“1+X”证书制度下高职院...以“运动控制技术”课程为例_沈金龙.pdf

DOI:1019392/jcnki1671-7341202318044“1+X”证书制度下高职院校机电一体化专业课程改革 以“运动控制技术”课程为例沈金龙1张瑞华2吴恩周1楚焱芳11南通职业大学机械工程学院江苏南通226000;2南通职业大学技师学院江苏南通226000摘要:为提升高职院校学生的实践能力，培养企业所需的技能型人才，本文通过课程改革推进“1+X”证书考核标准和专业核心课程的有效融通。以机电一体化专业为背景，将专业核心课程和工业机器人应用编程职业技能等级标准对照关联;以高级技能所对应的“运动控制技术”课程为例，结合“三教”改革，分析了现阶段教师、教材、教法在课证融通方面存在的问题。在改进课程教材方面，对照职业技能证书考核要求，将仿真和动手实操融入教材项目化案例中;在教学方法创新方面，以混合式教学法为基础，提出了开放实训室和任务积分的方法;在建设教师团队方面，鼓励推进“双师型”教师建设，提升教师的实践教学能力。教学改进策略有效促进了职业标准和课程内容的有机结合，实现了课证融通，为机电专业其他课程的建设提供了借鉴。关键词:“1+X”证书;课证融通;“三教”改革;运动控制技术中图分类号:G7101“1+X”证书制度背景2019 年国务院印发的 国家职业教育改革实施方案(简称“职教 20 条”)提出启动“1+X”证书制度试点工作，教育部等部门印发的通知中提出了通过试点深化教师、教材、教法“三教”改革和促进校企合作等。国家高度重视职业教育的发展，产教融合成为职教改革的关键。如何将高职院校专业课程内容与“1+X”证书职业技能标准融合，培养适应地区产业发展需求的技能型人才，成为迫切需要解决的问题。众多高职教育工作者从专业建设、课程建设以及教师队伍建设等多方面探索了产教融合路径1-2。此外，还从证书选择与模块划分、课程体系构建、证书教学与考核、保障条件优化等方面入手，提供了解决的思路3。第二批“1+X”证书制度试点发布了工业机器人应用编程职业技能等级证书，我校机器人技术专业和机电一体化技术专业的学生参与此证书的考核。在以往缺少设备支持的情况下，教学方法侧重于理论讲解，没有将职业技能知识融入课程中，教学模式滞后。职业技能证书反映了企业对人才实践技能的需求，学校实践教学培养的技能和企业需求的技能存在一定的差异4。为了更好地培养学生的实践能力和职业技能，探索“岗课证三融合 1+X”人才培养模式5。文章以“职教 20 条”和“1+X 证书”等文件精神为指导，围绕地区产业的发展和学生技能的提升，统筹职业技能证书制度试点工作与课程教学改革建设。从教师、教材、教法“三教”改革方面入手，通过课程建设探索课证融通，提升职业教育质量和学生就业能力。2 教学现状分析根据工业机器人应用编程职业技能等级要求，主要涉及对应专业核心课程为“电气与 PLC 控制技术”“工业机器人编程与调试”“运动控制技术”“自动化生产线安装与调试”。证书等级分为初级、中级和高级，各个等级的技能考核要求和专业核心课程的比对关联如下表所示。技能等级及专业课程对照表等级专业核心课程初级工业机器人编程与调试中级初级课程+电气与 PLC 控制技术高级中级课程+运动控制技术+自动化生产线安装调试由上表可知，职业技能等级证书初级、中级和高级分别对应了若干门专业课程，证书级别的提升对应学生综合实践能力的递增。以高级证书所关联的“运动控制技术”为例，该门课程在教改前由 40 学时理论和 8 学时实验组成。课程虽然有一定分值比例的实操考核，但实操只涉及本门课程知识，缺少载体将所学专业知识串联融合。表中的其他课程存在类似的情况，这类课程安排存在一定的局限性，不利于学生综合实践能力的提升。此外，针对证书考核内容，单独开设了若干学时的实验课。这种教学模式未能将“1+X”证书培训与课程教学进行有机融合，实际将“1”和“X”区别开来，即没有把职业技能要求融入课程标准中。