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

莫海城 歐秋菊

作者簡介：莫海城，1981年生，廣西蒼梧人，工程碩士學(xué)位，高級講師，主要研究方向為高職教育研究；歐秋菊，1981年生，廣西玉林人，高級講師，主要研究方向為教務(wù)管理。

摘 要：我國以工業(yè)機器人為代表的工業(yè)設(shè)備發(fā)展勢頭迅猛，“1+X”證書制度也要求基于崗位能力推進“X”證書與技能競賽相融合，相關(guān)“崗課賽證”綜合育人機制趨于完善，但工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用賽項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)機器人“1+X”證書及工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用競賽現(xiàn)狀，梳理工業(yè)機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、以分任務(wù)方式完成項目開發(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，并對接企業(yè)崗位能力要求。

關(guān)鍵詞：“1+X”證書；工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用；職業(yè)技能競賽；教材建設(shè)

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）09-0106-04

自“工業(yè)4.0”概念提出以來，我國以工業(yè)機器人為代表的工業(yè)設(shè)備發(fā)展勢頭迅猛。工信部等十七部門聯(lián)合印發(fā)的《“機器人+”應(yīng)用行動實施方案》中提出，到2025年，制造業(yè)機器人密度較2020年實現(xiàn)翻番。［1］隨著越來越多企業(yè)引入工業(yè)機器人協(xié)助生產(chǎn)，與工業(yè)機器人相關(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日召開的全國職業(yè)教育大會提出：“加快構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系，要一體化設(shè)計中職、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、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于推動現(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”綜合育人機制，按照生產(chǎn)實際和崗位需求設(shè)計開發(fā)課程，開發(fā)模塊化、系統(tǒng)化的實訓(xùn)課程體系，提升學(xué)生實踐能力。［3］高職院?！半p高”建設(shè)要求之一是參加技能比賽并獲獎，因此全國職業(yè)院校技能大賽就成為了各高職院校爭奪技能獎項最激烈的競技比賽，很多院校為了獲得好的等次不惜下重本進行訓(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“X”證書與技能競賽相融合。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)驗發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用賽項尚未有足夠成熟的教材，多是依靠專業(yè)教師的個人能力以及相關(guān)經(jīng)驗，依據(jù)比賽相關(guān)內(nèi)容對學(xué)生進行訓(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)機器人崗位所要求的工作能力、工業(yè)機器人“X”證書考核內(nèi)容與工業(yè)機器人技術(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，并對接企業(yè)崗位能力要求。

一、工業(yè)機器人“X”證書考試及工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用競賽情況

技能大賽對職業(yè)教育教學(xué)發(fā)揮著引領(lǐng)與促進作用，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，但是這樣的選手數(shù)量較少；而報考“X”技能等級證書的學(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”技能等級證考核制度打造一套既可以滿足大多數(shù)學(xué)生報考“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備。

（一）工業(yè)機器人應(yīng)用編程考證概況

工業(yè)機器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書作為工業(yè)機器人技術(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)生報考較多的證書。該證書的考核內(nèi)容為工業(yè)機器人編程、安全生產(chǎn)意識、工業(yè)機器人操作運維及安裝調(diào)試，以此有效考查學(xué)生的專業(yè)技能。

如某公司負責制訂發(fā)布的《工業(yè)機器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級標準》（2021年2.0版）面向職業(yè)崗位（群）安排了工業(yè)機器人及系統(tǒng)操作編程、安裝調(diào)試、運行維護等崗位，可以從事工業(yè)機器人系統(tǒng)操作編程、離線編程及仿真、工業(yè)機器人系統(tǒng)集成與維護等工作。根據(jù)該標準，工業(yè)機器人應(yīng)用編程技能等級分為三個等級：初級、中級、高級，高級別涵蓋低級別的職業(yè)能力要求。根據(jù)北京某科教有限責任公司主導(dǎo)的工業(yè)機器人應(yīng)用編程考證情況來看，目前高職院校在校生主要報考初級和中級的“X”證書。這兩個等級證書中，初級較為簡單，考的學(xué)生較多；中級的難度有所增加，對技能的要求也更高，報考的學(xué)生相對少一些，通過率相對低一些。本文主要分析初級和中級的考核內(nèi)容及相關(guān)情況。［4］

