學習工廠：邁向工業(yè)4.0的技能人才培養(yǎng)新模式

呂建強　許艷麗

[摘? ?要] 學習工廠是工業(yè)4.0時代技能人才培養(yǎng)的新模式。研究在對學習工廠的源起、內(nèi)涵、形態(tài)與功能演進進行系統(tǒng)闡述的基礎(chǔ)上，認為學習工廠遵循“順應(yīng)時代之需，強調(diào)復雜思維”的人才培養(yǎng)理念，課程結(jié)構(gòu)設(shè)計強調(diào)“縱向貫通、橫向交叉、行動導向”，學習方式具有“過程學習、項目學習、問題學習與數(shù)字化學習”的特點，增進了高技能人才培養(yǎng)的廣度與深度。借鑒學習工廠模式，研究提出高技能人才培養(yǎng)模式的改革建議：一是面向?qū)嵺`、育人為本，培養(yǎng)創(chuàng)新和應(yīng)對復雜工作情境的能力;二是系統(tǒng)設(shè)計、強化合作，深化產(chǎn)教融合育人新機制;三是學科交叉、轉(zhuǎn)變角色，創(chuàng)新課程結(jié)構(gòu)設(shè)計與教學方式;四是需求導向、智能評價，實現(xiàn)能力評價的可視化與多元化。

[關(guān)鍵詞] 職業(yè)教育; 學習工廠; 工業(yè)4.0; 人才培養(yǎng)模式

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 呂建強（1984—），男，山東平度人。博士研究生，主要從事職業(yè)技術(shù)教育學研究。E-mail：lvjianqiang@tju.edu.cn。

一、引? ?言

人才是建設(shè)制造強國的首要驅(qū)動力。制造業(yè)在向工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型升級的趨勢下，企業(yè)需要具備快速適應(yīng)環(huán)境的創(chuàng)新能力，這種創(chuàng)新能力要求員工工作方式由單純操作層面向研究創(chuàng)新層面轉(zhuǎn)化，對技能人才的能力培養(yǎng)提出了新要求。通過革新技能人才培養(yǎng)模式，提高技能人才的問題解決能力、創(chuàng)造力以及系統(tǒng)思維能力等助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。學習工廠（Learning Factory）是一種基于真實工作情境，將工業(yè)實踐與學校教學相融合，實現(xiàn)產(chǎn)學研用多功能整合的學習環(huán)境[1]和技能人才培養(yǎng)新模式。作為職業(yè)教育大國，我國適時推出了《國家職業(yè)教育改革實施方案》，探索育人機制改革成為職業(yè)教育改革的重要議題。系統(tǒng)把握學習工廠人才培養(yǎng)的新理念，深刻解析其人才培養(yǎng)新模式，不僅對我國技能人才培養(yǎng)模式改革具有重要意義，也為我國職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒。

二、學習工廠內(nèi)涵與形態(tài)的演進

（一）學習工廠的源起

學習工廠的概念肇始于“教學醫(yī)院”，即醫(yī)學院仿照醫(yī)院運行模式為學生提供真實的醫(yī)學體驗與培訓，學生通過現(xiàn)場觀摩和參與，有效提高醫(yī)學素養(yǎng)。學習工廠吸收了教學醫(yī)院的思想，構(gòu)建了新的工業(yè)人才培養(yǎng)模式，即企業(yè)將特定的生產(chǎn)問題或項目發(fā)包給學校，將工廠的生產(chǎn)車間復制到學校。學校教師與企業(yè)技術(shù)人員共同指導學生，學生在實際生產(chǎn)中學習，并為企業(yè)提供解決對策（如圖1所示）。學習工廠模式實現(xiàn)了產(chǎn)學研深層次結(jié)合，提高了技能人才培養(yǎng)質(zhì)量與技能需求適切性，更好地服務(wù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