将考证要求的标准与课程内容进行融合可以起到031创新教学科技风 2023 年 6 月事半功倍的效果，下面进一步从教材内容、教学方法、教师素质三个方面深入分析。21 课程内容滞后市面上有很多职业教育教材，其中不乏优秀的规划教材。选用教材要结合学校现有设备，还要考虑前后课程内容的衔接。以“运动控制技术”课程为例，该门课程是机电专业的核心课程，安排在“电机与拖动”课程和“电气与PLC 控制技术”课程之后。现阶段，“电机与拖动”课程以直流电机和交流电机为主要篇幅进行教学，对于企业应用较多的步进电机、伺服电机及驱动器介绍篇幅较少。“电气与 PLC 控制技术”课程以西门子 S7-200PLC 控制器为核心展开项目化教学，虽然理实一体的项目化教学取到了较好的效果，但 S7-200PLC 系列已停产多年，与企业和考证要求的 S7-1200PLC 存在一定的差异。“运动控制技术”课程选用的教材采用了项目式编排，内容也做到了层次递进，但缺少配套设备，无法动手实操，通过补充实验的方式进行实操练习，教学效果大打折扣。在“运动控制技术”课程前期，还需要对 S7-1200PLC 控制器和步进电机、伺服电机及驱动器进行介绍，这就导致课程学时与学习效果产生矛盾。教材内容没有及时跟进产业发展，对新技术、新设备、新工艺、新方法没有及时引进补充。教学内容的滞后是课证脱节的重要原因，对于培养复合型技能人才造成了一定的影响。因此，有必要对这几门课程进行统筹安排，结合职业技能等级证书考核要求，以近期建设的实训室硬件为基础，进行课程专业群的建设，更新优化教材内容。22 教学模式简单高职工科专业的性质决定了实践教学的重要性，学院机电专业很多课程都安排了实践教学，有条件的课程已经开展了理实一体项目化教学。传统单一实验验证结果的教法在专业核心课中运用的越来越少，相比传统教学方法，五星教学法、理实一体法、项目驱动法等教学方法逐渐成为课程教学的常规方法。各种教学法的引入激发了课堂活力，落实了以学生为中心的教学理念。虽然各门课程的教学取得了一定的成效，但课程之间的壁垒尚未打破，不同的课程还是围绕本课程开展实验实训，缺少某个综合载体或者项目中完成多门课程的实践教学。“1+X”证书考核要求学生对专业知识和技能能够融会贯通，还要拥有良好的职业素养，综合各门课程所学完成第三方评价考核。这对教学模式提出了新的要求，需要改进以往单独实践的做法，既要兼顾本门课程的知识体系，又要在综合载体中举一反三、灵活运用，完成知识的迁移。在实践过程中，还要提高任务的趣味性来调动学生的积极主动性，师生协同解决实践过程中遇到的各类问题。23 教师经验欠缺课证融通是“1+X”证书制度的关键，最终落实主体还是教师。工业机器人应用编程职业技能证书的实施对机电和机器人专业教师提出了更高的要求，需要专业任课教师具备课证融合培养的意识、方法和手段。在实操过程中遇到问题和故障时，教师能帮助学生一起分析排故、解决问题，共同达成教学目标。专业课教师虽然具备丰富的理论知识，但在职业技能方面略显欠缺，课证融通方面就存在一定的困难。究其原因:客观方面，部分教师在高校毕业后直接进入高职院校工作，缺乏在产业界工作的经历，无法把企业需要的职业技能传授给学生;学校对组织教师培训的工作不够充分，没有进行系统的培训。教师对引进的设备懂原理，但不能熟练使用，对设备所涉及的知识和技能未完全消化掌握，这样就会出现遇到报警排故困难的情况。主观方面，教师的教学理念仍然停留在“1+X”证书制度实施之前学历教育上，专业教学能力与实践能力亟待提高;对于企业制定的技能等级标准理解不充分，就无法实施课证融通，让学生在课堂完成职业技能的学习。因此，加强专业教师团队能力建设，提高教师素质变得尤为迫切。3 教学改进策略高职院校深化教学改革，结合职业技能证书考核，在教师、教材、教法方面探索创新。教材方面，结合职业技能证书要求把最新的行业标准融入课程教材，加深校企合作把新技术、新方法展现到课堂;教法方面，充分发挥学生的自主性，线上线下多途径、多方法综合运用，提升学生对实际设备的运用能力;教师方面，鼓励教师产、学、研合作，深入行业一线实践交流，提高实践教学能力。