“三教改革”和“1+X”证书背景下工业机器人应用编程一体化课程教学改革研究

曹昌仁

（江西旅游商贸职业学院机建分院，江西南昌 330100）

1 引言

教育部下发的教职成司函〔2019〕89文件中将“工业机器人应用编程”与“1+X”证书规划为课证融通课程[1]，从而实现文凭与技能双丰收。在“三教”(教师、教材、教法)改革中，首要的是教师改革，所谓的教材与教法都需要教师去实施。教师不是指某一个人，而是一个教学团队，每位教师都必须具备“双师型”素质，这样才能构建专业的教学体系，课程才能在不同教师之间完美衔接。工业机器人应用编程课程的教法与教师的风格和学校硬件设施息息相关，教材与教法都必须紧跟企业岗位需求进行专门化的教学。

2 双背景下一体化课程内容的划分

当前，在很多高职院校中既有三年制高职生，也有五年制大专生，甚至还有三年制中职生（中职对应初级，高职对应中级）。所以不论从课程划分，还是从循序渐进的学习过程来讲，工业机器人应用编程课程都要由“1+x”证书初级学习至中级学习。教学方法采用项目驱动任务式教学，将企业岗位需求和知识点相衔接。如图1是初级和中级的项目划分。

每个项目又划分为多个任务，如初级里的项目六（工业机器人绘图应用）可以分为三个任务：任务一坐标系标定及绘图；任务二基于工件坐标系变换的绘图；任务三使用坐标系转换指令绘图。对应企业岗位：汽车玻璃涂胶、激光按规定图形切割等。中级里的项目四（工业机器人视觉分拣应用编程）可以分为三个任务：任务一相机安全区域设置；任务二工件现状和颜色识别；任务三基于视觉识别的工件分拣。对应企业岗位：来料（物）按颜色分拣、来料（物）按现状分拣和来料（物）按位置转换角度分拣等。

为了让学校与企业能实现全方位对接，以满足企业需求，我们还会在课程教学中聘请企业人员讲解企业文化及企业对专业的需求[2]。有条件的项目采用与企业岗位相同的教学环境，没条件的项目采用虚拟仿真的教学模式，使学生感受到比较真实的任务实施体验。

3 完成一体化改革的步骤

2020年9月，国家推出职业教育“提质培优”计划。教学质量的提高是高职院校的发展目标，学生的进步和发展是评判教学的有效性指标，教师要求在有效的时间内综合提高学生的学习成效。成效的标准之一是可以通过“1+X”考证的通过率来检验。

教师的改革是教学团队建设的重要内容，以立德树人、构建专业体系为改革核心。“双师型”教师培养是关键，团队的技能基础一定要牢固，才能更好地完成项目建设。再好的技术都离不开教学的基础设施，因而教学设备是必不可少的，正所谓“巧妇难为无米之炊”，教学的工、量具及设备是展示技能的桥梁，活页式教材如同是桥上的分界线，教学方法如同是桥上的道路灯。所有的建设改革都要转化为教学成果，能否出成果，需要自我诊断和不断完善，如此才能实现一个良性的、有序的、可复制的大循环，如图2所示。

图2 一体化改革的步骤

4 教学实施

对于“三教改革”，教材上，采用与“1+X”考核对应的教材；教法上，采用教师的教、学生的学与做相结合，通过理论与实践考核双重把关的方式；作为主讲教师，也应通过直接到企业培训、国培等多种方式相结合掌握操作工业机器人相关技能和职业资格。

为了使学生循序渐进地掌握工业机器人现场编程及相应的操作，在教学过程中把课程编排为四周半的学习进程，如图5所示，前四周是相关知识和技能掌握，后半周是针对“1+X”考证进行实操练习，理论题是随机选一百个客观题，每题一分，60分及格，实操题是由两个项目组成（或一个大项目），共60分钟完成，60分及格。

图3 四周半的学习划分

在四周半的学习中，每个任务都有相应的技能要求。如任务3.3中包括：①根据情景任务要求，能够独立编制搬运、装配、码垛、涂胶等工业机器人技能操作的程序；②根据情景任务要求，能够独立编制搬运、装配、码垛、涂胶等综合流程的工业机器人技能操作的程序；③根据情景工艺流程调整要求，能够对搬运、装配、码垛、涂胶等工业机器人应用技能操作的程序进行调整。每个任务需要掌握的技能点是相当重要的。因此在课堂上要求学生结合自己掌握的知识通过工业机器人实践操作或ROBOTSTUDIO软件把操作过程通过视频的形式展现出来，熟练相关技能点。同学间相互分享操作视频，还可以起到相互学习的作用。

5 改革成效

在机器人应用编程的操作中，由于设备数量有限，不能保证每位同学同时操作，并且学生初次操作会出现不可预知的操作错误，对此可以进行学生分组，保证每位学生都能进行计算机仿真或离线编程，各小组成员轮流操作机器人工作台。在实施一体化教学改革后，此课程可以由两位教师同时授课：一位保障机器人设备正常操作；另一位保障ROBOTSTUDIO仿真软件正常操作。

学生的考核量化要与“1+X”证书进行衔接。考核要点包括绘图准备恰当及功能完善、搬运准备恰当及颜色抓取正确、职业操作规范及服从安排、不要有违规操作；考核要求包括设置合理、操作规范、移动准确、安全整洁、无碰撞损坏，各项技能得分要求分配合理，明确评分细则。

6 结语

工业机器人应用编程课程主要培养学生的虚拟仿真能力、编程能力和实践操作能力，尤其是培养学生的安全意识。在一体化课程改革中，结合我院实际情况，在教师培养方面，通过参加国培项目、不定期参与企业实践，将最新的技术、工艺和生产理念带入课堂；在教材选定方面，以“十四五”规划教材、“1+X”证书专用教材和校本讲义相结合的方式，注重以学生为本，学校软硬件设施相辅相成；在教学的改革方面，全面实施一体化教学改革，打破过去的理论课教师和实践课教师相分离的模式，全面发展具有“双师型”素质的教师，对学生进行分组教学，各小组之间相互促进，形成学生之间相互竞争的学习氛围。

“1+X”证书对专业人才培养提出了更高的要求[4]。本课程重构了过去的离线编程和现场编程，由于目前同一证书下有多个企业不同的系统，如“工业机器人应用编程”就有FANUC、安川、华数和汇博等，为让学生能够胜任岗位需求，教师要了解企业发展和市场变化的同时还要让学生清楚各种机器人之间的特点及应用场合，为高职院校工业机器人专业的高素质技能型人才培养提供参考。