工業4.0背景下德國職業教育M+E領域教學標準體系改革的特點與啟示

摘 要 我國已經邁進智能化時代。智能化時代生產模式的數字化、網絡化轉型，對專業技術人員提出新的資格要求。職業教育教學標準體系必須進行相應的變革，以適應并滿足產業的智能化發展。德國新一輪工業金屬和電氣行業領域的教學標準體系改革，圍繞工業4.0時代新的資格要求，創新調整了現有教學標準體系。新一輪教學標準體系改革呈現三方面特點：聚焦數字素養、系統與過程相關能力，補充調整培養目標;構建靈活開放、融合貫通的課程體系框架;各方協同，快速調整教學標準內容。借鑒德國經驗，我國職業教育教學標準體系的變革可以從三個方面入手：一是面向智能制造，重新定位技術技能人才培養目標;二是圍繞新的要求，重塑“融合、開放、可擴展”的課程體系;三是加強多方協作，快速修訂專業教學標準體系。

關鍵詞 工業4.0;德國;職業教育;教學標準體系

2019年我國出臺的《國家職業教育改革實施方案》中明確提出，到2022年“建成具有國際先進水平的中國職業教育標準體系”。職業教育教學標準是國家職業教育標準體系的重要組成部分。教學標準要達到“國際先進水平”，首先要實現標準內容的現代化，做到“教學標準內容與現代產業生產模式”相匹配。我國雖然已經基本形成了具有中國特色、比較系統的職業教育國家教學標準體系框架[1]，但與“國際先進水平的教學標準體系”還存在一定差距，當務之急是面向智能化時代的產業需求，對教學標準體系做出相應的變革與調整。德國職業教育直面工業4.0的沖擊與影響，提出“職業教育4.0”計劃，并率先在受工業4.0影響最直接的工業金屬和電氣行業（Metall-und Elektro-Industrie，M+E）領域開展了新一輪專業教學標準體系改革，新修訂的教學標準已于2018年8月正式啟用。本文首先分析了德國此輪教學標準體系改革的背景，并在分析教學標準文本的基礎上，從目標定位、課程結構、改革程序三個方面總結此輪教學標準體系改革的特點，旨在為我國面向智能化時代的職業教育教學標準建設提出參考建議。

一、德國教學標準體系改革的背景

（一）工業4.0的本質：智能制造領域生產模式的數字化、網絡化變革

數字化和網絡化是工業4.0最基本的特征。德國工業4.0對工業制造領域影響深遠，被視為德國第四次工業革命。德國工業4.0的制造業，重點關注網絡化生產系統與過程，以及網絡化分布式生產的實現。其核心是在整個工業生產過程中，利用物聯網、軟件和通信技術，將信息、物體和人工智能連接，提高生產過程的可控性，將確保各個生產制造環節處于最優狀態[2]。工業4.0背景下的制造業，物理世界與數字世界聯系在一起，形成完全網絡化的制造過程[3]。以互聯網和信息技術為基礎的網絡平臺科學地整合更多生產要素，使生產過程更加數字化和網絡化。

（二）職業教育面臨的挑戰：學習內容必須與新的資格要求相適應

職業教育與生產技術領域是相互影響、有機統一的關系。職業教育學習者未來將直接服務于智能化的生產技術領域，企業的轉型升級也依仗著未來的從業者。因此，職業教育是工業4.0支撐體系的重要組成部分，工業4.0的實現有賴于職業教育的不斷完善與轉型發展。

數字化、網絡化生產模式下新的工作范式對專業技術人員提出新的資格要求。過去20年間，M+E領域專業技術人員的工作范式發生了重要轉變，從過去的機械操作到電子控制，再到逐漸轉向復雜高效的、網絡和數據相關的系統軟件控制。在系統軟件控制的工作范式下，專業技術人員被分配到技術要求更高、活動領域更廣的工作崗位，該崗位要求必須具備綜合的資格能力。因此，職業教育必須盡快開展教學標準體系改革，以適應并引領產業界的智能化發展。

