工业4.0背景下德国大力发展“学习工厂”

摘   要：德国制造业发展和工程技术人才培养成就举世瞩目，除其传统“双元制”职业教育体系以外，近年来为适应工业4.0发展而逐步兴起的“学习工厂”成为培养新型技术技能人才的重要场所，其基本理念是教育培训与生产研发相整合的目标观与功能观、基于学习规律的教学论观、行动导向的整合教育过程观。“学习工厂”的主要优点是：作为未来特定生产过程的展示场所，能使学员在了解传统的控制和自动化技术学习的基础上，有针对性地学习工业4.0相关知识和技能;具有研究、教育培训和服务工业生产等功能。

关键词：德国 巴符州 学习工厂 工业4.0

为适应工业4.0发展，德国近年来采取一系列举措，推进职业教育创新，“学习工厂”（Lernfabrik）即为其中之一。我国正在积极推进经济结构转型升级，迫切需要大批优秀的高端技术技能人才。“他山之石，可以攻玉”，本文以德国巴登—符腾堡州（以下简称巴符州）为例，分析其大力发展“学习工厂”，助力工业发展的情况，以期为我国提供一定借鉴。

一、“学习工厂”在巴符州发展的基本情况

巴符州是德国经济最发达的联邦州之一，在工业、高科技和科研领域最为突出。传统经济行业以汽车制造、机械设备制造、电子、数据处理和金属加工业为主，拥有戴姆勒股份公司、保时捷股份公司、罗伯特·博世有限公司、海德堡印刷机械股份公司等世界著名企业。巴符州的中小企业实力强劲，其被誉为德国“中小企业王国”，“隐形冠军”企业达400余家。同时，巴符州拥有多所在德国享有盛名的大学，这些大学一直重视职业教育与企业的发展，德国首个双元制大学——巴符州双元制大学（DHBW）就坐落于此。

目前，为推进职业教育数字化，巴符州设有16家“学习工厂”，其与行业协会、经济促进机构、工会和30多所职业学校等社会机构组建团体联盟，以促进德国工业4.0的发展。巴符州经济、劳动与住房事务部已给予680万欧元的资助，并计划再投资480万欧元新建21家“学习工厂”。此外，有超过250家企业表示愿意投资，并通过实际性投入支持“学习工厂”的建设与发展。[1]

巴符州大力发展“学习工厂”的主要目的是：推进职业实践教育和继续教育数字化，提供展示高度灵活数字化网络生产流程的系统化学习场所。“学习工厂”建在职业院校校园中，为学校实施数字化教学，更好地培养工业4.0所需的专业人才提供实践学习场所，使学生能够在学习过程中更加直观地了解实际的工业标准与操控流程。

二、“学习工厂”的定义与类别

根据2013年制定的《欧洲学习工厂倡议》（Initiative on European Learning Factories），“学习工厂”是指“一种基于真实的生产及管理过程，面向高校、企业和研究机构的集多种功能于一体的实践学习场所”[2]。“学习工厂”旨在呈现基于真实生产的过程和技术，直接指向产品创造的学习环境，不是对工业生产型工厂的简单复制，而是在强调实践和基于问题学习的教学论基础之上，为学生提供一种优化的学习过程。

巴符州经济、劳动与住房事务部资助的“学习工厂”主要分为两大类[3]。一是基础实验室。该实验室通过专业教学法指导，使学员掌握新型、数字化控制生产技术。同时，该实验室还介绍现代工业制造中相关的标准化任务。在教学法方面，对于软硬件的使用接近实际模型的要求。二是链式机器设备系统（verkettete maschinen system）。学员有机会按照实际工业生产标准在智能生产流程中学习、训练并最终掌握智能制造技术。从狭义上看，“学习工厂”是“一种学习环境，在流程上具有真实性，包括多个工作站，涉及技术和管理两个方面;在设置上具有可变性，类似于真实的价值链;在产品上是正在生产的实物产品;在教学法理念上，学员通过现场学习和自身行动，实现正式和非正式学习”[4]。“学习工厂”在结构和设备方面在很大程度上满足了工业自动化的要求。例如，学员有机会独立编程，引导工业机器人工作，并测试机器人与上下游生产线的配合程度。

