第四次工業革命背景下的職業教育改革

郝人緣 吳雪萍

摘 要 第四次工業革命以人工智能、無人駕駛和3D（三維）打印等技術為代表，正在引領世界各國生產方式和生活方式的變革。此輪工業革命驅動制造業向智能生產轉型，由此帶來對工業人才培養的全新需求。為順應時代潮流，轉變經濟發展方式，我國制定了《中國制造2025》。新一輪科技革命和我國制造業發展戰略的實施都需要復合型人才、創新型人才、智能型人才和生態型人才。為此，肩負人才培養重任的職業教育應該從調整培養目標、改革培養模式、創新教學方式、重構專業體系和重組課程內容等方面滿足經濟發展新需求。

關鍵詞 第四次工業革命；制造業轉型；職業教育；人才培養

中圖分類號 G719.2 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219（2018）28-0012-05

一、第四次工業革命對職業教育的挑戰

2011年德國政府在漢諾威工業博覽會上正式提出“工業4.0戰略”，2013年發布“工業4.0的實施建議”（Recommendations for Implementing the Strategic Initiative Industry 4.0）。該建議旨在通過信息物理生產系統（Cyber-Physical System， CPPS）和物聯網技術（Internet of Things， IOT）提高制造業效率。其中，前者“由數字化的智能機器、倉儲系統以及生產設施構成，能夠實現基于ICT的端到端一體化——從入場物流到生產、營銷、出貨物流和服務”[1]；后者是傳感器、存儲技術、云計算等互聯技術連接人、物與網絡，實現萬物互聯。此后，“工業4.0”概念席卷全球并逐漸拉開了“第四次工業革命”的序幕，世界各國先后發布了迎接新一輪工業革命的“再工業化”戰略，如《英國工業2050戰略》《新工業法國戰略》《日本制造業再興戰略》等。

科技革命主要通過生產技術的不斷進步、勞動者素質和技能的不斷提高，勞動手段的不斷改進，來提高勞動生產率[2]。第一次工業革命改進了輕工業的傳統生產方式，第二次工業革命帶來了重工業領域組織形態的變化，第三次科技革命則借助信息技術推動了人類生產方式和生活方式的徹底性改變。在2016年世界經濟論壇上，與會專家將第四次工業革命定義為“集合物聯網、3D打印、機器人、人工智能、大數據等融合技術（納米技術、生物技術、信息技術和認知科學）發展的智能型信息物理系統所主導生產的社會結構性變革”[3]。“智能化”是第四次工業革命對中國工業最重要的影響和最本質的要求。在工業4.0的藍圖中，制造業將完全實現智能工廠、智能生產、智能物流和智能服務，即從設備、生產、運輸到服務的全面智能化。智能工廠利用現代數字制造技術、計算機仿真技術和物聯網技術等實現工廠設備的網絡化、“自省化”（根據產品生產過程的變化自動調整）；智能生產借助3D打印和工業機器人等技術設備實現產品生產的個性化、定制化和自主化，滿足消費者多樣化的需求；智能物流通過物聯網和互聯網等網絡信息平臺以及自動識別技術、人工智能技術和全球定位系統等信息傳感設備實現貨物運輸的自動化和高效率管理；智能服務以顧客價值為導向，借由工業互聯網提高產品使用效率，實現產品自動改善，進一步提升顧客滿意度。

為應對第四次工業革命的挑戰，我國須建立中國工業互聯網體系，發展數字網絡技術，研發智能機器設備，優化生產管理過程。智能設施的研發和智能制造的實施需要掌握智能科學技術的人才，實現中國制造向“中國智造”轉變、制造大國向制造強國轉變的關鍵在于新型技術技能人才的培養。在這一背景下，教育尤其是直接承擔技能型人才培養重任的職業教育面臨新科技革命帶來的人才培養新挑戰。

二、第四次工業革命對職業教育人才培養的新要求

技術對就業既有破壞效應又有資本化效應。由于科技發展，新技術代替工人創造財富，造成工人失業。同時，隨著新技術的出現，對新商品和新服務的需求也在增加，從而催生新職業、新行業[4]。毋庸置疑，第四次工業革命勢必改變現有勞動力市場格局，提出全新人才培養要求。根據世界經濟論壇于2016年1月發布的《未來就業報告：第四次工業革命的就業、技能和勞動力戰略》，2015-2020年間，15個主要發達和新興經濟體將凈減少500萬個就業崗位，但計算機、數學、建筑和工程等“職業群”（job family）的就業機會增長將彌補工作流失[5]。就業崗位的變化體現了技能需求的改變，反映了第四次工業革命對勞動力素質的新要求，其中包括智能化制造對職業技術人才培養的新要求。

