“1+X”制度下以崗位為導(dǎo)向的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽證融合教材建設(shè)探究

摘要：我國(guó)以工業(yè)機(jī)器人為代表的工業(yè)設(shè)備發(fā)展勢(shì)頭迅猛，“1+X”證書制度也要求基于崗位能力推進(jìn)“X”證書與技能競(jìng)賽相融合，相關(guān)“崗課賽證”綜合育人機(jī)制趨于完善，但工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)尚未有足夠成熟的教材，配套教材的建設(shè)也不夠完善。為此高職院校應(yīng)分析工業(yè)機(jī)器人“1+X”證書及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用競(jìng)賽現(xiàn)狀，梳理工業(yè)機(jī)器人賽證融合教材建設(shè)的需求導(dǎo)向，通過融合賽證考核內(nèi)容點(diǎn)、以分任務(wù)方式完成項(xiàng)目開發(fā)并編纂教材、多路徑組建課程資源等策略建設(shè)教材，以有效解決“X”證書考核及技能大賽技能訓(xùn)練問題，并對(duì)接企業(yè)崗位能力要求。關(guān)鍵詞：“1+X”證書；工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用；職業(yè)技能競(jìng)賽；教材建設(shè)自“工業(yè)4.0”概念提出以來，我國(guó)以工業(yè)機(jī)器人為代表的工業(yè)設(shè)備發(fā)展勢(shì)頭迅猛。工信部等十七部門聯(lián)合印發(fā)的《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》中提出，到2025年，制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番。［1］隨著越來越多企業(yè)引入工業(yè)機(jī)器人協(xié)助生產(chǎn)，與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的工作崗位數(shù)量激增，用人需求與日俱增，這也不斷推動(dòng)各職業(yè)院校開展教育改革。在職業(yè)教育方面，“職教20條”明確了技能大賽的重要性。2021年4月13日召開的全國(guó)職業(yè)教育大會(huì)提出：“加快構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系，要一體化設(shè)計(jì)中職、高職、本科職業(yè)教育體系，深化‘三教改革，‘崗課賽證綜合育人，提升教育質(zhì)量?！保?］中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》提出，要完善“崗課賽證”綜合育人機(jī)制，按照生產(chǎn)實(shí)際和崗位需求設(shè)計(jì)開發(fā)課程，開發(fā)模塊化、系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)課程體系，提升學(xué)生實(shí)踐能力。［3］高職院?！半p高”建設(shè)要求之一是參加技能比賽并獲獎(jiǎng)，因此全國(guó)職業(yè)院校技能大賽就成為了各高職院校爭(zhēng)奪技能獎(jiǎng)項(xiàng)最激烈的競(jìng)技比賽，很多院校為了獲得好的等次不惜下重本進(jìn)行訓(xùn)練。此外，在“1+X”證書制度的推廣過程中，也要求基于崗位能力推進(jìn)“X”證書與技能競(jìng)賽相融合。筆者經(jīng)過調(diào)查研究，并結(jié)合多年訓(xùn)練學(xué)生參賽的工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)尚未有足夠成熟的教材，多是依靠專業(yè)教師的個(gè)人能力以及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)比賽相關(guān)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練；在推廣“1+X”證書制度方面，配套教材的建設(shè)也不夠完善。因此，亟須結(jié)合工業(yè)機(jī)器人崗位所要求的工作能力、工業(yè)機(jī)器人“X”證書考核內(nèi)容與工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用大賽內(nèi)容開展研究，編寫一套將“崗賽證”相融合的實(shí)訓(xùn)教材，以有效解決“X”證書考核及技能大賽技能訓(xùn)練問題，并對(duì)接企業(yè)崗位能力要求。一、工業(yè)機(jī)器人“X”證書考試及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用競(jìng)賽情況技能大賽對(duì)職業(yè)教育教學(xué)發(fā)揮著引領(lǐng)與促進(jìn)作用，職業(yè)院校借助賽事可以很好地展示自己人才培養(yǎng)方面的實(shí)力。被選派參加職業(yè)技能大賽的選手往往經(jīng)各校層層選拔，經(jīng)過技能大賽訓(xùn)練后學(xué)生的技能水平顯著提升，但是這樣的選手?jǐn)?shù)量較少；而報(bào)考“X”技能等級(jí)證書的學(xué)生則多得多，但他們的技能平均水平往往不如參賽的選手。因此要合理編撰教材，結(jié)合“X”技能等級(jí)證考核制度打造一套既可以滿足大多數(shù)學(xué)生報(bào)考“X”證書的需要又可指導(dǎo)學(xué)生參加技能比賽的教材，以促進(jìn)教學(xué)改革、有效提升在校生技能水平、為其適應(yīng)企業(yè)崗位能力要求提前做好準(zhǔn)備。