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

陈瑞发 兰虎 曹建波 鄂世举 孙澄

摘要：当前，中职工业机器人编程教材存在企业参与开发程度低、教材内容与实际岗位要求相脱节、教材呈现形式单一等不足。1+X证书制度理应对中职教学有导向性作用，在开发专业教材时需以证书为基础。在研究目前工业机器人专业相关教材建设现状的基础上，探索将1+X证书制度融入中职工业机器人编程教材中，以多主体开发为核心，组织和完善职业性教材内容，以职业能力为本位，构建和重组实践性教材内容，以信息技术手段为依托，创新和建设时代性教材内容。

关键词：1+X证书制度;工业机器人编程;教材开发

中图分类号：G718    文献标识码：A    文章编号：1672-5727（2021）05-0034-06

为进一步适应经济社会发展和产业转型升级的需要，我国的制造业人力资源结构必须做出调整和升级，这就要求职业教育，特别是服务于区域经济发展的中等职业教育，必须改造传统专业、增设对口新专业，来满足国家战略和产业转型升级的需要。工业机器人专业正是为了适应这种变化而新增设的专业[1]。但由于该专业相应的课程体系还不够完善，培养方向还不够明确[2-3]，而且所配备的教材不能满足学生自身职业发展和就业的需求，教材内容没有涵盖相应岗位的技能要求，与职业技能等级证书中的技能标准没有进行很好的融合，不适合学生考证，所以，探索将1+X证书制度融入中职工业机器人应用编程教材编写中，可以优化教材内容，重构教材体系，加快复合型技术技能人才的培养。

一、1+X证书制度对中职教材编写的要求

1+X证书制度的实施使学历教育更好地对接科技发展新趋势、对接生产服务一线关键岗位、对接就业市场需求，弥补学历教育在针对性、先进性、适应性和灵活性上的不足[4]，但同时也对中等职业教育教材的编写提出了新的要求：第一，教材开发主体由单一向多元转变。目前的教材编写多由学校和教师为主体，这样编写的教材不能很好地总结和体现实际生产岗位所需的知识和要求，应与企业人员共同组成教材编写主体，共同开发。第二，教材内容的立足点由“知识”向“能力”转变。应根据“X”证书的标准着力于职业能力培养，要把“X”证书中的职业素养、基础知识等要求融入教材，统筹专业教学资源，深入分析职业技能等级标准，并与专业教学标准进行融合，教材的项目、任务对应证书中的工作领域和学习情境，根据证书的要求选择教材的呈现形式，使学生学习完教材即可参加考证，不需要进行额外的证书培训，促进真正的“课证融通”。第三，教材的呈现形式由传统纸质向纸媒融合转变。传统的纸质教材难以满足信息爆炸时代的学习需求，应积极利用互联网，开发数字形态的配套资源辅助于纸质教材。

二、工业机器人专业及相关教材建设情况

（一）工业机器人专业情况

随着机器人行业人才缺口的不断增大，职业教育需要培养更多的掌握机器人系统知识的应用工程型人才。全国高职院校自2015年起陆续开设机器人相关专业，至2020年，全国有25个省（市、区）704所高职院校开设此类专业。（见表1）

2018年形成的新版《中等职业学校专业目录（征求意见稿）》也提出新增工业机器人相关专业，目前浙江省开设工业机器人相关专业的中职学校共计33所（见表2）。

（二）工业机器人专业相关教材现状

到2020年为止，现有可用于职业教育的工业机器人专业相关教材共计65本（通过全国百佳出版社收集分类），教材类别分布如图1。在全部教材中，技术基础类、编程类、系统集成和智能类教材排名前三，分别有43本、12本、4本，机器人技术基础类教材占比高达66.15%。

从参与开发的主体上来看，在这65本职业教育工业机器人教材中，学校和企业作为两个主体共同开发的教材仅有7本，占总数的10.77%，企业起到参与作用的也只有2本，而剩下的56本教材都是以学校为主体开发的，占总数的86.15%。可见，在职业教育工业机器人相关教材的开发上，目前还是以学校为主体。