美國較早將學習工廠范式引入工程教育，使工業(yè)實踐與工程教育相結(jié)合[2]。1994年，美國國家科學基金會（National Science Foundation，NSF）授權(quán)賓州大學牽頭開發(fā)一個與行業(yè)緊密聯(lián)系和互動的高級工程設(shè)計項目，并以學習工廠命名。此后，賓州大學陸續(xù)完善了相關(guān)設(shè)施，不斷強化學習工廠的人才培養(yǎng)功能。2006年，美國國家工程學院授予該項目工程教育創(chuàng)新獎，以表彰其在工程人才培養(yǎng)中的優(yōu)異表現(xiàn)。2011年，歐洲在德國達姆施塔特工業(yè)大學 （Technische Universit？覿t Darmstadt）舉行了第一次學習工廠會議，倡議成立了歐洲學習工廠（IELF）聯(lián)盟。學習工廠作為一種創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式日漸被重視。新加坡2020年初發(fā)布的畢業(yè)生就業(yè)調(diào)查表明，采用學習工廠模式的職教學生畢業(yè)后6個月內(nèi)的就業(yè)率高達90.7%[3]，明顯高于傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式。

（二）學習工廠的形態(tài)與功能演進

學習工廠的演進可分為兩方面，形態(tài)上從實體工廠環(huán)境向數(shù)字化學習環(huán)境轉(zhuǎn)變，功能上從側(cè)重于工程項目設(shè)計向人才培養(yǎng)與項目設(shè)計融合轉(zhuǎn)化。早期的學習工廠是基于真實工作過程的學習環(huán)境，學習者通過現(xiàn)場參與工業(yè)生產(chǎn)的方式進行學習[4]。典型如美國加州理工學院的學習工廠，其硬件配備了最先進的工業(yè)級生產(chǎn)設(shè)備，可以提供高效運轉(zhuǎn)的工廠環(huán)境;軟件由數(shù)字技術(shù)提供通信和決策功能。這個工廠作為校園的環(huán)境，將精密加工企業(yè)、先進的教育技術(shù)以及經(jīng)實踐檢驗的課程和講座融為一體[5]。

隨著生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程的日益數(shù)字化，以數(shù)字化為關(guān)鍵特征的學習工廠日益受到青睞，它通過計算機和信息技術(shù)集成，將所有工作流程、產(chǎn)品以及資源映射到數(shù)字模型中，為學習者提供虛擬學習環(huán)境。在這種學習環(huán)境中，學習者的任務(wù)更側(cè)重于規(guī)劃和模擬。例如，寶馬集團在德國慕尼黑建立的數(shù)字學習工廠，通過員工在線交互式學習使其價值導向生產(chǎn)系統(tǒng)（Value-Oriented Production System，VPS）和精益生產(chǎn)原則數(shù)字化、形象化，并推廣至全球各個生產(chǎn)基地，在提高技能人才能力的同時，提高了企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和服務(wù)水平[6]。

三、學習工廠人才培養(yǎng)的理念更新

面向未來的新機器、新組織與新工作，學習工廠推動技能人才培養(yǎng)由專業(yè)為中心向項目中心轉(zhuǎn)化，即通過完成項目掌握理論知識和實踐能力。這種實踐與學習的同一性體現(xiàn)了學習工廠人才培養(yǎng)的新理念。

（一）順應(yīng)時代之需：培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級和社會發(fā)展的創(chuàng)新型高技能人才

隨著經(jīng)濟社會和技術(shù)進步的加速變遷，技能的半衰期持續(xù)縮短。以人工智能為代表的新技術(shù)正在迅速取代常規(guī)工作的從業(yè)者，對靈活性和思維的要求不斷增加，這意味著勞動者的能力結(jié)構(gòu)要不斷重組和調(diào)整以響應(yīng)上述變化。因此，勞動者要主動適應(yīng)時代變遷，將目光放在大時代背景與人類發(fā)展議程之中，不斷學習未來工作與生活所需的各種技能。學習工廠模式強調(diào)人才培養(yǎng)應(yīng)面向未來產(chǎn)業(yè)與社會發(fā)展，在實踐過程中培養(yǎng)適應(yīng)時代需求的高技能人才。