（三）職業教育的回應：M+E領域的教學標準體系改革

2016年春季，在德國聯邦職教研究所（BIBB）的支持下，德國金屬及電氣行業雇主協會（Gesamtverband der Arbeitgeberverb?nde der Metall- und Elektro-Industrie，Gesamtmetall）、德國機械設備制造業聯合會（Der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau，VDMA）、德國電氣和電子制造商協會（ZVEI）和德國金屬行業工會（IGM）決定聯合修訂工業金屬和電氣行業的職業教育條例和框架教學計劃。此輪教學標準體系改革的總體目標是，使新課程滿足工業4.0時代新的職業資格要求，并為所有教育職業面向工業4.0的教學標準體系改革奠定理論與實踐基礎[4]。2018年8月1日，M+E領域中機電一體化技術等11個教育職業的職業教育條例、框架教學計劃等一系列教學標準文件都已經修訂完成并正式啟用[5]。

二、教學標準文本的變化分析

通過分析2018年8月發布的工業電氣、機電一體化技術等11個教育職業的職業教育條例和框架教學計劃等文本，可以看出，此次M+E領域職業教育教學標準改革主要聚焦于三個方面。

（一）增設新的職業特征

職業特征是每個職業行動領域都必須遵循的標準，職業特征描述的資格要在整個教育過程中一體化培養。德國M+E領域新一輪的職業教育條例增設了一個新的綜合職業特征“工作數字化、數據保護和信息安全”。要求M+E領域中的所有教育職業要聚焦工作數字化轉型，傳授“工作數字化、數據保護和信息安全”內容。具體學習內容如下：應用標準軟件創建與工作任務相關的技術文檔;維護、交換、保護和存儲數據和文檔;輸入、處理、傳輸、接收和分析數據;應用數據保護規則;使用信息技術進行訂單的計劃、處理與跟蹤;研究數字網絡信息來源，從數字網絡中獲取并評估信息;使用數字學習媒體;考慮信息技術保護目標;可用性、完整性、機密性和真實性;學會使用數據載體、電子郵件、IT系統，并遵守網站操作指南;識別并排查IT系統中的異常和違規行為;使用輔助、模擬、診斷或可視化系統;能夠在跨專業領域團隊中溝通和協作[6]。

（二）更新其他相關職業特征

M+E領域新修訂的職業教育條例中，除了引入“工作數字化，數據保護和信息安全”這一新的職業特征外，還對現有其他職業特征及資格要求進行了調整。以機電一體化技術職業為例，“企業和技術交流”“規劃和控制工作過程，檢查和評估工作結果”“工作過程和現場質量管理”這三個職業特征都做了相應的調整。其中，職業特征“企業和技術交流”中重點要求學生“能夠使用IT處理系統，能夠在虛擬空間中進行數據交流”;職業特征“規劃和控制工作過程，檢查和評估工作結果”中強調培養學生能夠“在考慮上下游領域的情況下規劃工作過程”，要求學生做到“學會學習，能夠利用現代化的學習方式彌補技能不足”;職業特征“工作過程和現場質量管理”重點聚焦于“根據工作任務的生命周期數據評價產品、服務和運營手段，并提出過程優化建議”的能力要求[7]。

（三）應用附加資格模塊

為應對工業4.0帶來的升級與挑戰，新修訂的職業教育條例還引入了附加資格模塊。附加資格模塊是使學生獲得職業資格之外更高的知識、技能和能力。這些模塊超出職業特征中規定的資格要求，因此需要對學生進行單獨考核和認證[8]。M+E領域新的教育條例中設計的附加資格模塊共有7個，包括數字網絡、過程和系統集成、IT安全、增材制造（3D打印）等。每個模塊的基準學習時間不長，都為8周，都屬于工業4.0的核心行動領域。附加資格模塊擴展了職業資格要求，為企業提供了靈活可選的資格能力培養方案，使企業有機會結合自身數字化發展水平，在落實基本資格要求的同時，有針對性地提升學習者工業4.0相關的職業行動能力，有效并穩步促進企業轉型升級。