（一）具備多種知識和技能的復合型人才

技術突破需要掌握多元知識技能的復合型人才。前三次工業革命主要以某一技術的發明創造帶動整個工業領域的進步，第四次工業革命則在多個領域實現技術突破。以3D打印、智能機器人、新材料、無人駕駛設備為代表的物理類技術突破，以物聯網、信息物理系統為主體的數字類技術突破，以可再生能源、太陽能發電為標志的能源類技術突破和以生物基因工程為核心的生物類技術突破共同組成新工業革命的科技創新群。不同技術之間既并行發展，又交織融合，從而對技術的研發使用者提出了更嚴峻的挑戰。如3D打印、新材料與基因工程結合并利用鈦粉等材料制造人體器官，實現人體組織的修復和再生。未來的制造業受物理、數字、能源和生物等類技術創新的影響，也將呈現多學科融合、多領域交織、多技術滲透的特點。以美國通用電氣公司（General Electric Company，GE）旗下的飛機發動機公司為例，該公司于2005年改名為GE航空（GE Aviation）。原公司只生產銷售發動機，而新公司則提供運營優化、運維管理、排程優化和飛行信息預測等服務。掌握單一專業知識的工人由于無法滿足制造業對多元知識和技能要求，進而難以立足于已升級換代的勞動力市場。因此，為增加就業機會、推動生產發展，各人才培養機構必須培養具備多種知識和技能的復合型人才，這一類人才既要掌握智能生產理論，又要具備數據分析思維；既要熟悉信息網絡技術，又要了解物流管理方法。

（二）具有創新思維能力的創新型人才

創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，也是推動制造業發展的強有力支撐。而人才則是創新的根基，是創新的核心要素。回溯歷史，前三次工業革命的標志——蒸汽機、電動機和計算機分別是瓦特、西門子和馮·諾伊曼等人的創新產物。在第四次工業革命的進程中，具有創新精神、創新態度和創新能力的創新型人才同樣必不可少。工業革命興起的根源在于相對落后的生產方式與不斷提升的消費需求之間的矛盾。當前機械化、規模化、標準化的生產方式日臻完善，但消費需求卻趨向智能化、個性化和定制化。現有的生產方式建立在剛性邏輯基礎上，無法實現定制化的柔性生產和靈活應對外部需求變化的自省性生產。鑒于此，技術創新、設備創新和生產流程創新勢在必行。以3D打印技術為例，該技術可被應用于制造業，從而以更低成本、更快速度、更加便捷的方式生產出滿足消費者個性化需求的汽車、家電等消費品。3D制造的廣泛應用有賴于產品設計創新、打印技術創新和打印設備研發，而任何一項生產創新的實現都是創新型人才智慧的結晶。在創新驅動制造業發展的時代，具備創新膽識和能力的人才最可能為國家經濟發展做出卓越貢獻[6]。

（三）適應智能生產制造的智能型人才

《中國制造2025》指出，“智能制造”是信息技術與制造業融合的主攻方向，應大力發展智能裝備和產品，推進生產過程智能化，提升企業研發、生產、管理和服務的智能化水平。制造業的智能化轉型不僅是設備裝置、生產加工、經營管理和銷售服務的智能化，更是研發者、生產者、管理者和服務者的智能化。這種智能型人才也是實現第四次工業革命中智能工廠、智能生產、智能物流和智能服務的主力軍。智能型人才掌握智能生產的邏輯基礎、智能設備的運作原理、智能物流的支撐體系和智能服務的核心要義，并且能夠熟練使用物聯網和工業互聯網等平臺以及3D打印、工業機器人和人工智能等技術開展智能產品的研發生產、銷售經營和維護管理工作。智能型人才的主要特征有：前瞻性——準確預測未來生產需求、敏感性——及時發現生產服務漏洞、自省性——快速糾錯自動調整戰略、冒險性——突破傳統束縛探索未知。智能型人才立足現在，卻能反思過去、放眼未來，基于過去經驗總結和未來趨勢預測，結合當前實際需要作出最精準的決策，采取最適宜的行動。麥克斯全球研究院（McKinsey Global Institute）預測，截至2020年中國高新技術企業大約需要2200萬技術人才[7]。智能型人才的培養將有利于滿足企業對高技術技能人才的需要。

