工业4.0游学与创新型工程技术人才培养的思考
机电工程学院郭南初
一、工业4.0游学
1.见闻
近20天的工业4.0游学之路，我们走访参观很多高校、企业，尤其是SBH（手工业行会）和IHK（德国工商会），总结如表1所示。
表1游学情况总结
游学单位
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游学主要内容
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游学主要收获
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SBH（柏林、德累、马格）
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SBH介绍、参观实训车间
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基础设备、跨企业技术培训
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德国焊接协会(柏林)
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培训及服务情况介绍
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焊接考试认证、焊接研究
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Wilda应用技术大学等
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大学介绍、实训室参观
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大学与中型企业合作
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帕德博恩大学
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机械学院开设专业简介
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与青岛科技大学合作的情况
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PHOENIX CONTACT公司
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主要培训类别及项目介绍
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工业4.0自动化生产线参观
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大众总部与工厂
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大众公司培训项目、辉腾生产线
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工业4.0的能力要求的修订
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IHK总部与波茨坦分部
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双元制详解、魄丽行项目
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高科技课程(机械师、技师)
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2.关于工业4.0
工业4.0是一个渐进的过程，目前还处于探索阶段。
宝马集团工业4.0生产专家克里斯蒂安﹒潘纯(Christian Patron)博士认为：在宝马集团，不断改进生产系统是日常工作，宝马正在工业4.0的路上前进。博世集团负责人表示：工业4.0理念在推向各生产线的时候，生产线必须要具备一定的条件，比如要有自动化的程度，必须要有需求。
3.现象
无论是大众汽车还是PHOENIX CONTACT公司，都在积极稳妥的推进工业4.0，他们都在依据企业对工业4.0的发展需求，向德国教育部提出职业教育标准的修改请求，教育部通过论证后指导德国工商会修改职业资格考试标准。而各类职业学校都还是处于起步阶段。
4.小结
这次游学我想用三个关键词来进行小结，那就是：标准、严谨、创新。
5.透过现象看本质
1）全国认可的职业教育标准
例如：双元制职业教育标准，行业协会颁发的证书。
•德国联邦职业教育研究所宣传手册:职业教育条例及其发展进程(链接link)。
•实例:机电钳工的教育条例和框架课程(德国联邦职业教育研究所) (链接link)。