三、教學標準體系改革的特點

（一）目標定位：聚焦數字素養、系統與過程相關能力

1.數字素養

工業4.0時代，數據信息已經成為最為關鍵的生產要素。數據提供了有關設備設施、生產過程的絕大部分信息，生產過程變成基于數據的控制。專業技術人員除了完成以前機器操作、排查單一機器故障外，更要完成分析、解釋和評估數據信息等工作任務。專業技術人員的工作重點轉移到了“數字軟件”上，數據信息幾乎成為全部生產工作的基礎[9]。因此，數字素養作為數字化工作世界最基本的職業行動能力要求，是此輪M+E領域教學標準體系改革目標調整的重點。一是新增職業特征“工作數字化、數據保護和信息安全”，要求在所有教育職業中都滲透強化數字素養培養。該職業特征中“使用標準軟件創建與訂單相關的技術文檔”“應用數據保護法規”以及“使用數字學習媒體”等任務與數字素養培養直接相關。二是在框架教學計劃和職業教育條例中都增設了“數字素養”培養的相關內容。例如，機電一體化技術的框架教學計劃中，學習領域2“使用機器加工零件”的學習目標中強調，“能夠借助應用程序來創建和更改零件圖以及制定相應的工作計劃”，并補充“利用計算機輔助制圖”。學習領域4“技術系統的維護”中添加“學生使用數字信息，進行技術系統的維護”等。三是M+E領域新的職業教育條例中還增設“編程”“IT安全”“數字化網絡”“增材制造”等與數字信息相關的附加資格模塊，使學習者可以有選擇地提升工業4.0相關的數字技術素養[10]。

2.系統與過程相關的能力

工業4.0時代M+E領域的專業技術人員，必須超越機械和電氣操作系統，能夠從整個生產過程中理解和優化系統及其功能，掌控復雜網絡化生產過程，確保工廠的無故障運行，所以，職業教育必須培養學生掌握網絡化生產“系統與過程相關的能力”。因此，“系統與過程相關能力”成為此輪新修訂的職業教育條例和框架教學計劃中重點強化培養的目標。主要體現在三個方面：一是圍繞“系統與過程相關能力”調整職業特征及相關資格要求。例如，機電一體化技術職業的職業特征“規劃和控制工作過程，檢查和評估工作結果”中強調“考慮法律、經濟、時間要求、運營過程以及上游和下游領域的情況，計劃工作過程和子任務，同時優先考慮與規劃的偏差”，“在持續改進過程中，選擇并集成IT系統的組件”。職業特征“質量管理”也做了相關調整，要求“評估訂單的生命周期數據，并提出過程優化的建議”，強調能夠“預測性維護”以及“設備、過程和產品優化”。二是圍繞“系統與過程相關能力”調整課程內容。以機電一體化技術職業為例，新的框架教學計劃中提出“在網絡化的制造系統（數據庫，CAD/CAM耦合）中工作”“使用MES，ERP系統工具”等學習目標。在學習領域6的學習情境15中強調“可以使用診斷系統遠程診斷系統功能和發現故障”。學習領域10的學習情境19中增加“狀態監視分析”“預測性維護”學習內容[11]。三是金屬類職業的職業教育條例中還增設“過程集成”“系統集成”附加資格模塊，突顯了“系統與過程相關的能力”與未來工業生產的重要相關性[12]。

