卞翔　李洋　王占光　杜群　许侃雯

［摘 要］在1+X证书制度的背景下，应用型本科高校的机器人工程专业需积极探索实训体系的课证融通改革。工业机器人编程与调试实训作为重要的专业集中实训课程，应对标工业机器人应用编程职业技能等级证书进行课证融通建设。课程组进行结合职业技能等级证书标准的职业能力解构，提炼教学内容及教学目标，开展职业能力导向的实训课程设计，基于模块化实训平台，采用任务驱动的课程实施方式，从而将1+X证书元素有效融入实训课程。该实训课程的建设，是机器人工程专业实训体系1+X课证融通改革的重要环节，对提高人才培养质量起到积极引导作用。

［关键词］1+X证书制度；机器人工程专业；机器人编程与调试；实训课程建设

［中图分类号］ G642.3 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）24-0008-04

2019年，国务院印发了《国家职业教育改革实施方案》，提出在职业院校及应用型本科院校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”（简称1+X 证书）制度试点工作[1]。1+X 证书制度是一种将学历证书与职业技能等级证书相互融通、推动人才培养模式改革的制度[2]，是在地方普通本科院校转型基础上推进应用型人才培养的体现，给应用型本科高校的人才培养创造了新机遇[1]。

江苏是长三角区域的制造大省，近年来，江苏省大力发展机器人产业，存在大量工业机器人本体制造类企业、系统集成类企业、应用类企业，对工业机器人应用编程、安装与运维、装调和集成岗位的人才需求较大[3-4]。2018年，江苏科技大学设置了机器人工程本科专业，作为一所地方应用型本科高校，其毕业生就业地主要集中在以江浙沪为主体的长三角地区，机器人工程专业的设置，可以满足地方社会与经济日益增长的机器人专业人才需求。学校积极应对1+X 证书制度带来的新机遇和新挑战，结合工业机器人产业发展需求，进行课证融通的人才培养模式和教学模式改革，以提高应用型人才的培养质量。

1+X 证书制度背景下的机器人工程专业建设，不仅需要从宏观层面开展专业人才培养方案的改革[5]，而且需要对具体课程和实训环节进行课证融通[6-7]，结合职业技能等级证书标准，对课程目标、教学内容、考核评价进行合理设计和调整。本文针对机器人工程实训环节的课证融通，以工业机器人编程与调试实训课程为例，探索融入1+X证书元素的实训课程改革。

一、融入1+X证书元素的课程设计

《工业机器人应用编程“1+X”证书制度职业技能等级标准》对工业机器人应用领域涉及的工作范围、典型岗位任务、职业技能、专业知识和素质进行综合分析，系统设计了1+X证书制度的实施方案和标准，为机器人工程专业实训体系的课证融通改革提供了科学合理的参考标准[8]。

（一）实训课程介绍

工业机器人编程与调试实训是机器人工程专业的一个重要集中实训环节，以工业机器人应用编程为主线，使学生在各项机器人任务训练过程中，进一步加深对工业机器人知识技能的理解和应用。先修课程包括工业机器人应用技术、电气控制及PLC等，后续课程包括工业机器人虚拟仿真、工业机器人系统集成实践等。

工业机器人编程与调试实训课程在大三上学期开设，对标的X证书是工业机器人应用编程职业技能等级证书（初级），该证书的主要要求为能遵守安全操作规范，對工业机器人进行参数设定，手动操作工业机器人；能按照工艺要求熟练使用基本指令对工业机器人进行示教编程，可以在相关工作岗位从事工业机器人操作编程、工业机器人应用维护、工业机器人安装调试等工作[8-9]。

经过先修课程的理论教学，学生已初步具有了工业机器人应用编程职业技能等级证书（初级）要求的知识储备。通过工业机器人编程与调试实训的项目训练，可进一步提升学生的能力和素质，达到获得工业机器人应用编程职业技能等级证书（初级）的要求，满足相应岗位的职业需求。在此基础上，学生通过对后续的工业机器人虚拟仿真、人机界面技术等理论课程，以及工业机器人系统集成实践、机器人专业综合实践等实训课程的学习，可达到工业机器人应用编程职业技能等级证书（中级、高级）的要求。

（二）结合证书标准的职业能力解构

工业机器人应用领域的1+X 证书标准是根据目标岗位职业能力要求制定的[10]，对照1+X 证书标准，通过对典型工作任务的过程分析，明确各工作领域的岗位任务和职业技能要求。在此基础上进行工业机器人编程与调试实训课程设计，是机器人工程专业实训体系课证融通的前提。

