從德國工業 4.0看未來職業教育的發展

摘 要：未來10年，第四次工業革命將使工業制造步入“分散化”生產的時代。工業 4.0（Industry4.0）通過決定生產制造過程的網絡技術，實現實時管理。中國提出了“中國制造2025”的概念，中國的制造業要想在激烈的國際競爭中占有一席之地，那就要進行信息化人才的培養以適應新一輪工業變革。社會需要具有工匠精神的高素質人才，職業院校必須改變陳舊的人才培養觀念，不僅要培養具有多種復合型素質的人才，更要在技術技能的學習過程中將職業道德、人文素養貫穿于人才培養全過程，營造工匠精神的良好氛圍。

關鍵詞：Industry4.0 職業教育 發展趨勢

一、德國工業4.0（Industry4.0）

對于德國而言，制造業是傳統的經濟增長動力，制造業的發展是德國工業增長的不可或缺因素，基于這一共識，德國政府傾力推動進一步的技術創新，其關鍵詞是“工業4.0”。

1.工業 4.0進化過程。

1.1工業革命1.0。18世紀末期始于英國的第一次工業革命。這次工業革命使機械生產代替了手工勞動，經濟社會從以農業、手工業為主轉型到了以工業及機械制造為主經濟發展的模式。

1.2工業革命 2.0。第二次工業領域大變革發生在20世紀初期，福特公司發明了人類歷史上第一條生產流水線，通過零部件生產與產品裝配的成功分離，開創了產品批量生產的新模式，使生產效率大幅提升。20世紀70年代以后，隨著電子工程和信息技術充實到工業過程之中，實現了生產的電氣化和自動化。

1.3工業革命3.0。第三次工業革命始于第二次工業革命過程中發生的生產過程高度自動化，在一些制造環節機器人逐步替代了人類作業。

1.4工業革命4.0。第四次工業革命將使工業制造步入“個性化”生產的時代。工業 4.0通過網絡技術，對生產制造過程實現實時管理。信息物理融合系統（CPS），使所有生產設備互聯，構建“智能工廠”。作為第四次工業革命的代表，工業 4.0向實現物體、數據以及服務等無縫連接的互聯網 （物聯網、數據網和服務互聯網）方向發展。CPS連接了虛擬空間與物理現實世界，創造一個真正的網絡世界。CPS 體現了當前嵌入式系統的進一步進化。CPS可提供構建物聯網的基礎部分，并且與“服務互聯網”一體化，實現智能生產。這些技術被稱為“實現技術”，淡化了現實世界與虛擬空間的界限?！皩崿F技術”將使我們與物理現實世界之間的相互作用關系發生根本性變化。

2.“工業4.0”項目的三大主題：

2.1“智能工廠”，重點研究智能化生產系統及過程，以及網絡化分布式生產設施的實現。

2.2“智能生產”，主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。

2.3“智能物流”，主要通過互聯網、物聯網、物流網，整合物流資源，充分發揮現有物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

二、工業 4.0對職業教育發展的影響

德國在雙元制的教育體制下，職業教育大學和技術學校與企業界深度合作，職業教育大學和技術學校給予學生的是有效的現代最新技術，而不是老舊的技術，學校和業界、公司真正地合作幫助學生學到最新的技術，使他們掌握的技術和知識能夠讓他們受益終身。這樣的終身學習和受益終身的技術，對于學生未來迎接工業4.0是一個很好的準備。德國職業教育聯盟主席Wolfgang Reuter提出：“職業教育的未來應面向數字化”。越來越多企業和員工喜歡使用數字化媒體來學習，移動通信終端和平板電腦等設備將越來越多地應用于網絡學習和混合式的學習。遠程教學、工作場所學習和非正式學習也將得到越來越多的關注。

1.人才培養目標和方式將發生較大轉變。在德國提出技術創新的“工業4.0”的同時，中國提出了“中國制造2025”的概念，中國的制造業要想在激烈的國際競爭中占有一席之地，那就要進行信息化人才的培養以適應新一輪工業變革。社會需要具有工匠精神的高素質人才，職業院校必須改變陳舊的人才培養觀念，不僅要培養具有多種復合型素質的人才，更要在技術技能的學習過程中將職業道德、人文素養貫穿于人才培養全過程，營造工匠精神的良好氛圍，讓學生在獲得工具性知識和過硬的專業技能的同時形成良好的職業素養和敬業精神，并將這些品質內化于心、外化于行。