从教材使用层面来看，其中可适用于中等职业教育的有29本，在这29本教材中编程类教材仅3本，分别为《工业机器人编程与操作》《工业机器人基础编程与调试教程》和《机器人操作与编程——中天实训教程》。

从教材内容来看，《工业机器人编程与操作》和《工业机器人基础编程与调试教程》大致相同，其具体项目、任务及相关职业分析如表3所示。

全书均分为三部分内容，第一部分为工业机器人相关参数和基础知识讲解，第二部分内容为程序编写的相关知识，最后一部分为应用实例，该部分有TCP定点（重定位）、“华”书写现场编程、码垛现场编程、轨迹规划现场编程、产品信息读取与分拣五个任务，但并未包含其他典型企业生产实例。

《机器人操作与编程——中天实训教程》全书分为七个项目，其具体项目及相关职业分析见表4。前三个项目为工业机器人基础知识，后四个项目分别包括搬运、码垛、焊接、涂装四种机器人的综合应用，但前半部分的基础知识过于侧重工业机器人基础理论、计算基础的讲解，对于工业机器人基本操作和参数讲解略有欠缺。

从教材形式上看，三本教材均采用了“项目式”的教学模式，将全书分为相应的几个项目模块，在每个项目下分配好相应的任务。三本书均采用了大量的图片来辅助教学，如在任务的说明和讲解部分穿插了大量的图片讲解，在图片上标出操作步骤以供学生学习并操作。

三、中职机器人编程类教材存在的问题

第一，行业企业参与度较低。目前，工业机器人教材编写的主体仍然是学校，行业企业参与度较低或没有真正参与，导致所培养的人才难以满足企业岗位对技术技能人才的要求。而没有企业深入参与开发的教材最大的问题就是教材内容并不是对实际生产过程中的技能的提炼、解构和归纳，这就导致所培养的人才和人才需求相脱节。一方面，职业院校所培养的学生不能满足企业的实际需求，另一方面，企业的岗前培訓和学校教育不能形成很好的对接，这就是“产”“教”两张皮的根本原因。

第二，教材内容的职业能力培养与实际岗位和证书要求相脱节。在企业中，工业机器人的相关岗位都是需要持证上岗的，所以，证书要求必须在课程、教材中体现。而目前许多教材只是讲解了证书涵盖的部分内容，这样的教材并不能满足学生考证和就业需求。虽然近年来职业院校一直在进行教材改革创新，也引入了许多新模式，如模块化教材、项目式教材等，但这些教材并没有进行根本性的变革，只是在原有基础上加入相应的工作模块，或者把原来的教材分成几个模块，与实际岗位工作仍然是脱节的，所加入的模块并不能完全涵盖生产中的知识和技能证书标准。这仅仅是表面上的变化，只改变了教材的呈现形式而没有改变教材编排的理念。

第三，现有教材大都是纸质教材，没有相应的数字资源作为补充。对于中职学生来说，大量的文字和图片可能会让学生产生厌烦的情绪，而且图片也不能将操作的所有细节和步骤讲清楚，反而增加了教材的篇幅。此外，当前产业升级转型和产业结构变化很快，即使是选用了新出版的教材，纸质教材的更新和替换也赶不上产业发展和技术更替的速度，不能及时反映新知识、新技术、新工艺、新标准，导致所培养的人才不能满足社会对人才的知识技能和综合素质的新要求。

四、1+X证书制度与机器人编程类教材相融合的对策

（一）以多主体开发为核心，组织和完善职业性教材内容

在产教融合、校企合作的过程中，教材要充分反映产业发展最新进展，对接科技发展趋势和市场需求，及时融入新技术、新工艺、新规范，提升服务产业能力，增强专业教材的实用性[5]。促进校企合作，深化产教融合，建立并完善校企合作开发教材的“双主体”模式，是1+X证书制度落地生根的关键[6]。所以，应建立由教育部门和行业协会共同开发教材的多主体开发新模式。图2为基于1+X证书制度将证书要求融合进教材中的工业机器人应用编程类教材多主体开发模式图。由教育部门和行业协会分别从各学校和企业中挑选出骨干教师和一线员工，再与课程专家和行业专家共同组成教材编写委员会，再将证书中的技能要求、学校的学历要求和企业的岗位要求相结合，归纳出学习领域，最后制定出教材大纲。这样制定出的教材大綱有利于学生考证，真正做到了“课证结合”“书证融通”。

