工业互联网背景下美国职业教育应对策略及其启示

随着现代信息技术和工业技术融合创新的推进，工业互联网对传统制造模式、生产组织方式和产业形态产生颠覆性变革，推动传统产业转型升级，催生新的经济增长模式，已成为工业生态系统的新平台，制造业转型升级的新路径，国家实力竞争的新焦点。

新产业创造新机遇，新业态带来新挑战。工业互联网时代对人力资源，特别是技术技能型人才提出了更高要求和期许。面向全球产业数字化、智能化和网络化变革，世界经济论坛发布的《未来学校：为第四次工业革命定义新的教育模式》报告中（以下简称“《未来学校》报告”），详细描述了与工业互联网时代相匹配的教育特点、框架和方法。

现代职业教育作为培养技术技能人才，实现技术创新的重要源泉，对国家未来经济发展的支撑作用日益显著。借鉴美国应对工业互联网的成功经验，促进我国加快职业教育改革步伐，对接工业互联网络平台，推动职业教育现有课程体系、知识结构的更新，重塑知识体系和人才培养方案，主动适应制造业、服务业创新发展带来的人才能力需求新变化。

一、工业互联网背景下美国职业教育面临的新挑战

在后金融危机时代，美国制造业外包加剧、失业率居高不下，工业互联网的高速发展让美国高端技术产业再次领跑全球，经济发展呈现新的生机。然而，数年来美国职业教育低端化使人才供给质量与产业发展脱节，产业空心化让现有劳动力技术与高端产业要求鸿沟加剧，如何适应工业互联网时代先进制造业岗位的需求，提供符合现代劳动力市场需求的技术技能人才，职业教育领域面临巨大挑战，具体表现在：

（一）培养目标与工业互联网信息化要求脱钩

回溯美国职业教育发展历程，直至21世纪初，其发展境遇一直处于不利地位——分轨教育的实施让职业教育演变成为弱势群体技能培训的专属地带。在互联网技术和人工智能技术高速发展的智能时代，劳动力在数字化素质和数字技术能力方面的教育与培训适应高科技岗位需求，“就业难”与“用工荒”现象并存。

信息革命将人类社会引领至工业互联网时代，工业经济模式由重规模、重标准化的规模经济向重增值、重个性化的柔性经济转变，数字化素质和数字技术能力成为劳动力资源的必备技能。因此，尽快适应工业互联网产业岗位需求，准确描述人才培养愿景，清晰展示人才培育理念，合理定位人才培养目标，构建与产业转型升级相适应的行动知识体系，才能扭转“人岗不适”的现实境遇。

（二）课程内容与工业互联网个性化生产脱节

在工业互联网时代，职业教育必须适应数字化对职业资格与能力的要求。因此，深入了解行业企业技术特点和流程、创造新的学习领域和专业，制订职业教育标准与规范，开发课程内容与资源，加强教育研究与培训，为人才培养模式改革创新提供支持。

长期以来，职业教育课程被美国民众视为学术性较弱的技能型培训。传统职业教育课程培养的技术工人，其理论知识与实际工作要求的技能性知识之间存在巨大差距；同时，与智能制造、工业大数据管理和数字化编程相关课程内容较少，难以满足现代工业要求[1]。

（三）实践模式滞后于工业互联网智能化需求

20世纪80年代后期，随着工业规模化生产的兴起，传统学徒制的衰落以及德国双元制职业教育模式高质量人才支撑让美国教育界学者纷纷反思校本教育的弊端。虽然职业教育校内教学体系较为完备，但实践课程情境化不充分；校外实践虽能正常开展，但因学生实践创新能力培养不到位，未将工业互联网平台企业价值链融入学生培养，实践效果堪忧。

工业互联网时代，代表先进制造业发展方向的企业纷纷引进数字化、智能化制造设备和生产流水线，为学生实践能力适应产业分工从价值链中低端向中高端转变提供实践环境。实践教学模式必须与企业数字化设备运用、智能化环境管理高度契合，并通过校企合作、产教融合推进各行业强化技术应用，让人才培养质量满足工业智能化需求。此外，地方政府、行业企业、劳工组织、教育机构还应协同创新、合力打造数字化人才培育基地。