把证书要求的职业技能标准和专业课程内容在上述三个路径推进融合，就能起到事半功倍的成效。31 课程教材改进工业机器人应用编程证书考核涉及多门专业课，这里以“运动控制技术”课程为例，传统教学模式为课堂理论教学和实验教学相结合的方式。理论教学内容相对陈旧，学生学习效果欠佳。为了提高学生的学习效率和兴趣，对照“1+X”职业技能证书考核要求，基于实训室证书考核设备，将仿真和实践教学融入项目化案例中，促使学生做中学、学中做。突出知行合一，吸收运动控制产业领域的新技术，改进过程包含以下几个方面:(1)优化教学内容的设计和编排，结合实训设备，以项目化的方式编排教学案例;(2)兼顾课程的完整性，个别模块采用仿真动画等教学资源，如模块二直流调速系统仿真演示动画;(3)深入融合证书考核内容和标准，如模块五伺服电动机运动控制系统的调试是证书考核的内容之一。如图 1 所示，改进建设后运动控制技术教材内容结构。其中，模块 1 和模块 2 通过知识讲授、动画演示等多媒体为主进行项目化教学，通过两个模块的学习学生建立了运动控制系统的基本概念;模块 3 和模块 4 安排在机电专业综合实训室教学，可以在实训室完成 G120 变频器驱动三相异步交流电机、博图软件运动控制工艺轴的仿真训131科技风 2023 年 6 月创新教学练等项目;模块 5 是基于机器人设备的运动控制案例综合运用，可以在考证的设备实训室开展教学。通过课程内容的更新优化，学生达到操作设备、调试运动控制系统、设计运动控制方案等不同层次的工程能力，以更好地适应现代职业岗位的要求。图 1 运动控制技术教材内容结构32 混合式教学法混合式教学法在教学中应用的越来越多，除了线上线下、课内课外混合之外，还创新性地提供开放“1+X”职业技能证书实训室。实训室的专任教师随时为学生答疑解惑和排除故障，学生利用空闲时间在实训室自主练习，完成课程设置的小任务。课程任务基于考证要求和行业案例，从实际项目中提炼开发。在实训室完成各个任务获得课程积分的同时，学生职业技能也在潜移默化地逐步提高。开放实训室和任务积分的做法倡导以学生为中心，以行动为导向，师生协作共同完成学习任务。这种教学模式带来以下几方面的益处:(1)充分利用了考证设备。职业教育对学生的动手实践能力要求比较高，学校采购的考证设备数量有限，开放实训室能让学生根据自己的安排，把有限的设备充分利用起来，提高证书的通过率。(2)提高学生的学习兴趣。积分的累加促进了学生学习的积极性，各个任务的完成让学生获得了成就感。混合教学模式让学生主动把所学新知识运用起来，极大地提高了学习的效率。(3)提供了个性化辅导。对于先修课程的薄弱环节，学生可以通过自主练习和请教实训教师进行弥补加强。不局限性于课堂，课外也有专职教师随时指导。“运动控制技术”课程围绕职业技能标准，根据学生特点，利用现有条件以项目为载体创新了混合式教学法，有效促进了课证融通。33 教师团队建设高职院校重视学生实践能力的培养，鼓励教师深入企业实践锻炼，引进企业导师和“双师型”教师建设，目的是提升学校实践教学能力。“1+X”证书制度要求教师不仅掌握某门课程的教学，还要熟知行业最新标准和动态。为了提高教师教学水平，高职院校采取以下具体措施:(1)鼓励教师深入企业兼职。教师通过兼职了解企业对技术和人才的需求，同时也促进自身掌握新知识和新技能服务企业，再把新知识和新技能融入教学中，平衡好教学和兼职工作，更好地为社会培养人才。(2)鼓励教师参加技能比赛。技能比赛关联了行业的新设备和新技术，教师在参赛过程中了解行业最新动态，起到以赛促学、以赛促教的效果。(3)鼓励教师参与横向项目。高职院校教师具备较强的实践能力，提升实践能力和参与横向项目能够彼此相互促进，同时也支持了地方经济的发展。(4)鼓励教师定期参加培训。教师利用假期参加国(省)培等各类活动，获得教学等方面的培训。培训过程中，还能和不同院校参培教师交流探讨，取长补短，取