制造、自動(dòng)化、電子、計(jì)算機(jī)、物理、材料等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)。近年來，中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，其自動(dòng)化水平不斷提高，這就需要大量高素質(zhì)人才的支撐。人才是決定工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵因素，因此培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才成為了各高校關(guān)注的問題。

目前，國家已經(jīng)出臺(tái)了很多有關(guān)“1+X”證書制度的政策文件，從專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程體系、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、教學(xué)資源開發(fā)、教學(xué)評價(jià)等方面都提出了明確的要求[1]。其中，“1+X”證書制度對于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程體系的改革具有重大影響[2]。一方面，“1+X”證書制度對工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的就業(yè)前景產(chǎn)生了重大影響，例如，《穩(wěn)就業(yè)背景下的新就業(yè)形態(tài)發(fā)展研究》指出中國市場對于工業(yè)機(jī)器人行業(yè)相關(guān)就業(yè)需求將出現(xiàn)強(qiáng)勁上漲[3]。另一方面，“1+X”證書制度也對國家整體的競爭力產(chǎn)生了重大影響，例如《中國時(shí)報(bào)》刊文中所述“隨著中國工廠自動(dòng)化水平不斷提高，中國不斷追趕，德國制造業(yè)絕對優(yōu)勢地位喪失”。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)地位日益重要，近幾年，國家和地方教育部門積極探索“1+X”證書制度下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)改革，以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展對新興技術(shù)人才的需求[4]。作為具有行業(yè)特征的課程體系，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程體系的教學(xué)內(nèi)容、方法、形式方面的改革非常重要[5]。

2 “1+X”證書制度下專業(yè)教學(xué)改革思路

2.1 加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)知水平培養(yǎng)，實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)

要在“1+X”證書制度下促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的發(fā)展，既要加強(qiáng)對學(xué)生認(rèn)知水平的培養(yǎng)，又要實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)，還要不斷優(yōu)化課堂內(nèi)容，才能使得工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)取得真正的成效[6][7]。

首先，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)知水平培養(yǎng)。根據(jù)有關(guān)研究表明，當(dāng)學(xué)生受到優(yōu)質(zhì)的教育時(shí)，他們的認(rèn)知水平會(huì)得到很大的提高，為了促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展，學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)對學(xué)生的專業(yè)能力、思維能力、分析能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如，可以開展各種形式的專業(yè)實(shí)習(xí)、競賽、合作性學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的提高。

其次，應(yīng)實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)。例如采用“大數(shù)據(jù)+AI”特征分析方法，能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，從而采取有針對性的教學(xué)措施。課堂上也要采取多樣化的教學(xué)方法，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題。

最后，應(yīng)不斷優(yōu)化課堂內(nèi)容。根據(jù)《中國教師資格證書考試》2018年7月試卷中所述，課堂內(nèi)容應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，例如通過引用真實(shí)事例、開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)或者安排小組合作來分析解決項(xiàng)目問題、理解原理。只有通過上述方法不斷優(yōu)化課堂內(nèi)容，才能使課程教學(xué)取得真正的成效。

2.2 擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)范圍

“1+X”證書制度既要求學(xué)生通過參加特定內(nèi)容的課程考核來獲得“1+X”證書，又要求學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)行實(shí)踐性的學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生能夠充分了解工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的基本原理[8]。因此，擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)范圍就成了實(shí)施“1+X”證書制度的重要內(nèi)容之一。

要擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)范圍，必須開展相關(guān)課程的開發(fā)。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)踐性項(xiàng)目可以幫助學(xué)生理解理論、練習(xí)實(shí)操、激發(fā)創(chuàng)新思維等。當(dāng)前，我國大部分高校都在開展工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)課程開發(fā)，但是由于大部分高校都集中在各種理論性和實(shí)用性方面的課程開發(fā)上，使得實(shí)踐性方面的課程開發(fā)受到了一定的影響，不能很好地反映出當(dāng)前市場上對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才的真正需求。

