工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程內(nèi)容重構(gòu)研究

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摘要：隨著“1+X”證書制度的推廣，職業(yè)教育的改革也勢(shì)在必行。該研究以《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程為例，對(duì)在“1+X”制度背景下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的課程重構(gòu)進(jìn)行了一定的探索。首先，對(duì)工業(yè)機(jī)器人“1+X”證書和課程內(nèi)容進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有課程內(nèi)容與“1+X”證書要求的差距。其次，基于“課證融通”和“翻轉(zhuǎn)課堂”等理念，對(duì)課程進(jìn)行了課程內(nèi)容重構(gòu)：將原有理論知識(shí)采用“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式搬至線上由學(xué)生自行學(xué)習(xí)，將課堂內(nèi)容全部改為實(shí)操項(xiàng)目，每個(gè)課堂實(shí)操項(xiàng)目均包含多個(gè)“1+X”技能點(diǎn)，使學(xué)生的職業(yè)技能得到反復(fù)訓(xùn)練和提高。最后，根據(jù)重構(gòu)后的課程進(jìn)行實(shí)際教學(xué)探索，取得了一定成效。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；“1+X”證書；翻轉(zhuǎn)課堂；課證融通

課程重構(gòu)為了推進(jìn)職業(yè)教育的改革，2019年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》。在該方案中，正式提出了要啟動(dòng)“1+X”證書制度試點(diǎn)工作的要求。“1+X”中的“1”指高職學(xué)校給畢業(yè)生頒發(fā)的學(xué)歷證書，而“X”則代表若干項(xiàng)可以證明學(xué)生相關(guān)職業(yè)技能水平的證書，在“1+X”證書制度下，正常畢業(yè)學(xué)生除了可以獲取證明其學(xué)歷的學(xué)歷證書外，還可以通過參加相關(guān)的職業(yè)技能考試來獲取相應(yīng)的職業(yè)技能等級(jí)證書。該項(xiàng)制度的推出，旨在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的職業(yè)技能素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步提高職教學(xué)生的就創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)[1]。與其他老牌專業(yè)相比，高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)屬于相對(duì)新興的專業(yè)，該專業(yè)課程體系的建設(shè)、課程內(nèi)容的構(gòu)建和教學(xué)方法的研究均借鑒了較成熟專業(yè)以往的經(jīng)驗(yàn)，而在“1+X”職業(yè)教育新制度的沖擊下，若仍然采用傳統(tǒng)的課程內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，必將與“1+X”證書要求脫軌，造成“1+X”證書通過率低，不能滿足教育部對(duì)職業(yè)教育提出的新要求，因此，近年關(guān)于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)“1+X”證書方面的研究越來越多[2-4]。

