工业4.0背景下德国职业教育M+E领域教学标准体系改革的特点与启示

摘 要 我国已经迈进智能化时代。智能化时代生产模式的数字化、网络化转型，对专业技术人员提出新的资格要求。职业教育教学标准体系必须进行相应的变革，以适应并满足产业的智能化发展。德国新一轮工业金属和电气行业领域的教学标准体系改革，围绕工业4.0时代新的资格要求，创新调整了现有教学标准体系。新一轮教学标准体系改革呈现三方面特点：聚焦数字素养、系统与过程相关能力，补充调整培养目标;构建灵活开放、融合贯通的课程体系框架;各方协同，快速调整教学标准内容。借鉴德国经验，我国职业教育教学标准体系的变革可以从三个方面入手：一是面向智能制造，重新定位技术技能人才培养目标;二是围绕新的要求，重塑“融合、开放、可扩展”的课程体系;三是加强多方协作，快速修订专业教学标准体系。

关键词 工业4.0;德国;职业教育;教学标准体系

2019年我国出台的《国家职业教育改革实施方案》中明确提出，到2022年“建成具有国际先进水平的中国职业教育标准体系”。职业教育教学标准是国家职业教育标准体系的重要组成部分。教学标准要达到“国际先进水平”，首先要实现标准内容的现代化，做到“教学标准内容与现代产业生产模式”相匹配。我国虽然已经基本形成了具有中国特色、比较系统的职业教育国家教学标准体系框架[1]，但与“国际先进水平的教学标准体系”还存在一定差距，当务之急是面向智能化时代的产业需求，对教学标准体系做出相应的变革与调整。德国职业教育直面工业4.0的冲击与影响，提出“职业教育4.0”计划，并率先在受工业4.0影响最直接的工业金属和电气行业（Metall-und Elektro-Industrie，M+E）领域开展了新一轮专业教学标准体系改革，新修订的教学标准已于2018年8月正式启用。本文首先分析了德国此轮教学标准体系改革的背景，并在分析教学标准文本的基础上，从目标定位、课程结构、改革程序三个方面总结此轮教学标准体系改革的特点，旨在为我国面向智能化时代的职业教育教学标准建设提出参考建议。

一、德国教学标准体系改革的背景

（一）工业4.0的本质：智能制造领域生产模式的数字化、网络化变革

数字化和网络化是工业4.0最基本的特征。德国工业4.0对工业制造领域影响深远，被视为德国第四次工业革命。德国工业4.0的制造业，重点关注网络化生产系统与过程，以及网络化分布式生产的实现。其核心是在整个工业生产过程中，利用物联网、软件和通信技术，将信息、物体和人工智能连接，提高生产过程的可控性，将确保各个生产制造环节处于最优状态[2]。工业4.0背景下的制造业，物理世界与数字世界联系在一起，形成完全网络化的制造过程[3]。以互联网和信息技术为基础的网络平台科学地整合更多生产要素，使生产过程更加数字化和网络化。

（二）职业教育面临的挑战：学习内容必须与新的资格要求相适应

职业教育与生产技术领域是相互影响、有机统一的关系。职业教育学习者未来将直接服务于智能化的生产技术领域，企业的转型升级也依仗着未来的从业者。因此，职业教育是工业4.0支撑体系的重要组成部分，工业4.0的实现有赖于职业教育的不断完善与转型发展。

数字化、网络化生产模式下新的工作范式对专业技术人员提出新的资格要求。过去20年间，M+E领域专业技术人员的工作范式发生了重要转变，从过去的机械操作到电子控制，再到逐渐转向复杂高效的、网络和数据相关的系统软件控制。在系统软件控制的工作范式下，专业技术人员被分配到技术要求更高、活动领域更广的工作岗位，该岗位要求必须具备综合的资格能力。因此，职业教育必须尽快开展教学标准体系改革，以适应并引领产业界的智能化发展。

（三）职业教育的回应：M+E领域的教学标准体系改革

2016年春季，在德国联邦职教研究所（BIBB）的支持下，德国金属及电气行业雇主协会（Gesamtverband der Arbeitgeberverb?nde der Metall- und Elektro-Industrie，Gesamtmetall）、德国机械设备制造业联合会（Der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau，VDMA）、德国电气和电子制造商协会（ZVEI）和德国金属行业工会（IGM）决定联合修订工业金属和电气行业的职业教育条例和框架教学计划。此轮教学标准体系改革的总体目标是，使新课程满足工业4.0时代新的职业资格要求，并为所有教育职业面向工业4.0的教学标准体系改革奠定理论与实践基础[4]。2018年8月1日，M+E领域中机电一体化技术等11个教育职业的职业教育条例、框架教学计划等一系列教学标准文件都已经修订完成并正式启用[5]。

