德国“学习工厂”的经验与启示——兼论如何打通产教融合的 “最后一公里”

鄢彩玲 李 鹏

（1.同济大学，上海 201804；2.华东师范大学，上海 200062）

新时代国家大力发展 “新工科”，工程教育发展迅速。事实上，“我国在21世纪初已成为工程教育大国”[1]。《中国工程教育质量报告》的数据显示，“中国普通高校工科专业招生数、在校生数、毕业生数都远远高于世界其他国家，稳居世界首位，数量比紧随其后的俄罗斯、美国等国高出3—5倍”[2]。但调查显示，中国工程教育的质量还不能匹配其规模的世界地位，工程教育 “学术化”、产教融合形式化现象明显。[3]为此，国务院办公厅发布 《关于深化产教融合的若干意见》，教育部提出 “卓越工程师教育培养计划”“新工科建设”等系列改革政策，要求深化产教融合，加强校企合作。然而，从政策到实践存在多重困境，产教融合 “合而难融”，“最后一公里”难以打通。[4]中国产教融合在体制机制、政策规划、专业设置等宏观改革上已经取得了突破性进展，但在课程设置、教学实施、学习活动等微观层面上问题依旧突出，特别是如何将企业需求转化为具体教学内容运用于企业、工厂实训，目前尚未形成系统有效的方法与路径。因此，借鉴国际成熟的经验与模式是推进中国工程教育产教融合的重要路径。德国工程教育享誉世界，对落实产教融合拥有丰富的经验。除了常见的企业实习，许多德国高校通过构建 “学习工厂”将企业需求转化为具体教学内容以实现产教融合，推动工程教育发展。实践证明，德国 “学习工厂”比传统的课堂教学、项目教学、混合学习、数字学习等形式更加能够推动学校教学与产业需求之间的转化与融合。[5]因而，借鉴德国 “学习工厂”的经验，有助于中国工程教育落实国家的教育改革政策，打通产教融合的 “最后一公里”。

图1 德国 “学习工厂”的组织结构

一、德国 “学习工厂”的产教融合实践

德国工程教育通过 “学习工厂”建设，既创新了产教融合的组织模式，也深化了产教融合的微观实践，打通了产教融合的 “最后一公里”。1988年，为提供关于计算机集成制造的培训，德国建立了第一个 “学习工厂”。传统的“学习工厂”是工学结合的平台，企业为学生提供实习机会，学生在企业进行工程实践学习。近年来，德国 “学习工厂”打破禁锢，整合高校、企业和研究机构多种资源，从工学结合走向校企合作、产教融合。工业4.0时期，德国“学习工厂”引入信息技术，不断拓展学习资源，进一步升级为基于真实工程实践、直接实现生产创造的学习空间。[6]如今的 “学习工厂”以产业、企业的要求设定组织环境、组织目标和目标群组，满足真实生产和市场需求，映射真实的工厂和产品生命周期的选择，并构建工作站、工作单元和生产部门，在运营中兼顾多元利益相关者的价值诉求。[7]因此，在宏观上，德国 “学习工厂”以 “社会-技术设施”与 “教学设施”的交互作用 “跨界”组合，实现产教深度融合；在微观上，德国 “学习工厂”通过多重措施将产业、行业的需求转化为具体的教学内容。经过从宏观到微观、从工程生产要求到高校学与教的两次转化，德国 “学习工厂”成功地打通了产教融合的 “最后一公里”（见图 1）。