（二）以职业能力为本位，构建和重组实践性教材内容

《工业机器人应用编程职业技能等级标准》（以下简称《标准》）主要针对中职学生的初级证书的职业技能等级要求描述具体分为三个工作领域：工业机器人参数设置、工业机器人操作和工业机器人示教编程，在此基础上又分为八个工作任务。总体上规定学生需要遵守安全操作规范，对工业机器人进行相应的参数设定、示教编程和安装维护。

在教材编写中应充分考虑所对应的岗位职业能力，吸收、融合《标准》所要求的职业能力，根据其中的三大领域、八大工作任务构建模块化的教材知识结构体系，使教材中的模块对应《标准》中的领域，教材中的项目和案例对应《标准》中的工作任务，真正做到“课证融通”，利用教材把学生平时的专业课程学习与考证培训相结合，使学生参与考前培训时不用重复学习，只需查漏补缺，提高学习的效率和针对性。

在2019年人社部发布的15个新职业中就包括两个工业机器人的相关职业，分别为工业机器人系统操作员和工业机器人系统运维员，以工业机器人系统操作员为例，其名称、定义、主要工作任务和要求的职业技能见表5。

1+X证书制度要求学生掌握具体岗位所要求的知识、技能、素养，所以工业机器人教材在编写时应根据岗位相应的主要工作任务和证书要求的职业技能相结合来确定学习领域，再将学习领域转换成相应的学习情境，以此作为教材内容的依据。

表6为融合“工业机器人系统操作员”岗位和《工业机器人应用编程（初级）》制定的教材大纲。以工业机器人系统操作员的主要工作任务中的“按照工艺完成作业准备”为例，其相应的学习情景设计和对应证书中的职业技能要求见表7。

（三）以信息技术手段为依托，创新和建设时代性教材内容

1.教材呈现形式要符合中职学生的认知特点

中职学校学生相对来说自制力差，没有耐心，学习兴趣不高，若教材呈现形式只有大量的文字和图片讲解，则难以吸引学生注意力。数字资源虽并不能完全代替纸质教材，但这些材料可能有内置的功能或链接，可成为纸质资源的补充[7]，引发学生的学习兴趣。而且，机器人专业是一门十分注重实践的专业，若只用文字和图片难以向学生讲解操作的具体方法和注意事项，所以应针对课程的重点、难点，除了用文字和图片来表现，还可以通过增添二维码的方式，在相应的知识点旁配备一个二维码，让学生通过扫码获取机器人的运动视频，实现视频、音频等资料的即扫即得。扫码方式既调动了学生学习的积极性，也符合学生学习的心理特点，而且可以利用数字资源涵盖所有职业技能等级标准所涉及的所有知识点和内容，从而减少了教材篇幅，避免纸质版本的庞大成本，更加简洁，提高使用舒适度和速度[8]。

2.降低教材难度，提高学习效率

在教材编写过程中应充分考虑中职学生的接受程度，适当降低教材的难度，针对工业机器人相关技能证书中的初级要求来编写教材。中职学生的对应岗位是生产一线技术人员，所以教材只需涵盖基础操作知识，不需要对中高级技能进行过多的讲解。但考虑到中职学生中有一部分人要继续升学，所以教材也不能对高层次岗位的知识技能毫无涉及。可利用拓展模块中的视频资源对操作技能要求较高的岗位知识进行讲解，这样既能保证教材的难度适应中职学生，也能为继续升学的学生做好铺垫和衔接。