（四）秉持綠色環保意識的生態型人才

當前我國已建成門類齊全、獨立完整的制造業產業體系，但高能耗、高污染帶來的環境問題日益嚴峻。第四次工業革命和《中國制造2025》為制造業轉型升級提供了契機和方向。誕生于地球生態環境危機之時的第四次工業革命是一場用新思維、新技術和新能源支撐經濟社會可持續發展的綠色產業革命。《中國制造2025》也提出把可持續發展作為建設制造強國的重要著力點，加快制造業綠色改造升級，強化產品全生命周期綠色管理，努力構建高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系，走生態文明的發展道路[8]。增強生態環保意識、研發環保技藝裝備是傳統制造業綠色改造升級的必經之路。換言之，制造業從業人員必須具備環保意識，對環境保護的迫切性、重要性和必要性有深刻認識，在生產管理服務中自覺進行低能耗、低污染操作。同時，從業人員還需具備節能環保技術和裝備研發能力，基于實踐經驗，改造現有設備工藝或研究全新綠色生產模式。

三、職業教育應對第四次工業革命的策略和改革措施

世界經濟論壇創始人克勞斯·施瓦布表示，“如果現在我們不及時采取有針對性的措施來應對近期的勞動力市場轉型并使勞動者掌握保證其未來發展的工作技能，那么各國政府在未來將不得不疲于應對持續發酵的失業、社會不平等以及消費群體萎縮等一系列問題”[9]。在眾多可能的針對性措施中，改革職業教育、培養新型人才是最迫切且最有效的途徑之一。國家統計局2015年的年度數據顯示，中國現有8億經濟活動人口[10]，這些人口是第四次工業革命和“中國制造2025”戰略的主要承擔者、推進者、享受者和消費者。只有借助包括職業教育在內的各類教育和培訓，用當前和未來所需的知識、技能和能力武裝勞動力人口，方能確保我國抓住第四次工業革命的機遇。具體而言，結合智能化制造對職業技術人才培養的新要求，職業教育可從五個方面開展改革。

（一）調整培養目標

人才培養目標是開展人才培養實踐的重要依據，也是檢驗人才培養質量的主要參考。人才培養目標的確立基于經濟社會發展訴求和人的可持續發展需要。新形勢下的職業教育有必要根據《中國制造2025》戰略提出的應用型人才和第四次工業革命催生的新型人才所需具備的知識結構、技能種類和能力要求，調整人才培養目標。未來制造業中人才的角色將由服務者、操作者轉變為規劃者、協調者、評估者、決策者、高智能設備和系統的維護者[11]。因此，工作流程和傳統技術的執行者、使用者不再是職業院校的培養目標，工作過程和智能技術的監控者、研發者將成為職業院校致力培養的人才。與此同時，綠色生產、智能制造、創新發展和多領域技術突破渴求職業教育培養生態型人才、智能型人才、創新型人才和復合型人才。上述內容構成職業院校的智育目標，而精益求精的工匠精神則是德育目標中不可或缺的一部分。《中國制造2025》提出的“推進制造業品牌建設”“打造中國品牌”離不開恪盡職業操守、崇尚精益求精的工匠的努力。工匠精神與技術技能共同支撐新型人才，前者是后者的思想保障，后者是前者的具體表現。徒有專業技術而缺乏職業精神的勞動人口無法創造出滿足消費者需要的高質量產品，也不能被稱為高素質人才。

在第四次工業革命的浪潮下，職業教育要賦予原有技術技能型人才培養目標以新的內涵：培養以多元知識為基礎，具有工匠精神、環保意識和創新思維，掌握信息技術、智能技術和綠色技術的復合型、創新型技術技能人才。

