面向工業(yè)4.0的研究生培養(yǎng)模式創(chuàng)新

聶珍

摘要：工業(yè)4.0是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，既是一場“技術(shù)革命”，也是一場“人”的革命，對人才培養(yǎng)提出了新要求。本文分析了工業(yè)4.0對人才培養(yǎng)的新要求，提出研究生培養(yǎng)模式創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的四個方向，給出了引入智慧教育、加強網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)教育、優(yōu)化體驗教育、強化創(chuàng)客教育和注重終身教育等研究生培養(yǎng)模式創(chuàng)新的對策。

Abstract： Industry 4.0 is the fourth industrial revolution dominated by intelligent manufacturing， which is not only the revolution basis on "technological"， but also the "people"， which puts forward new requirements for individualized cultivation are proposed.In this paper， the new requirements of industry 4.0 for individualized cultivation are analyzed. Besides， the four directions of innovative transformation for postgraduate cultivation mode are proposed. Then， the countermeasures of cultivation mode for postgraduates combining with the smart learning introducing， the network literacy education strengthening， the experience education optimizing， the maker education strengthening and lifelong education are presented.

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0；研究生培養(yǎng)；網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)；智慧教育；創(chuàng)客教育

Key words： industry 4.0；postgraduates cultivation；network literacy；smart learning；maker education

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）26-0183-03

0 引言

德國在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上最先提出要實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略。工業(yè)4.0戰(zhàn)略被認為是繼蒸汽機應(yīng)用、規(guī)?；a(chǎn)和電子信息技術(shù)等三次工業(yè)革命后的第四次工業(yè)革命，標志就是以信息物理融合系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和機器自組織[1]。工業(yè)4.0戰(zhàn)略描繪了制造業(yè)的未來圖景，表面上看是一場技術(shù)革命或產(chǎn)業(yè)革命，本質(zhì)上是一場“人”的革命，更是一場高等教育革命[2]。在工業(yè)4.0 時代，傳統(tǒng)的行業(yè)界限不復(fù)存在，產(chǎn)業(yè)鏈分工被重組，將直接導(dǎo)致社會生產(chǎn)方式的變革，深刻影響人們的工作生活模式，進而推進人類思維方式的變革和創(chuàng)新[3]，這也必將對高層次人才培養(yǎng)提出了新要求。本文基于研究生教育改革的視角，深入分析工業(yè)4.0對高層次人才需求的新變化，從而探討我國研究生培養(yǎng)工作如何面向工業(yè)4.0時代進行轉(zhuǎn)型創(chuàng)新，旨在引發(fā)大家對我國研究生教育的進一步關(guān)注與思考，以促進新時代高層次人才的前瞻性發(fā)展。

1 工業(yè)4.0對高層次人才培養(yǎng)的影響

人才是啟動工業(yè)4.0的鑰匙。工業(yè)4.0時代是基于互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新時代，特別是制造業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)的不斷出現(xiàn)，對高層次人才的規(guī)模需求和素質(zhì)要求也將發(fā)生改變。

1.1 知識結(jié)構(gòu)復(fù)合化

在傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下，技術(shù)工作一般都有固定的技術(shù)參數(shù)可以作為參考，對從業(yè)人員的知識要求相對簡單、知識結(jié)構(gòu)比較固定。工業(yè)4.0時代，工作方式團隊化、工作對象智能化、工作流程數(shù)字化以及個性化定制和柔性化生產(chǎn)模式，對知識的廣度、跨度提出更高要求，知識結(jié)構(gòu)將更加“彈性”。對從業(yè)人員的要求，除了必須熟練掌握專業(yè)制造技術(shù)外，還要懂得網(wǎng)絡(luò)編程、網(wǎng)絡(luò)維護等與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的知識技能，能夠正確解讀和使用復(fù)雜數(shù)據(jù)，并運用多種技術(shù)在多種技術(shù)模式下開展工作，還必須具備一定的藝術(shù)設(shè)計和創(chuàng)新能力。例如，工業(yè)4.0時代的優(yōu)秀機械工程師，知識結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，知識的廣度和深度必須橫跨機械工程、網(wǎng)絡(luò)工程以及數(shù)據(jù)科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)，具有融合機械、電子和計算機等相關(guān)能力，才能完成工業(yè)設(shè)計與制造、仿真程序運轉(zhuǎn)和替代方案評估、新型網(wǎng)絡(luò)化維護優(yōu)化以及基于信息與物理融合的系統(tǒng)安裝、改裝、保養(yǎng)等復(fù)雜工作。