二、美国职业教育与培训改革举措

在三次工业革命激荡中，美国职业教育不断掀起改革浪潮——立足区域经济发展和社会需求，并于2018年颁布了《加强21世纪的生涯与技术教育法》（以下简称“21世纪法案”），对职业教育与培训的地位和功能进行重新定位，实施竞争性拨款，从课程、教学模式、师资培养及校企合作等方面着手，使其与劳动力市场以及产业需求全面接轨。各州政府和职业教育机构纷纷响应，大力实施职业教育改革，增加经费投入，开发教育项目，强化问责机制，为美国职业教育转型升级开启了新篇章。

（一）以数字化能力培养为主线 重构职业教育体系

《21世纪法案》旨在通过进一步树立数字化、智慧化教育理念，倡导加快智能制造、高端装备、新一代信息技术等产业急需紧缺学科专业建设，针对职业教育中等和中等后教育阶段学生，紧跟新兴市场领域劳动力需求，重构课程体系，更新课程及学习项目，全面提升学生的学术能力、技术能力和就业技能，促进职业教育人才就业，实现职业生涯技术教育终身化。

首先，中等职业教育。通过实施“教育与职业沟通工程”，大力强化STEM（科学，技术，工程，数学）课程，特别是将数字化思想和技能融入课程，为工业互联网行业的信息教育奠定基础，为实施高等职业教育构建通道。其次，高等职业教育。启动社区学院改革，以社区所处地方经济发展需要和岗位需求为指引，以数字化技术发展为契机，更新人才培养理念、优化高端技能人才培养体系，着力数字化能力开发，配备先进数字化终端设备，打造具有吸引力和竞争力的职业教育体系。最后，更新职业生涯所需内容，由政府支持职业教育机构开展职后生涯培训，促进现有劳动力存量数字化技能升级，提高产业工人的劳动就业质量。如美国国家标准和技术协会（NIST）倡导建立制造业扩展联盟，劳工部就业与培训管理处（DOL）倡导建立公私合作联盟，旨在强化生涯技术培训。三个层次的职业教育与培训相互依托，有效衔接，形成了较为完备的教育体系，为美国工业互联网时代的人力资源队伍建设提供了有力支撑。

（二）以线上线下混合教学为载体 实施课程教学改革

迈入以信息化、数字化、高科技为支撑点的工业互联网时代，高端技术产业领域进一步拓宽，数据分析、数据架构、智能制造、网络安全等领域衍生出大量工作岗位。《21世纪法案》要求职业教育特别是课堂教学必须创新教学模式，利用工作本位学习机会，采用最新智能技术，增加有效手段，形成人机相适、师生互动、数据服务相互配合的新模式，全面提高人力资源的数字化能力。

经历了三次工业革命，联邦政府重新认识到职业教育与培训在经济发展中的重要作用。因此，联邦政府提供了大量经费支持，中等职业教育与社区学院高等职业教育有效衔接，各州设置了形式多样的技术准备项目，为高中毕业生提供了升学及高质量就业准备通道[2]。美国各级职业教育机构面向新领域、新技能不断探索课程内容，将工业网络、云计算、大数据、人工智能、数据分析等新兴领域知识融入教学内容，设计和开发适应劳动力培训特点的课程及职业技能学习项目；开展教学模式改革，创新教学和学习过程，采用慕课教学系统、线上教学平台等新型教学媒介，通过线上讲授与线下实践并举方式，培养学生多渠道、多角度获取信息、积累知识的能力；如，机械工程专业教学可以在课堂上，结合一组实际工程部件学习凸轮轴布置的三维模型，充分帮助学生实时掌握所需技能，培养学生数字化职业素养。同时，克服传统教学模式弊端，采用虚拟和远程实验室，通过细分能力培养模块，人机交互情景模拟等手段，将“增强现实（AR）”技术体验传递至学习现场。如，美国威斯康星州奇珀瓦峡谷技术学院（CVTC）有一套为工业互联网平台教学专门设计的制造系统，包括4 个机器人、雕刻、组装等相关设备，集成了工业级控制系统技术和广泛的物联网智能传感技术，通过互联网可远程监测每个生产点的性能，并由人机交互提供实时数据，用于生产效率的分析和预测。在这样大型生产系统支持下，学校可开展自动化、机器人、可编程逻辑控制器、人机交互、数控编程及材料处理和故障排除等工业互联网领域课程教学和相关专业技能认证。