（二）改革培養模式

傳統的職業教育培養模式以理論課和實踐課為基礎，包含就業導向型的學校主體辦學、資源共享型的校企合作育人和市場導向型的政府購買職業培訓等類型。面對經濟社會發展新形勢，學徒制、訂單培養和頂崗實習等模式紛紛出現，但尚不足以滿足科技進步和產業升級對人才培養提出的新要求。改革人才培養模式，為職業院校師生提供更多的專業能力提升和科技研發創新機會是應對人才培養新需求的有效途徑。首先，從平臺建設入手，為人才培養提供堅實的物質基礎。職業院校可聯合企業共同搭建工業技術研究基地、創客空間和智能虛擬工廠等開放平臺，方便在校師生進行技術研發、技能訓練和創新嘗試。其次，開展校際合作，實現資源共享和優勢互補。高職高專和本科高校在教學育人上各有優勢，前者側重技術技能的培養，后者側重理論知識的傳授，共同致力于培養兼具理論功底和實踐能力的高素質人才。再次，深入推進學徒制，提升學生核心技術技能水平。鑒于《中國制造2025》期望實現十大領域的重點突破，職業院校可加強與生物醫藥、信息技術、航空航天等領域企業的合作，借助現代學徒制提高學生進入高端企業頂崗實習的課時比例。最后，改革考評機制，以個體學生的縱向成長而非群體學生的橫向比較為依據評估學生的學習表現。一方面，設置入學基準測試，評估學生在入學時所具備的創新能力、信息素養和文化底蘊，并以此為基礎開展針對性、個性化教學和培訓；另一方面，在期末考評中根據學生的實際生產作品和操作結果再次評價學生的綜合水平。前后兩次測評差值即為學生的學習結果值。

職業院校是人才培養的主力軍，但社會、政府和企業是人才培養的直接利益相關者。為應對現實挑戰，借鑒“產業公地”理念（“植根于企業、大學和其他組織之中的研發與制造的基礎設施、專業知識、工業開發能力、工程制造能力等，這些能力共同為產業成長和技術創新提供基礎”[12]）構建共生共榮的新型政產學研一體化人才培養模式不失為明智之舉。

（三）調整專業布局

職業教育的專業體系是對勞動力市場現存或將存的職業崗位群所需知識、技能和能力的科學分類和系統整合。隨著社會分工日趨精細化和專業化，構建科學合理的專業體系有利于“緩解乃至消解人為性的知識壁壘所造成的人力資本結構性矛盾”[13]。面對新一輪科技浪潮中新產業、新行業、新職業紛至沓來的局面，職業院校應緊隨市場需求變動，構建與經濟發展相適應的專業體系。具體而言，根據《中國制造2025》中重點關注的行業領域和第四次工業革命中飛速發展的科技領域，結合培養創新型、智能型、生態型和復合型人才的相關需求，職業院校需開設新專業并淘汰改造過時專業。一方面，《中國制造2025》提出實現“新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農機裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械”[14]十大領域的重點突破。與十大領域息息相關的專業理應在職業院校的專業體系中占有重要席位。另一方面，考慮到人工智能、無人控制技術、虛擬現實技術和量子信息技術等第四次工業革命的標志性技術即將引領生產方式和生活方式變革，職業院校須開設與新興技術相關的專業以滿足生產發展需要和學生就業需求。

科學技術進步和學生就業需求分別構成專業體系建設的外部拉力和內部推力。新技術的出現帶來生產方式和產業格局的變化，導致人力資本結構的重組和職業崗位種類的增減。為確保學生就業，同時提供經濟發展所需的緊缺型人才，基于現實需求重構專業體系是職業院校改革的必經之路。

（四）重構課程體系

在職業教育供給側改革中，人才培養目標和專業布局的調整直指課程體系重構。為應對新技術和新知識在第四次工業革命中呈現幾何級數增長的局面，職業院校的課堂教學應引入新知識、新技術。第一就新知識而言，數字類、物理類和生物類知識交叉融合，構成新一輪工業革命的多元知識體系，而我國當前的職業課程大多以單一學科劃分，無法滿足掌握多學科知識的復合型人才培養需求。開設通識課程和跨學科課程可在一定程度上豐富學生的通識性知識，提高職業教育學生的綜合素質。第二就新技術而言，促進未來經濟增長的新技術包括人工智能、物聯網、新材料和新能源等，因此職業教育的課程體系中也應增加與智能制造和綠色生產等相關的技術技能課程。最后，職業院校在提供理論課和實踐課的同時，還可借鑒德國經驗，設計兼具知識傳授和技能培訓功能的課程。德國的應用科技大學設有雙學位課程（dual degree courses），借助學術課程和學徒制或企業實習，培養學生的學科專業能力和動手操作能力。學生畢業時既獲得該學科的本科學位證書和職業資格證書，又取得工匠師傅頭銜或高級培訓資格[15]。我國職業院校則可借鑒此做法培養制造業急需的創新型、智能型和生態型人才。