1.依据工程实践全流程与生涯全阶段确定学习内容

德国 “学习工厂”不仅创新组织结构，还原真实的工程实践，汇集生产制造、教学培训、研发探究等多元功能，而且依据工业生产的全流程和生涯发展的全过程选择合适的学习内容。事实上，理论知识与常规教学对高校来说不是最大的挑战，有效吸收企业生产一线的新工艺、新技术与新知识才是德国 “学习工厂”区别于传统实习实训的最大优势。首先，选择 “学习工厂”中工程实践知识的学习内容。德国 “学习工厂”涉及各类工作任务，从单人能够在工作台上进行的简单技能操作到流水线上各职能分管部门等负责的工作，内容覆盖工程与工业生产的全过程，从产品计划、生产发展、产品设计、模型制造、正式投产、运用与服务到回收。然而，由于资金投入的限制，德国 “学习工厂”无法进行与生产全范围、同深度的工程实践，而且不是任何工程实践都具有学习的必要性。因此，德国 “学习工厂”通常只聚焦具体工程与工业生产的部分实践。其次，确定“学习工厂”中工程实践知识的难度和深度。在大致确定学习内容后，德国 “学习工厂”开展了大量的目标人群研究和企业调研。先确定目标人群，通过企业调研了解目标人群未来的职业工作内涵；再借助于实践专家研讨会确定培养内容，以此确定学习内容在多大程度上对接生产的宽度和深度，德国 “学习工厂”提供工程实践的范围和深度；最后根据职业生涯的全过程分解学习内容，匹配学习任务。根据Dreyfus-Dreyfus能力发展模型，每个职业的发展都将经历从新手、熟手、能手、高手到专家五大能力发展水平。[8]实践专家团队根据对完整职业知识的系统把握，分解从新手、熟手、能手和高手各阶段典型工作任务的能力，为目标人群选取从新手到专家完整职业发展所需学习的典型工作任务，不同能力阶段的个体将完成不同的典型工作任务。

表1 确定教学目标的实例

2.设计组织 “目标-过程-方法”相协同的教学实施

德国 “学习工厂”两次转化的组织结构是产教融合的基础，但真正打通产教融合 “最后一公里”的还是工程实践知识在教学中的有效转化。德国 “学习工厂”依据工程实践的全流程与生涯发展的全阶段选择学习内容后，从学生学习的角度组织教学工作。首先，分解工程实践教育的学习目标，进而确定教学目标。德国工程教育的最重要目标就是培养工程实践的职业能力，强调高校的首要目的不是研究科学知识，而是让学生学习如何与所学知识打交道并运用于实际。因而，德国 “学习工厂”根据布鲁姆教育目标分类理论将职业能力划分为技能 （Performance）、 专业知识 （Professional knowledge）、 概念知识 （Conceptual knowledge）三种教学目标，以此为基础，进一步细分 “学习工厂”工程实践知识的教学目标，不同的目标有不同的描述和用语 （见表1）。

其次，根据教学目标设计教学过程。在确定分级分层的教学目标后需完成相应的教学过程设计，德国 “学习工厂”的教学过程大致可以分为三种：问题引出型 （Problem-pull）、理论推动型 （Theory-push）、反思优先型（Reflexion first）。为了实现目标-过程的互动，德国 “学习工厂”运用库伯 （Kolb）的 “学习圈理论”（Learning Cycle Theory），建构了 “开展实践—反思讨论—形成理论—开展新实践”的教学循环。[9]学习者亲身或间接参与形成具体经验，通过反思经验，对不同经验包含的碎片化知识进行归类整理，形成系统理论，并能指导未来的行动，如此循环，达到目标-过程的一致性。

最后，根据教学目标、过程与学生学习风格，匹配不同的教学方法。在教学方法上，德国 “学习工厂”把工程学习划分为主动学习、被动学习、贴近工程实践和远离工程实践四个维度，根据学生的参与情况、教学者要求、环境要求、空间要求、时间要求、学习材料要求、费用要求、规模性要求、对日常生产的影响程度、可迁移性等进行区分，匹配恰当的教学方法 （见图 2）。