要擴(kuò)大工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)范圍，必須從師資選擇上加以保障。引進(jìn)優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)成員，不斷擴(kuò)大教師團(tuán)隊(duì)的底量，是促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)改革的有力手段之一。通過培訓(xùn)、考察、交流等形式，不斷提升教師的教學(xué)水平及能力，以保證課程教學(xué)改革的順利實(shí)施。

2.3 優(yōu)化教學(xué)形式，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展

優(yōu)化教學(xué)形式，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展，是教學(xué)改革中的重要內(nèi)容。在課堂上加大實(shí)踐性教學(xué)的比重是優(yōu)化教學(xué)形式的重要內(nèi)容，同時(shí)也是促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的前提。根據(jù)一份由中國工程院針對中國大學(xué)實(shí)施的教學(xué)改革調(diào)查報(bào)告顯示，實(shí)踐性教學(xué)是大學(xué)課堂教學(xué)的重要內(nèi)容，其中有41.5%的大學(xué)在實(shí)施實(shí)踐性教學(xué)方面表現(xiàn)出色。從而使得教師們不僅能夠得到實(shí)踐性知識(shí)的儲(chǔ)備，而且能夠增強(qiáng)專業(yè)水平。

在優(yōu)化教學(xué)形式時(shí)，應(yīng)充分考慮到現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)研究表明，在課堂上運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)可以顯著提高課堂的效率。例如，中國科學(xué)院大學(xué)使用了多媒體課堂、遠(yuǎn)程監(jiān)測、情景仿真、即時(shí)反饋、多樣化評估等信息技術(shù)手段來實(shí)施課堂教學(xué)。運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)，不僅能夠提高課堂效率，還能夠幫助教師快速了解新技術(shù)，促進(jìn)其專業(yè)成長。

開展多樣化實(shí)習(xí)、組織老師赴企業(yè)參加實(shí)踐鍛煉、加強(qiáng)對于行業(yè)需求的分析及暢通行業(yè)就業(yè)信息通道也是優(yōu)化課堂教學(xué)形式、促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的重要方法。例如，南昌大學(xué)通過開展校企合作實(shí)習(xí)、開設(shè)就業(yè)信息站、召開就業(yè)行情分享會(huì)、以及在校園內(nèi)開設(shè)特色就業(yè)部門等方法來幫助應(yīng)屆生就業(yè)。

2.4 探索多元化考核方式，實(shí)施課程改革

《中國高等教育發(fā)展報(bào)告》指出，傳統(tǒng)教育考核方式——考試評分越來越依賴于單一評分，占學(xué)生總成績的比重越來越大。在此背景下，我們必須采取應(yīng)對措施，嘗試多元化考核方式。

首先，應(yīng)從學(xué)習(xí)過程中采用“層層考核”的方法。例如，在學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)課程時(shí)可以將學(xué)習(xí)過程分為幾個(gè)部分，如理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)習(xí)、作業(yè)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、實(shí)習(xí)實(shí)踐、比賽競賽等；然后對不同部分采用不同形式進(jìn)行考核：理論學(xué)習(xí)可選擇考試形式；實(shí)踐學(xué)習(xí)可選用作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、競賽形式來考核學(xué)生的能力水平。

此外，可以采用“立體考核”的方法來實(shí)施課程教學(xué)的多元化考核。這一方法是將“立體考核”的原理應(yīng)用到教學(xué)中，即將傳統(tǒng)教學(xué)中的“三位一體”——教師、學(xué)生和內(nèi)容三者之間相互作用來促進(jìn)教師對學(xué)生的準(zhǔn)確評估。例如：教師在對學(xué)生進(jìn)行測評時(shí)可以征求不同教師、行業(yè)從業(yè)者或者學(xué)生之間的不同意見——這使得教師對學(xué)生能力水平的準(zhǔn)確考核得到了很大提高。

3 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革措施

3.1 針對“1+X”證書制度，制定出具體的課程改革方案

針對“1+X”證書制度，制定出具體的課程改革方案，需要考慮一些因素。例如，要合理安排學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、注重實(shí)踐性教學(xué)、強(qiáng)化理論總結(jié)、不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、加強(qiáng)師資力量、促進(jìn)合作交流、注重對學(xué)生能力發(fā)展、引進(jìn)相關(guān)新技術(shù)等。