3.做好配套资源建设

利用信息化的手段可以将传统的依赖纸质教材的课堂教学创新为多种形式的纸质教材和数字资源相融合的新课堂。除上述二维码方式外，还可将模拟动画、教学视频、虚拟仿真等新教学形式带进课堂，通过对多种资源的整合，达到激发学生学习兴趣、活跃课堂气氛，进而提高教学成效的效果[9]。要注意与教材配套的资源建设不能过多，太多的数字资源反而会分散学生注意，对内容的重难点进行设计即可[10]，而且要注意资源的及时更新。数字资源的最大好处就是不用更换教材就可以更新教材内容，所以应注意产业动态和技术更替，及时升级配套资源。

由于產业转型升级不断加速，在教材编写过程中不仅要适应当前产业发展的需求，而且还要有一定的前瞻性，根据区域产业经济发展的特点和规律，前瞻性地规划教材内容，以适应未来的产业发展[11]。

职业教育教材与普通教育教材的开发存在差异。职业教育专业教材的开发要立足于岗位要求的职业能力，结合人才培养要求，对接职业技能等级证书，将“教材”和“考证”紧密结合起来，做到两者无缝衔接、相互融通，同时教材的难度和呈现方式均要符合中职学生的认知特点，开发多种形态的教材，提高教材使用的灵活度。

参考文献：

[1]孟凡华.第十三批新职业：新型技能人才培养的风向标[J].职业技术教育，2019（15）：1.

[2]金凌芳.职业教育信息化背景下专业课程教学资源建设的实践研究[J].中国职业技术教育，2017（8）：50-53.

[3]万云，韩亚军，吕值敏.工业机器人专业“四化一体”教学模式的构建研究[J].中国职业技术教育，2019（5）：68-71.

[4]程舒通.1+X 证书制度工作的理念、思路、难点及对策[J].教育与职业，2019（22）：25-30.

[5]曾天山，马建华.加强职业院校专业课教材建设提高技术技能人才培养质量[J].中国职业技术教育，2020（8）：5-9.

[6]徐国庆，伏梦瑶.“1+X”是智能化时代职业教育人才培养模式的重要创新[J].教育发展研究，2019（7）：21-26.

[7]USISKIN Z. Electronic vs. Paper Textbook Presentations of the Various Aspects of Mathematics[J]. ZDM Mathematics Education， 2018（50）： 849-861.

[8]BAUMANN M. Ebooks： A New School of Thought. （Cover Story）[J]. Information Today， 2010（5）：4.

[9]曾勇.基于平板电脑的移动学习课程设计与开发模式[J].广州广播电视大学学报，2013（5）：16-20.

[10]田晖，张铭命，刘波.中职数字化教材建设的探索与实践——以上海市医药学校教材开发为例[J].中国职业技术教育，2019（32）：49-52.

[11]赵昕.基于类型教育特征的职业院校教材建设思路探析[J].中国职业技术教育，2020（8）：15-19.

（责任编辑：杨在良）

Research on the Development of Industrial Robot Application Programming Textbooks in Secondary Vocational Schools Under the 1+X Certificate System

CHEN Rui-fa1， LAN Hu1， CAO Jian-bo2， E Shi-ju1， SUN Deng1

（1.Zhejiang Normal University， Jinhua Zhejiang 321004， China;

2.Jiaxing University， Jiaxing Zhejiang 314001， China）

Abstract：At present， there are some shortcomings in the teaching materials of industrial robot programming in secondary vocational schools， such as the low degree of enterprise participation in the development， the disconnection between the teaching materials and the actual job requirements， and the single form of teaching materials. The 1+X certificate system should play a guiding role in secondary vocational education， and the development of professional teaching materials should be based on certificates. On the basis of studying the current situation of the construction of teaching materials related to industrial robot specialty， this paper explores how to integrate the 1+X certificate system into the teaching materials of industrial robot programming in secondary vocational schools. With multi-agent development as the core， it the contents of professional teaching materials are organized and improved. With vocational ability as the standard， the contents of practical teaching materials are constructed and reorganized. And with information technology as means， the contents of teaching materials of the times are innovated and constructed.

Key words： 1+X certificate system; industrial robot programming; development of textbooks