3.建构 “服务学习、真实体验”的工程实践学习情境

图2 德国 “学习工厂”学习方法分类

德国 “学习工厂”以最大程度仿真工程实践环境为目标，但是具体教学活动的开展除了技术环境还需要构建学习情境。因而，德国“学习工厂”从学生学习需求出发，匹配相应的学习资源，以情境化、主动参与性、问题解决完整性、激励性、集体协作为尺度设计学习情境①。一方面，整合资源，优化设计 “学习工厂”的硬件环境。学习情境是由所有能促进学习的元素组成的条件或环境，这些元素包括教师、学生、教学材料、具体学习内容、设备等。因而，考虑到资金、成本、重复使用可能性等因素，德国 “学习工厂”多设置在校内。在学校的场域空间内，以学生学习需求为出发点，通过教师、学生、设备等多种资源与要素的整合，不仅能够最大化满足教学要求和学生的学习需求，而且能够实现新技术的研发、实践与学校的资源、技术相结合。另一方面，建构新的师生关系，还原工程实践情境。德国 “学习工厂”通过对工程实践能力的分解，创建还原工程实践的活动场景，为学生提供真实的工程情境体验。在德国 “学习工厂”的学习情境中，传统的教师与学生角色定位将被颠覆，学生是主导者，而教师是辅助者、被咨询者。学习材料不再局限于静态的书面材料，还包括实时变化的实际案例、现场问题。围绕系统工作过程知识展开，不仅包括工作原理等理论知识，还涉及动作技能、团队合作、职业认同感、职业道德等无法言说的默会知识。这种情境性的学习不仅促进了学习者与资源、环境的互动，也推动了学习、研究与生产的深度融合，提升了工程教育产教融合的质量。

二、德国 “学习工厂”的产教融合经验

德国 “学习工厂”不仅在组织结构上实现了工业生产与高校教学的有机整合，而且成功地将工程实践知识转化为具体的教学内容。这是德国工程教育的实践智慧，也是产教融合的宝贵经验。

1.以学习为中心，培养学生的工程实践能力

产教融合在形式上是产业系统与教育系统的有机融合，在过程上是产业、企业、学校共同培养、使用人才。因此，工程技术人才才是产教融合的关键，而工程实践能力则是产教融合、校企合作的焦点。德国 “学习工厂”以学生学习为中心，关注培养学生的工程实践能力，这是德国 “学习工厂”能够打通产教融合 “最后一公里”的重要经验。首先，以服务学习为目标，创设了一种新的学习平台。德国 “学习工厂”整合多种学习资源，集生产-教学-科研功能于一身，为学习者提供学习、测试和实施新生产方案和生产系统范式的环境，为工程师和实践者提供训练和实验的环境，为理论知识运用于工程实践提供物理平台。其次，以工程实践知识学习为核心，创新了工程实践知识的建构机制。德国 “学习工厂”强调实践和基于问题学习，通过融合校企双向资源实现了教育在设计、制造和产品等过程中的衔接，将理论知识与加工、设计、生产等实践技能整合起来，而这并不能通过对工业生产型工厂的简单复制而实现。进而，不仅为学习者提供了真实的工程实践环境，而且通过融合校企双向资源实现了教育在工程过程中的衔接。最后，以培养职业能力为宗旨，发展了一套培养工程技术人才的方法论。德国 “学习工厂”以职业能力培养为目标，在传统的学习模式、教学模式的基础上，注入企业需求，从而衍生出新的学习模式。以行为主义为引领，通过 “做中学”的方式，将工程实践贯穿于整个学习过程，实现了技术、生产、教学要素的系统整合，发展了一套培养和提升学习者实践能力的系统方法。[10]