課堂教學是人才培養的關鍵環節，課程設計及其內容選擇直接影響到人才培養的質量。由通識課程、跨學科課程和雙學位課程等構成的多元課程體系是對傳統課程體系的創新，是職業院校應對新工業革命挑戰的必然選擇。

（五）創新教學方式

第四次工業革命中的技術變革必將對教育教學方式產生影響。有專家預測，未來教育主要采取混合學習法、“STEAM”（Science，Technology，Engineering，Arts and Math）學習法和合作學習法。與此同時，“自帶設備”（Bring Your Own Device，BYOD）、創客空間、3D打印、自適應學習技術、數字徽章和可穿戴技術將走進課堂教學[16]。教學方式的變化不僅是技術進步的體現，更是新型人才培養的必要條件。因此，職業院校應充分利用各種新技術創新教學方式。以高尖端技術為載體的教學方式能夠為學生提供全新的學習體驗：3D打印使得學生自主研發產品成為可能，從而充分挖掘學生的創造潛能；虛擬現實技術突破時空限制，為學生提供機床操作和輪船駕駛等特殊行業的技能訓練場所以及綠色生產和智能制造等新型生產方式的體驗空間；可穿戴技術中的可穿戴頭盔通過跟蹤學生大腦活動發現學生的興趣點，進而為教學改進提供依據；數字徽章為正式和非正式學習結果提供評估和認證，有利于自主學習和終身學習的開展。

教學方式直接影響教學效率，是人才培養中的要素之一。借助人工智能、虛擬現實、大數據、云計算、3D打印等高尖端技術進行課堂教學，有利于增強教學的趣味性和靈活性，激發學生學習的積極性和主動性，進而提高教學效率，改進教學質量。

參 考 文 獻

[1]人民教育出版社歷史室. 世界近代現代史 [M].鄭州：人民教育出版社，2006：109.

[2]人大經濟論壇. 確保德國制造業的未來：對實施“工業4.0”戰略計劃的建議[EB/OL].http：//bbs.pinggu.org/a-1574313.html.

[3][16]未來社會/全球教育的發展趨勢與六大技術[J].遠程教育雜志，2016（4）：16.

[4]克勞斯·施瓦布.第四次工業革命：轉型的力量[M].北京：中信出版集團，2016：38.

[5]World Economic Forum. The Future of Jobs： Employment， Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution[EB/OL]. 2016.[2018-08-11]. http：//www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Jobs.pdf.

[8][14]國務院.國務院關于印發《中國制造2025》的通知[Z].國發[2015]28號，2015-05-08.

[6]人民日報.習近平在歐美同學會成立一百周年慶祝大會上的講話[N/OL].（2013-10-22）[2018-08-11].http：//politics.people.com.cn/n/2013/1022/c1024-23279205.html.

[7]McKinsey Global Institute. Manufacturing the Future： The Next Era of Global Growth and Innovation[EB/OL].[2018-08-13].http：//www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/the-future-of-manufacturing.

[9]World Economic Forum. 2020年失去500萬就業崗位：第四次工業革命將要應對的真正挑戰[EB/OL].[2018-08-15].https：//cn.weforum.org/agenda/2016/01/159.

[10]國家統計局.2015年度數據：就業人員和工資[DB/OL]. http：//data.stats.gov.cn/easyquery.htm？cn=C01.

[11]周如俊.中等職業教育人才培養存在的問題與“轉軌”策略——基于“中國制造2025”視域[J].職教論壇，2016（10）：26-32.

[12]Gary P. Pisano， Willy C. Shih. 制造繁榮：美國為什么需要制造業復興[M].北京：機械工業出版社，2014：12.

[13]李政.“中國制造2025”與職業教育發展觀念的轉軌[J].中國職業技術教育，2015（33）：40-41.

[15]German Federal Institute for Vocational Education and Training. Dual Degree Courses： Plenty of Dynamics[EB/OL].[2018-08-20].https：//www.bibb.de/en/pressemitteilung_25832.php.