1工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人“1+X”證書分析

自“1+X”證書制度試點(diǎn)工作推進(jìn)以來，教育部針對(duì)不同專業(yè)頒布了多種職業(yè)技能等級(jí)證書，截至目前，教育部針對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)共發(fā)布了4個(gè)職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)一種證書，每個(gè)證書分為初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)3個(gè)等級(jí)。其中，工業(yè)機(jī)器人操縱與運(yùn)維和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程兩個(gè)證書的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)于2019年6月發(fā)布，工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用和工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)兩個(gè)證書的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)于2019年12月發(fā)布。4個(gè)證書有不同的著重點(diǎn)，基本涵蓋了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)相關(guān)的職業(yè)技能要求。通過對(duì)4個(gè)證書的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和該專業(yè)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行分析，并結(jié)合專業(yè)實(shí)際情況，筆者所在單位工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)申請(qǐng)了工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維（中級(jí)）和工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程（中級(jí)）兩個(gè)“1+X”證書的試點(diǎn)，在積極推進(jìn)“1+X”證書試點(diǎn)工作的同時(shí)，開展了相關(guān)教學(xué)改革和研究。該研究以《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程的課程內(nèi)容改革為例，基于工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維（中級(jí)）職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的課程內(nèi)容改革進(jìn)行探索。工業(yè)機(jī)器人操縱與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)證書（中級(jí)）直接針對(duì)工業(yè)機(jī)器人典型的工作任務(wù)，工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)安裝、操作與編程、系統(tǒng)維護(hù)和故障診斷等工作領(lǐng)域提出了相應(yīng)的技能要求。其中，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)安裝要求學(xué)生掌握工作站安全、應(yīng)用系統(tǒng)安裝和工業(yè)機(jī)器人調(diào)試等技能；工業(yè)機(jī)器人操作與編程要求學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)單的動(dòng)作編程、PLC安裝與編程以及周邊設(shè)備編程等編程技能；工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)要求學(xué)生掌握控制柜維護(hù)、工作站維護(hù)和部件更換等工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)技能；工業(yè)機(jī)器人故障診斷則要求學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人本體故障診斷、控制柜故障診斷和周邊設(shè)備故障診斷等工業(yè)機(jī)器人故障診斷相關(guān)的技能。《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，以傳感器技術(shù)、機(jī)械制圖和電氣控制技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，課程主要講授工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成、工業(yè)機(jī)器人手動(dòng)操縱和編程以及工業(yè)機(jī)器人維護(hù)和調(diào)試等知識(shí)點(diǎn)，綜合運(yùn)用氣動(dòng)技術(shù)、電氣控制技術(shù)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)與控制等技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人操作與應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人編程和工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)維護(hù)等方法和能力。由此可見，《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程知識(shí)點(diǎn)與工業(yè)機(jī)器人操縱與運(yùn)維技能等級(jí)證書（中級(jí)）的要求有較高的契合度，但是《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程更加注重知識(shí)點(diǎn)的傳授，而工業(yè)機(jī)器人操縱與運(yùn)維證書的要求則直接針對(duì)相對(duì)應(yīng)的職業(yè)技能。因此，該研究決定對(duì)標(biāo)“1+X”證書的要求，基于課證融通的理念[5]，對(duì)其授課內(nèi)容進(jìn)行全面重構(gòu)，并將重構(gòu)后的課程內(nèi)容付諸實(shí)踐，以期獲得較好的改革效果，滿足工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維（中級(jí)）“1+X”職業(yè)技能等級(jí)證書提出的要求。

2現(xiàn)有課程內(nèi)容分析

現(xiàn)有《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程內(nèi)容基于理實(shí)一體化教學(xué)模式[6]構(gòu)建，在傳授課程重點(diǎn)知識(shí)的同時(shí)，也注重實(shí)操技能和能力的培養(yǎng)，教師先進(jìn)行理論知識(shí)講解和操作示范，再由學(xué)生進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，課程最后再進(jìn)行項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)。主要課程內(nèi)容見圖1。根據(jù)圖1可知，課程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)，符合循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)原則，在采用理實(shí)一體化的教學(xué)方法進(jìn)行授課后，取得了一定的教學(xué)成效，但是通過與“1+X”職業(yè)技能等級(jí)證書的要求進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)其存在不少弊端。

2.1學(xué)生實(shí)操時(shí)間不夠，職業(yè)技能不夠熟練

課程采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，理論知識(shí)和技能的講解需要占據(jù)課堂較大一部分時(shí)間，同時(shí)，理實(shí)一體化教室實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限，因此不可能在有限的時(shí)間和有限的設(shè)備的情況下，讓大部分學(xué)生都能充分地進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，進(jìn)而導(dǎo)致部分學(xué)生職業(yè)技能不夠熟練，職業(yè)素養(yǎng)有待提高。