（二）課程重塑：構建靈活開放、融合貫通的課程體系

1.技術開放與結構靈活

教學標準內容上采取“技術開放”（technikoffen）策略。M+E領域高度動態的升級轉型，要求專業技術人員具備前沿的職業資格。而職業教育教學標準體系的修訂往往要有一定的周期。因此，德國此輪改革強調“技術開放”，即對特定的技術、設備或工藝等學習內容不做過于明確細致的要求，特別是職業學校、跨企業培訓中心的學習內容更不做具體詳細的規定。技術開放策略為不斷快速迭代的數字化、網絡化新技術融入課程標準提供了基本的方法與路徑。

課程結構編排采用“靈活可擴展”策略。此輪教學標準體系改革引入“附加資格模塊”，將工業4.0技術相關的、超出職業特征之外的“附加要求”作為附加資格模塊，供教育企業和受教育者選擇學習并單獨認證。教育條例為全體教育企業規定了共同的最低標準。但是，各個企業數字化技術水平、網絡化程度往往不同，不同企業工業4.0技術的培養能力也有所差異。因此，此輪教學標準體系改革設計附加了資格模塊。企業可以依據自身數字化水平，靈活自主選擇不同的附加資格模塊。附加資格模塊，作為差異化教育培訓的手段，為不同發展水平的企業共同迎接數字化轉型提供機會。

2.橫向融入與早期培養

從教學實施層面分析，此輪教學標準體系改革強調工業4.0相關學習內容的“橫向融入”與“早期培養”。新修訂的職業教育條例強調，“工作數字化、數據保護和信息安全”作為新的職業特征及職業資格要求，應在3.5年的職業教育過程中橫向融入并綜合傳授[13]，見圖1。教育企業和職業學校可根據企業的技術發展水平、工藝要求等，將這些學習內容融入相關的“行動領域”和“學習領域”中展開教學。同時，應融入到典型職業任務完成的完整行動過程中培養，即在學生獨立制訂計劃、實施任務和檢查任務這一系列行動過程中滲透式培養。

新一輪教學標準體系改革提倡學習者盡早為數字化、網絡化的工作世界做好準備。新的職業教育條例中建議，轉變過去“公共核心能力—專業化方向”能力培養兩段式的思路，提出“工業4.0相關技術、能力的培養要貫穿于學習者教育的全過程，特別在職業教育的初始階段就強化培養”，必須早期強化學生對數字化、系統相關、過程相關內容的認識與理解，以便未來能夠應對復雜的數字化、網絡化工作世界。例如，切削操作人員的框架教學計劃中數字化、系統相關、過程相關的學習內容，在第一學年的學習領域中就已經多次出現[14]。

（三）實施程序：各方敏捷、協同推進教學標準體系改革

1.采用“敏捷程序”快速增補課程內容

為迅速應對勞動力市場上專業技術人員資格要求的不斷變化，Gesamtmetall、VDMA等社會伙伴提出開展教學標準體系改革必須采用“敏捷程序”（Agilesverfahren）對M+E領域職業教育條例和框架教學計劃進行改革。“敏捷程序”主要包括兩個階段：第一階段，頂層設計新的資格框架。社會伙伴在分析相關研究成果、行業企業工會倡議聲明的基礎上，初步擬定新的職業資格要求。新的資格要求經過地區行業協會、企業實踐專家、科研人員、職業學校教師、社會伙伴以及聯邦領導團隊的審議通過后，即可發布實施。隨后，在此新的職業資格要求基礎上，確定職業教育條例中的資格要求，即職業教育應獲得的專業知識、技能和能力等。第二階段，設計開發課程及實施建議。來自科學界、企業界、職業教育和繼續教育領域的專家開展研討，提出課程開發與教學實施的行動建議，具體包括：新的課程及實施要求，新的附加資格模塊設計建議與實施指南，以及考核評價的設計和實施思路等[15]，見圖2。