（三）以培训项目开发为载体优化师资队伍能力

师资是保证职业教育培养质量的第一要素。职业教育学生对工业互联网时代的岗位胜任力取决于教师应用数字化技术及开展数字化教学的能力。《21世纪法案》进一步强调了教师及从事职业教育服务人员接受培训的重要性，为推进职业教育师资的继续教育，美国政府扩大了联邦教育经费各州可预留的比例，这些资金增量主要用于职业教育院校教师、学生、学院领导及职业生涯顾问等的专业发展，包括教师顶岗访问及实践、校企合作制定实施教学策略、教师获得技能证书及“以老带新”指导等，提高教师专业水平。

因此，美国许多州开发了由NSF 支持的社区大学教学研究生证书计划，该计划的重点是通过技术，特别是数字化技术增强的学习环境，为教授科学、技术、工程和数学（STEM）相关领域的教师开发设计和提供课程相关内容所需的知识和技能。如，北卡罗来纳州立大学教育学院的成人和高等教育系（AHE）参与了此项目的开发，并招募了来自北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的社区大学教师参与其中，通过建立和使用学生和/或教师组织的讨论小组/论坛（如WebCT、讨论板）、了解WebCT、Centra研讨会知识、NC 状态下的计算机资源知识等，提高了教师在网络和课堂环境中的实践运用能力 （图1）。同时，还通过制度化方式招募了优秀企业的一线专业技术工程师参与项目培训，在其获得资格证书后参与大学实践教学，以弥补职业教育机构或社区大学教师教学岗位的不足[3]。

（四）以协同创新实践为特色涵养创新实践品格

相较于德国职业教育引以为傲的“双元制”人才培养模式，“合作式”校企合作在美国职业教育中发挥的作用并不突显。当高端制造业高速发展与高价值、复合型技能人才短缺的矛盾日益突显时，职业生涯技术成为强化职业教育人才培养模式破旧立新的关键环节。因而，一场从学校向工作场所过渡的运动在美国职业教育界兴起，提供工作见习、开放暑期实践、创建校办企业、开发订单式培养等实践培养模式将职业教育改革推向了高潮。从联邦政府至各州政府致力于创新校企合作模式，通过统一产学目标、降低合作成本、趋同供求利益、提升人才实践能力，降低社会失业率。

美国职业教育机构特别是社区学院历来重视校企合作，由政府主导，社区学院组织、企业深度融合，企业作为教育系统与产业系统之间的桥梁，引导教育机构加快培养新技术应用所需的人才，基本形成三类主要合作模式（见表1）。同时，奥巴马政府实施联邦政府资金改革，鼓励州际职业教育机构与地方企业合作，全美近百个校企合作项目得到了联邦政府资金支持。在由教育、商务及劳工部门组成的“技能之基联盟”推动下，形成了全美制造企业与社区学院联合推出的职业技能认证项目，为美国职业教育建立了技能质量保证。

近期，美国新颁布的《加强21世纪的职业与技术教育法》，要求法案中的资助计划与州和地方政府建立更紧密地联系，受资助的职业教育机构必须进行劳动力需求评估并公示合作企业，强化学生以工作为基础的实践基地建设，进一步强化学徒制培养标准，形成学徒制与校企合作相互呼应的职业教育人才培养模式。

三、美国职业教育改革对我国职业教育的启示

2017年国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，明确指出发展工业互联网对加速我国产业数字化转型，抢占国际竞争制高点意义重大。

我国职业教育起步较晚，其在教育界所处地位及发挥的作用与美国职业教育颇为相似，还存在教育理念落后、培养模式陈旧、师资力量不足、校企协同乏力等问题。在我国双循环格局逐步形成，产业升级、结构调整不断加快阶段，各行各业对数字化、高技能人才求贤若渴。为更好对接工业互联网产业人才需求，强化高质量技术技能型人才供给，2018年颁布的《国家职业教育改革实施方案》（以下简称“职教20 条”）明确了国家全面深化职业教育改革的顶层设计和实施蓝图，但其具体落实情况有待考察。目前，梳理美国工业互联网时代职业教育应对策略，对立足国家战略、策应产业需求、办人民满意的职业教育具有重要启示。

