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【摘要】21世纪以来，我国工业机器人技术进入飞速发展阶段，在国家政策支持的背景下，工业机器人技术的人才培养尤为迫切。工业机器人技术已成为各行业的工具型技术，为切合市场对人才的需求，应从各中职类学校开始，在传统工科专业的基础上，变革人才培养模式，实现专业转型和升级。以1+X证书制度和国家技能比赛为支撑，结合专业技能型骨干学生培育和聘用制度，制定并优化工业机器人专业教学模式，采用理实一体和三元教学，是一种可实行、可发展的专业转型升级方法。

【关键词】  中职  工业机器人  专业技能型骨干学生  专业升级

一、政策和现状

1、1+X证书制度背景和意义

2019年1月，国务院印发《国家职业教育改革实施方案》（简称“职教20条”），方案中明确提出，在职业院校、应用型本科高校启动“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点工作，并对职业培训和评价提出了相对明确的要求。同年4月，教育部牵头制定了《关于在院校实施“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点方案》，部署启动1+X证书制度试点工作，随后又发布《关于推进1+X证书制度试点工作的指导意见》，对1+X相关工作做了明确说明。

该制度旨在为学生提供更全面、多元化的教育选择，学生可通过获得学历证书和职业技能等级证书，提高职业素养和职业技能水平，更具职业竞争力。

2、工业机器人的发展和趋势

1970年—1984年，工业机器人在商业化运用上发展迅猛，库卡、ABB、安川、FANUC四大家族开始全球专利布局，我国当时仅处于理论研究阶段。20世纪90年代，我国开始将工业机器人进行示范应用，之后，国家出台《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，突出增强自主创新，我国工业机器人步入初步产业化阶段。2022年，中国工业机器人保有量达到135万台，但与先进制造业国家相比，其使用密度还有较大差距。

数据显示，2022年起，我国年退休人口和新增劳动力间，存在较大缺口，2023年缺口大于一千万人，从而导致社会保障压力增加、生产力下降、人口结构失衡，大量使用工业机器人代替人工岗位乃大势所趋。

3、工业机器人在企业和学校发展不对称

工业机器人的发展由沿海向内地辐射，沿海企业居于行业一线，相比于内地中职学校，掌握着更先进的技术，目前许多内地中职学校的专业革新，还停留在口号阶段，导致企业对工业机器人技术人才的需求和中职学校培育的培育结果间存在矛盾，传统工科专业毕业生不能直接为企业所用，企业用人前需进行大量岗前培训，增加企业用人成本。

二、学校层面目前存在的问题

1、传统的专业开设过时

随着经济快速发展，传统工科专业已不能满足市场对人才的需求。为顺应时代变化，将传统工科专业转向智能制造专业群的建设已经成为必要选择。智能制造专业群涵盖更加广泛的技术领域，其中，工业机器人技术发展已成为现代工业发展的重要方向，已成为工具类专业，较于传统工科专业的人才需求也更为迫切。因此，通过专业转型和升级，让学生掌握新技术，更好地适应市场需求，提高自身的职业竞争力迫在眉睫。

2、中职生源的特殊性

中职学生生源特点主要表现在以下方面：一是普遍存在基础知识掌握不足和偏科，导致学生在后续专业学习中较难理解和应用相关知识，导致学生在专业学习中难以取得较好的成绩；二是实践能力不足，很难主动将理论知识应用到实际问题中并举一反三，达到自我提升；三是家庭环境和个人综合素质，我校统计属于留守儿童、单亲家庭此类情况学生占比超过分之四十，甚至可以说，因为家庭的不完整、父母教育的缺失，很大程度上使学生在学习和成长上更容易成为后进生，部分学生因为家庭原因对学习产生厌学情绪，导致学习效果不佳，成为“问题学生”。

3、师资力量不足

工业机器人专业开设初期在师资上将面临以下问题，一是新专业的开设需要足够量具备相应的专业知识和技能水平的教师，在专业转型初期，学校没有、或者相关师资不足，增加了落实新专业难度；二是教师行业经验和实践经验相对缺乏，面对新的课程标准，师资力量无法即时满足专业所需，可能会导致教学质量不高，影响学生学习效果和成绩。