“敏捷程序”的本質是圍繞“工業4.0時代新的資格要求”，對職業教育條例及其內容做適應性地補充與調整。遵循敏捷原則，無需創建新的教育職業，但要依據工業4.0時代新的資格要求，增設課程或者擴展課程內容，或在原有課程中融入“數字”“系統”“過程”等相關學習內容。調整后的教育條例與課程內容在經過聯邦政府主管部門的審核后，可以迅速實施[16]。德國此輪教學標準體系改革，既簡化了職業教育內容體系的更新過程，縮短了更新周期，又通過教育條例的“增補”實現了人才培養內容體系以最快的速度適應新的職業資格要求。

2.各方協同推進整體改革

此輪教學標準體系改革始終強調社會力量、政府、教育機構等多方利益群體協同促進的原則。德國聯邦經濟與能源部（BMWi）、德國工會聯合會（DGB）、德國工商會（IHK）、德國聯邦教育及研究部（BMBF）、德國州文化部長常務會議（KMK）、BIBB等多方利益群體共同協商，針對工作世界的新要求，對教育職業條例提出修訂完善的意見與建議，努力將修訂完善后的職業教育條例整合成為滿足各方利益需求的教育資源。政府的職責是職業教育條例與課程框架的最終審核。而承擔具體教育責任的教育企業、職業學校和相關教育機構，則負責將新的目標內容融入各門課程的具體教學實施中。

從改革成果來看，此輪改革圍繞工業4.0時代新的資格要求，將職業領域的資格要求標準，以及針對教育企業的職業教育條例、針對職業學校的框架教學計劃、針對跨企業培訓中心的課程內容和考核評價條例等多類規章條例和教學文件都進行了同步修訂與調整，體現了此輪改革的全面徹底與整體協同。

四、對我國教學標準體系建設的啟示

云計算、大數據、人工智能等新技術已將我國制造業引入了智能化時代。我國“堅持制造業為基礎”產業發展戰略定位，要求職業教育必須為未來智能制造提供更高素質的技術技能人才。但我國電子信息類、制造類專業的教學標準等文件，還尚未系統設計數字化、網絡化等智能生產相關的學習目標與內容。在2019年6月發布的《教育部關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見》中，雖提及了“大數據、人工智能、虛擬現實等現代信息技術”，但也僅僅是在教學實施層面提出要求，在人才培養目標、課程內容層面并未提出相關指導意見[17]。依照現有專業教學標準培養的學生在進入勞動力市場時，其擁有的技術技能和知識結構將難以直接對接未來的崗位要求。因此，必須依據智能制造背景下專業技術人員新的資格要求，盡快制訂相關專業大類的教學標準修訂實施意見，調整國家專業教學標準，更新課程與教學內容，構建能夠適應未來技術技能人才資格要求的專業教學標準體系。

（一）面向智能制造，明確新的技術技能人才培養目標

首先，研究先行，選取受智能制造影響最為直接的職業領域開展先期研究。德國在此輪教學標準體系改革前，已經開展多項關于“工業4.0時代技術技能人才素質新要求”的研究，研究成果為聯邦政府實施M+E領域教學標準體系改革提供了理論依據與行動建議。由于數字化、網絡化對每個職業的工作內容和組織結構的影響不同，我國應首先選取智能制造影響最為直接的職業領域，科學監測智能制造對其職業崗位的影響，并在此基礎上，提取專業技術人員的核心資格能力，為智能制造領域職業教育課程體系的重構奠定基礎。

第二，在定位職業教育人才培養規格和目標的過程中，可以借鑒德國經驗，重點從“數字素養”“系統與過程相關能力”兩個維度構建與智能生產相關的核心資格要求框架。數字素養是未來數字化工作世界最基本的職業行動能力要求，包括處理數據和信息、隱私和IT安全性以及評估和分析數據等能力。系統與過程相關能力是掌控未來網絡化生產過程的能力，包括快速了解整個生產過程，協調所有上游和下游領域及其網絡化工作過程，調試優化設備運行過程，跨學科思考與行動的能力等。