工业机器人应用编程职业技能等级证书（初级）包括“工业机器人参数设置”“工业机器人操作”“工业机器人示教编程”三个工作领域，每个工作领域对应的职业技能要求如表1所示。

（三）教学内容设计及教学目标提炼

将目标岗位的职业能力要求转化为课程的教学目标，是课程设计的关键环节。1+X 证书制度背景下，设计实训教学内容时应结合职业技能等级证书标准相对应的职业能力，综合考虑教学目标中知识及能力的范围、重点、难点[11]。根据对工业机器人应用编程工作任务教学目标的分析，学生主要需掌握以下几类知识点：工业机器人系统的组成和参数设置、工业机器人基本操控方法、工业机器人编程原理及常用指令等。对照工业机器人应用领域1+X证书标准，整理出工业机器人编程与调试实训课程中各实训项目的教学内容及教学目标（见表2），通过合理的课程设计，将实训教学内容与岗位工作任务对接，保证实训教学目标对职业技能要求形成完整支撑。

二、融入1+X证书元素的实训平台

在1+X证书制度下，实训体系的课证融通对传统实验室提出了改革要求，使两个证书实训体系之间实现设备衔接、实训项目衔接、考核要求衔接[12]。这就要求融入1+X证书元素的实训室能够打破课程之间的边界，成为贴近实际生产的综合性实训室，其中的实训设备应具备可重组、易集成的特性，能够在不同学习阶段，满足不同等级职业技能的实训要求。

融入1+X证书元素的工业机器人实训平台采用模块化设计，选用主流的工业机器人，搭配丰富的功能模块，只需切换功能模块即可进行不同训练任务，能够满足工业机器人知识点从入门到深入应用的阶梯式教学需求。

轨迹编程模块：该模块根据工业机器人学习要点进行设计，可以开展工具坐标示教，用户坐标示教，圆形、三角形、长方形、S曲线轨迹等练习，具体如图1（a）所示，能够让学生从基础开始学习工业机器人编程示教、关键参数配置和调试技巧，为后续学习打下基础。

激光轨迹编程模块：该模块由模拟激光器、斜面雕刻板组成，具体如图1（b）所示。工业机器人通过末端模拟激光器，按程序进行激光雕刻模拟，能够帮助学生进一步掌握坐标系的建立方法和应用技巧，并重点学习I/O配置及I/O指令。

搬运码垛模块：该模块由九宫格面板、圆饼物料组成，具体如图1（c）所示，能够模拟工业生产中搬运码垛的工作流程，通过合理建立用户坐标系并使用位置寄存器，实现精准的搬运过程。学生可以通过该模块进行灵活的码垛垛型训练，并重点学习位置寄存器、偏移指令。

料仓输送组合模块：该模块由输送带、双轴气缸、步进电机、传感器等零部件组成，具体如图1（d）所示，能够模拟工业生产中输送带传送物料的工作过程，帮助学生重点学习逻辑判断指令，并掌握传感器、输送带、气缸、电机等外围设备的连接及配置。

其他模块：工业机器人编程与调试实训课程对标的是工业机器人应用编程职业技能等级证书（初级），前述模块及实训项目能基本覆盖初级证书的知识和能力要求。然而，工业机器人应用编程职业技能等级证书（中级、高级）有更高的知识和能力要求，如机器人仿真及离线编程、机器视觉、人机界面开发等。实训平台配备机器视觉模块、人机界面模块、虚拟仿真软件等扩展模块，具备1+X证书体系实训设备衔接、实训项目衔接的能力。通过后续课程中设计的符合中级、高级证书要求的实训项目，可实现机器人工程专业完整实训体系的课证融通。

三、融入1+X证书元素的实训课程实施

融入1+X证书元素的实训课程采用以学生为主体、教师为主导的教学模式。

实训准备阶段主要包括课前预习和理论讲授。课前预习由教师提前发布实训指导书，明确项目的内容及目标，学生根据实训要求，借助网络资源预先复习前置课程中涉及的基础理论知识，学习相关新知识。理论讲授是教师根据实训项目主题，在课堂讲授知识点，指导学生分析、解决问题。此外，教师在实训开始前还应强调实训设备的相关注意事项及操作规范，以保证实训项目的安全性。