1.2 日常工作創(chuàng)新化

工業(yè)4.0改變了優(yōu)秀員工的標準，員工的角色職責、工作內(nèi)容、工作情景將發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變[4]。在智能化工廠環(huán)境下，工業(yè)系統(tǒng)是按照預(yù)先設(shè)計好的優(yōu)化準則和數(shù)字化方案生產(chǎn)產(chǎn)品，生產(chǎn)制造過程不需要人工參與。因此，傳統(tǒng)模式下的重復(fù)性體力勞動和部分常規(guī)性腦力勞動被智能機器所取代，大部分員工從事的是更加靈巧、更加復(fù)雜、需要能動性的工序，比如通過數(shù)字設(shè)計、產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)造、控制編程、技術(shù)規(guī)劃等創(chuàng)新性工作來決定生產(chǎn)規(guī)則和參數(shù)，從而指揮和控制整個智能制造系統(tǒng)。這對人的創(chuàng)新精神、合作意識和學(xué)習(xí)能力及靈活性要求越來越突顯。

1.3 制造過程服務(wù)化

工業(yè)4.0大規(guī)模使用智能制造技術(shù)，將徹底改變產(chǎn)品的設(shè)計、制造、運營和服務(wù)等整個生產(chǎn)系統(tǒng)的人工需求[5]。一方面，部分附加值低、技術(shù)含量低、重復(fù)率高的生產(chǎn)、組裝環(huán)節(jié)會大量滲入自動化技術(shù)，替代傳統(tǒng)的人工勞動，形成機器對人的替代擠出效應(yīng)；另一方面，由于生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的智能化、生產(chǎn)效率大幅度提高，導(dǎo)致企業(yè)在附加值較高的研究設(shè)計和售后服務(wù)等環(huán)節(jié)需要安排大量高端從業(yè)人員，來完成智能制造的相關(guān)配套工作，倒逼生產(chǎn)型制造逐步向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。

1.4 人才層次高端化

從技術(shù)水平與人才需求層次的關(guān)系看，技術(shù)水平?jīng)Q定了人才層次需求。工業(yè)4.0背景下，技術(shù)發(fā)展的尖端化和集成化程度更高，技術(shù)更新和迭代的速度更快，對人才的層次需求隨之提高，特別需要既懂專業(yè)技術(shù)又懂營銷、管理的高端復(fù)合型人才。

2 面向工業(yè)4.0的研究生培養(yǎng)創(chuàng)新方向

縱覽工業(yè)發(fā)展史，從手工作坊生產(chǎn)到大規(guī)模標準化制造、再到個性化的智能制造，每一次工業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新升級都會催生工業(yè)生產(chǎn)模式的重大變革，也會引發(fā)人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)型與突破[6]。工業(yè)4.0就是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化新技術(shù)及其應(yīng)用催生出的新生產(chǎn)模式，也需要人才培養(yǎng)模式因時而變，能夠培養(yǎng)出大批適應(yīng)工業(yè)4.0時代要求的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型高端人才。研究生教育作為人才培養(yǎng)的最高層次，必須積極適應(yīng)工業(yè)4.0所帶來的新機遇新挑戰(zhàn)，主動創(chuàng)新培養(yǎng)模式，搶占研究生教育發(fā)展之先機與制高點。

2.1 由知識型培養(yǎng)向創(chuàng)造型培養(yǎng)轉(zhuǎn)變

一直以來，教育被作為人類傳遞知識的最主要途徑，逐漸形成了知識本位的教育理念。知識本位及其主導(dǎo)下的教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容上強調(diào)理論知識的傳授，在課程設(shè)計上強調(diào)學(xué)科知識框架的完善和標準統(tǒng)一，在教與學(xué)的關(guān)系上呈現(xiàn)了教的主動性高于學(xué)的特征，在創(chuàng)新精神、批判性思維、實踐能力培養(yǎng)上重視不夠[7]。顯然，這種知識本位的教育理念和人才培養(yǎng)模式很難適應(yīng)工業(yè)4.0時代對人才創(chuàng)新性、靈活性和綜合素質(zhì)的要求。在工業(yè)4.0時代，互聯(lián)網(wǎng)無處不在、無時不在，知識獲取更為方便、快捷、多元，所以，知識獲取相對于創(chuàng)造能力培養(yǎng)的重要性下降，這就要求研究生培養(yǎng)必須從知識本位向創(chuàng)造本位轉(zhuǎn)型。要樹立多元化、個性化、差異化的人才培養(yǎng)理念，更加注重良好學(xué)習(xí)心態(tài)的塑造，調(diào)動學(xué)生的主動性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)訓(xùn)練研究生的創(chuàng)造能力、思考能力、人機交互能力和在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的終身學(xué)習(xí)技能。要幫助研究生學(xué)會在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下訪問、探究、評價和深度思考信息，在海量數(shù)據(jù)中分析并解決問題，在模擬情境中學(xué)習(xí)解決真實世界問題的能力。