4、课程设计难度大

在中职层面，工业机器人专业属于先进专业，在课程标准上的统一性不强，不同的学校存在不同的课程设计方案，新专业的开设需根据市场需求和学情制定相应的课程，如果课程设置不合理，将导致学生学习困难，无法满足市场需求。

5、教学设施更新的资金问题

工业机器人工作站及整体配套设施价格昂贵，一般学校无法大规模购入，但学生学习不可能凭空想象，如何实现教学设备和学生人数匹配，达到最优教学效果，是必须考虑的基础问题。

6、教学内容滞后于市场

在工业机器人进入市场初期，大家第一认识渠道多为产品说明书和技术讲解，符合中职学生学情的教材不多，针对性不强；近几年，市面上出现了大量专业相关教材，但现代技术日新月异，教材和所授内容具有滞后性。

三、教学改革

1、双向选择，选择性、选拔性组建新班

相较于中职传统工科类专业，工业机器人专业更强调综合性和实践性，中职学生进校时多以自我喜好或抱团扎堆形式选定专业，没有进行深刻专业体验。工业机器人专业课程核心以编程，硬软件调试为主，若只教授基础知识，则实用性不强，不能与人才市场要求接轨，但是，要想让学生达到较高的专业技能水平，整体难度较大，所以必须在学生爱好和学习综合能力上对其进行挑选，组建新班，因材施教，打好基础，便于逐步提升。

此等情况下，可改变分班模式。第一学期由学生意向选择专业后，同时学习多专业课程，进行专业实训和各专业职业前景规划；一学期后，由学校综合评价学生兴趣和发展潜力，结合各专业要求对学生进行分班，从而确定学生在中职阶段的专业。如此双向选择，大幅提高学生的学习激情，降低学生的厌学情绪，提高教学效率。

2、师资培训

针对师资力量上亟待解决的问题，需从以下几个方面同时入手：

（1）从现有师资里，选拔工业机器人专业教师团队，成立教研组，确立负责人，分工合作，明确责任，制定教研组工作纲要，完善教学细则。

（2）学校组织教师大量学习国家、各省市教育部门，各级学校制定的专业课程建设方案、人才培养方案。以国家1+X证书制度相关考证要求和国家技能比赛要求为指导，研究其他兄弟学校的教学模式，结合本校实际情况，确定人才培养方案和课程开设意见。

（3）为提升教师的知识储备和理论水平，学校主动联系工业机器人专业教学质量较高的高等院校，将现有教师送入培训，鼓励教师积极考取职业资格证和相应考评员证书。

（4）为提升教师的实践能力和操作熟练度，学校可与工业机器人企业进行校企合作，将学校教师送入企业一线学习，掌握企业当前技术发展情况、人才需求和专业发展方向，积累教学经验，加强与用工一线沟通，实现针对式培养，学达社会所需。

（5）以公招、临聘、企业兼职等形式积极招聘专业教师，充实师资。

（6）学校出台政策，将工业机器人师资培训提到重要地位，在职称评定和资金上充分给与支持，免除教师的后顾之忧，一心一意学与教。

3、主要课程设计

（1）岗位能力要求：

据目前工业机器人行业用人要求，可总结为以下两点。一是岗位基础能力要求：熟悉机械基础、电子电工基础、自动化控制、传感器技术、编程、触摸屏技术、计算机视觉等；二是岗位针对性要求：在不同的工业应用场景，需加入特定的行业知识，比如，汽车制造加工、电子产品生产、食品加工等，各自又需要将相关专业知识融合到工业机器人系统集成里。

（2）课程设计：

工业机器人通常靠传感器和视觉系统对周围环境进行感知，并根据内部程序设定执行相应决策，能够配置和校准各种传感器、视觉系统、设计调试相应的算法和程序，从而对整个工作站实现精确且安全的控制是作为一个专业技术人员的基本素质。由此设计前两学年课程如下（第三学年课程，由实际情况而定）：

