工業4.0背景下德國大力發展“學習工廠”

摘? ?要：德國制造業發展和工程技術人才培養成就舉世矚目，除其傳統“雙元制”職業教育體系以外，近年來為適應工業4.0發展而逐步興起的“學習工廠”成為培養新型技術技能人才的重要場所，其基本理念是教育培訓與生產研發相整合的目標觀與功能觀、基于學習規律的教學論觀、行動導向的整合教育過程觀。“學習工廠”的主要優點是：作為未來特定生產過程的展示場所，能使學員在了解傳統的控制和自動化技術學習的基礎上，有針對性地學習工業4.0相關知識和技能;具有研究、教育培訓和服務工業生產等功能。

關鍵詞：德國 巴符州 學習工廠 工業4.0

為適應工業4.0發展，德國近年來采取一系列舉措，推進職業教育創新，“學習工廠”（Lernfabrik）即為其中之一。我國正在積極推進經濟結構轉型升級，迫切需要大批優秀的高端技術技能人才。“他山之石，可以攻玉”，本文以德國巴登—符騰堡州（以下簡稱巴符州）為例，分析其大力發展“學習工廠”，助力工業發展的情況，以期為我國提供一定借鑒。

一、“學習工廠”在巴符州發展的基本情況

巴符州是德國經濟最發達的聯邦州之一，在工業、高科技和科研領域最為突出。傳統經濟行業以汽車制造、機械設備制造、電子、數據處理和金屬加工業為主，擁有戴姆勒股份公司、保時捷股份公司、羅伯特·博世有限公司、海德堡印刷機械股份公司等世界著名企業。巴符州的中小企業實力強勁，其被譽為德國“中小企業王國”，“隱形冠軍”企業達400余家。同時，巴符州擁有多所在德國享有盛名的大學，這些大學一直重視職業教育與企業的發展，德國首個雙元制大學——巴符州雙元制大學（DHBW）就坐落于此。

目前，為推進職業教育數字化，巴符州設有16家“學習工廠”，其與行業協會、經濟促進機構、工會和30多所職業學校等社會機構組建團體聯盟，以促進德國工業4.0的發展。巴符州經濟、勞動與住房事務部已給予680萬歐元的資助，并計劃再投資480萬歐元新建21家“學習工廠”。此外，有超過250家企業表示愿意投資，并通過實際性投入支持“學習工廠”的建設與發展。[1]

巴符州大力發展“學習工廠”的主要目的是：推進職業實踐教育和繼續教育數字化，提供展示高度靈活數字化網絡生產流程的系統化學習場所。“學習工廠”建在職業院校校園中，為學校實施數字化教學，更好地培養工業4.0所需的專業人才提供實踐學習場所，使學生能夠在學習過程中更加直觀地了解實際的工業標準與操控流程。

二、“學習工廠”的定義與類別

根據2013年制定的《歐洲學習工廠倡議》（Initiative on European Learning Factories），“學習工廠”是指“一種基于真實的生產及管理過程，面向高校、企業和研究機構的集多種功能于一體的實踐學習場所”[2]。“學習工廠”旨在呈現基于真實生產的過程和技術，直接指向產品創造的學習環境，不是對工業生產型工廠的簡單復制，而是在強調實踐和基于問題學習的教學論基礎之上，為學生提供一種優化的學習過程。

巴符州經濟、勞動與住房事務部資助的“學習工廠”主要分為兩大類[3]。一是基礎實驗室。該實驗室通過專業教學法指導，使學員掌握新型、數字化控制生產技術。同時，該實驗室還介紹現代工業制造中相關的標準化任務。在教學法方面，對于軟硬件的使用接近實際模型的要求。二是鏈式機器設備系統（verkettete maschinen system）。學員有機會按照實際工業生產標準在智能生產流程中學習、訓練并最終掌握智能制造技術。從狹義上看，“學習工廠”是“一種學習環境，在流程上具有真實性，包括多個工作站，涉及技術和管理兩個方面;在設置上具有可變性，類似于真實的價值鏈;在產品上是正在生產的實物產品;在教學法理念上，學員通過現場學習和自身行動，實現正式和非正式學習”[4]。“學習工廠”在結構和設備方面在很大程度上滿足了工業自動化的要求。例如，學員有機會獨立編程，引導工業機器人工作，并測試機器人與上下游生產線的配合程度。

三、“學習工廠”的優點與功能

“學習工廠”主要有以下幾個優點。一是在學員了解傳統的控制和自動化技術內容的基礎上，在教學過程中有針對性地逐步傳授工業4.0相關知識和技能。在這個意義上，“學習工廠”是工業4.0實踐教學的理想工具，其教學計劃包括師資培訓措施及定期與校外合作伙伴的實踐合作。二是“學習工廠”作為未來特定生產過程的展示場所之一。由于巴符州中小企業眾多且聯系緊密，“學習工廠”使他們有機會學習、觀摩并更好地適應工業4.0的發展。此外，巴符州中小企業與巴符州工業4.0聯盟、商業組織、商會行會的活動與合作也有助于各地區的“學習工廠”成為展示工業4.0技術的櫥窗。