（一）转变教育理念 厚植职业教育数字化思维

面对时代挑战，国家应高度重视工业互联网产业人才队伍建设，根据工业互联网体系、特点及行业应用，清晰界定职业类型，公布人才需求，支持和引导各高等院校建设相关专业，加快人才培养速度。各类职业教育院校应主动创新，利用国家职业教育发展形势及学校教育教学优势，建立紧密对接产业链、技术链和地方战略性新兴产业发展的学科专业体系，健全需求导向的人才培养结构调整机制，将“数字化”作为教学改革的核心，实现教学改革与管理的标准化、智慧化、一体化。

首先，构建数字化时代人才培养体系，清晰人才培养目标，调整学科专业建设体系，将当前职业教育类专业与数字化、智慧化技术结合，形成一批数字化专业，如：物联网、智慧农业、电子商务、智能电网、智能制造、电子健康（远程医疗）等，将为学生找准未来职业方向。其次，建立学生在数字化时代知识、技术、能力培养具体标准，特别强化其数字化实践能力，对于数字化学习、智慧生产、信息处理、分析反思等能力进行标准化考核，为学生适应数字化工作世界打造职业能力。其为工业互联网时代提供强有力的数字人才支撑。再者，数字化教育需要智慧的数字化环境，前端智慧课程的使用、后台海量数据的存储、过程网络服务的支持，“云”“网”“端”的数据传输和交流互通，都必须基于数字化云平台实现，构成以动态学习数据分析为核心的智慧学习支撑环境。

表1 美国校企合作主要模式详情一览表

（二）改革培养模式 注重核心能力提升实效

为贯彻数字化技术技能人才培养理念，将人才培养目标与任务贯穿课程教学和实践教学全过程，各类职业院校应摒弃传统教学只注重知识传授和实践训练的陈旧理念，必须推动现有课程体系、教学模式的更新迭代，围绕数字化工业互联网产业着力打造学生三项职业核心能力，即“创新思维、组织协调、高效执行、自我评价”能力，对教学环节进行全面的数字化升级，为人才赋能。

首先，工业互联网平台让生产从“标准化生产”迈向“个性化定制”，以标准化、规模化的“生产模式”逐步演化为自动化、个性化“定制模式”，只能从事简单重复劳动的技术工人不再能适应工作岗位要求，只有具备创新思维能力，能够自主学习、抽象思考、独立发现问题、分析判断问题，并具备一定批判思维的技术技能人才才能顺利谋求工业互联网平台的工作岗位。这就要求职业院校在课程设置上注重学生数字化创新思维涵养，用数字化时代的办学理念、技术更迭、模式变革来创新大学人才培养，改革传统“行政班级授课制”、“笔试考核评价制”等教学管理形式，利用互联网、人工智能技术设计全新课程体系和课程形式，打造数字信息化实践场景和实战模式，通过学生数字化创新思维能力培养使其在工作岗位的持续创新成为可能。

第二，基于工业互联网平台的制造业服务业，技术技能人才面向的不再是单一的机器和工作程序，而是复杂的机器群组和多样化的工作流程，需要自己设计工作流程，编制工作程序，组织机器或其岗位人员进行协作劳动，处理复杂问题。故此，职业院校的课堂教学不应仅仅是简单的“PPT 演示版信息化教学”或“灌输式网络在线教学”，而应更加灵活教学组织形式，采用基于MOOCs 的数字化教学设计、翻转课堂、混合式学习、沉浸式学习和互动学习模式，让学生的个性和特点得到充分尊重，激发学生的学习兴趣和热情。通过小组讨论和团队项目导向式教学，引导学生自主学习知识，自行组织团队，协调完成任务，提升学习成就感，最大限度激发学生的潜能。

第三，在工业互联网产业中，技术设备、劳动工具和大型机器的数字化成为必然，在学校装备的典型实体教学设备中，机器数字化和行业操作流程软件化成为标备，学生数字化实践能力成为其具备高效执行力、胜任岗位工作的前提条件。因此，职业院校要进一步聚焦学生“数字化思维和行动”和“个人职业行动能力”培养，特别是数字化编程能力，充分运用互联网智能技术+教育领域的研究成果，在实践场所建设时要重视虚拟现实、人工智能、增强现实等技术的结合，引进构造灵活的模块化、智能化制造系统，开发构建数字化实践环境，模拟数字化业务及实践流程，使学生数字化实践技术能力培养更加精准到位。