2.2 由單學(xué)科“專精尖”培養(yǎng)向跨學(xué)科復(fù)合型培養(yǎng)轉(zhuǎn)變

大規(guī)模生產(chǎn)時代，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)Α奥萁z釘”式專業(yè)性人才需求旺盛，導(dǎo)致高等教育按照學(xué)科分門別類地培養(yǎng)“專精尖”人才。在工業(yè)4.0時代，通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的“捏合”，不同行業(yè)領(lǐng)域的聯(lián)系更加緊密，由此帶來的非線性、非常規(guī)、系統(tǒng)性的復(fù)雜問題也會成倍增加。例如，機械系統(tǒng)中的軟件嵌入越來越多、作用不斷增加，特別是軟件的動態(tài)性、互動性、前瞻性等特點，導(dǎo)致系統(tǒng)越來越復(fù)雜。這就要從業(yè)人員掌握諸如機械制造、電子工程、組織運籌等跨學(xué)科知識，并具備將跨學(xué)科知識融會貫通到工作的能力。因此，以完整的知識體系、清晰的概念與理論框架為基礎(chǔ)的分科教學(xué)制度，擅長培養(yǎng)“專精尖”技術(shù)人才的模式，將難以適應(yīng)學(xué)科交叉、知識融合、技術(shù)集成的工業(yè)4.0要求，只有打破學(xué)科壁壘，通過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域和跨專業(yè)“混搭式”復(fù)合教學(xué)模式，才能培養(yǎng)出具備應(yīng)對復(fù)雜問題能力的復(fù)合型和全能型人才，更適應(yīng)時代發(fā)展需求。

2.3 由學(xué)術(shù)性培養(yǎng)向?qū)嵺`化培養(yǎng)轉(zhuǎn)變

由于長期以來重“學(xué)”輕“術(shù)”，實踐教育得不到重視，淪為理論教學(xué)的附屬品，實踐性培養(yǎng)一直是研究生教育的短板。面對工業(yè)4.0的高層次人才的需求，研究生教育應(yīng)擺脫傳統(tǒng)教育思想的束縛，在夯實研究生學(xué)術(shù)素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，更加注重發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的培養(yǎng)。通過增加實踐性質(zhì)的課程，提高教學(xué)過程的實踐性，培養(yǎng)研究生運用科學(xué)知識創(chuàng)造性地工作的能力和在某個領(lǐng)域里的適應(yīng)性品質(zhì)，避免傳授單一的專業(yè)知識。

2.4 由階段性學(xué)習(xí)向終身制學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變

工業(yè)4.0時代，由數(shù)據(jù)挖掘、智慧系統(tǒng)和機器人共同組成的智能制造系統(tǒng)既把人們從程序化的工作中解放出來，也催生出更加便捷、高效、智慧的生活方式，同時對人的創(chuàng)新能力、溝通能力、合作意識、綜合能力提出了更高要求。新問題、新知識、新技術(shù)必然大量涌現(xiàn)，知識廣度和深度不斷增加，知識迭代周期縮短，傳統(tǒng)教育的知識供給量和教學(xué)內(nèi)容新鮮度跟不上知識迭代速度，使得每個人不斷接受終身教育、開展終身學(xué)習(xí)已經(jīng)成為一種必然。這就要求學(xué)習(xí)活動由階段性鍛煉向常態(tài)化、動態(tài)化轉(zhuǎn)變，要樹立終身化教育理念、建設(shè)學(xué)習(xí)型社會，為隨時學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)提供教育體系保障，才能加快知識更新速率、擴展知識寬廣度，不斷吸收新知識、新技能，提升處理復(fù)雜問題的能力。

3 構(gòu)建面向工業(yè)4.0的研究生培養(yǎng)模式的對策

工業(yè) 4.0的演進，對人的能力特別是高層次人才的知識結(jié)構(gòu)、綜合能力、創(chuàng)新精神和網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)等方面提出了更高的要求。這就要求研究生培養(yǎng)模式要面對第四次工業(yè)革命的趨勢，針對工業(yè)4.0趨向智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化的特征，打破高度專業(yè)化的研究生培養(yǎng)模式和不同學(xué)科、不同專業(yè)之間的壁壘，引入智慧教育、網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)教育、創(chuàng)客教育、終身教育等新的教育理念和方向，構(gòu)建面向工業(yè)4.0的研究生培養(yǎng)模式。