學習工廠蘊含三個重要原則：一是創(chuàng)新課程設(shè)計，教會學生如何主動思考和學習。課程從傳統(tǒng)的模塊化轉(zhuǎn)變到項目式教學上來，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入課程內(nèi)容。二是豐富教學方法，提高學習效果。借助先進數(shù)字技術(shù)，運用認知學徒制、情境學習、探究性學習等教學方法，創(chuàng)設(shè)跨界融合的學習空間，實現(xiàn)知識的雙向交流，基于問題的學習與體驗式學習，激發(fā)學生學習積極性，提高學習效果[7]。三是助力學生職業(yè)規(guī)劃，培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級和社會發(fā)展的創(chuàng)新型高技能人才。通過理論知識、方法和實踐的傳授為學生打下堅實基礎(chǔ)，使學生成為既是制造者又是創(chuàng)新者。在上述原則指引下，學習工廠將人才培養(yǎng)聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿，開設(shè)先進材料、機器人、人因工程、商業(yè)模式等跨學科學習項目?？梢?，學習工廠是對傳統(tǒng)職業(yè)教育理念與人才培養(yǎng)模式的反思，強調(diào)面向未來、回歸實踐，通過真實情境中的學習，提高學生的綜合素質(zhì)，以順應(yīng)時代之需。

（二）強調(diào)復雜思維：培養(yǎng)適應(yīng)復雜環(huán)境、主動思考的復合型高技能人才

工業(yè)4.0范式的技術(shù)進步增加了產(chǎn)品設(shè)計的復雜性與創(chuàng)新性，需要經(jīng)驗豐富的工程師和高技能的操作人員來應(yīng)對，而新入職員工往往缺少處理復雜性的能力，主要原因在于傳統(tǒng)課程設(shè)計與實際應(yīng)用脫節(jié)。當前學校圍繞模塊化來設(shè)計課程，每門課程只涉及某一特定方面，只是整體復雜性的一部分。模塊化課程不考慮實際情況中的不可預(yù)測性，而是將實際情況假定為理想化的、不現(xiàn)實的條件[8]。因此，問題的關(guān)鍵在于如何設(shè)計課程，將分散的模塊加以整合，向?qū)W生呈現(xiàn)真實的問題情境和解決方案。

學習工廠通過整合各種模塊化的知識，追求產(chǎn)業(yè)知識的系統(tǒng)性和能力培養(yǎng)的深度化，使學生技能更適用于復雜生產(chǎn)環(huán)境的需求。其一，學習工廠強調(diào)產(chǎn)業(yè)知識的系統(tǒng)化而非全面性。學習工廠構(gòu)建了“研究生產(chǎn)知識，教育傳播知識，創(chuàng)新應(yīng)用知識”的跨學科“知識三角”（Knowledge Triangle），實現(xiàn)產(chǎn)學研用有機整合，重構(gòu)多學科知識實現(xiàn)跨學科知識融合，拓展學生視野與思維，開發(fā)未來工作所需的復雜思維能力[9]。相比傳統(tǒng)教育對單一學科知識深度的關(guān)注，學習工廠更加強調(diào)學生對多學科知識廣度上的把握，使學生能夠采取整合策略去思考解決實際問題。其二，學習工廠追求深度能力培養(yǎng)而非簡單的原理驗證。這點包含兩層含義：一是這里的能力培養(yǎng)不是單純的實踐操作訓練，而是制造思維能力和制造實踐能力有機結(jié)合的整體培養(yǎng);二是只有真實生產(chǎn)環(huán)境才是兩種能力結(jié)合的有效途徑，應(yīng)創(chuàng)造條件用參與實際生產(chǎn)問題和項目的解決來替代傳統(tǒng)的原理驗證性的教學，讓學生在實際生產(chǎn)中將理論知識經(jīng)驗化，隱性知識顯性化。

四、學習工廠課程結(jié)構(gòu)的設(shè)計更新

學習工廠的課程結(jié)構(gòu)設(shè)計強調(diào)縱向貫通、橫向交叉與行動導向，打破了教育世界與工作世界、學科專業(yè)之間的界限，注重真實生產(chǎn)情境的非結(jié)構(gòu)化，增強了學習效果。