二、教学标准文本的变化分析

通过分析2018年8月发布的工业电气、机电一体化技术等11个教育职业的职业教育条例和框架教学计划等文本，可以看出，此次M+E领域职业教育教学标准改革主要聚焦于三个方面。

（一）增设新的职业特征

职业特征是每个职业行动领域都必须遵循的标准，职业特征描述的资格要在整个教育过程中一体化培养。德国M+E领域新一轮的职业教育条例增设了一个新的综合职业特征“工作数字化、数据保护和信息安全”。要求M+E领域中的所有教育职业要聚焦工作数字化转型，传授“工作数字化、数据保护和信息安全”内容。具体学习内容如下：应用标准软件创建与工作任务相关的技术文档;维护、交换、保护和存储数据和文档;输入、处理、传输、接收和分析数据;应用数据保护规则;使用信息技术进行订单的计划、处理与跟踪;研究数字网络信息來源，从数字网络中获取并评估信息;使用数字学习媒体;考虑信息技术保护目标;可用性、完整性、机密性和真实性;学会使用数据载体、电子邮件、IT系统，并遵守网站操作指南;识别并排查IT系统中的异常和违规行为;使用辅助、模拟、诊断或可视化系统;能够在跨专业领域团队中沟通和协作[6]。

（二）更新其他相关职业特征

M+E领域新修订的职业教育条例中，除了引入“工作数字化，数据保护和信息安全”这一新的职业特征外，还对现有其他职业特征及资格要求进行了调整。以机电一体化技术职业为例，“企业和技术交流”“规划和控制工作过程，检查和评估工作结果”“工作过程和现场质量管理”这三个职业特征都做了相应的调整。其中，职业特征“企业和技术交流”中重点要求学生“能够使用IT处理系统，能够在虚拟空间中进行数据交流”;职业特征“规划和控制工作过程，检查和评估工作结果”中强调培养学生能够“在考虑上下游领域的情况下规划工作过程”，要求学生做到“学会学习，能够利用现代化的学习方式弥补技能不足”;职业特征“工作过程和现场质量管理”重点聚焦于“根据工作任务的生命周期数据评价产品、服务和运营手段，并提出过程优化建议”的能力要求[7]。

（三）应用附加资格模块

为应对工业4.0带来的升级与挑战，新修订的职业教育条例还引入了附加资格模块。附加资格模块是使学生获得职业资格之外更高的知识、技能和能力。这些模块超出职业特征中规定的资格要求，因此需要对学生进行单独考核和认证[8]。M+E领域新的教育条例中设计的附加资格模块共有7个，包括数字网络、过程和系统集成、IT安全、增材制造（3D打印）等。每个模块的基准学习时间不长，都为8周，都属于工业4.0的核心行动领域。附加资格模块扩展了职业资格要求，为企业提供了灵活可选的资格能力培养方案，使企业有机会结合自身数字化发展水平，在落实基本资格要求的同时，有针对性地提升学习者工业4.0相关的职业行动能力，有效并稳步促进企业转型升级。

三、教学标准体系改革的特点

（一）目标定位：聚焦数字素养、系统与过程相关能力

1.数字素养

工业4.0时代，数据信息已经成为最为关键的生产要素。数据提供了有关设备设施、生产过程的绝大部分信息，生产过程变成基于数据的控制。专业技术人员除了完成以前机器操作、排查单一机器故障外，更要完成分析、解释和评估数据信息等工作任务。专业技术人员的工作重点转移到了“数字软件”上，数据信息几乎成为全部生产工作的基础[9]。因此，数字素养作为数字化工作世界最基本的职业行动能力要求，是此轮M+E领域教学标准体系改革目标调整的重点。一是新增职业特征“工作数字化、数据保护和信息安全”，要求在所有教育职业中都渗透强化数字素养培养。该职业特征中“使用标准软件创建与订单相关的技术文档”“应用数据保护法规”以及“使用数字学习媒体”等任务与数字素养培养直接相关。二是在框架教学计划和职业教育条例中都增设了“数字素养”培养的相关内容。例如，机电一体化技术的框架教学计划中，学习领域2“使用机器加工零件”的学习目标中强调，“能够借助应用程序来创建和更改零件图以及制定相应的工作计划”，并补充“利用计算机辅助制图”。学习领域4“技术系统的维护”中添加“学生使用数字信息，进行技术系统的维护”等。三是M+E领域新的职业教育条例中还增设“编程”“IT安全”“数字化网络”“增材制造”等与数字信息相关的附加资格模块，使学习者可以有选择地提升工业4.0相关的数字技术素养[10]。