在工業(yè)機器人應(yīng)用編程“X”技能等級證書中，初級對技能的要求主要包括工業(yè)機器人參數(shù)設(shè)定、手動操作工業(yè)機器人、使用基本指令及示教編程、工業(yè)機器人的應(yīng)用維護及安裝調(diào)試等內(nèi)容，該等級證書對接的企業(yè)崗位主要為機器人調(diào)試工程師。這一崗位對能力的要求包括：使用機器人進行軌跡編程（如涂膠、搬運等）、機器人及周邊設(shè)備的調(diào)試、配合完成工業(yè)機器人的調(diào)試及排除故障。中級證書對技能的要求則在初級的基礎(chǔ)上進一步提高，增加了工業(yè)機器人及常用外圍設(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。該等級證書對接的企業(yè)崗位范圍進一步擴大，包括機器人編程與維護工程師、PLC工程師、高級機器人調(diào)試工程師等，這些崗位對技能的要求包括工業(yè)機器人的聯(lián)動調(diào)試及系統(tǒng)配置、工業(yè)機器人編程、工業(yè)機器人硬件安裝及故障處理、工業(yè)機器人的選型及仿真、PLC編程等。

（二）工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用比賽內(nèi)容及對接的崗位

工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用比賽技能要求較“X”證書考核內(nèi)容更高，該項目的比賽內(nèi)容主要涵蓋機械與電氣安裝調(diào)試、視覺系統(tǒng)編程調(diào)試、工業(yè)機器人系統(tǒng)編程和調(diào)試、工業(yè)機器人系統(tǒng)模塊調(diào)試、系統(tǒng)綜合編程調(diào)試等五個主要工作任務(wù)。其比賽內(nèi)容主要細分為設(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)品的入庫和出庫流程等。比賽要求選手能進行工業(yè)機器人的機械安裝，進行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。從技能達到的水平上來看，其對接的企業(yè)崗位包含機器人調(diào)試工程師、PLC工程師、工業(yè)機器人應(yīng)用開發(fā)工程師、工業(yè)機器人高級調(diào)試工程師、工業(yè)機器人測試工程師等多個與工業(yè)機器人相關(guān)的工作崗位。

二、工業(yè)機器人賽證融合教材建設(shè)的需求導(dǎo)向

結(jié)合上述對“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)機器人賽項與“1+X”工業(yè)機器人應(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)的同時適當提高要求，適應(yīng)比賽訓(xùn)練的同時還要以企業(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)認可。

教材中的技能訓(xùn)練難度應(yīng)循序漸進由簡單到復(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)練的評價體系方面，以比賽的考核作為主線，以“X”考證的評價標準為依據(jù)，并融入企業(yè)在技能方面的用人標準，細化每一個操作步驟，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)以完成簡單的獨立工作任務(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、考證以及實際工作場景，通過不同的案例呈現(xiàn)不同的實際工作場景。

三、賽證融通實訓(xùn)教材設(shè)計及路徑

（一）融合賽證考核內(nèi)容

筆者通過分析工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用比賽技能要求、崗位對接情況、工業(yè)機器人應(yīng)用編程考證內(nèi)容，以及考核細則，考慮將其與技能進行相融合建設(shè)一套實訓(xùn)教材，使學(xué)生訓(xùn)練時有教材可依據(jù)，并可以讓更多的學(xué)生參與到以技能競賽訓(xùn)練為標準的訓(xùn)練中。而教師在選拔備賽選手時，也能因材施教、優(yōu)中選優(yōu)。編撰教材時，所融合的內(nèi)容及技能點如表1所示。

表1 工業(yè)機器人賽證融合實訓(xùn)教材編寫的知識內(nèi)容及

技能要求

實訓(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)方式完成項目開發(fā)既方便又效果顯著。在“X”證書考核和工業(yè)機器人的比賽等應(yīng)用場景中，PLC編程及聯(lián)調(diào)都是考查的重點和難點。比賽中PLC相關(guān)試題基于西門子S7-1200，該型號設(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。教材可選擇某一任務(wù)點，以其為主線設(shè)計相關(guān)的實訓(xùn)案例作為訓(xùn)練項目，每個項目中包含2—4個編程指令的使用案例，采用“任務(wù)要求—知識運用—任務(wù)實施”的順序完成實訓(xùn)案例的PLC編程。

在技能訓(xùn)練方面，可依據(jù)工作任務(wù)分解知識點，將拆分的知識點設(shè)計組合為具體案例項目，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)計開展實訓(xùn)。任務(wù)書中的案例項目以比賽內(nèi)容、“X”證書考核內(nèi)容為主，并結(jié)合實際應(yīng)用增加訓(xùn)練任務(wù)點。技能訓(xùn)練宜循序漸進，如其中坐標系標定的操作較為簡單，可以通過設(shè)置不同的坐標系、工具的抓取等進行訓(xùn)練，讓學(xué)生通過調(diào)用方式進行驗證達到掌握的目的。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所編寫的程序是否成功，最后進行工業(yè)機器人電氣連接，實現(xiàn)PLC通信。工業(yè)機器人應(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，圍繞對應(yīng)的工作任務(wù)來設(shè)計訓(xùn)練策略。同時，增加不同工作任務(wù)點比如搬運、繪圖、涂膠等方面的內(nèi)容以完善學(xué)生知識架構(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目，全方位地訓(xùn)練學(xué)生的技能，促使學(xué)生將理論知識付諸于實踐當中。