（一）縱向貫通：不斷深化，課程項目貫穿于整個產(chǎn)品創(chuàng)造過程

學習工廠的課程貫穿人才培養(yǎng)全過程，結(jié)合生產(chǎn)制造流程，學習工廠開發(fā)了基于產(chǎn)品創(chuàng)造過程（Product Creation Process，PCP）的課程設(shè)計，學習過程即產(chǎn)品創(chuàng)造過程，見表1。學生通過直接參與制造流程，學習真實生產(chǎn)過程中所運用到的知識和技能。在實際生產(chǎn)中學生的能力學習從單純的技術(shù)和方法能力到社會交往能力，再到個性化能力，最后發(fā)展為面向復雜現(xiàn)實的綜合能力。就課程內(nèi)容而言，學習工廠采用循序漸進的學習策略，學習內(nèi)容由易到難、逐步加深。既符合學習規(guī)律，又幫助學生逐漸適應(yīng)制造過程的復雜性，逐步培養(yǎng)學生的復雜思維能力。從師生關(guān)系角度而言，教師的角色也由控制者和主導者向指導者和激勵者轉(zhuǎn)變。學生從開始的依靠教師指導，到逐漸學會自我指導和調(diào)整，到最后學會自我決策和規(guī)劃。教學方式從授課輔導向?qū)嶒灢僮?、研討，到工廠實習，再到項目和專題研討。學習時長也隨著生產(chǎn)實踐內(nèi)容的增多而逐漸遞增，生產(chǎn)設(shè)備的使用率也不斷提高。學生參與生產(chǎn)實踐的項目類型從批量生產(chǎn)、系列化生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)，最后到大規(guī)模定制生產(chǎn)逐步由易到難，循序漸進，見表1。

（二）橫向交叉：多學科性，課程設(shè)計強調(diào)產(chǎn)學研用融合

學習工廠課程的主要特點是多學科交叉融合。課程設(shè)計有兩種傾向，一是以知識訓練為主的模式，另一種是以問題為導向的模式[11]。前者強調(diào)對學生邏輯思維能力的培養(yǎng)，注重對知識的理解和內(nèi)化;后者則強調(diào)實踐操作能力的訓練，注重具體工作情境中現(xiàn)實問題的解決。顯然，學習工廠的課程設(shè)計屬于后者。學習工廠將課程從側(cè)重于工程科學或技術(shù)專題改為涉及多學科交叉和專題的綜合課程，以便充分理解現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜性和多變性。重點加強學生在分析、綜合和評估復雜問題方面的技能，并為學生提供設(shè)計經(jīng)驗和案例支撐。

課程設(shè)計由學校教師和企業(yè)技術(shù)專家共同完成。課程吸收了科學研究成果與產(chǎn)業(yè)實踐知識，將科研與實踐內(nèi)容共同融入課程，豐富了教學內(nèi)容。課程內(nèi)容強調(diào)跨學科性，將工程領(lǐng)域中的機械、電子、材料等知識和成果與經(jīng)濟、信息、生物、人文等知識相融合，關(guān)注制造的智能、綠色、低碳和高效等。教學方法的設(shè)計強調(diào)基于網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，培養(yǎng)學生的數(shù)字素養(yǎng)、協(xié)作意識、環(huán)保意識以及終身學習理念。通過吸收大量的產(chǎn)業(yè)實踐案例，提高學生實踐能力并將學習成果反饋給產(chǎn)業(yè)實踐。

（三）行動導向：真實情境，注重生產(chǎn)實踐的非結(jié)構(gòu)化

學習工廠強調(diào)以行動為導向的教學方法，基于工作問題和經(jīng)驗的啟發(fā)式學習模式，學習的重點在于直接面向行業(yè)與應(yīng)用。通過在完整的生產(chǎn)過程中以項目學習的方式，使學生進行批判性思考、問題解決、團體協(xié)作以及自我導向?qū)W習來掌握學習內(nèi)容，最終達到不斷更新學習者的智力資本、跨學科能力及軟技能來提高其解決現(xiàn)實問題的廣泛能力[12]。