1.1人才培養目標。人才培養目標應從三個層面來考慮：（1）學生層面。培養目標應主要面向區域經濟建設，服務企業。培養與社會要求相適應的，能滿足生產、建設、管理和服務第一線需要的，具有良好的職業道德和敬業精神的，掌握企業和社會所需的系統基礎知識和具備技術操作與服務能力的工匠型人才。（2）企業層面。培養目標應通過專業建設和發展，使畢業生成為受企業歡迎工匠型人才。（3）社會層面。培養目標應通過專業建設和發展，使專業具有較大影響力和知名度，得到社會公認。

1.2人才培養模式。人才培養模式將向“工學互動、互聯網+虛擬仿真”的人才培養模式轉變。（1）改革人才培養模式。在原有的“項目教學、實境訓練、崗證合一”人才培養模式的基礎上進一步改革，依托訂單培養實行“工學互動、互聯網+虛擬仿真”產學一體的人才培養模式。大力推進訂單班培養規模，建立校企合作、工學交替人才培養過程。（2）改革教育教學模式。在原有的理實一體化教學模式、情景案例教學模式的基礎上，進一步改革教育教學模式，建立“互聯網+專業”教學平臺，教學平臺提供豐富的教學資源，教學資源隨著職業崗位的發展不斷更新。構建以學生為主體、以老師為主導、以就業和持續發展為導向的教育教學模式，在“互聯網+專業”教學平臺下，實施“以學生為主體”的課堂教學模式，其教學過程突出學生通過“互聯網+學習活動的設計、組織和學習行為的調控”，充分利用現代互聯網和移動通訊技術，利用各種網絡和移動終端設備（電腦、平板、手機）突出在教師指導下的學生自主學習，將學習指導納入教學任務。教師課堂講授核心專業知識，學生根據核心專業知識要求，在線上進行專業拓展學習，教師線上提供答疑和指導。

2.構建矩陣式課程體系，學生知識與技能結構多元化。隨著“工業4.0”及“中國制造2025”時代的到來，我國的經濟結構也面臨轉型，企業、工廠的生產線也將進行新的調整和融合，一批面向物聯網、大數據的職業將會出現在市場上，這對職業學校的專業建設提出了新要求，根據當前和未來的市場需求設置專業、學科，改變以往專業、學科劃分過細、單一，各專業工種之間存在壁壘的局面，建立起不同學科、專業之間綜合知識與技術結構系統，無法使學生形成多元化知識與技能結構，不能在未來的就業市場中脫穎而出。

根據《普通高等學校高等職業教育（?？疲I目錄（2015年）》（以下簡稱《目錄》），每個專業都有相關專業方向或專業群，如汽車營銷與服務專業有兩個專業方向：汽車整車及零配件銷售（即汽車營銷）與二手車鑒定與評估。專業方向有很多課程是一樣的，為了便于教學管理和人才培養，在課程體系建設中，按專業知識體系構建課程模塊，不同專業方向選擇不同課程模塊構建課程體系。在工業4.0時代有一種矩陣化生產流程管理，這種流程管理能適應個性化需求?，F代職業教育在專業建設中也可采用這種方法構建“矩陣化”專業課程體系。每個專業課程模塊與實際工作崗位需求結合，理論教學與實踐操作一體化，虛擬仿真與真實環境一體化，通過互聯網+專業教學平臺來實現專業教學流程管理與控制。專業方向課程模塊，可在矩陣中按照需要進行模塊組合，如同汽車流水線組裝汽車一樣，不同的專業方向的課程體系由不同的專業模塊課程組成。只要我們建好專業模塊課程，無論就業的崗位如何變化，我們都能較快地選擇相應的專業課程模塊構成新的專業課程體系。提高教學的適應性。