（三）多路徑組建課程資源

本賽證融合教材側(cè)重于知識點與技能實訓(xùn)相結(jié)合，屬于信息化類型的教材，因此編纂教材時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)通平臺發(fā)布，課程資源建設(shè)中以項目進行區(qū)分，在每個項目對應(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)平臺中的“考試”欄目上傳上述所編制的試卷，在需要測試時即可進行發(fā)布。學(xué)生除了根據(jù)指導(dǎo)教師的現(xiàn)場演示開展操作學(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行學(xué)習(xí)，從而減輕對教師實時教學(xué)指導(dǎo)的依賴度。

1.課件及圖片資源的呈現(xiàn)

基于實訓(xùn)課程的特點，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識。因此在編纂教材的過程中，每個知識點除必要的文字描述外，還加入大量的圖片，并盡可能精簡文字闡述部分，比如示教器參數(shù)設(shè)定、坐標系標定等其界面及參數(shù)的設(shè)定均用圖片進行展示。而對每個知識點的實訓(xùn)操作部分，則用圖片展示每一個步驟，做到與實際操作無差別，簡潔直觀明了。課件制作方面，確定好每個知識點，分析其中知識點應(yīng)達到的目標，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)

對實際操作中不易用文字描述的步驟可以通過視頻的方式進行展現(xiàn)。本教材在編纂過程中對每個知識點、技能點、任務(wù)點進行相關(guān)視頻拍攝，制作成微課。微課圍繞著知識點、操作步驟展開，畫面清晰，特別對細微的地方進行放大及特寫處理，便于觀看。同時在微課中配置字幕，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行同步操作，進行操作正確性驗證，最后再經(jīng)過具體任務(wù)考核來達到掌握技能的目標。

3.試題庫及實訓(xùn)項目的呈現(xiàn)

試題圍繞著工業(yè)機器人技用比賽及“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。實訓(xùn)項目部分包含學(xué)生所訓(xùn)練的所有項目，以任務(wù)書的形式進行編制，每一份任務(wù)書均配備對應(yīng)的評分表，所有任務(wù)書面向師生發(fā)布，學(xué)生在訓(xùn)練時可以下載使用。

在“工業(yè)4.0”概念提出的大背景下，筆者及所在教學(xué)團隊嘗試將企業(yè)工業(yè)機器人工作崗位能力要求、工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用賽項和“1+X”工業(yè)機器人應(yīng)用編程技能等級證書的考核內(nèi)容進行相融合，建設(shè)新的“賽證一體”實訓(xùn)教材，以期有效解決“賽、證”相互獨立的培訓(xùn)模式存在的弊端，讓更多的學(xué)生接受比賽項目層次水平的技能訓(xùn)練，有效提高實踐水平，使訓(xùn)練的技能也更貼合企業(yè)崗位需求；學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)，通過工業(yè)機器人應(yīng)用編程的考證之后就可以直接考“X”證書的中級證，更好地提升就業(yè)技能和就業(yè)競爭力；教師可以從更多的受過專業(yè)訓(xùn)練的學(xué)生當中擇優(yōu)，來充實備賽選手的儲備。而在訓(xùn)練過程中，有了這本教材，教師可以節(jié)省時間成本，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，提高訓(xùn)練質(zhì)量。

參考文獻

［1］工業(yè)和信息化部、教育部、公安部等十七部門發(fā)布《“機器人+”應(yīng)用行動實施方案》［EB/OL］.https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2023-01/19/content_57

38112.htm.

［2］肖盼希.“崗課賽證”融合視域下高職會計教師能力提升的路徑探索［J］.中外交流，2021（6）：1250.

［3］中共中央辦公廳 國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》［EB/OL］.https：//www.gov.cn/gongbao/content/2021/content_5647348.htm.

［4］董虹星，周曙紅.“1+X”工業(yè)機器人集成應(yīng)用證書培訓(xùn)新形態(tài)一體化教材建設(shè)研究［J］.實驗技術(shù)與管理，2021，39（1）：204-209.

注：本文系2022年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目“職業(yè)院校機電一體化技術(shù)（機器人應(yīng)用方向）專業(yè)‘崗課賽證綜合育人的研究與實踐”（GXGZJG2022B017）研究成果。

（責編 羅異豐）