在安排學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)將理論性課程、實(shí)踐性課程以及實(shí)驗(yàn)性課程合理分配好，以便學(xué)生們能夠得到充分的理論性學(xué)習(xí)，并在實(shí)踐中不斷加強(qiáng)實(shí)踐能力。例如，課程內(nèi)容可以適當(dāng)增加“工廠流水作業(yè)”、“CNC加工原理”、“物流自動(dòng)化原理”以及“機(jī)器人裝配原理”等內(nèi)容。還可以適當(dāng)引入相關(guān)新技術(shù)，例如“3D打印”、“物聯(lián)網(wǎng)采集傳感器”、“5G無人物流倉儲(chǔ)”以及“AI大數(shù)據(jù)分析技術(shù)”等。

在注重實(shí)踐性教學(xué)時(shí)，要將實(shí)驗(yàn)性教學(xué)作為一門重要的獨(dú)立課程來進(jìn)行教學(xué)。例如，豐富已有的課程內(nèi)容，“信號(hào)傳遞”、“傳感處理”、“機(jī)電一體化”、“物流優(yōu)化”、“大數(shù)據(jù)處理”、“AI決策分析”、“無人物流倉儲(chǔ)”等課程都可以作為獨(dú)立或者選修課來引入。

3.2 根據(jù)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)特性，運(yùn)用“以實(shí)踐帶理論”的理念，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

近年來，隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，在國內(nèi)外高校、中職學(xué)校中都開設(shè)了相關(guān)專業(yè)課程。然而，由于我國高校和中職學(xué)校在教學(xué)方法上普遍采用“以理論帶實(shí)踐”的方式，對于學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)不太理想。受此影響，在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)方面，尚存在一些問題。

應(yīng)當(dāng)運(yùn)用“以實(shí)踐帶理論”的思想，通過專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)重要實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生參與到真正意義上的實(shí)驗(yàn)中去，從而促進(jìn)對工業(yè)機(jī)器人原理、技能及應(yīng)用的理解。例如，各高校可以將工業(yè)機(jī)器人相關(guān)課程作為必修或選修課，引入企業(yè)相關(guān)人員，形成師資團(tuán)隊(duì)，將企業(yè)需要的應(yīng)用能力作為課程目標(biāo)，采取“以實(shí)踐帶理論”方式進(jìn)行教學(xué)。也可以在校園內(nèi)開展工業(yè)機(jī)器人相關(guān)競賽，通過各種形式進(jìn)行實(shí)習(xí)、就業(yè)、競賽、考核等活動(dòng)，使學(xué)生在真正意義上增強(qiáng)對工業(yè)機(jī)器人原理、技能及應(yīng)用的理解。

此外，在教學(xué)上也應(yīng)當(dāng)采取一些特別之處。例如：新開設(shè)一門“工業(yè)機(jī)器人體驗(yàn)課”作為選修課；將企業(yè)需要的實(shí)驗(yàn)任務(wù)作為課程內(nèi)容；將真實(shí)應(yīng)用情況作為考核內(nèi)容；將先進(jìn)的工廠作為實(shí)訓(xùn)基地；利用VR/AR/MR/AI等新興信息技術(shù)來幫助學(xué)生體會(huì)、感受、體驗(yàn)工廠真實(shí)應(yīng)用情況；引導(dǎo)老師采取合作化教學(xué)法來促進(jìn)學(xué)生之間合作協(xié)作能力的發(fā)展；采取多項(xiàng)目、多階段、多領(lǐng)域教學(xué)方法來幫助學(xué)生形成復(fù)合能力。 通過上述方式，可以幫助學(xué)生形成獨(dú)立思考能力、獨(dú)立判斷能力、獨(dú)立應(yīng)用能力、獨(dú)立決斷能力及獨(dú)立制造能力。

3.3 關(guān)注工程師思維及創(chuàng)新能力培養(yǎng)