學習工廠通過整合學習與工作，促進學生能力發(fā)展。首先，通過對目標群體的分析來關(guān)注所需要的能力發(fā)展。其次，通過教學方法的形態(tài)學來分配合適的教學方法。一方面是基于工作的學習，即允許在現(xiàn)實或準現(xiàn)實的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中以直接參與工作任務(wù)的方式進行學習，在真實的工作環(huán)境中，學生更容易發(fā)現(xiàn)興趣和特長，也更容易發(fā)現(xiàn)自己的不足，有利于個體在真實的工作情境中建構(gòu)職業(yè)知識，發(fā)展實際的職業(yè)能力[13]。同時，真實的工作環(huán)境使學生能夠更快熟悉生產(chǎn)和制造的完整流程，縮短了從學校到工廠的適應(yīng)期，為企業(yè)帶來收益[14]。另一方面是基于學習與研究的工作，即通過借助先進的教育技術(shù)以及經(jīng)過實踐檢驗的課程或講座，提高理論學習的實效性。學習過程與工作過程的有機融合有助于克服理論學習與實踐操作結(jié)合不緊密、學習過程僵化、學生興趣不高等問題。

五、學習工廠學習活動的方式更新

學習工廠的學習活動打破了固定的課程界限，以項目和問題為中心，以過程學習、問題學習、項目學習、數(shù)字化學習等學習策略為支撐，提高了學習效果。

（一）學習過程：采取產(chǎn)品生命周期管理的學習策略

技能習得的標志不只是掌握技能內(nèi)容，更重要的是把握技能運用的時機與方式有效解決現(xiàn)實生產(chǎn)問題?；谶@一理念，學習工廠強調(diào)產(chǎn)品生命周期管理（Product Life cycle Management，簡稱PLM）的學習策略，將學習融入從產(chǎn)品設(shè)計直到制造的完整流程的每一環(huán)節(jié)當中，學生通過完成生產(chǎn)任務(wù)，進行團隊協(xié)作、批判性思考以及自我導向?qū)W習，進而掌握相關(guān)知識和技能，最終提高其解決現(xiàn)實問題的廣泛能力[15]（如圖2所示）。在具體學習過程中，學習工廠采用認知學徒制的教學方法，通過建模、指導、搭建、銜接、反思和探索等認知步驟，使學生在實踐中習得理論、方法、工具和技術(shù)，通過意義的建構(gòu)進一步深化對技術(shù)、知識的理解，不斷提高運用技術(shù)和方法的專業(yè)能力，最后通過發(fā)現(xiàn)興趣和目標，超越方法的學習并產(chǎn)生新知識;學習工廠根據(jù)最近發(fā)展區(qū)理論通過搭建腳手架，安排學生在工業(yè)專家與教師的共同指導下，執(zhí)行超越他們當前能力的任務(wù)，隨著學生能力的不斷提高，腳手架也隨之減少，學生在這一過程中經(jīng)歷項目的技術(shù)開發(fā)、設(shè)計制造、商業(yè)化等整個運行鏈條[16]，在理論和實踐交融的基礎(chǔ)上，提高學生社交能力、合作精神、重塑個體形象;同時，獲得高級思維技能并實現(xiàn)知識的有效遷移。

（二）項目學習：注重團隊合作與人際溝通能力建設(shè)

學習工廠通過項目學習來提高學生的問題解決能力、團隊合作能力與人際溝通能力。在項目學習中，學生隨機分成6～8人一組，每個小組要求模擬完成一個公司的業(yè)務(wù)，小組成員協(xié)商決定每個人在公司中的角色和職責。比如，工作倉庫經(jīng)理負責對原料和產(chǎn)品庫存進行監(jiān)控;策劃經(jīng)理負責策劃生產(chǎn)活動，以滿足客戶的需求;生產(chǎn)經(jīng)理負責根據(jù)生產(chǎn)活動策劃來運行生產(chǎn)，同時將生產(chǎn)所需的物料信息反饋給倉庫經(jīng)理;采購經(jīng)理與倉庫和虛擬供應(yīng)商進行交互，并訂購必要的原材料;銷售經(jīng)理與倉庫和虛擬客戶進行交互，分析和調(diào)度訂單;營銷經(jīng)理負責會計事務(wù)并檢查公司生產(chǎn)是否盈利;協(xié)調(diào)者的職責是確保公司的各項活動被有效執(zhí)行。上述活動都可以借助數(shù)字技術(shù)以教學游戲的方式在網(wǎng)絡(luò)中開展。