該模式可應用于各個專業群的課程體系建設。

3.雙師型教師隊伍是職業教育發展的關鍵。 “工業4.0”及“中國制造2025”時代意味著制造業與互聯網將會進行深度融合，意味著職業院校的教師要加強對新理論的學習，加強使用新技術對學生進行知識和技能授課的能力，保持終身學習的熱情和動力?！肮I4.0”及“中國制造2025”時代下的職業教育更需要雙師型的教師，既要從事教學活動，著書立說，又能進行生產實踐，解決生產一線的各種技術問題。

三、虛擬仿真實踐教學體系構建

“虛擬仿真”技術在現代制造業中越來越受到企業重視，通過虛擬仿真再現生產加工過程，對照需求不斷修訂生產加工過程，最終得到生產效率和效果最好的生產加工過程，再在實際生產加工中應用，減少了企業生產試驗和員工培訓成本。在我們的教學中， 建立“互聯網+”專業虛擬仿真實訓中心，是為了把專業中的技術類課程的實訓教學與營銷管理類課程的實訓教學相結合，進行綜合實訓，以便更好地培養具備一定綜合技能的復合型人才?！疤摂M仿真”的核心是“仿真”，根據企業生產實景和生產實際要求，建立仿真生產程序，并根據實際生產要求不斷調整和修正，直至與實際生產要求完全一致，學生在這樣“虛擬仿真”的實訓設備和場景中進行操作訓練?！盎ヂ摼W+”專業虛擬仿真實訓中心由兩大板塊組成：仿真教學軟件+仿真生產現場。

1.仿真教學軟件。借助互聯網技術，學生在網絡和移動終端設備上學習真實的企業生產流程和管理文件，教師在教學平臺上可以管理和對學生提供學習支持，教學軟件應具有考核功能，學生可以實時了解自己掌握的程度。

2.仿真生產現場。學生在仿真的工作現場中，將學習掌握的生產流程知識和技能進行實景再現，通過多次的學習訓練，使學生的知識和技能達到企業要求。建設“互聯網+汽車營銷與服務”虛擬仿真實訓中心，要依托知名品牌汽車校企共建“互聯網+校內實訓基地”。根據汽車行業相關品牌的環境布局，根據對汽車行業前市場、后市場的相關行業準則，放置一般性辦公用品，通用性裝修效果，由于每個品牌的顏色，布局，車型各有特色，為了方便教學，實訓中心運用虛擬現實技術，在多媒體移動大屏上展示，加上高度仿真的實訓設備（例如：模擬方向盤、模擬手柄、模擬油門、剎車、模擬檔位裝置），讓學生充分的體會真實汽車服務工作的每個流程，讓學生與計算機，學生與學生、學生與教師之間進行互動教學。

四、互聯網+創新一體化教材

教材的建設應充分體現現代科學技術的應用，開發“互聯網+創新一體化教材”，教材與教學資源一體化，利用二維碼技術+移動通訊終端，將微課、企業案例、線上考核等課程資源與教材鏈接起來，在數字化校園中學生可以利用無線移動終端（筆記本電腦、IPAD、手機）進行學習，教師課堂上可以引導學生利用手機掃碼登陸教學平臺資源庫學習案例及線上考核測試。

參考文獻：

[1]Dr Thomas Ohlenbostel，《工業4.0的概念與工業4.0的應用》講座， 2016.10

[2]Mr Christian Schernthaner（德馬吉國際開發部主任），《關于使用工業4.0工作的變化趨勢》講座， 2016.10

[3]Dr Johan Glas （慕尼黑應用技術大學工程系副主任），《工業4.0在培訓教育的應用策略及跨學科課程的設置》講座， 2016.10

[4]Dr Christa Spengler-Rast（CSR企業人力資源咨詢公司及高級咨詢師），《由于工業4.0工業需求產生的職業培訓挑戰》講座， 2016.10

[5]Mr thoma Redeker，《工業4.0及其對職業培訓教學法的影響》講座， 2016.11

作者簡介：李剛（1963.05—）男，漢族，河北獻縣人，副教授，大學本科，從事工商企業管理和汽車營銷管理研究。