三、“学习工厂”的优点与功能

“学习工厂”主要有以下几个优点。一是在学员了解传统的控制和自动化技术内容的基础上，在教学过程中有针对性地逐步传授工业4.0相关知识和技能。在这个意义上，“学习工厂”是工业4.0实践教学的理想工具，其教学计划包括师资培训措施及定期与校外合作伙伴的实践合作。二是“学习工厂”作为未来特定生产过程的展示场所之一。由于巴符州中小企业众多且联系紧密，“学习工厂”使他们有机会学习、观摩并更好地适应工业4.0的发展。此外，巴符州中小企业与巴符州工业4.0联盟、商业组织、商会行会的活动與合作也有助于各地区的“学习工厂”成为展示工业4.0技术的橱窗。

广义上的“学习工厂”还涵盖“用虚拟价值链取代实体价值链、用服务产品取代实物产品、用远程学习取代现场学习”[5]。教育、实践教学和研究不仅是“学习工厂”的目的和任务，也是学员学习得以发生的载体，获得的结果可以是能力开发和创新。

“学习工厂” 实现了研究、教育和服务工业生产的以下几个功能[6] 。一是研究功能。“学习工厂” 训练学生如何精细化组织、如何规划工厂、如何开发新的生产技术，支持学生和企业将其产品设计转化为现实。二是教育培训功能。“学习工厂”为教育培训提供平台，组织实践教学，建立实验室和工作室。三是服务工业生产的功能。例如，“学习工厂”可利用高新技术开发进行新技术和方法的研究与实验，将研究与生产对接，从而实现技术的更新与持续改进。

目前，从该州教师与学员的反馈来看，“学习工厂”带来的影响是积极的，它被教师视为一种很好的教学工具，以帮助学员更好地、全面地理解工业4.0中数字化网络的生产过程。同时，“学习工厂”对于学员的优势在于，他们可借助平板电脑等现代设备控制高科技生产工厂，将数字化、信息化融入到技能培训与职业学习中。

四、“学习工厂”对我国的启示

迄今，除了巴符州外，德国还没有其他联邦州政府采取相关措施，能将工业4.0的专业知识得以高水平实施，尤其是在职业培训和继续教育领域。可以说，巴符州是将工业4.0付诸实施的先驱者。“学习工厂”与工业生产深度合作，实现了课程在设计、制造、产品等过程中的衔接，为学员提供了一种基于实践的课程，将理论知识与加工、设计、生产等实践技能整合起来，拓展了学术研究、为政府和生产方面的社会服务功能。

当前，现代信息技术与制造业的高度融合推动了智能制造的发展，智能制造已成为我国制造业转型升级的主攻方向。智能制造是多学科交叉的制造业前沿研究领域，我国智能制造业的发展需要大量的复合型技能人才[7]。然而，目前我国若仅靠突出“专”的职业技能人才则无法满足产业结构调整、制造业转型升级的要求。面对数字化、信息化时代，在《中国制造2025》的要求下，我国职业院校需对技术技能型人才的培养规格进行调整，应更加强化“一专多能”的复合型职业技能人才培养，使其在掌握扎实的专业技能的基础上，将现代化的信息技术手段运用于产品制造设计、开发、调适和维护中，最终成为适应时代发展的现代复合型技能人才。

在此背景下，加强职业教育校企合作，推动现代复合型技能人才培养，提升职业教育质量势在必行，要将产教融合企业建成新型“学习工厂”[8]。一是校企利益融合，建立校企利益融合长效机制。二是校企技术融合，实现学校理念层面与企业产品层面技术的有机结合。三是校企资源融合，共建、共管教学和技术技能设施、实习实训基地、学生创新创业、员工培训、技能鉴定等资源。四是校企文化融合，在校企利益共同体层面形成集体文化。五是校企人员融合，学校与企业在管理层面、师资层面上创造条件交叉兼职、任职。六是校企制度融合，在学校教育教学和学生的日常管理中融入企业管理制度。

通过建设产教融合新型“学习工厂”，着力构建真实场景、真实学做实践教育的新空间。这是一个需要政府、企业和学校协同发力的系统工程，是一次关联产业、教育和社会各方面的跨界创新，它的成功探索将会为新时代职业教育发展增添新动力。

参考文献：

[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.德国工程教育“学习工厂”模式评介[J].比较教育研究， 2017（6）： 28-34.

[7]齐斌. 基于“中国制造2025”对高职教育的几点思考[J]. 高教学刊，2016（14）：46-47.

[8]到“学习工厂”体验产教融合的新型学习[N]. 光明日报，2019-04-09（15）.

编辑 王亭亭   校对 朱婷婷

作者简介：陈正，中国驻德国大使馆教育处二等秘书、德国柏林洪堡大学博士、国家教育行政学院副研究员