（二）圍繞新的要求，重塑“融合、開放、可擴展”的課程體系

面向智能制造生產過程中新的資格能力需求重塑課程體系，是當前我國職業教育改革發展面臨的重要挑戰和關鍵問題。我國未來面向智能制造的教學標準體系改革，可借鑒德國經驗，無須創建新的專業，而是面向智能化生產過程，在現有專業基礎上調整培養目標和內容，增補數字化、網絡化相關的學習內容，重構智能制造背景下的職業教育教學標準體系結構。同時，應遵循工作過程導向的課程設計原則，補充設計工業4.0相關的學習內容。課程體系的重構必須把握“融合性”“開放性”和“可擴展性”三個重要原則。

第一，遵循“融合性”原則。一是在教育過程層面，將“智能生產相關的核心資格”能力培養，融入到從教育初始到畢業的全過程中，特別是在學生入學初期就要求學生對整個生產系統與過程有全局性的理解，引導學生對職業工作所包含的全部職業行動領域和資格要求有一個整體性的認識，以便適應未來在復雜網絡化環境中的工作[18]。二是在課程層面，將“智能生產相關的核心資格”能力培養，融入到全部課程中，既可以在相關課程中滲透工業4.0相關的核心資格能力培養，也可以開發獨立的“專題式”課程。三是在課程實施層面，將“智能生產相關的核心資格”能力融入到職業行動情境中，在典型職業任務完成的過程中，教學中更多融入IT安全、系統思維、跨專業協作等能力培養，并與其他個人能力、社會能力、專業能力的培養相融合。

第二，強調“開放性”原則。德國此輪修訂的教育條例和教學計劃秉承技術開放的思想，對即將快速變化的學習內容，如特定的技術、設備或工藝等，不作具體詳細規定，以便能夠隨著工作世界的變化快速進行適應性調整。我國修訂新教學標準時也應把握好“技術開放”原則，對可能快速過時的技術內容不做明確具體的規定，以便對工作世界不斷變化的技術快速作出反應。

第三，突出“可擴展性”原則。由于目前我國各地區間智能化生產水平差異很大，不同院校間的教學實施能力也不盡相同，因此，如何將超出核心資格范疇的學習內容納入各專業統一參照實施的專業教學標準中，仍需要一定的設計策略。德國新一輪教學標準中采用“附加資格模塊”策略，為我國面向智能制造領域的職業教育教學標準體系改革提供了很好的借鑒。發達地區職業院校可在設計“1+X”人才培養方案過程中，在原有人才培養方案“1”的基礎上擴展增加“3D打印”“數字制造”等前沿學習內容，將其作為“X”模塊。

（三）加強多方協作，快速修訂專業教學標準體系

加強多方利益相關者的參與合作。預測并培養智能化時代所必需的關鍵技能，這不僅要由教育界決定，更要由企業界參與決定，以滿足社會未來的人才需求。因此，教育變革除了要凝聚學校內部的力量外，也應提高政府、企業、職業學校、科研機構等各方利益相關者的參與力度，開展互動交流，就未來關鍵技能的理念和實踐達成共識。德國參與研究并制定新的法規條例的相關利益群體有以下三類：公共部門（州和地方政府，VDMA，ZVEI等）、私人部門（企業雇主與專業技術人員等）以及教育團體（職業學校教師和教研人員等）。我國未來的教學標準體系改革既牽扯到職業院校本身，還涉及政府、教育部門、勞動部門、人事部門、各行業協會以及用人單位等多方利益群體，因而各方利益主體必須通力合作，共同制訂滿足產業發展需求的專業教學標準。

快速敏捷制定改革程序。借鑒德國教學標準體系改革的“敏捷程序”，在現有專業及課程的基礎上，圍繞經過政府評估認證的智能制造時代應具備的“資格能力框架”，職業院校與行業企業共同重塑教學標準，擴展選修課程模塊，針對勞動力市場的資格要求變化以最快的速度作出相應的調整。

參 考 文 獻

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