2.2前期學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，獲得感低

從圖2可以看出，現(xiàn)有課程內(nèi)容采用循序漸進(jìn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，雖然有助于學(xué)生順利吸收相關(guān)知識(shí)，但是前期的知識(shí)內(nèi)容與實(shí)際項(xiàng)目無關(guān)，新知識(shí)不能及時(shí)地應(yīng)用到相關(guān)項(xiàng)目中，可能導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，導(dǎo)致學(xué)生獲得感低，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)效果。而當(dāng)達(dá)到課程后段的實(shí)際項(xiàng)目部分時(shí)，由于時(shí)間關(guān)系，可能有部分學(xué)生存在已經(jīng)遺忘前期所學(xué)重點(diǎn)知識(shí)的情況。

2.3前后課程內(nèi)容相關(guān)性不強(qiáng)，不利于學(xué)生掌握

前后課程內(nèi)容相關(guān)性不強(qiáng)，如工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)和故障處理處于課程最后，沒有貫穿課程始終。部分學(xué)生在課程最后的注意力和學(xué)習(xí)興趣都會(huì)大大降低，導(dǎo)致該部分內(nèi)容不能被其充分掌握。

3課程內(nèi)容重構(gòu)

3.1課程內(nèi)容重構(gòu)

鑒于現(xiàn)有課程內(nèi)容存在上述弊端，因此決定對(duì)標(biāo)工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維“1+X”職業(yè)技能等級(jí)證書（中級(jí)），對(duì)《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程進(jìn)行課程內(nèi)容重構(gòu)，重構(gòu)后的課程內(nèi)容如表1所示，課程重構(gòu)的思路具體見圖2。翻轉(zhuǎn)課堂是一種起源于美國(guó)的教學(xué)方法，于2000年開始被提出和使用。該教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)學(xué)生才是課堂的主體，教師轉(zhuǎn)變角色，課堂上不再過多地進(jìn)行講解，所有知識(shí)和信息均在課前完成，課堂上學(xué)生需利用學(xué)習(xí)到的知識(shí)和技能完成一定的項(xiàng)目，根據(jù)注重學(xué)生技能和素養(yǎng)的培養(yǎng)。由于職業(yè)教育與本科教育相比更加注重學(xué)生對(duì)職業(yè)技能的掌握，而職業(yè)技能的掌握需要反復(fù)的實(shí)操訓(xùn)練，因此翻轉(zhuǎn)課堂較適用于職業(yè)教育。重構(gòu)后的《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)的模式進(jìn)行授課，將課程所有理論知識(shí)和實(shí)操示范等內(nèi)容制作成多媒體教學(xué)資料并上傳職教云，要求學(xué)生自行在《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程正式開始授課之前完成線上所有知識(shí)的學(xué)習(xí)，并將該部分學(xué)習(xí)情況記入考核，學(xué)生線上學(xué)習(xí)時(shí)，教師要負(fù)責(zé)答疑。課堂內(nèi)，教師主要負(fù)責(zé)引導(dǎo)而不再進(jìn)行理論知識(shí)講解或?qū)嵅偈痉叮捎庙?xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行授課，課程內(nèi)容直接重構(gòu)為4個(gè)精心設(shè)計(jì)的實(shí)際項(xiàng)目（如表1所示），每個(gè)項(xiàng)目均融入“1+X”證書不同工作領(lǐng)域?qū)?yīng)的技能要求。重構(gòu)后的課程內(nèi)容有如下優(yōu)點(diǎn)。3.1.1有利于提高職業(yè)技能訓(xùn)練的覆蓋度和深度采用以往的課程內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行授課時(shí)，教師在理論知識(shí)講解和操作示范方面占據(jù)了課堂較多的時(shí)間，因此項(xiàng)目實(shí)操環(huán)節(jié)存在兩個(gè)問題，一是無法覆蓋到較多的學(xué)生，二是學(xué)生練習(xí)時(shí)間不夠，職業(yè)訓(xùn)練不夠深入。而采用翻轉(zhuǎn)課堂的模式[7]，課堂時(shí)間教師不再進(jìn)行知識(shí)講解，因此學(xué)生將有更多的時(shí)間進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)操，項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)允許更多的同學(xué)進(jìn)行更加深入的練習(xí)，提高了職業(yè)技能訓(xùn)練的覆蓋度和深度。3.1.2有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高和獲得感課程項(xiàng)目貫穿課程始末，且與工程實(shí)際項(xiàng)目關(guān)系緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣更高；項(xiàng)目的完成要求學(xué)生對(duì)職業(yè)技能的掌握情況較好，項(xiàng)目完成后可以直觀地觀察到項(xiàng)目的實(shí)際效果，因此，完成項(xiàng)目后學(xué)生獲得感強(qiáng)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也更容易使學(xué)生學(xué)習(xí)到的知識(shí)和技能固化。3.1.3有利于提高學(xué)生職業(yè)技能的熟練度由表1和圖2可知，課程實(shí)操項(xiàng)目和“1+X”技能工作領(lǐng)域?qū)儆谝粚?duì)多的關(guān)系，每個(gè)工作領(lǐng)域都對(duì)學(xué)生提出了相應(yīng)的技能要求。因此，同一個(gè)項(xiàng)目包含較多的技能要求，而同樣的技能要求會(huì)反復(fù)出現(xiàn)在不同的項(xiàng)目。如此，通過多個(gè)項(xiàng)目的反復(fù)練習(xí)，職業(yè)技能得到反復(fù)訓(xùn)練，有助于學(xué)生的職業(yè)技能進(jìn)一步熟練。3.1.4有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)課程實(shí)操項(xiàng)目由易到難，逐步對(duì)標(biāo)“1+X”考證需求，且每個(gè)項(xiàng)目的完成不僅需要考驗(yàn)學(xué)生職業(yè)技能的掌握情況，還需要學(xué)生發(fā)揮一定的資料搜集、自我學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力，同時(shí)在項(xiàng)目過程中，安全生產(chǎn)、精益生產(chǎn)和總結(jié)反思等職業(yè)素養(yǎng)也反復(fù)地潛移默化地對(duì)學(xué)生產(chǎn)生了積極的影響。