與其他學習理念的區(qū)別在于學生在項目學習過程中是自組織、自我決策，從確定問題開始，不斷選擇假設(shè)和方法，最終呈現(xiàn)結(jié)果。通過項目學習，學生大量參與“工作”，可以更深入地理解所學知識，更有效地將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐經(jīng)驗。項目學習增加了學生的參與度，并支持他們在活動中承擔責任，學生和教師之間的有意義的互動大大增加。通過方法、技術(shù)和工具的實際應(yīng)用，提高了學生的技術(shù)和方法能力。完成項目過程中的不斷交互，促進了學生社會和溝通能力的發(fā)展。

（三）問題學習：強調(diào)跨學科知識的整合能力

工業(yè)4.0環(huán)境下，工作過程的高度復雜化和基于問題的工作任務(wù)日漸增多，技能人才成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)的管理者和產(chǎn)品的設(shè)計者，需要具備高水平認知（元認知）和解決復雜問題的能力，因此跨學科知識的整合能力也將成為技術(shù)技能人才的新特征[18]。學習工廠采取基于問題的學習的學習方式，培養(yǎng)學生跨學科知識的整合能力?；趩栴}的學習主要原則是：問題是學習過程的起點，問題通常是來自特定的現(xiàn)實問題;學習是自主的，學生有責任制定問題陳述，并就如何解決問題作出決定;學習以活動為基礎(chǔ)，以學生的經(jīng)驗和先前形成的理解為基礎(chǔ);學習是跨學科的，重點面向?qū)嶋H情況;學習以典型問題為基礎(chǔ)，支持學生將知識、理論和方法轉(zhuǎn)移到新的領(lǐng)域和環(huán)境中;學習過程以小組為基礎(chǔ)，學生學習如何在學習的各個階段進行合作。

顯然，基于問題學習的原則與現(xiàn)代制造環(huán)境對工程教育的要求與可重構(gòu)制造范式的要求非常一致。歐洲頂尖工科院校奧爾堡大學（Aalborg University）以成功采用基于問題為中心的學習方法而聞名于世。奧爾堡大學所有課程中，有50%的課程包括以問題為基礎(chǔ)的項目工作，每組5～7名學生，從實際的工業(yè)或研究環(huán)境中著手解決問題，其余50%的課程則由講座、研討會、實驗室工作等豐富內(nèi)容構(gòu)成，在某種程度上這些課程也是以問題為基礎(chǔ)的[19]。

（四）數(shù)字化學習：打破課堂邊界提高學習效果

數(shù)字化教育資源的供給水平?jīng)Q定了信息化教學應(yīng)用的發(fā)展水平[20]。通過利用先進的數(shù)字技術(shù)和高級工業(yè)教學設(shè)備，學習工廠創(chuàng)設(shè)了一種新的數(shù)字化學習環(huán)境，打破了傳統(tǒng)課堂的物理邊界，將教學所需的物理空間、資源空間和社交空間整合到一起，有利于教師、學生、企業(yè)技術(shù)人員在網(wǎng)絡(luò)空間廣泛連通，達到真正意義上的互聯(lián)和泛在學習。在數(shù)字化學習環(huán)境下，工廠技術(shù)人員與學習者可以通過遠程交流互動，技術(shù)人員為學生講解實際生產(chǎn)中的問題，并讓學生參與實際問題的解決;學習者通過驗證新技術(shù)或新概念為實際生產(chǎn)或決策提供服務(wù)。

同時，學習工廠的理念認為，相互關(guān)聯(lián)的知識從整體上加以聯(lián)系利用才能發(fā)揮更好的作用。借助可視化軟件和人機界面等設(shè)施，學習工廠將生產(chǎn)的全過程可視化。例如，在真正生產(chǎn)前通過XR技術(shù)在工廠層面進行數(shù)字仿真操作，虛擬規(guī)劃工廠的布局和流程、模擬生產(chǎn)任務(wù)，評估替代設(shè)計方案等。這樣帶來的好處顯而易見：一是數(shù)字技術(shù)模擬并驗證真正投入生產(chǎn)之前的所有情況，并據(jù)此設(shè)計并優(yōu)化解決方案，極大降低了企業(yè)的研發(fā)成本并可避免由于設(shè)計規(guī)劃失誤造成的生產(chǎn)損失;其次，對整個生產(chǎn)流程的虛擬可視化可以使學習者對制造流程有全局性的把握，形成復雜性思維，有助于培養(yǎng)學習者整體性工作視野。