实训过程以学生为主体，每组4～5人，围绕任务目标，组内成员相互讨论，并轮流操作机器人完成编程调试工作，保证实训过程的参与度。指导教师的职责主要包括把控项目进度、确保机器人操作规范及安全、记录各成员的表现、解答成员在实训中遇到的问题等。将实训过程的主动权交给学生，尽量让小组成员自行解决问题，以培养学生的独立思考及团队合作能力，提高学生未来就业过程中需要的职业能力及自主学习能力。

最后是评价和总结环节，各小组进行集中汇报，分享各组的完成情况及心得体会，尤其是实训中遇到的问题及解决过程。由指导教师进行点评，并再次归纳该项目对应的知识点。

四、融入1+X证书元素的实训课程评价

融入1+X证书元素的实训课程评价采用多元化的考评方法，包括实操考核、理论考核、实训日记。考核方法中最重要的是实操考核，占总评成绩的60%，理论考核占20%，实训日记占20%。实操考核是根据学生任务目标的达成情况，按具体的考核指标进行打分，检验学生在工业机器人操作、外围设备连接及配置、应用编程及调试等方面的综合能力，考核指标参照职业技能等级标准设计，使学生通过项目实训，熟悉职业技能等级证书的要求和标准；理论考核是通过线上方式考查学生对实训过程中涉及的理论知识点的掌握情况；实训日记为要求学生记录每天的学习情况及心得体会，通过归纳总结，巩固学生的实践能力，教师则根据日记及日常观察，给予客观的评价。通过多元化的考核方法，加强对实训课程的监测、评估及反馈，准确反映职业岗位中知识、能力及素质的达成情况。

五、结语

1+X证书制度中“X证书”的出发点是职业岗位要求，反映职业岗位所需的知识、能力、素质等核心要素。针对工业机器人编程与调试实训课程，结合职业技能等级证书标准进行职业能力解构，并设计相应的实训项目及教学目标，有助于实现“职业能力导向”的课程设计。在此基础上，开发“模块化”的实训平台，采用“任务驱动”的课程实施方式，进行“多元化”的课程评价，将1+X证书元素有效融入实训课程，促进学生职业能力的培养，符合1+X证书制度实施的目标要求。1+X证书制度背景下，对标工业机器人应用编程职业技能等级证书（初级）要求的工业机器人编程与调试实训课程建设，为其他实训环节的课证融通设计提供了基础，为机器人工程专业实训体系融通改革创造了条件，满足1+X课证融通强化职业能力训练的需求，能够有效提升高层次应用型本科人才的培养质量。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 肖福流.基于1+X证书制度的应用型本科高校人才培养[J].教育与职业，2021（5）：27-32.

[2] 张志强，龙芸.“1+X”证书视角下推动粤港澳大湾区终身教育资历框架对接研究[J].大学教育，2021（11）：4-6.

[3] 胡峰，张巍巍，曹鹏飞，等.基于政策工具视角的长三角地区机器人产业政策研究[J].科技管理研究，2019，39（4）：174-183.

[4] 蒋庆斌，陈小艳，周斌.工业机器人行业人才需求与高职院校专业设置分析研究[J].职业技术教育，2018，39（2）：27-30.

[5] 于进亮.1+X证书制度实现书证融通的问题与策略[J].中国职业技术教育，2021（17）：53-57.

[6] 周小青，姜乐军，肖红升，等.基础性条件保障：“1+X”证书制度下的实训基地建设[J].职业技术教育，2020，41（2）：16-20.

[7] 付佳佳，郭勇，胥民尧.“1+X”证书制度下土建类专业校企协同的实践教学体系探索[J].实验技术与管理，2020，37（6）：238-242.

[8] 张大林，高科，李玫.“1+X”证书制度下工业机器人技术专业课证融合探讨[J].职业技术教育，2020，41（26）：37-40.

[9] 陈瑞发，兰虎，曹建波，等.1+X证书制度下中职工业机器人应用编程类教材开发探究[J].职业教育研究，2021（5）：34-39.

[10] 董虹星，周曙红.“1+X”工業机器人集成应用证书培训新形态一体化教材建设研究[J].实验技术与管理，2022，39（1）：204-209.

[11] 柳炽伟，景玉军，魏胜君，等.融合1+X证书的高职院校专业课程改革探索：以《汽车底盘电控系统原理与检修》课程为例[J].职业技术教育，2021，42（29）：29-33.

[12] 蒋庆斌，陈小艳，周斌.工业机器人应用领域1+X证书体系构建研究[J].中国职业技术教育，2020（23）：41-44.

［责任编辑：苏祎颖］