2.以教学为中介，还原真实的工程实践情境

德国 “学习工厂”为了将工程实践知识转化为具体的教学内容，根据学习目标和学习需求，还原真实的工程实践情境，优化实践教学，建构了工程实践与学生学习之间的桥梁。首先，从学习者出发，通过企业调查和实践专家研讨会确定培养内容和教学目标任务。工程实践是非常复杂的活动过程，[11]但是德国 “学习工厂”通过大量的目标人群研究和企业调研，组建实践专家团队，依据工程实践全流程选择学习内容，从生涯发展的全阶段分配典型工作任务，实践专家作为工厂实践的亲历者确定培养内容，明确教学内容。其次，基于工程实践的知识特点实施 “目标-过程-方法”相协调的教学。工程实践涵盖完整工作过程，融合不同学科与领域，涉及具体情境，因而，工程实践的知识不但涉及显性的理论知识，还涉及默会的技能知识以及意志、态度、动机等过程性、情境性的知识。由此，在教学目标设置上，德国 “学习工厂”对教学目标进行细分，既包括对技能等行动表征的掌握也包括对理论知识等认知内涵的理解要求。在教学过程设置上，以 “做中学”、基于问题和行动导向的教育理念，开展实践教学。在教学方法选择上，基于实践情境，灵活选取合适的教学方法。最后，依据工程实践环境及相应学习需求构建学习情境。德国“学习工厂”打破传统意义上学校学习的局限，构建了服务于具体化、场景化和任务式工程实践的学习环境。在考虑现有教学资源的前提下，从教室内的模拟性、仿真性环境向真实工程实践环境趋近，以保证学生在真实情境中开展工程实践学习。

3.以学校和企业为主，多元利益相关者共同参与

工程教育的产教融合是学校和企业资源的深度整合，必须由来自双方力量的合作与执行。德国 “学习工厂”是教育培训与生产环境整合的产物，在 “学习工厂”，企业、院校和学生之间形成了相互联系的格局。为打通产教融合的“最后一公里”，德国 “学习工厂”将企业和学校视为产教融合的共同参与者，并吸引多元利益相关者协同参与。“学习工厂”的顶层设计采用 “工业生产学习+工程知识学习”相结合的组织结构，既包含企业组织要求也顾及学校教学需求，在组织架构上吸引多元利益相关者协同参与，以 “社会-技术设施”与教学设施交互作用的 “跨界”促进产教深度融合。在具体实施上，一方面，由企业实践专家和学校专家共同开展企业调研和目标人群分析，选取工程实践任务，确定培养内容；另一方面，教学实施过程中，除了学校教师，企业以工程技术人才培养、使用、培训为载体，通过实践教学、科研项目等维持与学生的紧密联系。经过顶层设计与具体实施两个方面的多元主体协同参与，德国 “学习工厂”不仅实现了产业系统与教育系统组织、人员与要素的融合，还实现了工程生产知识与学生学习、个人经验的融合，工程实践情境与学习情境的融合，工程实践文化与学校教学文化、学习文化的融合。

三、德国 “学习工厂”对中国工程教育产教融合的启示

为打通产教融合的 “最后一公里”，中国工程教育亟需回答三个问题：第一，如何挑选合适的工程实践进行学习？第二，如何在实训环境中组织实施相应教学活动？第三，为配合教学活动开展，如何设计具体学习情境？德国“学习工厂”积累了产教深度融合的成功经验，然而，由于文化、社会土壤的差异，中国无法完全照搬德国的经验，只能反思性借鉴。

1.从宏观规划转向具体实践，聚焦工程实践的学与教

中国工程教育经历了 “技术范式”、 “科学范式”以及 “工程范式”。在相当长的时间里，中国工程教育处于 “科学范式”阶段，近年来，逐步向 “工程范式”回归。由此，在相应的产教融合实践中，中国工程教育的重心也在政策规划、体制机制建设、专业结构调整等方面，[12]缺少对微观层面的关注，尚未完全做到将企业需求转化为具体教学内容，以致很难以打通产教融合的 “最后一公里”。因此，借鉴德国经验，中国工程教育的产教融合不能仅仅是企业环境与学校教室的物理融合，还应是职业知识、经验、文化等与教学内容、教学实施、学习情境内容等因素的融合。因此，中国工程教育的产教融合要从宏观规划转向具体实践，聚焦工程实践的学与教。具体来说，一是除了空间结构的变革之外，更重要的是在培养方案、教学活动、学习环境打造上不断耦合，积累培养学生、满足企业需求、符合社会发展的工程教育经验，从而创设工程教育的新教学范式。二是强化工程技术知识的渗透，加快工业生产知识与技术在工程教育中的转化。通过技术专家和教育专家的深度合作，共同商讨制定工程教育的人才培养方案与课程体系，把工业生产中的新技术、新工艺、新知识、新标准纳入产教融合的学习体系；从 “产品计划—生产发展—产品设计—模型制造—正式投产—运用与服务—回收”全过程吸收教育内容，革新工程技术教育的内容体系。

