工业机器人应用系统集成“五位一体”课程开发

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一、机器人专业课程改革的必要性和迫切性

1.立足实际，促进高职教育教学改革

广州工程技术职业学院工业机器人专业群为广东省第一批省级高水平专业群建设项目，工业机器人技术专业为广东省教育厅认定的省高等职业教育第一批二类品牌专业。本研究以工业机器人省高水平专业群建设为契机，从人才培养方案和课程体系的内涵建设着手，将“思政+岗位+课程+竞赛+证书”五位一体模式纳入专业人才培养体系，以思想政治教育为抓手，课程内容瞄准岗位需求，完善以学生为主体的教学方法改革，对标技能竞赛的技术技能要求，结合“1+X”证书的考核标准，有针对性地探索“五位一体”育人模式融通的课程实践，提升“三全育人”质量。项目研究为促进我省高职院校工业机器人专业“课堂革命”提供理论依据与参考，对丰富和发展高等职业教育“思政+岗课赛证”融合的课程发展理论具有重要意义。

2.该课程改革是新时代“三全育人”对高职教育的内在要求

深入学习贯彻落实党的二十大精神，坚持立德树人根本任务，把思想政治教育贯穿教学的全过程，实现“三全育人”教育目标，是新时代高等教育人才培养的应有之义和必由之路。发挥好专业课程课堂教学这个主渠道，将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，培养工科院校学生的爱国情怀，以润物细无声的方式将大国工匠精神元素融入教学中，真正满足当代高职教育的内在要求，对新时代青年高素质技能人才的培养非常有意义。本课程开发通过分析工业机器人专业课程特点，研究有效的思政元素，探索工科专业课程育人的实施路径并在教学设计中融入育人要素等进行课程改革，为工科专业开展课程改革提供借鉴和参考。课程体系思政挖掘思路如图1所示。

二、现阶段高职机器人专业课程教学工作中存在的主要问题

目前，高职院校关于“思政+岗位+课程+竞赛+证书”课程改革的研究取得了一定成果，推进了高职院校课程建设和改革的大发展，但还存在一些问题。

1.课程构建

2023年1月18日工信部等十七部门联合印发的《“机器人+”应用行动实施方案》提到：“加大机器人教育引导，完善各级院校机器人教学内容和实践环境，针对教学、实训、竞赛等场景开发更多功能和配套课程内容。”因此，应当以区域人才需求为导向，积极深入开展产教融合，开展“机器人+”应用创新实践，但对应“机器人+”形势下的课程体系尚未完善，课程改革势在必行。

2.课程融合路径

课程设置与就业岗位脱节的问题虽然已经引起各高职高专院校和社会的重视，但在课程设置的过程中，并未处理好“全面发展”与“专业发展”的关系，未与就业岗位紧密结合。因此，必须做好工学结合、校企合作、动态跟踪社会人才需求、订单式培养、校企互动、整合教育资源、编写实用教材、借鉴国外成功经验等工作，根据高职院校工业机器人专业学生的特点设置相应的课程。

3.课程改革教学实践

高职院校人才培养“重技能、轻素质”的现象比较普遍，将思政教育生硬添加到授课内容中，思政教育和专业授课呈现“两张皮”的现象，实践中出现了对教育规律把握不好、教学方法欠缺等情况。

三、课程教学改革的有效路径

对于高职机器人专业课程的设置，需要以职业岗位内容制定专业课程内容，实现岗课融合；以职业岗位知识、技能和素养的要求制定不同级别的证书等级，实现岗证融合；以技能竞赛促进课程的改革、创新和实践，课赛互促实现教学相长，实现课赛融合；赛证互补提高学生技术技能与知识面，实现赛证融合。以全员、全过程、全方位的育人理念，探索“思政+岗课赛证”综合课程改革新路。高职“三全育人”视域下工业机器人专业五位一体课程改革与探索模式如图2所示。

1.以课程思政教育为抓手，实现思政与课程融通

思政教育在教育教学工作中十分重要，需要贯穿和渗透在整个教学中。在教学中，教师往往容易忽视思政教育的方式。教师需要深入思考如何将思政元素融入专业课知识技能点中，充分挖掘可以结合思政元素的点，既需要教师有丰富的教学经验和扎實的专业学识，还需要对零散思政元素有敏锐的捕捉力，寻找合理的结合点。比如，以2022年7月25日我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接为例，我国航天事业发展蒸蒸日上，我们也为之自豪，如此成就离不开工程师们的精益求精和追求卓越品质的工匠精神，由此可以引出工业机器人专业课工业机器人应用系统集成的知识点——工业机器人快换工具的精密对接尤其需要工匠精神。

2.以岗位需求为导向，实现“岗课”融通

将校企合作作为课程开发的切入点，通过聘请行业企业专家成立的专业指导委员会及教师到企业参与实践，与企业紧密合作，实现厂中校、校中厂，在课堂中接收真实企业工单任务。整个实施过程符合学生认知规律，使学生在真实的工作场景中掌握岗位应具备的职业技能与职业素养，以此方法对课程内容进行重构。

