工业4.0对职业教育的变革影响_李慧芬_片选 来源:百度文库《当代职业教育》 2018年01期 发布时间:2018-10-11 浏览次数:85

【摘要】:工业4.0战略促进制造业向智能化转型,带来了世界经济秩序大变革,对此,我国要把握住工业4.0时代的发展机遇。产业发展对职业教育技术技能人才培养模式产生了深刻变革影响,在工业4.0时代,为顺应时代发展,职业教育应当完善人才培养体系,准确定位培养目标;打破专业设置界限,培养学生跨学科专业能力;优化课程体系,加强创新通识教育,培养个性化人才;创新教学方法,利用数字化手段培养学生终身学习能力;创新人才培养模式,注重学校与企业间深度合作培养。

【作者单位】: 大连职业技术学院


一、工业4.0的概念

工业4.0概念首先由德国相关产业协会于2012年提出,并随之成立工作组展开了相应研究。2014年,德国政府发布《德国高技术战略2020》,正式将工业4.0作为国家的一项发展战略。[1]德国业界对历次工业革命进行了清晰阐述与界定。第一次工业革命是指18世纪在工业生产中引入蒸汽机作为动力替代了手工劳动;第二次工业革命是指20世纪初工业生产电气化动力源的引入;第三次工业革命是指20世纪70年代在工业生产中应用了电子信息技术;而第四次工业革命则是指以信息物理融合系统为特征、以智能制造为主导的工业化生产过程。 

工业4.0战略旨在通过充分利用软件技术、信息通信技术和信息物理系统相融合的手段,推动制造业向智能化转型。而在这次转型过程中,软件成为了工业的未来。随着制造业中虚拟生产与现实运作交互性的不断增强,生产方式将随着工业IT和软件技术的应用而发生根本性的改变。工业中一个企业甚至一个行业的未来越来越不取决于工厂本身,而是更多地依赖于工业软件所发挥的作用。工业软件的广泛应用使得生产工序间具有了交互性,这种交互性不只存在于生产层面,而且存在于业务层面。通过工业软件的应用,实现了虚拟与现实的广泛交互,显着提高了工业生产力,实现了智能制造。其中,“智能”主要体现在万物互联、平台集成、大数据运用、技术创新与商业模式转型等方面。

(一)万物互联

工业4.0适应了万物互联的发展趋势。万物互联是指将安装在目标对象上的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施等系统与设备通过信息物理系统组成一个智能网络,使得生产设备与产品之间、生产设备之间、物理世界与数字世界之间能够相互通信,从而生产设备、工作部件、控制系统以及操作人员可以通过网络持续地保持数字信息的交流,实现无时不在、无处不在的连接。万物互联将重构人们的生产工具、生产方式和生活场景,使人们能够以多种方式通过网络连接到互联网,并基于交互实时化的数据智能处理

改变人们对外部世界的响应模式。

(二)平台集成

工业4.0的万物互联实现了人与人之间、人与设备之间、设备与设备之间以及服务与服务之间的横向、纵向和端对端的高度集成。纵向集成实现了企业内部节点信息的无缝链接,是所有智能化的基础。横向集成强调企业之间通过价值链以及信息网络实现资源整合、流程衔接和综合集成。端到端集成则围绕产品全生命周期的价值链创造,通过价值链中不同企业资源

的整合来实现供应商、制造商、分销商以及客户的信息流、物流和资金流的集成。

(三)大数据运用

工业4.0的核心是数据。在工业4.0时代,企业的数据呈爆发式增长。随着信息物理系统的不断应用,将带来无所不在的感知与连接。所有的生产装备、感知设备、联网终端、生产者都在源源不断地产生数据。这些海量数据将渗透到企业运营的方方面面,是工业4.0的基础。

(四)技术创新与商业模式转型

工业4.0的实施将为企业带来众多的创新机会,技术、产品、模式、业态、组织等各个方面的创新都会层出不穷。企业的生产模式将高度灵活化和智能化,生产方式从大规模生产向个性化定制生产转型,生产型制造向服务型制造转型,商业模式从资源要素驱动向创新驱动转型。


三、工业4.0战略对职业教育的变革影响分析

工业4.0战略背景下的产业变革将对人才需求产生直接的影响。首先,劳动力市场需求将大力缩减。一方面智能制造技术的广泛应用会大大减少对单一工作技能人员的需求,岗位专业技能逐渐淡化,岗位协调能力日益重要。另一方面发达国家如美国等国的制造业也处于明显的“回流”趋势,这对定位于技术技能人才培养的我国职业教育将造成巨大的冲击。其次,我国技术技能人才培养结构不合理的状况也会更加明显。

我国一些职业院校的专业群设置虽然广泛,但与产业对接不完整,学校缺乏针对产业升级做出相应专业调整的动态机制。当前我国职业院校主要以教学过程和企业生产过程对接为导向,实施“企业订单班”或“企业顶岗实习”的人才培养模式,采用重复训练的方式培养学生岗位所需的娴熟技能,使学生的工作技能“工具化”,很容易被工业机器人所取代,这与工业4.0背景下对工作岗位宽泛的能力要求背道而驰。以工业4.0为标志的生产智能化转移了对工作人员技能要求的重点,对从业人员的通用能力和综合素养提出了更为宽泛的要求。

