基于“1+X”證書制度《機器人編程與操作》課程教學改革研究

廖美丹

（廣西現代職業技術學院，廣西 河池 547000）

1 課程改革背景

近年來，我國制造業迅猛發展，制造業產業結構與轉型升級趨向于將工業化與數字化、信息化和智能化深度融合，貫穿于產品設計、生產、管理和服務等多個環節，實現產業鏈優化。而工業機器人技術和智能制造技術是多類學科交叉融合的產物，在企業面向市場人才需求質量和需求量也隨著現代科技發展有了更深的要求下，工業機器人地位也逐漸顯著。為適應新時代企業人才需求，滿足產業的轉型升級，大多數高職院校增設了工業機器人技術專業，《機器人編程與操作》更是成為該專業的核心必修課程。在“1+X”證書制度工作試行熱潮下，工業機器人應用編程1+X證書的設立更是帶動了課程的教學改革，繼而推動重建一個更具有融合性、引導性、針對性、實用性、專業性和先進性的《機器人編程與操作》課程體系。

2 課證融通教學改革設計過程

2.1 融通原則和課程思路構建

融通的基本原則：堅持育人為本，促進全面發展；堅持標準引領，確保科學規范；堅持遵循規律，體現培養特色；堅持完善機制，推動持續改進[1]。圍繞課程教學質量標準和人才培養方案，結合“1+X”證書制度，組建工業機器人技術師資團隊，保證以理實一體化設計為前提、課程知識與技能實踐結構化為重點、項目與任務顆粒化為基礎，對標專業課程標準、工業機器人應用編程證書標準及人才定位標準，緊跟產業發展，搭建校企合作“雙主體育人、五對接方向”的新版《機器人編程與操作》課程體系（圖1 ）。

圖1 課程思路構構建圖

2.2 課程內容設計

以廣西現代職業技術學院工業機器人技術專業為例，根據課程設計思路，緊密圍繞專業特色發展和人才培養定位，通過行業分析、企業合作、院校交流，從理論知識、技術實踐、職業素養及崗位發展共四個維度重新排版課程教學內容。實訓項目的內容緊密結合行業和企業需求，貼合企業實際崗位能力要求，課程內容以“夠用、實用、應用”為原則，基于項目載體、任務驅動[2-3]。考慮利用工業機器人應用編程1+X證書考核試點設備開展教學，可結合2019年及2020年的《ABB工業機器人應用編程十套實操試題》，合理增加“1+X”考核方向的內容，如PLC編程、RFID讀寫、視覺檢測、變位機控制等實踐操作，刪減一些證書考核以外的內容，如工業機器人概述、機器人發展史等章節內容。從實際應用出發，“課證相扣、思政相輔、素養相襯”地貫穿整個教學課程內容設計（表1）。

表1 《機器人編程與操作》課程內容設計

2.3 教學實施策略分析

課堂是提高教育教學質量的主陣地，課堂教學實施的質量直接決定了學生掌握知識技能的程度，有效的教學是保證教學質量的根本保證。實時的挖掘教學資源、探索教學方法與手段、整合教學內容、教學資源上傳到學生學習平臺等都是實施每一次教學的前期準備，優化課堂教學、改進教學方式方法是課堂教學質量反饋后期的必行之路，而教學過程是最能體現課程內容設計、教師教法、學生學習情況、任務實施進度的關鍵環節。對于實踐操作比重較大的課程來說，配合信息化技術，多采用線上自主、線下實操、項目任務驅動、合作研究解決進行教學，例如：簡單的工業機器人軌跡運動編程與調試項目任務教學，在教學前發布任務，學生自主線上學習軌跡運動視頻，分析運動特點和指令應用選擇，在教學中利用工業機器人應用編程“1+X”設備設置同樣軌跡任務，教師演示講解后，學生進行兩人分組合作共同完成任務，最后學生小組間相互評判任務完成情況，以報告形式反饋給教師，教師做歸納總結，取優補短的確立符合任務規范操作的步驟，學生再次操作驗證。這樣設計的教學內容直接貼合 “1+X”基本考核內容，不僅有助于發散學生的思維，增強學生相互合作意識和競爭意識，提高學生思考問題和解決問題的能力，加固學生的操作技術和知識架構，還有助于促進教師教學能力的提升和教學設計的更新。