3.以赛促学、以赛促教、以赛促训，实现“赛课”融通

根据课程标准和体系，明确教学内容、教学方法、可行的教学质量评价体系和方法，及教学资源和教学实验实训条件的保障。近年来，我校学生在省市、国家级各类职业技能大赛上屡获佳绩，特别是全国职业院校技能大赛“工业机器人技术应用”和“制造单元智能化改造”这两个赛项上都取得二等奖的好成绩。通过学生机器人爱好者协会的推动，以传帮带的模式传承优势赛项知识技能。以学生为主体，教师为主导，根据学生兴趣与喜好，充分挖掘适合学生的技能竞赛赛项。将赛项知识点和技能点解剖细分，合理融入课堂教学，积极推行新知识、新技能、新方法。考核标准进行定时更新，参照竞赛考核标准，结合岗位职业能力要求，融入职业素养考核标准，以多元化、多方位、多维度考核方式促进学生学习与实践。以学生技能竞赛促进教师自我学习突破与知识技能增长，以教师技能竞赛推动教师提高自身技能水平与教学水平，实现教学相长，“赛课”融通。参照全国职业院校技能大赛“工业机器人系统集成”赛项竞赛规程与评分标准，以课程工业机器人应用系统集成的知识技能点为例说明赛课融通模式，如图3所示。

4.1+X证书制度嵌入人才培养体系，实现“课证”融通

基于1+X证书制度的网络学习课程和可实施理虚实一体教学的若干项目，以1+X考证平台为基础，围绕赛项项目和考证任务，编写理虚实一体的校本新型活页式教材、课程标准、评价标准等教学文件。将1+X证书的考核内容融入课程评价体系中，课程内容以证书考核要求定位，证书反映课程成绩和职业水平，形成专项能力；依据考核内容，整合课程内容，制定课程标准。对照1+X职业技能等级证书标准，以专业核心课程工业机器人应用系统集成为例，课证融通知识技能体系如图4所示。

四、“三全育人”背景下机器人专业课程改革基础与目标

1.“三全育人”背景下机器人专业课程改革基础

我校2011年开设机电一体化技术（机器人技术方向），后更名为工业机器人技术专业，是全省首批机器人技术专业，2015年被确定为广东省第一批品牌建设专业，2019年顺利通过验收，2020年获批广东省高水平专业群建设项目。目前，已有实训设备价值1000多万，为课题开展提供了设备保障，学校十分重视思政、X证书培训、职业岗位教育、技能竞赛与课程整合的研究，将其列入教学内涵建设的重要工作，学院内有课程思政课题研究、1+X实训室建设、教育教改课题研究支持，也积极鼓励支持各级各类相关的科研项目申报，将各部门及学院开展教育科研的预算列入学校日常经费，予以研究人员时间上的保证，这为项目组继续开展和深化改革实践提供了良好的保障。

工业机器人应用系统集成课程开发与实践以项目为载体，基于企业真实工作任务，构建理实一体、能力序化的教学体系；融合思想政治教育与技术技能，弘扬工匠精神；教学内容包括设计基础、仿真、数字孪生和实操，实现知识、技能、能力的梯度式提升，成效显著；以提高生产效率以及产品质量为目的实现工业机器人系统集成，助力复工复产。

2.“三全育人”背景下机器人专业课程改革目标

（1）从岗位工作任务分析出发，组建行动化的学习项目，以实际生产任务小组为参照，对学生学习小组进行角色分工，以学生实际完成情况比对客户真实项目要求的差距，积极实践，缩小差距。

（2）采用项目驱动的教学策略，探索能够适应岗位需求的新型课程模式，构建以就业为导向，以职业为本位，“教学做用一体，课证赛岗融通”的教学体系。

（2）优化教学过程，改进课堂教学结构，使学生的学习以行动为主，以完成工作化的学习任务为基础，在行动化学习中积累实践经验、获取理论知识。通过大数据充分分析学生学習特点与喜好，调整教学方法与教学模式，提高教学质量，培育有效人才。

五、结语

在“三全育人”视域下工业机器人专业“五位一体”课程的构建过程中，将思政教育、岗位标准、教学方法、竞赛能力、1+X证书等理念应用到课程改革实践中；在课程改革融合途径方面，根据高职院校工业机器人专业学生的特点设置相应的课程；在课程改革教学实践中，借助互联网、虚拟仿真、数字孪生等信息化技术进行线上线下网络课程资源开发与教学实践，在具体实施时，需要根据学生的实际情况，采取差异性教学的策略，实施统一性与多样性相结合的教学方式。

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[基金项目：本文系广州市教育科学规划青年专项课题“基于1+X证书制度背景下的《工业机器人应用系统集成》岗课赛证课程改革研究与实践”（项目编号：202113671）的研究成果。]

责任编辑 陈春阳