2.系统与过程相关的能力

工业4.0时代M+E领域的专业技术人员，必须超越机械和电气操作系统，能够从整个生产过程中理解和优化系统及其功能，掌控复杂网络化生产过程，确保工厂的无故障运行，所以，职业教育必须培养学生掌握网络化生产“系统与过程相关的能力”。因此，“系统与过程相关能力”成为此轮新修订的职业教育条例和框架教学计划中重点强化培养的目标。主要体现在三个方面：一是围绕“系统与过程相关能力”调整职业特征及相关资格要求。例如，机电一体化技术职业的职业特征“规划和控制工作过程，检查和评估工作结果”中强调“考虑法律、经济、时间要求、运营过程以及上游和下游领域的情况，计划工作过程和子任务，同时优先考虑与规划的偏差”，“在持续改进过程中，选择并集成IT系统的组件”。职业特征“质量管理”也做了相关调整，要求“评估订单的生命周期数据，并提出过程优化的建议”，强调能够“预测性维护”以及“设备、过程和产品优化”。二是围绕“系统与过程相关能力”调整课程内容。以机电一体化技术职业为例，新的框架教学计划中提出“在网络化的制造系统（数据库，CAD/CAM耦合）中工作”“使用MES，ERP系统工具”等学习目标。在学习领域6的学习情境15中强调“可以使用诊断系统远程诊断系统功能和发现故障”。学习领域10的学习情境19中增加“状态监视分析”“预测性维护”学习内容[11]。三是金属类职业的职业教育条例中还增设“过程集成”“系统集成”附加资格模块，突显了“系统与过程相关的能力”与未来工业生产的重要相关性[12]。

（二）课程重塑：构建灵活开放、融合贯通的课程体系

1.技术开放与结构灵活

教学标准内容上采取“技术开放”（technikoffen）策略。M+E领域高度动态的升级转型，要求专业技术人员具备前沿的职业资格。而职业教育教学标准体系的修订往往要有一定的周期。因此，德国此轮改革强调“技术开放”，即对特定的技术、设备或工艺等学习内容不做过于明确细致的要求，特别是职业学校、跨企业培训中心的学习内容更不做具体详细的规定。技术开放策略为不断快速迭代的数字化、网络化新技术融入课程标准提供了基本的方法与路径。

课程结构编排采用“灵活可扩展”策略。此轮教学标准体系改革引入“附加资格模块”，将工业4.0技术相关的、超出职业特征之外的“附加要求”作为附加资格模块，供教育企业和受教育者选择学习并单独认证。教育条例为全体教育企业规定了共同的最低标准。但是，各個企业数字化技术水平、网络化程度往往不同，不同企业工业4.0技术的培养能力也有所差异。因此，此轮教学标准体系改革设计附加了资格模块。企业可以依据自身数字化水平，灵活自主选择不同的附加资格模块。附加资格模块，作为差异化教育培训的手段，为不同发展水平的企业共同迎接数字化转型提供机会。

2.横向融入与早期培养

从教学实施层面分析，此轮教学标准体系改革强调工业4.0相关学习内容的“横向融入”与“早期培养”。新修订的职业教育条例强调，“工作数字化、数据保护和信息安全”作为新的职业特征及职业资格要求，应在3.5年的职业教育过程中横向融入并综合传授[13]，见图1。教育企业和职业学校可根据企业的技术发展水平、工艺要求等，将这些学习内容融入相关的“行动领域”和“学习领域”中展开教学。同时，应融入到典型职业任务完成的完整行动过程中培养，即在学生独立制订计划、实施任务和检查任务这一系列行动过程中渗透式培养。

新一轮教学标准体系改革提倡学习者尽早为数字化、网络化的工作世界做好准备。新的职业教育条例中建议，转变过去“公共核心能力—专业化方向”能力培养两段式的思路，提出“工业4.0相关技术、能力的培養要贯穿于学习者教育的全过程，特别在职业教育的初始阶段就强化培养”，必须早期强化学生对数字化、系统相关、过程相关内容的认识与理解，以便未来能够应对复杂的数字化、网络化工作世界。例如，切削操作人员的框架教学计划中数字化、系统相关、过程相关的学习内容，在第一学年的学习领域中就已经多次出现[14]。