正是鉴于这些考虑,相关教育机构和教育界人士必须适应不断变化的经济和社会需求,在教育体系完善、专业与课程改造、教育方式方法创新等方面积极应对。作为工业4.0人才培养框架体系中必不可缺的部分,在新趋势下高等职业教育应该如何定位、如何适时调整自己的专业设置方向、如何进行教育教学手段创新等是我国职业院校在经济发展的新形势下面临的变革挑战。职业教育在技术技能人才的培养过程中应当积极面对工业4.0时代的新变化和新要求,主动求变,打破传统的教育理念,培养掌握新技术、具有新思维的创新型技术技能人才。

(一)完善人才教育体系,准确定位培养目标

 工业4.0时代,人才培养是关键。如何培养出适合工业4.0时代要求的技术技能人才是业界关心的首要问题。我国同济大学首先和德国高校进行了合作,并建立了国内高校第一个工业4.0智能工厂实验室,旨在从德国合作的高校和企业中借鉴新技术和新思路,决我国未来人才的培养问题和社会服务问题。其负责人陈明指出,工业4.0背景下的人才培养将会呈现出两个方向:纵向可分为研究型大学培养的开发型工程师,应用型大学培养的运作型工程师,以及职业教育培养的技术型人才;横向上可分为专注某门学科的专门型人才培养和囊括众多学科的跨学科培养(包括机械、电子、通讯、软件、控制、管理等)。在工业4.0的新趋势下,专业性的人才可能在新的环境下更专,同时跨学科的技术技能型人才也会得到产业更多的青睐。因此,包括研究型大学、应用型本科、高等职业教育、中等职业教育在内的各形态教育,均应当认清新的经济形势下自己院校的培养定位和培养特色,积极调整培养目标,改善培养方案,构建完善的工业4.0产业人才教育体系。

(二)打破专业设置界限,培养学生的跨学科专业能力

工业4.0对一线技术技能人才的要求不再仅限于掌握某项专业技能。他们面对的是团队化的工作方式、智能化的工作对象、数字化的工作流程,要求他们能根据生产需要随时设计、规划、控制、操作多个层面的复杂工作任务。他们除了要懂得专业制造技术,还要懂得软件技术,能够使用复杂数据,具备一定的产品设计与创新能力,能够进行跨文化交流与协同等。因此,职业院校应打破专业设置界限,重新布局专业结构,进行跨学科专业能力培养,开设与工业4.0相关的专业和课程,将计算机与网络技术、通信技术、电子信息技术、机械制造技术、企业运作与管理等专业和课程进行整合与改革,满足工业4.0战略对人才的跨学科专

业能力的要求。

(三)优化课程体系,加强学生创新通识教育,培养个性化人才

个性化定制生产是工业4.0的一个主要特征,因此,企业也需要个性化的产品和个性化的人才。固定的、重复性的熟练工种将会被机器人所取代,一线技术技能人才面临的是设计、诊断、决策、维护等需要多学科知识和更加不确定性的工作情境,这就要求工业4.0时代的职业教育除了注重培养学生的跨学科专业能力之外,还应注重培养个性化人才的创新通识能力。因此,职业院校的课程设置应基于岗位胜任和岗位升迁的基础,构建以创新能力、沟通交流能力为重点的通识教育平台,将沟通技巧、计算机网络、创新创业方法、工艺设计等课程纳入通识教育类课程。另外要开设工业4.0概述等相关课程,让学生了解当前工业经济领域的基本概念和发展动态,及时更新相关知识。

(四)创新教学方法,利用数字化手段培养学生的终身学习能力

德国职业教育联盟主席Wolfgang Reuter指出,工业4.0时代的职业人才教育应面向数字化方式和注重培养学生的终身学习能力。数字化教学方式不仅可以提升教学效率,也是满足工业4.0发展趋势的必然要求。Wolfgang Reuter指出在数字化教育过程中有三个重点:第一,不要灌输式教育学生,而是要让他们充分利用数字化的教育渠道自己去探索学习;第二,教师必须非常熟练地使用数字媒介来实施教育,远程教学与人力开发的整合是未来一个重要趋势,非课堂学习将会得到越来越多的关注;第三,学生需要培养出终身学习的能力。技术在不断地发展,学校必须培养学生既能够在短期内按需学习,还能够进行终身学习,这样企业知识、产品知识才能够更好地融入学生的知识体系当中。

(五)创新培养方式,注重学校与企业的深度合作培养

当前的职业教育依然是以教师教授知识为主、学生到企业实习为辅,企业基本没有深度参与学生的培养过程。而德国等制造业发达国家的职业人才培养经验表明,与企业深度合作的学徒制技术技能人才培养模式是一种有效的培养方式。这种培养方式中校企双方深度合作,共同设定专业、拟定培养目标、设计开发课程、组织教学过程,通过半学半徒的方式使学生能够在实际的工作情境中完成技能学习,同时还可以在培养方案中引入企业精细化的管理文化、企业理念等,有助于强化学生的职业素养,培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力,提高人才培养与产业需求的匹配度,为企业转型升级提供更好的人才支撑。