六、對職業(yè)教育人才培養(yǎng)的啟示和建議

學習工廠提供了一種基于真實工作情境的學習模式，增強了學習的實效性，提高了學生的創(chuàng)新能力，縮短了從學習到工作的轉(zhuǎn)換時間，對我國職業(yè)教育人才培養(yǎng)有積極的借鑒意義。

（一）面向?qū)嵺`、育人為本：培養(yǎng)創(chuàng)新和應(yīng)對復雜工作情境的能力

與普通教育傳授科學知識不同，職業(yè)教育的教育內(nèi)容是工作知識。一方面，學生只有在實際工作情境下，才能真切地觀摩師傅的操作流程，才能通過不斷的現(xiàn)場練習與反饋使理論與實踐更好結(jié)合，實現(xiàn)技能的不斷提升和相關(guān)知識的有序獲取[21]。另一方面，技能形成過程中的高深專門知識和經(jīng)驗知識的形成是長期崗位實踐積累的產(chǎn)物，多是緘默知識形態(tài)，與工作技巧或訣竅一同鑄就了高技能人才的不可替代性和培養(yǎng)周期的跨度性。

創(chuàng)新和應(yīng)對復雜工作情境的能力的有效培養(yǎng)，必須關(guān)注工作規(guī)律與學習規(guī)律的融合，關(guān)注職業(yè)及職業(yè)成長規(guī)律與教育及教育認知規(guī)律的融合[22]。具體來說就是從職業(yè)的“行動領(lǐng)域”導出相關(guān)的“學習領(lǐng)域”，再開發(fā)適合的“學習情境”使之具體化[23]。探索建立類似學習工廠模式的工學一體教學模式，創(chuàng)新技術(shù)技能人才教育培訓模式，鼓勵有條件的高校、院所、企業(yè)建設(shè)智能制造實訓基地，使校外實踐基地和校內(nèi)實訓基地有機結(jié)合，培養(yǎng)滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求的高技能人才[24]。通過在真實工作情境中邊實踐邊學習，使學生獲得最直接、最有效的工作知識，既能保證學生掌握新知識、新技術(shù)等專業(yè)能力，同時能夠培養(yǎng)學生團隊合作意識、溝通協(xié)作能力、敬業(yè)精神等社會通用能力。實現(xiàn)從學校到社會、從理論到實踐、從虛擬學習到真實工作情境的有機銜接轉(zhuǎn)化。

（二）系統(tǒng)設(shè)計、強化合作：深化產(chǎn)教融合育人新機制

伴隨工業(yè)4.0不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新職業(yè)，淡化了不同職業(yè)的邊界，傳統(tǒng)的“一技之長”人才培養(yǎng)要求已經(jīng)不再符合“一人多崗、一崗多能”的現(xiàn)實需要[25]，復合型技能人才成為人才培養(yǎng)的新目標。圍繞理論知識與實踐知識的關(guān)系，當前職業(yè)院校人才培養(yǎng)過程中有兩方面問題：一是理論教學與實踐教學脫節(jié)，多數(shù)職業(yè)院校的實踐模塊只是畢業(yè)實習;二是實踐教學內(nèi)容單薄，由于缺少跨學科課程支持，實踐內(nèi)容的廣度和深度不足。