第四，基于互联网技术的工业制造业，有着技术更新快、网络化程度高、环境复杂多变等特点，学生迈入工作岗位后在一定时间内能适应岗位需求，但随着技术进步和网络环境更新，若不具备岗位学习能力，则不适应岗位要求的风险增大。故在课程建设中，需进一步加强以学生为中心的自我学习、自我评价能力建设，设置在课程中专门模块，如课程“设计包”、“自测驿站”等内容，让学生从自学、自测、自评中体验获得感和成就感，从而提升其学习中的自我效能感，为企业输送可持续发展的高技能人才。

（三）打造“双师”队伍 提高人才培养硬核实力

在数字化生产时代，产品技术和生产工艺更迭速度加快，排除生产故障时所需知识和能力也更加综合，对职教师资教学任务要求有了更多拓展。“职教20 条”对“双师素质”教师职业培训提出了明确要求，但许多职业学校因培训内容更新不及时、考核要求不明确及教师课程负担沉重而疲于应付，导致培训流于形式，效果不甚理想。

在国家层面，应进一步重视职业院校师资培训，高目标、高要求制订全国性示范职教师资培训基地的培训内容和考核要求，建设专门面向职教师资的开放性网络教学平台，分学科专业开发一批数字化教学优秀案例集，以网络线上课程形式面向全国开放。

在职业院校层面，应积极组织制订“数字化时代职业院校教师教学新规程”，结合办学特点和专业实际，对本校教师专业能力建设、媒体运用能力建设、数字化教学研究能力建设、团队项目开发能力建设、教学材料编制能力建设等要求进一步细化。在培训方式上，组合集中面授、工作坊现场教学、在线授课、微课程教学等多种教学模式，“线上”+“线下”相结合，提高培训效率。在培训内容上，灵活整合工业互联网涉及的多学科、多领域相关专业知识，形成定制化的课程体系。在课程组织方面，行业专项课程、大型公开课程、企业参访课程等有机融合，突出培训效果。

在教师个人层面，必须紧跟时代要求，不断更新专业知识，提高专业化水平，锁定学科和产业发展前沿，既掌握数字化生产所需技术技能，具备解决实际生产问题的综合能力，还要积极探索分析教学专业特点，以数字化媒体化为载体的教学内容特征，确保教学有广度、有深度、有亮度。

（四）夯实实践教学 实现产教融合协同共生

2019年，国家六部委联合下发《关于印发国家产教融合建设试点实施方案的通知》，从宏观层面引导城市、行业、企业强化校企深度合作，但目前基于工业互联网行业的校企合作还未落地生根。国家层面还应审时度势，前瞻布局，着眼制造业强国崛起和全球工业生态竞争，主导研发产业前沿核心技术，帮助构建跨行业互联平台，扶持一批高科技、创新型产业，划拨中央财政专项支持项目，重点支持工业互联网产业校企联合人才培养项目，打造一批引领工业智能时代产教融合改革的标杆行业。

在国家战略部署的推动下，全国大多省份相继出台了工业互联网人才扶持方案，但只有天津、山东、安徽三省出台了相关的“产教融合”实施意见，以工业互联网人才培养为导向的产教融合还未形成气候。各级政府还应积极主导、主动谋划，面向工业互联网网络、平台、安全三大体系，着眼地方经济发展深化“引企入教”改革，大力推进校企业合作的广度和深度。发掘工业互联网平台中的大中型企业与职业院校优势学科交叉互联，以企业为主体推进人才培养和协同创新，通过实施税收优惠、人才支持、产业补贴等政策，释放校企双方人、财、物的最大效能。

我国工业互联网平台中的大中型企业特别是龙头性企业，是工业互联网标准流程的制订者、参与者，在机器智能化建设和使用中有更多话语权，他们不但要参与学校教学实践，还要参与数字化网络教学平台的构建，甚至通过联合办学形式进行利益分配，使教育教学与专业实践相一致，工业产业发展与职业教育提升相契合，全过程、全方位打造企业行业所需数字化技术技能人才，实现技术人才培养和使用的无缝链接，实现职业教育与数字化产业链的协同共生。