3.1 引入智慧教育

智慧研究生教育是將智能化的科學(xué)技術(shù)運用于研究生的教學(xué)和培養(yǎng)過程[8]。智慧教育是教育信息化發(fā)展的新境界，以信息通訊技術(shù)為基礎(chǔ)、以海量數(shù)據(jù)的分析和挖掘為核心，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的連接，把數(shù)字化的教育資源融合到教育的各個環(huán)節(jié)[9]。通過創(chuàng)建具有一定智慧的學(xué)習(xí)時空環(huán)境，建立起科學(xué)、便捷、高效、智慧的培養(yǎng)方式，就是利用智慧教育信息系統(tǒng)分擔大量簡單重復(fù)的學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者將更多心理資源投入到更為復(fù)雜、更有價值、更需智慧的學(xué)習(xí)任務(wù)中，從而發(fā)展學(xué)生的思維力、創(chuàng)造力以及解決問題的能力。

3.2 強化網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)教育

在工業(yè)4.0時代下，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能機器等新技術(shù)成為主導(dǎo)技術(shù)，智能化的機器及操作系統(tǒng)成為人們的工作環(huán)境和對象，因此革新傳統(tǒng)技能教育、強化網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)教育十分必要。要建立跨學(xué)科課程體系，注重學(xué)生自適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提升學(xué)生應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更新、網(wǎng)絡(luò)組織變革的綜合能力，從而主動適應(yīng)信息通信技術(shù)、制造業(yè)和自動化技術(shù)相融合所引發(fā)的跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的任務(wù)境況。

3.3 強化體驗教育

體驗教育主要是通過親身體驗，然后有目的地反思檢驗、抽象和轉(zhuǎn)換的自我體悟式教育[10]。體驗式教育最重要的基礎(chǔ)就是必須提供高相似度的情景，體驗的情景相似度越高，體驗感越真實，學(xué)習(xí)者的反思就會越深入，體悟收獲就會越大，教育效果就會越好。信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為虛擬實驗、虛擬教學(xué)環(huán)境的建立提綱技術(shù)支撐。通過AR、VR等新技術(shù)可以搭建出更加逼真的虛擬環(huán)境，特別是為在一些具有危險性的、不可逆的或不便置身于其中的虛擬環(huán)境中實施探索性實驗提供了便利。

3.4 加強創(chuàng)客教育

創(chuàng)客教育以創(chuàng)客精神為理念，強調(diào)創(chuàng)意、協(xié)作、行動。創(chuàng)客教育正在成為一種新的人才培養(yǎng)模式，的最大特征是“創(chuàng)新”[11]，要注重創(chuàng)新思維教育，改革教學(xué)方法和考核方式，調(diào)動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)激情和信心。研究生教育中導(dǎo)入創(chuàng)客教育具有天然優(yōu)勢，可以充分利用專業(yè)實驗室、實驗教學(xué)示范中心、工程實踐教育中心和大學(xué)科技園等資源建設(shè)創(chuàng)客空間，引導(dǎo)研究生在日常學(xué)習(xí)研究中開展創(chuàng)客活動，積極組織互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)業(yè)大賽、創(chuàng)業(yè)沙龍等平臺，推動創(chuàng)客交流和成果轉(zhuǎn)化，形成創(chuàng)客教育氛圍。

3.5 倡導(dǎo)終身教育

終身教育對應(yīng)的是終身學(xué)習(xí)。倡導(dǎo)終身教育的核心是為人們終身學(xué)習(xí)提供適當?shù)慕逃h(huán)境和機會，從而最大限度地提升人們的素質(zhì)、發(fā)揮人們的潛能。要提倡“時時要學(xué)習(xí)”、“處處皆教育”“人人受教育”的理念，建立彈性教育機制，摒棄刻板單調(diào)的教學(xué)模式，豐富教育內(nèi)容，靈活教育方式，培養(yǎng)個人學(xué)習(xí)的自主性和能動性，提升其獨立解決問題的能力。通過整合各種層次與內(nèi)容的教育資源，打通學(xué)校教育、家庭教育、社會教育的轉(zhuǎn)換通道，不斷拓寬人們受教育的渠道和途徑，構(gòu)建互促互補的終身教育體系，形成終身學(xué)習(xí)的良好社會氛圍。

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