（三）实施程序：各方敏捷、协同推进教学标准体系改革

1.采用“敏捷程序”快速增补课程内容

为迅速应对劳动力市场上专业技术人员资格要求的不断变化，Gesamtmetall、VDMA等社会伙伴提出开展教学标准体系改革必须采用“敏捷程序”（Agilesverfahren）对M+E领域职业教育条例和框架教学计划进行改革。“敏捷程序”主要包括两个阶段：第一阶段，顶层设计新的资格框架。社会伙伴在分析相关研究成果、行业企业工会倡议声明的基础上，初步拟定新的职业资格要求。新的资格要求经过地区行业协会、企业实践专家、科研人员、职业学校教师、社会伙伴以及联邦领导团队的审议通过后，即可发布实施。随后，在此新的职业资格要求基础上，确定职业教育条例中的资格要求，即职业教育应获得的专业知识、技能和能力等。第二阶段，设计开发课程及实施建议。来自科学界、企业界、职业教育和继续教育领域的专家开展研讨，提出课程开发与教学实施的行动建议，具体包括：新的课程及实施要求，新的附加资格模块设计建议与实施指南，以及考核评价的设计和实施思路等[15]，见图2。

“敏捷程序”的本质是围绕“工业4.0时代新的资格要求”，对职业教育条例及其内容做适应性地补充与调整。遵循敏捷原则，无需创建新的教育职业，但要依据工业4.0时代新的资格要求，增设课程或者扩展课程内容，或在原有课程中融入“数字”“系统”“过程”等相关学习内容。调整后的教育条例与课程内容在经过联邦政府主管部门的审核后，可以迅速实施[16]。德国此轮教学标准体系改革，既简化了职业教育内容体系的更新过程，缩短了更新周期，又通过教育条例的“增补”实现了人才培养内容体系以最快的速度适应新的职业资格要求。

2.各方协同推进整体改革

此轮教学标准体系改革始终强调社会力量、政府、教育机构等多方利益群体协同促进的原则。德国联邦经济与能源部（BMWi）、德国工会联合会（DGB）、德国工商会（IHK）、德国联邦教育及研究部（BMBF）、德国州文化部长常务会议（KMK）、BIBB等多方利益群体共同协商，针对工作世界的新要求，对教育职业条例提出修订完善的意见与建议，努力将修订完善后的职业教育条例整合成为满足各方利益需求的教育资源。政府的职责是职业教育条例与课程框架的最终审核。而承担具体教育责任的教育企业、职业学校和相关教育机构，则负责将新的目标内容融入各门课程的具体教学实施中。

从改革成果来看，此轮改革围绕工业4.0时代新的资格要求，将职业领域的资格要求标准，以及针对教育企业的职业教育条例、针对职业学校的框架教学计划、针对跨企业培训中心的课程内容和考核评价条例等多类规章条例和教学文件都进行了同步修订与调整，体现了此轮改革的全面彻底与整体协同。

四、对我国教学标准体系建设的启示

云计算、大数据、人工智能等新技术已将我国制造业引入了智能化时代。我国“坚持制造业为基础”产业发展战略定位，要求职业教育必须为未来智能制造提供更高素质的技术技能人才。但我国电子信息类、制造类专业的教学标准等文件，还尚未系统设计数字化、网络化等智能生产相关的学习目标与内容。在2019年6月发布的《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》中，虽提及了“大数据、人工智能、虚拟现实等现代信息技术”，但也仅仅是在教学实施层面提出要求，在人才培养目标、课程内容层面并未提出相关指导意见[17]。依照现有专业教学标准培养的学生在进入劳动力市场时，其拥有的技术技能和知识结构将难以直接对接未来的岗位要求。因此，必须依据智能制造背景下专业技术人员新的资格要求，尽快制订相关专业大类的教学标准修订实施意见，调整国家专业教学标准，更新课程与教学内容，构建能够适应未来技术技能人才资格要求的专业教学标准体系。

（一）面向智能制造，明确新的技术技能人才培养目标

首先，研究先行，选取受智能制造影响最为直接的职业领域开展先期研究。德国在此轮教学标准体系改革前，已经开展多项关于“工业4.0时代技术技能人才素质新要求”的研究，研究成果为联邦政府实施M+E领域教学标准体系改革提供了理论依据与行动建议。由于数字化、网络化对每个职业的工作内容和组织结构的影响不同，我国应首先选取智能制造影响最为直接的职业领域，科学监测智能制造对其职业岗位的影响，并在此基础上，提取专业技术人员的核心资格能力，为智能制造领域职业教育课程体系的重构奠定基础。

