德国工业4.0对高职机电类专业教育的启示

(武汉软件工程职业学院，湖北武汉 430205)

“工业4.0”的概念自提出以来得到了中国工业界和教育界的认可，它描述了通过物联网、信息技术，将各系统联网，实现个性化生产的工业场景。目前工业4.0全球化标准还在不断协调与完善中[1]，德国不少大型制造业企业已在“智能工厂”的主题下规划了自己独特的系统或理念，并已经投入到生产过程中；德国职业院校也引入了工业4.0的概念，培养新形势下的工业人才。

1 德国工业4.0

笔者有幸在德国培训了一段时间，认识了工业4.0在德国企业、学校的发展状况，尤其是智能工厂、应用型大学师资建设与人才培养模式，对工业4.0下的德国职业教育发展有所感悟。

1.1 基于工业4.0的德国智能工厂

智能工厂可以提高生产效率，提升自动化程度，实现实时监控，减少人工成本，综合起来说，就是高度的自动化、透明化、数字化。如德国大陆汽车集团的电子元件焊接、电路板制作车间，不仅实现了全自动流水线，生产管理还运用了通过电脑实时监控，大型电子屏广播生产任务进度，无人操作小车物流运送的方式。在德马吉工厂，高端机床的组装，精密零部件的加工，如大型齿轮等，使用智能化数控系统，具有三维仿真功能。工程师可以在仿真系统中调整刀具型号、坐标位置等参数，进行模拟操作后，再进行实物加工。西门子集团开发了独有的智能生产管理系统，如产品生命周期管理PLM软件，数据管理PDM软件等，通过设计传感器检测、机械手搬运来模拟工人动作，导入三维数字化模型来模拟车间设备，创建生产线三维动画来模拟生产流程，从而建立数字工厂。将生产流程数字化的好处很多，如实现生产系统的规划、整合，将生产过程进行模块化、透明化管理，将产品测试、制作组装、材料整合、成品检查等生产流程的数字动画，和实际生产流程无缝对接起来，实现按客户需求来定制生产的全数字化项目管理，这被认为是最接近工业4.0要求的生产模式。

1.2 基于工业4.0的德国师资建设与人才培养

德国大学分为综合型大学和应用型大学，面向智能制造就业市场的主要是应用型大学职业教育培养的人才。在工业4.0的教育体系下，校企合作发挥了巨大的作用。

在师资建设方面，德国应用型大学教授门槛较高，要求博士毕业后，至少有三年企业经验，五年教学经验。在学校任教的教师中，有一大半是聘用的企业人员，如慕尼黑应用技术大学工程系，目前约有42名教授，20名讲师，70名外聘企业人员，教师教学之余也可以去企业工作，保证了教师丰富的企业实践经验。

在人才培养方面，德国的职业教育采用双轨制，包括学校上课学习和企业工作培训两部分。学生高中毕业，找企业签订培养合同后，才能被职业院校或双轨制大学接收。企业需保证学生在校的上课时间，企业培训内容需有技术含量，工作一天加班不能超过两小时；学生需要写企业培训日志，如工作内容、学习收获等，由培训师检查，企业不能完成的培训任务则由工商会培训中心完成。入学期间，学生拿企业工资，在校第一年完成基础学科和通识教育的学习，利用假期实习去企业工作、培训，有时学校上课和企业工作同期交错进行。学生在校的学习考试归学校管理，在企业的培训、技能考试则归德国工商会或手工业协会主管。工商会为企业服务，参与企业管理和政策制定，影响职业院校教学大纲、企业职业培训政策的制定。工商会主管职业合同的签订、技能考证和培训师的认定，并组织学生参加职业考试，在校企合作中扮演重要角色。

这样的师资建设和双轨制教育，使企业能培养适合自己的后备人才，学生也能在企业获得更高的薪酬，同时可以提升学校培养制造业人才的能力，非常适合新兴的、技术含量较高的智能制造业。

1.3 基于工业4.0的德国职业教育发展

工业4.0为德国工业发展提供了新动力、新岗位，如物联网等信息技术相关岗位，同时也淘汰了旧岗位，如传统的机械工人等。德国现有约346个职业，大概一半的职业以后会逐渐与工业4.0有关。随着新岗位技术含量和门槛的提高，需要专业技术人才，或拥有专业技能证书者才能上岗。企业专业技术人员的缺口，需要德国职业教育培养人才进行补充，企业和学校是相互需求、相辅相成的关系。德国职业教育也在不断淘汰旧专业方向，建立与工业4.0相关的新专业方向，如智能制造、3D打印等热门方向。德国双轨制教育将企业和学校紧密结合起来，在工业4.0的背景下，企业创造的新技术、新设备、新人才，会畅通地流向学校的职业教育，保证职业教育课程内容的与时俱进。工业4.0在发展德国工业的同时，也促进和推动着德国职业教育的不断改革和创新，形成良性互动。

2 对中国高职机电类专业教育的思考和建议

工业4.0的智能工厂模式是中国企业发展方向，它指引着未来制造业人才培养的方向，中国高职机电类专业，与智能制造业紧密相连，学习分析和借鉴基于工业4.0的德国职业教育发展经验，对于中国高职机电类专业教育改革具有重要借鉴意义。