（一）工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程考證概況工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)證書作為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及相關(guān)專業(yè)所考取的“1+X”證書之一，是目前開設(shè)了相關(guān)專業(yè)的高職院校的學(xué)生報(bào)考較多的證書。該證書的考核內(nèi)容為工業(yè)機(jī)器人編程、安全生產(chǎn)意識(shí)、工業(yè)機(jī)器人操作運(yùn)維及安裝調(diào)試，以此有效考查學(xué)生的專業(yè)技能。如某公司負(fù)責(zé)制訂發(fā)布的《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（2021年2.0版）面向職業(yè)崗位（群）安排了工業(yè)機(jī)器人及系統(tǒng)操作編程、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等崗位，可以從事工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)操作編程、離線編程及仿真、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成與維護(hù)等工作。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程技能等級(jí)分為三個(gè)等級(jí)：初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)，高級(jí)別涵蓋低級(jí)別的職業(yè)能力要求。根據(jù)北京某科教有限責(zé)任公司主導(dǎo)的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程考證情況來看，目前高職院校在校生主要報(bào)考初級(jí)和中級(jí)的“X”證書。這兩個(gè)等級(jí)證書中，初級(jí)較為簡(jiǎn)單，考的學(xué)生較多；中級(jí)的難度有所增加，對(duì)技能的要求也更高，報(bào)考的學(xué)生相對(duì)少一些，通過率相對(duì)低一些。本文主要分析初級(jí)和中級(jí)的考核內(nèi)容及相關(guān)情況。［4］在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程“X”技能等級(jí)證書中，初級(jí)對(duì)技能的要求主要包括工業(yè)機(jī)器人參數(shù)設(shè)定、手動(dòng)操作工業(yè)機(jī)器人、使用基本指令及示教編程、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用維護(hù)及安裝調(diào)試等內(nèi)容，該等級(jí)證書對(duì)接的企業(yè)崗位主要為機(jī)器人調(diào)試工程師。這一崗位對(duì)能力的要求包括：使用機(jī)器人進(jìn)行軌跡編程（如涂膠、搬運(yùn)等）、機(jī)器人及周邊設(shè)備的調(diào)試、配合完成工業(yè)機(jī)器人的調(diào)試及排除故障。中級(jí)證書對(duì)技能的要求則在初級(jí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高，增加了工業(yè)機(jī)器人及常用外圍設(shè)備聯(lián)結(jié)和控制、按要求編寫應(yīng)用程序、搭建仿真環(huán)境、離線編程等內(nèi)容。該等級(jí)證書對(duì)接的企業(yè)崗位范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，包括機(jī)器人編程與維護(hù)工程師、PLC工程師、高級(jí)機(jī)器人調(diào)試工程師等，這些崗位對(duì)技能的要求包括工業(yè)機(jī)器人的聯(lián)動(dòng)調(diào)試及系統(tǒng)配置、工業(yè)機(jī)器人編程、工業(yè)機(jī)器人硬件安裝及故障處理、工業(yè)機(jī)器人的選型及仿真、PLC編程等。（二）工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用比賽內(nèi)容及對(duì)接的崗位工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用比賽技能要求較“X”證書考核內(nèi)容更高，該項(xiàng)目的比賽內(nèi)容主要涵蓋機(jī)械與電氣安裝調(diào)試、視覺系統(tǒng)編程調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)編程和調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)模塊調(diào)試、系統(tǒng)綜合編程調(diào)試等五個(gè)主要工作任務(wù)。其比賽內(nèi)容主要細(xì)分為設(shè)備工具及氣路安裝、相關(guān)參數(shù)設(shè)置、視覺系統(tǒng)調(diào)試、AGV導(dǎo)航、工業(yè)機(jī)器人的示教編程、通信接口設(shè)置、流水線的安裝及產(chǎn)品的入庫(kù)和出庫(kù)流程等。比賽要求選手能進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械安裝，進(jìn)行PLC編程并設(shè)定、聯(lián)調(diào)相關(guān)參數(shù)，熟練掌握示教器編程、組態(tài)應(yīng)用及視覺系統(tǒng)的應(yīng)用等多方面的技能。