要有效地培養(yǎng)學(xué)生的工程師思維及創(chuàng)新能力，必須從實(shí)踐中得出科學(xué)的教育理念?！吨袊逃龍?bào)》發(fā)表的一篇文章《“以實(shí)踐為根本”詮釋創(chuàng)新人才培養(yǎng)》指出，“實(shí)踐對于人才培養(yǎng)是十分重要的，它不僅能夠促進(jìn)學(xué)生就業(yè)，而且也能夠增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力”，因此，我們在實(shí)施學(xué)生能力培養(yǎng)方案時(shí)，應(yīng)當(dāng)將實(shí)踐作為重要組成部分，以便真正培養(yǎng)學(xué)生的工程師思維及創(chuàng)新能力。

針對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)，我們可以在課程中引入實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容，如實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、競賽、就業(yè)實(shí)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等。這些實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容可以幫助學(xué)生理解并掌握工業(yè)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)理論，同時(shí)也能夠加強(qiáng)學(xué)生工程師思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此我們可以引入“1+X”證書制度，通過課外競賽、就業(yè)實(shí)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等方式幫助學(xué)生鞏固理論基礎(chǔ)，并在相關(guān)領(lǐng)域提升應(yīng)用能力。

大學(xué)院校還可以通過引入企業(yè)合作項(xiàng)目來促進(jìn)學(xué)生的工程師思維及創(chuàng)新能力培養(yǎng)?！镀髽I(yè)高校合作促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)》顯示，“企業(yè)高校合作將形成一套包含大學(xué)課堂教育、企業(yè)實(shí)習(xí)體驗(yàn)、企業(yè)項(xiàng)目競賽、企業(yè)就業(yè)四部分內(nèi)容的一體化教育產(chǎn)物”。因此，大學(xué)院校通過引入企業(yè)高校合作項(xiàng)目來促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)學(xué)生的工程師思維及創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

3.4 發(fā)揮教師作用，將“1+X”證書制度作為課程改革的動(dòng)力

教師作為課堂上重要的教學(xué)因素，具有一定的影響力。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，優(yōu)秀教師在一定程度上能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并且能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，要想實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量的提升，那么就必須發(fā)揮教師的重要作用。

其次，“1+X”證書制度是一套集多領(lǐng)域于一體的證書體系。它既可以幫助學(xué)生擴(kuò)大課程范圍，又能幫助學(xué)生在一定時(shí)間內(nèi)深化學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生能夠在不同領(lǐng)域中得到不同方面的知識(shí)。同時(shí)，“1+X”證書制度能夠有效地促進(jìn)企業(yè)對于員工和學(xué)生的就業(yè)安置，因此能夠使工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)更加貼近企業(yè)需要。

此外，教師應(yīng)該根據(jù)企業(yè)需求對相關(guān)課程進(jìn)行修訂、標(biāo)準(zhǔn)化、升級(jí)并探索如何將新型信息技術(shù)應(yīng)用于相關(guān)學(xué)科教學(xué)中。并且要根據(jù)實(shí)際情況選用不同形式的教學(xué)方法，如在實(shí)踐中引入新型信息技術(shù)材料或影像材料來加強(qiáng)邏輯思維能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容去解決實(shí)際問題等。各大高校要想真正實(shí)施好“1+X”證書制度，必須依靠優(yōu)秀老師去承擔(dān)起重要使命，通過發(fā)揮教師作用，將“1+X”證書制度作為課程改革的動(dòng)力，來提升工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程的教學(xué)水平。

4 結(jié)語

隨著21世紀(jì)初國家政策的出臺(tái)，“1+X”證書制度在高等教育中得到了廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)也不例外。本文通過對“1+X”證書制度下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)改革進(jìn)行探索，提出了實(shí)施精準(zhǔn)施教、擴(kuò)大專業(yè)實(shí)踐教學(xué)范圍、優(yōu)化教學(xué)形式以及探索多元化考核方式的改革思路，并提出制定具體改革方案、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、發(fā)揮教師作用等專業(yè)教學(xué)改革具體措施，以促進(jìn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)發(fā)展。

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