2.1 深化校企合作，加强联合培养

校企合作一直是高职教育的热点，现在已有“校中厂、厂中校”等实训基地建设、教师企业锻炼和技术服务等模式，但目前多数校企合作仍停留在尝试和探索阶段，没有形成普遍的成熟的行业模式。在德国，双轨制职业教育的发展已经比较成熟，企业每年培训一个学生花费约一万七千欧元，包括学生的使用设备、工资、保险费用等。第一年企业经济负担较重，第二年以后学生相当于企业固定职工，企业以较低工资付酬，可以回收第一年成本并开始获利；同时企业培养学生，承担了社会责任，也可以提高企业的声誉。高职机电类专业面向智能制造业企业具有融合工业4.0的先天优势，教师在开展校企合作时，可以尝试探索和复制德国基于工业4.0职业教育发展的校企合作模式。

目前中国企业的校企合作模式很难实现双轨制办学，高职院校多数都采用和企业签订协议，建立订单班、学徒制等模式；但企业往往没有深度参与订单班学生的教学和培训，学生就业仍然是双向选择，使得校企合作依然停留在浅层。加强联合培养，深化校企合作，可以通过逐渐拓展企业参与教育教学的途径来推进。学校可以定期邀请企业人员参与教学，为学生做机电类技术岗位的岗前培训，允许师生利用业余时间和假期去对口企业工作和实习，学生参与企业的岗位技能竞赛、考核认证等，进一步加强联合培养，深化校企合作，并尝试利用学生人力资源为企业创造利润，形成普遍的行业模式。

2.2 建立教育标准，改革机电类专业教学内容

德国的工商会在企业管理和职业教育中起了很大作用，主要是明确了职业名称、工资标准，参与了企业培训合同的签订、学校教学大纲的制定，负责管理了学生的技能培训，组织了学生的技能考试。我国也可以考虑建立完善职业教育标准文件，可由主管部门逐步公开企业职业名称、工资标准、培训合同、培训教学大纲、技能考证的模版或者标准作为参考，并定时更新；或允许职业院校联合成立类似工商会的组织或协会，招收企业会员，学校和企业信息共享，为校企合作牵线搭桥，提供企业管理、人才培养的标准文件。

在中国制造业急需转型升级的背景下，信息化和工业化“两化融合”，互联网思维和“互联网+”概念[2]与工业4.0不谋而合，它们都是借助信息技术的发展，构建数字化工业或企业运营模式，通过互联网、云端实现信息的共享与优化。高职机电类专业要顺应工业4.0发展的大趋势，按照就业市场的需求，进行改革与创新。机电类专业建设需要淘汰传统的旧专业方向，及时增补智能制造、3D打印、数字建模、虚拟现实、仿真技术以及人工智能等新的发展方向，为新兴专业方向培养人才。同时，机电类专业课程的教学内容也要顺应信息化教学的发展，开发数字化教学动画、视频课件资源和实践教学仿真软件，建设立体化教材，将虚拟现实技术用于课程教学。按照中国制造2025战略对人才的要求[3]，机电类专业课程教学内容也应将企业所需要的最新或超前的技术、工艺和设备融入教学，使学生能了解行业动态和技术前沿。

2.3 建立“双师型”队伍，培育师生敬业、创新的理念氛围

高职机电类专业教学中，教师的素质尤为重要，如果教师不能及时了解和掌握新技术，更新教学内容，学生学习的知识就会陈旧过时而影响就业，使学生丧失学习的兴趣。借鉴德国师资队伍建设模式，应鼓励专业教师去企业锻炼和兼职，并聘用企业人员教学，使教师同时具备教学经验和企业经验，建立双师型队伍，保证所教授知识、技术的实用性与前沿性。

通过与德国人的短暂接触，使我深刻认识到他们的严谨作风、敬业精神和创新意识，正是这些优点，使德国工业飞速发展。高职教育不仅需要传授学生知识技术，教师也要以身作则，将严谨态度、敬业精神、创新意识用于教学与治学上，传授给学生，帮助学生树立终身学习的理念，培养他们严谨、敬业、创新精神。目前一些高职院校、应用型大学的机电类专业师生已有“创客空间”等类似“第二课堂”的组织，这些为鼓励教师自主创新、帮助学生提前感受企业氛围并培养创新创业意识，提供了锻炼的环境和平台，值得推广。

3 结 语

随着信息技术的发展，工业4.0作为一个热门的理念和先进的体系，标志着第四次工业革命的来临。新的技术革命带来了更多的岗位和机会，对制造业产生了深远的影响。展望未来，智能制造业的前景更有可能是人工智能技术与工业生产的结合。高职机电类专业和制造业紧密相连，是工业4.0发展的主力军之一，我们高职机电类专业建设必须与时俱进，站在工业4.0、中国制造2025的风口浪尖，学习和分析德国工业4.0的经验，培养企业所需要的专业人才，这对加强高职院校的专业建设，提升教师教学能力，促进中国职业教育变革与发展具有深远意义。