從技能達(dá)到的水平上來看，其對(duì)接的企業(yè)崗位包含機(jī)器人調(diào)試工程師、PLC工程師、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用開發(fā)工程師、工業(yè)機(jī)器人高級(jí)調(diào)試工程師、工業(yè)機(jī)器人測(cè)試工程師等多個(gè)與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的工作崗位。二、工業(yè)機(jī)器人賽證融合教材建設(shè)的需求導(dǎo)向結(jié)合上述對(duì)“崗賽證”的技能要求分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段尚缺乏配套的工業(yè)機(jī)器人賽項(xiàng)與“1+X”工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程考證的相關(guān)教材，指導(dǎo)教師在指導(dǎo)過程中存在較大困難。賽證融合教材的建設(shè)應(yīng)在滿足考證培訓(xùn)的同時(shí)適當(dāng)提高要求，適應(yīng)比賽訓(xùn)練的同時(shí)還要以企業(yè)崗位能力需求為導(dǎo)向，在技能上貼合企業(yè)的用人需求，以獲得企業(yè)認(rèn)可。教材中的技能訓(xùn)練難度應(yīng)循序漸進(jìn)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，以“X”考證的技能要求為基礎(chǔ)，結(jié)合比賽技能訓(xùn)練要求及企業(yè)崗位技能要求，將企業(yè)在崗位上的技能要求融合到技能訓(xùn)練內(nèi)容中。在技能訓(xùn)練的評(píng)價(jià)體系方面，以比賽的考核作為主線，以“X”考證的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，并融入企業(yè)在技能方面的用人標(biāo)準(zhǔn)，細(xì)化每一個(gè)操作步驟，統(tǒng)一操作技能。賽證融合教材應(yīng)更為注重訓(xùn)練技能方面的內(nèi)容，訓(xùn)練不應(yīng)以完成簡(jiǎn)單的獨(dú)立工作任務(wù)為目的，而應(yīng)以案例的形式組織教材，以更加符合比賽技能及企業(yè)崗位的能力要求。通過豐富的案例開展多樣性的訓(xùn)練，再現(xiàn)比賽、考證以及實(shí)際工作場(chǎng)景，通過不同的案例呈現(xiàn)不同的實(shí)際工作場(chǎng)景。三、賽證融通實(shí)訓(xùn)教材設(shè)計(jì)及路徑（一）融合賽證考核內(nèi)容筆者通過分析工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用比賽技能要求、崗位對(duì)接情況、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程考證內(nèi)容，以及考核細(xì)則，考慮將其與技能進(jìn)行相融合建設(shè)一套實(shí)訓(xùn)教材，使學(xué)生訓(xùn)練時(shí)有教材可依據(jù)，并可以讓更多的學(xué)生參與到以技能競(jìng)賽訓(xùn)練為標(biāo)準(zhǔn)的訓(xùn)練中。而教師在選拔備賽選手時(shí)，也能因材施教、優(yōu)中選優(yōu)。編撰教材時(shí)，所融合的內(nèi)容及技能點(diǎn)如表1所示。表1工業(yè)機(jī)器人賽證融合實(shí)訓(xùn)教材編寫的知識(shí)內(nèi)容及技能要求實(shí)訓(xùn)教材的完備建設(shè)最大限度地為再現(xiàn)技能操作提供了參考依據(jù)。（二）以分任務(wù)方式完成項(xiàng)目開發(fā)并編纂教材賽證融合教材建設(shè)中，以分任務(wù)方式完成項(xiàng)目開發(fā)既方便又效果顯著。在“X”證書考核和工業(yè)機(jī)器人的比賽等應(yīng)用場(chǎng)景中，PLC編程及聯(lián)調(diào)都是考查的重點(diǎn)和難點(diǎn)。比賽中PLC相關(guān)試題基于西門子S7-1200，該型號(hào)設(shè)備以博途作為應(yīng)用軟件，因而教材以博途作為示例軟件，將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用比賽及應(yīng)用編程考證中涉及的PLC內(nèi)容作為任務(wù)點(diǎn)。教材可選擇某一任務(wù)點(diǎn)，以其為主線設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)訓(xùn)案例作為訓(xùn)練項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目中包含2—4個(gè)編程指令的使用案例，采用“任務(wù)要求—知識(shí)運(yùn)用—任務(wù)實(shí)施”的順序完成實(shí)訓(xùn)案例的PLC編程。在技能訓(xùn)練方面，可依據(jù)工作任務(wù)分解知識(shí)點(diǎn)，將拆分的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)組合為具體案例項(xiàng)目，并以任務(wù)書的形式在教材中安排，讓學(xué)生依照教學(xué)設(shè)計(jì)開展實(shí)訓(xùn)。任務(wù)書中的案例項(xiàng)目以比賽內(nèi)容、“X”證書考核內(nèi)容為主，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用增加訓(xùn)練任務(wù)點(diǎn)。技能訓(xùn)練宜循序漸進(jìn)，如其中坐標(biāo)系標(biāo)定的操作較為簡(jiǎn)單，可以通過設(shè)置不同的坐標(biāo)系、工具的抓取等進(jìn)行訓(xùn)練，讓學(xué)生通過調(diào)用方式進(jìn)行驗(yàn)證達(dá)到掌握的目的。而到了較為困難的PLC編程部分，則使用博途軟件的仿真功能檢驗(yàn)所編寫的程序是否成功，最后進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人電氣連接，實(shí)現(xiàn)PLC通信。