3.2課程重構(gòu)成效

課程內(nèi)容重構(gòu)后，筆者于2021年春季開始正式使用新的課程內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行授課，通過授課情況發(fā)現(xiàn)，課堂教學(xué)效果有較大的提升，更多的學(xué)生更加積極地參與到項(xiàng)目實(shí)操訓(xùn)練過程中來，職業(yè)技能訓(xùn)練的覆蓋度和深度都得到了提升。2021年筆者單位工業(yè)機(jī)器人專業(yè)學(xué)生報(bào)名參與工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維“1+X”證書考試（中級(jí)）的人數(shù)，最終有36人報(bào)考，36人合格，合格率100%，考試結(jié)果說明，學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)后，對(duì)工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（中級(jí)）中提出的各項(xiàng)職業(yè)技能掌握情況較好，該課程的課程重構(gòu)取得了一定的成效。

4結(jié)語

“1+X”職業(yè)技能等級(jí)證書制度的推出對(duì)職業(yè)技能人才的培養(yǎng)具有重要的指導(dǎo)意義，近年來越來越多的職業(yè)院校開展了針對(duì)“1+X”證書制度的課程改革研究。該研究在分析工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)“1+X”證書和該現(xiàn)有課程的基礎(chǔ)上，基于工業(yè)機(jī)器人操縱與運(yùn)維“1+X”職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（中級(jí)），對(duì)《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程與調(diào)試》課程進(jìn)行了“課證融通”重構(gòu)，利用重構(gòu)后的課程內(nèi)容進(jìn)行了實(shí)際的教學(xué)探索，實(shí)際的教學(xué)成效表明該課程的重構(gòu)取得了一定的效果，對(duì)該專業(yè)其他課程的“課程融通”改革具有一定的參考意義。

作者:楊述 單位:長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院