2.从产业需求转向学习需求，服务学生的学习与发展

产教融合不仅要满足产业与企业的人才需求，也要满足学生的学习需求。德国“学习工厂”根据学生的学习需求，设计组织教学活动、创设教学情境，不仅有效地服务了学生的学习，也通过高质量的学生培养更好地实现了产教融合。然而，中国传统的学校教学模式在工程教育中占据主导地位，对工程实践知识的教学缺乏系统的实践智慧。[13]因此，中国工程教育的产教融合要从产业需求转向学习需求，服务学生的学习与需求。借鉴德国经验，参照其建设“学习工厂”的完整流程，将工程实践知识转化为具体的教学内容。具体来说，一是根据目标人群，借助企业调研、组织实践专家研讨会等方式，促使企业参与确定工程教育培养内容的工作。二是在明确培养内容的前提下，借鉴德国 “学习工厂”建设的方法，运用布鲁姆教育目标分类理论，通过对职业能力进行细分，确定教学目标；按照 “学习圈理论”，设置教学过程；根据贴近工程实践程度和学习主观能动性，选择适当的教学方法。三是基于教学过程特质和教学方法选择设计学习情境。选取新时代中国工程实践进行工作过程分析，确定典型工业岗位的职业能力要求、工作环境、工作步骤、工作方法与工具，依据学生学习的基本需求，按照 “情境化、主动参与性、问题解决完整性、激励性、集体协作”五维一体的尺度设计工程教育学习环境，整合配套资源，发挥信息技术的优势，拓展并优化工程教育产教融合的学习空间。

3.从校企合作到多元主体协同，整合产教融合的力量

工程教育、产教融合都是多元利益相关者参与的实践活动。然而，目前中国工程教育的产教融合机制缺乏企业的参与，运行机制呈现出 “校热企冷”的单轨模式，[14]特别是工程教育的培养方案多由学科学术委员会制定，缺少来自企业的意见。因此，打通产教融合的 “最后一公里”十分困难。从德国经验可知，产教融合的施行离不开学校和企业的深度合作，也离不开行业组织等多元利益相关者的参与。因而，借鉴德国的经验，中国工程教育的产教融合不仅要继续深化校企合作，还要建构多元主体参与的协同治理体系。一方面，继续深化校企合作。新时代中国工厂教育的校企合作应关注企业需求，摒弃以理论学习为重心、一味追求学科体系的做法，高校应实时跟进企业需求、保持相应技术革新，建立与行业专家的密切联系。具体的措施可以包括由企业专家和学校教学专家共同商讨制定工程教育的人才培养方案，把工业生产中的新技术、新工艺、新知识、新标准纳入产教融合的学习体系；从 “产品计划—生产发展—产品设计—模型制造—正式投产—运用与服务—回收”全过程吸收教育内容，革新工程教育的培养内容、教学实施和学习情境创设。另一方面，整合产教融合的多元力量，建构多元协同的产教融合生态系统。[15]校企合作是产教融合系统中最重要的组织与组织对接合作机制，但是，深化产教融合还必须聚焦产教融合命运共同体建设。在中国语境中，产教融合与校企合作还必须吸引政府、社会等多元力量参与，整合多方面的利益与力量，共同参与治理，形成校企共同发展对接产业升级发展的新格局。

注释：

①情境性要求理论学习能够与企业工厂相关联，在运用中发掘与掌握知识。主动参与性要求通过适当教学工具、设备促进学生主动参与学习活动。问题解决要求学习过程应包含设计、执行和评价的完整问题解决过程。激励性要求学习符合学生能力水平发展，能激发学生学习动机。集体协作强调学生间交流，促进跨领域、跨学科融合。