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程與調(diào)試部分，以比賽內(nèi)容、“X”證書考核內(nèi)容為主線，圍繞對(duì)應(yīng)的工作任務(wù)來設(shè)計(jì)訓(xùn)練策略。同時(shí)，增加不同工作任務(wù)點(diǎn)比如搬運(yùn)、繪圖、涂膠等方面的內(nèi)容以完善學(xué)生知識(shí)架構(gòu)體系，提高學(xué)生使用示教器編程的能力。在教材末增加綜合性的案例項(xiàng)目，全方位地訓(xùn)練學(xué)生的技能，促使學(xué)生將理論知識(shí)付諸于實(shí)踐當(dāng)中。（三）多路徑組建課程資源本賽證融合教材側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)與技能實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，屬于信息化類型的教材，因此編纂教材時(shí)主要以視頻及圖片展示為主，并配備相關(guān)課件及習(xí)題、實(shí)訓(xùn)文檔等。本教材關(guān)聯(lián)的課程資源使用學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布，課程資源建設(shè)中以項(xiàng)目進(jìn)行區(qū)分，在每個(gè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的章節(jié)部分由教師上傳相關(guān)的課件、視頻、文檔、任務(wù)書等相關(guān)材料，方便學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)平臺(tái)中的“考試”欄目上傳上述所編制的試卷，在需要測(cè)試時(shí)即可進(jìn)行發(fā)布。學(xué)生除了根據(jù)指導(dǎo)教師的現(xiàn)場(chǎng)演示開展操作學(xué)習(xí)，還可以通過閱讀其中的具體操作步驟、掃描課程資源中的微信二維碼觀看視頻等方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而減輕對(duì)教師實(shí)時(shí)教學(xué)指導(dǎo)的依賴度。1.課件及圖片資源的呈現(xiàn)基于實(shí)訓(xùn)課程的特點(diǎn)，需要展示高質(zhì)量的圖片、示意圖，以更好地為學(xué)生建立最初的感性認(rèn)識(shí)。因此在編纂教材的過程中，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)除必要的文字描述外，還加入大量的圖片，并盡可能精簡(jiǎn)文字闡述部分，比如示教器參數(shù)設(shè)定、坐標(biāo)系標(biāo)定等其界面及參數(shù)的設(shè)定均用圖片進(jìn)行展示。而對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)操作部分，則用圖片展示每一個(gè)步驟，做到與實(shí)際操作無差別，簡(jiǎn)潔直觀明了。課件制作方面，確定好每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，分析其中知識(shí)點(diǎn)應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，通過圖、文、聲、像等方式綜合表現(xiàn)出來。課件制作過程中用到的圖片應(yīng)使用新建教材中所用到的圖片，做到圖片一致、無差別對(duì)照。課件除了PPT格式外，還應(yīng)有PDF格式，方便師生使用。2.視頻資源的呈現(xiàn)對(duì)實(shí)際操作中不易用文字描述的步驟可以通過視頻的方式進(jìn)行展現(xiàn)。本教材在編纂過程中對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)、任務(wù)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)視頻拍攝，制作成微課。微課圍繞著知識(shí)點(diǎn)、操作步驟展開，畫面清晰，特別對(duì)細(xì)微的地方進(jìn)行放大及特寫處理，便于觀看。同時(shí)在微課中配置字幕，避免同音異義。視頻資源均采用通用格式，便于學(xué)習(xí)者在不同終端播放。學(xué)生通過觀看二維碼中的微課進(jìn)行同步操作，進(jìn)行操作正確性驗(yàn)證，最后再經(jīng)過具體任務(wù)考核來達(dá)到掌握技能的目標(biāo)。3.試題庫(kù)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的呈現(xiàn)試題圍繞著工業(yè)機(jī)器人技用比賽及“1+X”考證內(nèi)容編制，內(nèi)容除了理論知識(shí)部分還包括操作部分，所有的試題均配套有答案，答案面向教師可視，學(xué)生端在提交試卷后可查看答題情況及答案。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目部分包含學(xué)生所訓(xùn)練的所有項(xiàng)目，以任務(wù)書的形式進(jìn)行編制，每一份任務(wù)書均配備對(duì)應(yīng)的評(píng)分表，所有任務(wù)書面向師生發(fā)布，學(xué)生在訓(xùn)練時(shí)可以下載使用。在“工業(yè)4.0”概念提出的大背景下，筆者及所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)嘗試將企業(yè)工業(yè)機(jī)器人工作崗位能力要求、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用