4、教学模式

工业机器人专业实践性很强，传统课堂教学模式不再适用，在每堂课中贯彻“做中学”的思想，方能大幅提高教学效率。将传统“老师讲”转变为“学生练”，落实《教育规划纲要》，以学生为主体、教师为主导，充分发挥学生的主动性。

根据专业特征，引入工业数字孪生概念，结合工厂5S管理理念进行理论和技能学习，将专业骨干学生运用到专业技能实训中去，以优带差、老带新的传帮带方式在实训课中辅助教师培养学生。

传统课时结构不适合工业机器人专业课的实践学习周期，应将课程时间向高职类学校专业课时看齐，更改为上大课，将传统3—4节课结合为一堂，以保证教学过程的完整性，让学生能够切实掌握每个知识点，并得到即时巩固。在一堂课上完成接受新知、虚拟仿真、实际调试、掌握度评价的完整过程。

由此，设计教学环节如下：

（1）在教师进行师资培训同期，开始选拔学习能力较强、对工业机器人专业兴趣浓厚、综合素质较高的学生，组织专业技能骨干培训，通过筛选，确定优秀学生人选，上报学校同意后，聘任为学校专业技能型骨干学生，任用到技能实训课上，以点带面，发挥专业技能骨干学生在课堂上对老师的辅助教学效果和对其他学生的帮助作用，弥补师资不足带来的教学损失。

（2）由教师讲解基础技能知识和安全操作后，以专业技能骨干学生为小组长，一起组织学生到机房进行建模虚拟仿真，在操作过程中及时发现并解决问题，在操作完成后，小组长协助老师对学生进行即时评价。

（3）学生虚拟仿真评价合格后，组织学生开始进行理实一体化的硬件学习，先利用多媒体教学，进行工业机器人工作站的细节教学。教师讲解结束后，进行任务驱动教学，全班分小组完成，激发学生学习兴趣，教师和学生即时得到教学反馈，便于调整教学进度和教授细节。

（4）在学生对各部分技能知识掌握度达标后，组织学生进行系统联调，将以前所学的知识、技能，全部串联起来，并在实际的工业机器人工作站上进行应用调试，以1+X相关证书和国家技能比赛评分要求为标准，完成相应工作任务后由老师进行技能评价，并指导整改。

4、三元教学

工业机器人专业属于现代前沿科技，在国家政策支持和市场大量需求的情况下，发展十分迅猛，如果只是学校内部自我教学，闭门造车，必然无法完全贴合市场所需，所以，在师资力量和人才培养方案上必须不断注入新鲜血液。可采取结合本校教师、企业一线技术员、技能等级证书考评员或技能比赛长期裁判为一体的三元教学模式。

学习前期，由本校教师按修订好的教学模式进行基础理论和技能教学，对学生进行过程和结果评价；在学生的基础知识掌握度合格后，聘请技能等级证书考评员、技能比赛裁判员，以行业标准进行授课，提升学生整体技能水平，以考取相关职业技能等级证书为最终目标；学习末期，聘请企业一线技术员，在学生已掌握的知识技能基础上，传授行业新知识、新标准、新做法，交流行业要求、岗位要求，引导学生进行职业生涯规划，实现职业有方向，就业有目标。

四、总结

面对现代科技日新月异的发展速度，我国的工业机器人技术已经落后于人，而工业机器人早已成为各行各业的工具专业，在目前退休人口和劳动力缺口急剧增大的情况下，大力助推工业机器人行业的发展，在国家出台了一系列政策后，各学校应该积极响应，作出变革，以顺应市场对人才的需求。首先结合工业机器人前沿技术和国家政策来充实师资力量；再以学生、学校双向选择确定专业、组建新班，为专业教学打好基础；最后结合新教学模式、新课程设计，进行人才培养；在整个过程中，加入专业技能型骨干学生力量，以1+X相关证书和国家技能比赛评分要求为标准，进行教学。我校应用此种模式，前期成果已超预期，是一条可继续研究发展的专业转型之路。

参考文献：

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https：//www.gov.cn/zhengce/content/2019-02/13/content_5365341.htm

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[7]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）

http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A01/s7048/201007/t20100729_171904.html