第二，在定位职业教育人才培养规格和目标的过程中，可以借鉴德国经验，重点从“数字素养”“系统与过程相关能力”两个维度构建与智能生产相关的核心资格要求框架。数字素养是未来数字化工作世界最基本的职业行动能力要求，包括处理数据和信息、隐私和IT安全性以及评估和分析数据等能力。系统与过程相关能力是掌控未来网络化生产过程的能力，包括快速了解整个生产过程，协调所有上游和下游领域及其网络化工作过程，调试优化设备运行过程，跨学科思考与行动的能力等。

（二）圍绕新的要求，重塑“融合、开放、可扩展”的课程体系

面向智能制造生产过程中新的资格能力需求重塑课程体系，是当前我国职业教育改革发展面临的重要挑战和关键问题。我国未来面向智能制造的教学标准体系改革，可借鉴德国经验，无须创建新的专业，而是面向智能化生产过程，在现有专业基础上调整培养目标和内容，增补数字化、网络化相关的学习内容，重构智能制造背景下的职业教育教学标准体系结构。同时，应遵循工作过程导向的课程设计原则，补充设计工业4.0相关的学习内容。课程体系的重构必须把握“融合性”“开放性”和“可扩展性”三个重要原则。

第一，遵循“融合性”原则。一是在教育过程层面，将“智能生产相关的核心资格”能力培养，融入到从教育初始到毕业的全过程中，特别是在学生入学初期就要求学生对整个生产系统与过程有全局性的理解，引导学生对职业工作所包含的全部职业行动领域和资格要求有一个整体性的认识，以便适应未来在复杂网络化环境中的工作[18]。二是在课程层面，将“智能生产相关的核心资格”能力培养，融入到全部课程中，既可以在相关课程中渗透工业4.0相关的核心资格能力培养，也可以开发独立的“专题式”课程。三是在课程实施层面，将“智能生产相关的核心资格”能力融入到职业行动情境中，在典型职业任务完成的过程中，教学中更多融入IT安全、系统思维、跨专业协作等能力培养，并与其他个人能力、社会能力、专业能力的培养相融合。

第二，强调“开放性”原则。德国此轮修订的教育条例和教学计划秉承技术开放的思想，对即将快速变化的学习内容，如特定的技术、设备或工艺等，不作具体详细规定，以便能够随着工作世界的变化快速进行适应性调整。我国修订新教学标准时也应把握好“技术开放”原则，对可能快速过时的技术内容不做明确具体的规定，以便对工作世界不断变化的技术快速作出反应。

第三，突出“可扩展性”原则。由于目前我国各地区间智能化生产水平差异很大，不同院校间的教学实施能力也不尽相同，因此，如何将超出核心资格范畴的学习内容纳入各专业统一参照实施的专业教学标准中，仍需要一定的设计策略。德国新一轮教学标准中采用“附加资格模块”策略，为我国面向智能制造领域的职业教育教学标准体系改革提供了很好的借鉴。发达地区职业院校可在设计“1+X”人才培养方案过程中，在原有人才培养方案“1”的基础上扩展增加“3D打印”“数字制造”等前沿学习内容，将其作为“X”模块。

（三）加强多方协作，快速修订专业教学标准体系

加强多方利益相关者的参与合作。预测并培养智能化时代所必需的关键技能，这不仅要由教育界决定，更要由企业界参与决定，以满足社会未来的人才需求。因此，教育变革除了要凝聚学校内部的力量外，也应提高政府、企业、职业学校、科研机构等各方利益相关者的参与力度，开展互动交流，就未来关键技能的理念和实践达成共识。德国参与研究并制定新的法规条例的相关利益群体有以下三类：公共部门（州和地方政府，VDMA，ZVEI等）、私人部门（企业雇主与专业技术人员等）以及教育团体（职业学校教师和教研人员等）。我国未来的教学标准体系改革既牵扯到职业院校本身，还涉及政府、教育部门、劳动部门、人事部门、各行业协会以及用人单位等多方利益群体，因而各方利益主体必须通力合作，共同制订满足产业发展需求的专业教学标准。

快速敏捷制定改革程序。借鉴德国教学标准体系改革的“敏捷程序”，在现有专业及课程的基础上，围绕经过政府评估认证的智能制造时代应具备的“资格能力框架”，职业院校与行业企业共同重塑教学标准，扩展选修课程模块，针对劳动力市场的资格要求变化以最快的速度作出相应的调整。

参 考 文 献

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