2.4 優化課程教學的思路和方法

基于“1+X”證書制度的《機器人編程與操作》課程融合了多類學科知識，富含的內容廣且深，純粹的機器人教學并不能滿足職業等級證書的通關考核，更不符合智能制造下的人才培養目標，在以機器人編程與操作為落腳點的基礎上，擴充PLC技術應用、視覺檢測等內容已成必然。在科技時代快速發展背景下，高職院校工業機器人專業人才培養不可脫離當下市場需求，這就要求教師本身一方面應積極提高自身的綜合水平，打破學科限制壁壘，緊跟時代發展，了解產業結構轉型升級過程，創新發展新技術新教學方法，積累社會企業實踐經驗，具備較強的實踐操作能力和指導學生探索新事物的能力；另一方面教師需要時刻關注“1+X”證書制度試點工作，及時收錄動態消息，時刻探索教學新資源，了解機器人行業人才需求崗位缺口，便于有針對性的培養具有專業化、素質化和標準化的應用型人才。

而僅靠教師個人是無法構建高水平的課程體系的，這就需要發揮教師團隊力量，搭建相符的智能制造專業群。團隊群力合作、集思廣益的完善課程體系，建設具有特色化、專業化、優質化的《機器人編程與操作》教學資源庫，開發實用性、針對性較強的教學實訓指導教材，利用音頻、動畫、PPT等信息化手段結合校內工業機器人“1+X”實訓設備制作出生動形象課程教學指導視頻。豐富多彩的教學資源加上新穎、多樣的教學方式，既能方便學生直觀的學習課程知識技術，又能提高教師的教學設計能力水平。

3 課程考核評價機制設定

課程改革與教學實施的效果需要經過多方面考核后來驗證，從教學內容設計、教學過程、教學效果三個維度進行教師互評、學生現評、學院終評（如表2所示），最終確定課程教學改革的可行性。而《機器人編程與操作》融合了“1+X”證書制度考核內容，在教學內容設計和教學安排上可直接以“1+X”相關設備為出發點，整合技術和知識，建立教學理論題庫和技能操作項目任務，建設含金量高的教學教案，更能貼近技術技能培養目標；在教學過程中注重教學方法手段的運用、學生的課堂學習氛圍、學生的規范操作技術、學生的學習掌握進度、課堂秩序等多個情況，使學生既學習知識，又提升素養，保證課堂有效、有序的進行；設置課堂競賽考核評分辦法是檢驗每位學生的學習收獲情況的有效方法，競賽內容對標工業機器人應用編程“1+X”證書考核樣題，綜合考核學生技能操作和職業素養，為考取職業資格證書奠定基礎。課程最終以“40%期末理論考試分值+40%課堂技能實操分值+20%課堂表現”的形式來決出學生學習該課程的成績。

4 課程教學改革實施效果

依據設定的課程內容安排，轉向落實到課堂教學中，檢驗課程教學改革成效。以19機器人銜接班為例，在整個學期的《機器人編程與操作》課程教學中，直接利用“1+X”機器人設備開展教學，教師通過理論講解、視頻演示、實操引領、與生共研等多種形式，一環扣一環的引導學生由易入難、由簡到繁、由單一到全面的將整個知識技能體系連接起來，學生附以項目任務實操考核成績及報告形式反饋學習成果。通過完善的課程體系加上強有力的師資隊伍和先進的“1+X”設備，有效地增強了學生的實踐自信心，強化了學生的專業技術掌握深度，提升了學生的整體專業水平，也提高了學生在院級技能抽查、實操綜合考核及課程考核的通過率。

5 結束語

在 1+X 證書制度試點工作推進過程中，無論是教師個人的成長還是教師團隊的整體素質提高都起到了推進和指引的作用，為教師的改革創造了條件[3]。通過運用“1+X”課證融合的教學方式， 重新統籌規劃《機器人編程與操作》教學內容設計和工業機器人專業人才培養方案，構建和完善出新的課程教學體系。通過繼承和創新教學方法，交叉和融合學科內容，協調和共享團隊教學資源，將課與證融會貫通的貫穿整個課程教學過程，既不會脫離課程本質，又增強學生的學習能動性，滿足學生在知識與技能、職業與素養等綜合能力的提升，為實現由學生到學徒、再到準員工的角色轉變適應能力打下堅實基礎。