廣義上的“學習工廠”還涵蓋“用虛擬價值鏈取代實體價值鏈、用服務產品取代實物產品、用遠程學習取代現場學習”[5]。教育、實踐教學和研究不僅是“學習工廠”的目的和任務，也是學員學習得以發生的載體，獲得的結果可以是能力開發和創新。

“學習工廠” 實現了研究、教育和服務工業生產的以下幾個功能[6] 。一是研究功能。“學習工廠” 訓練學生如何精細化組織、如何規劃工廠、如何開發新的生產技術，支持學生和企業將其產品設計轉化為現實。二是教育培訓功能。“學習工廠”為教育培訓提供平臺，組織實踐教學，建立實驗室和工作室。三是服務工業生產的功能。例如，“學習工廠”可利用高新技術開發進行新技術和方法的研究與實驗，將研究與生產對接，從而實現技術的更新與持續改進。

目前，從該州教師與學員的反饋來看，“學習工廠”帶來的影響是積極的，它被教師視為一種很好的教學工具，以幫助學員更好地、全面地理解工業4.0中數字化網絡的生產過程。同時，“學習工廠”對于學員的優勢在于，他們可借助平板電腦等現代設備控制高科技生產工廠，將數字化、信息化融入到技能培訓與職業學習中。

四、“學習工廠”對我國的啟示

迄今，除了巴符州外，德國還沒有其他聯邦州政府采取相關措施，能將工業4.0的專業知識得以高水平實施，尤其是在職業培訓和繼續教育領域。可以說，巴符州是將工業4.0付諸實施的先驅者。“學習工廠”與工業生產深度合作，實現了課程在設計、制造、產品等過程中的銜接，為學員提供了一種基于實踐的課程，將理論知識與加工、設計、生產等實踐技能整合起來，拓展了學術研究、為政府和生產方面的社會服務功能。

當前，現代信息技術與制造業的高度融合推動了智能制造的發展，智能制造已成為我國制造業轉型升級的主攻方向。智能制造是多學科交叉的制造業前沿研究領域，我國智能制造業的發展需要大量的復合型技能人才[7]。然而，目前我國若僅靠突出“專”的職業技能人才則無法滿足產業結構調整、制造業轉型升級的要求。面對數字化、信息化時代，在《中國制造2025》的要求下，我國職業院校需對技術技能型人才的培養規格進行調整，應更加強化“一專多能”的復合型職業技能人才培養，使其在掌握扎實的專業技能的基礎上，將現代化的信息技術手段運用于產品制造設計、開發、調適和維護中，最終成為適應時代發展的現代復合型技能人才。

在此背景下，加強職業教育校企合作，推動現代復合型技能人才培養，提升職業教育質量勢在必行，要將產教融合企業建成新型“學習工廠”[8]。一是校企利益融合，建立校企利益融合長效機制。二是校企技術融合，實現學校理念層面與企業產品層面技術的有機結合。三是校企資源融合，共建、共管教學和技術技能設施、實習實訓基地、學生創新創業、員工培訓、技能鑒定等資源。四是校企文化融合，在校企利益共同體層面形成集體文化。五是校企人員融合，學校與企業在管理層面、師資層面上創造條件交叉兼職、任職。六是校企制度融合，在學校教育教學和學生的日常管理中融入企業管理制度。

通過建設產教融合新型“學習工廠”，著力構建真實場景、真實學做實踐教育的新空間。這是一個需要政府、企業和學校協同發力的系統工程，是一次關聯產業、教育和社會各方面的跨界創新，它的成功探索將會為新時代職業教育發展增添新動力。

參考文獻：

[1]Ministerium für Wirtschaft， Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg.Lernfabriken industrie 4.0 an beruflichen schulen in Baden-Württemberg[EB/OL].（2019-01-26）[2019-05-26].https：//www.wirtschaft-digital-bw.de/zielgruppen/produzierendes-gewerbe/lernfabriken-industrie-40/.

[2]Hessen Digital.Kompetenzorientierte gestaltung von lernfabriksystemen und -trainings für die schlanke produktion[EB/OL].（2016-07-28）[2019-04-26].https：//kompetenzzentrum-darmstadt.digital/uploads/files/Regionalkonferenz_Gestaltung_Lernfabrik_Tisch.PDF.

[3]Ministerium für Wirtschaft， Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg.Lernfabriken 4.0 in Baden-Württemberg[EB/OL].（2019-01-26）[2019-05-26].https：//wm.baden-wuerttemberg.de/de/innovation/schluesseltechnologien/industrie-40/lernfabrik-40/.

[4][5]ABELE E， METTERNICH? J， TISCH M， et al. Learning factories concepts， guidelines， best practice examples[M]. Darmstadt：Springer，2019：199-254.

[6]趙文平.德國工程教育“學習工廠”模式評介[J].比較教育研究， 2017（6）： 28-34.

[7]齊斌. 基于“中國制造2025”對高職教育的幾點思考[J]. 高教學刊，2016（14）：46-47.

[8]到“學習工廠”體驗產教融合的新型學習[N]. 光明日報，2019-04-09（15）.

編輯 王亭亭? ?校對 朱婷婷

作者簡介：陳正，中國駐德國大使館教育處二等秘書、德國柏林洪堡大學博士、國家教育行政學院副研究員