德国各类职业学校教学都有自己的标准，一切按标准执行。
2）让严谨成为一种习惯
严谨：勤恳和仔细（严谨的工作态度源于对事业有着发自内心的责任。工作是体现自身价值最好的载体，严谨的态度是工作有成效的保证。）
--教具和设备的规范管理；
--教学过程的规范；
--学习过程的规范（关注细节、学会筹划）。
3）无处不在的创新能力培养
（1）马格德堡应用技术大学—毕业设计（机电专业）
问题：8台气泵，工作效率不高-学生自己发现。
目标：提高工作效率。
实现：控制系统优化。
（2）IHK波茨坦分部—考核作品展示
问题：IHK证书考核-给出必须包含的模块。
目标：至于做什么产品，自己事先确定。
实现：设计+制作+作品展示。
（3）SBH Wildau跨企业技术培训中心—课程学习
问题：鼓励学生在学习过程中发现问题。
目标：提出改进意见和方案。
实现：教师审核通过后设计并制作完成。
（4）大众汽车沃尔夫斯堡总部—企业实训
问题：鼓励学生在实训过程中发现问题。
目标：对实训产品进行改进，并获得总部认可。
实现：以团队形式-设计+制作+作品展示。
职业教育以能力目标为本位，为将来的工作而学习，因此：课程教学目标、教学方法体现--实用性、综合性、技能性。
德国制造业企业是创新的主体。值得高度关注的是，德国制造业的创新往往不是“毁灭性的”创新，而是递进式的创新，每一次创新都立足于德国已取得的制造业优势。
4）职业教育平台为德国制造提供动力
德国的职业教育体系十分符合现代制造业的发展，我把这个体系看做是一个教育平台，教育平台化的本质就是给教育者提供教育价值增值的机会。每个职业学校或者是跨企业培训中心就可以在这个上做好自己的本质工作，于是，全世界职业教育都学习德国的职业教育经验。
平台=影响力、标杆。
在社会上有这样的说法：三等企业做服务—二等企业做产品—一等企业做平台。推而广之，我觉得教育也是这样：三等学校是教育提供者—二等学校是教育整合者—一等学校是教育增值者。
5（链）巧合工业4.0的要求）职业教育顺序
双元制：企业-学校，简单的看就是企业和学校都参与职业教育，但如果按照工业4.0的要求看，那其实就是用户定制，即按需求培养。
4.0制造：消费者-生产者（个人-工厂）。本质：按需求生产
6）木桶原理与长板原理
互联网+：专业化分工（制造业目的之一）。
中小企业是德国经济的支柱，88%的德国企业员工数不足250人。
你只需要将自己擅长的一方面发挥到极致，就会有其它人跟你协作，这叫长板原理。因此我们在职业教育过程中要加强学生的个性化培养。
二、创新型工程技术人才培养的思考
通过系统的学习和认真的思考，我觉得应该将所学的东西用到到自己的教学实践中去，才不会辜负学校对我们的培养。计划采取以下措施去实施：
1.课程重构
从综合性和技术发展的要求出发，基于工业4.0来进行《工程识图与制图》课程改革。工业4.0的三大主题之一：智能生产，因此产品的数字化设计就成为了必须，而我们的图纸就必须是全数字化的，而且还应该是参数化的，所以课程改革过程如下：引入和利用现代计算机技术为制图课程服务，以产品（机器部件）为主线的课程体系，使制图课程与机械关联知识有效融合，培养学生注重学科间的关联，强调国标规定画法的贯彻执行，重视将学生的设计思想表现为工程图的能力训练。
2.数字化开放性课程的开发
以培养学生沟通表达能力和解决问题的能力为目标，将《工程识图与制图》课程的相关资源数字化，实现课程的翻转教学，培养学生的自主学习能力，使我自己真正成为教学的组织者和促进者。
3.开发形成性练习
形成性练习是培养学生创新能力的最好方式，正是这种方式的大量使用，德国学生的创新能力是特别强的。我计划在我主讲的课程中也全面采用这样的练习，实例如下：
组合体构形设计--设计一小摆设
要求：
A该摆设置于书桌上，应平稳，至少可放一支笔。
B该摆设占据空间约15x15x15（厘米）左右。
C摆设内部结构应简单，重点在外部构形。
D构形应有独创性、观赏性、实用性。
E用Inventor生成三维模型并据此生成二维表达视图，标注尺寸。
注意：以“构形设计”为主，强调独创，不要与现有的物件雷同。
4.激发学生的兴趣
激发学生的兴趣，能有效培养学生自主学习能力，计划采取的措施如下。
A降低难度-降低学习难度，使学生不断获得小成功，尝到小甜头。
B学生主讲-让学生对自己的三维模型和工程图的创建进行讲解。
C专利申请-鼓励学生参与专利申请的沙龙活动。
D成果展示-将好的学生作品打印出来进行展示。
5.搭建创新平台
利用搭建好的创新平台-技术创新实验室，加速培养创新技能人才。创新平台应该是：面向学生的开放式、综合性实验室，它集探索、创新与实践于一体，旨在通过系统培训，项目制作，团队交流，合作开发等方式培养善于钻研，富有创新能力的技术技能型应用人才。
三、总结
为了使我们培养的技术人才符合工业4.0的要求，我们必须做到以下三点：
1.改革：必须对我们职业教育的有些做法进行必要的改革；
2.融合：学科融合、学校和企业融合等是职业教育的发展方向；
3.创新：创新是职业教育的主题和核心要求。