技能供需匹配的根本之策是產(chǎn)教融合協(xié)同育人。作為企業(yè)與學校系統(tǒng)的組織協(xié)作產(chǎn)物，產(chǎn)教融合為技能習得提供了豐富的環(huán)境，有助于應(yīng)對產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級所帶來的挑戰(zhàn)。一是優(yōu)化人才培養(yǎng)載體。探索建立集政策、教育、培訓、科研于一體的區(qū)域共享型產(chǎn)教融合人才培育組織，化解人才培養(yǎng)中的信息不對稱，促進產(chǎn)學研用各類需求精準對接，降低產(chǎn)教融合的制度性交易成本。二是創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式。推行工作場所學習（Workplace Learning），采取面向企業(yè)真實生產(chǎn)環(huán)境的項目式培養(yǎng)。推動企業(yè)參與職業(yè)院校專業(yè)設(shè)置、課程開發(fā)、實習實訓等，參與學校教學與配套環(huán)境的搭建，將業(yè)界經(jīng)驗有機融入職業(yè)教育過程。三是創(chuàng)新人才培養(yǎng)內(nèi)容。積極開展新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)培訓，大力推廣“人工智能+職業(yè)教育”，推動云計算、大數(shù)據(jù)、移動智能終端等新技術(shù)在技能人才培養(yǎng)中的應(yīng)用，提高培訓便利度和可及性。四是創(chuàng)新職業(yè)教育質(zhì)量評價機制。將職業(yè)教育質(zhì)量評價主動對接行業(yè)標準、職業(yè)資格和崗位要求，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求進行技能培養(yǎng)，切實提升高職學生的技能水平與就業(yè)能力。

（三）學科交叉、轉(zhuǎn)變角色：創(chuàng)新課程結(jié)構(gòu)設(shè)計與教學方式

一是通過專業(yè)群建設(shè)，促進學科交叉，培養(yǎng)學生的領(lǐng)域知識。作為社會技術(shù)系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，工作者只有對整個工作流程有所了解，才不會發(fā)生工作疏離。這就需要工作者具備領(lǐng)域知識而不是單一學科知識。領(lǐng)域知識包括了個體對某個特定領(lǐng)域的所有知識，它通常由內(nèi)容知識、程序過程知識、條件知識三部分組成[26]。領(lǐng)域知識的關(guān)鍵元素是為解決問題或業(yè)務(wù)領(lǐng)域而涉及的方法論、語言和工具，超越了人為劃分的專業(yè)邊界。智能時代的生產(chǎn)過程和網(wǎng)絡(luò)具有領(lǐng)域特性，需要特定的領(lǐng)域知識。專業(yè)群建設(shè)旨在打破一直以來技能人才技能單一的問題，高職院校應(yīng)積極迎接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新需求和挑戰(zhàn)，加快培養(yǎng)復合型創(chuàng)新性高技能人才，通過多學科專業(yè)教育的交叉融合，構(gòu)建技術(shù)賦能的教育教學，更多地關(guān)注學生方法能力和社會能力的培養(yǎng)，并借助先進數(shù)字技術(shù)，調(diào)動學生學習的主動性，激發(fā)學生的創(chuàng)造力與跨界思維[27]。

二是轉(zhuǎn)變師生角色關(guān)系，改進教學方式，提高學習效果。現(xiàn)代知識爆炸和社會創(chuàng)新的加快需要極大地提高教與學的效率。以學為中心的教育理念改變了傳統(tǒng)意義的單向灌輸式教學，強調(diào)學生的主體性和學習的主動性，教師由學習的控制者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習環(huán)境的建構(gòu)者、學習活動的組織者以及學習過程的引導者。通過對學生的綜合分析，明確其所需要發(fā)展的能力并結(jié)合教學方法的形態(tài)學來選擇合適的教學方法。將教室與工廠有機聯(lián)系起來，通過先進的信息和通信技術(shù)進行雙向知識交流，基于問題的學習和體驗式學習，提高學生學習的積極性和主動性，最終達到提高學習效果的目的[28]。

（四）需求導向、智能評價：實現(xiàn)能力評價的可視化與多元化

現(xiàn)代工業(yè)心理學的研究表明，對學習者職業(yè)能力的評價只能在具體情境或工作行動中才有效[29]，通過考察學習者如何尋求信息和幫助，如何調(diào)集資源去完成某項任務(wù)才能得出學生綜合能力的真意。人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的普及，為教育帶來從知識生產(chǎn)模式、學習交互方式、學習資源整合，到學習評價等顛覆性的變革。例如，借助智能視頻追蹤與分析技術(shù)可以直觀地對學生作品的整個制作流程進行回顧，實現(xiàn)對學生整個學習過程的評價與分析，避免了終結(jié)性評價的弊端。這樣做的優(yōu)點一是可以幫助學生進行反思，因為新技術(shù)能夠記錄作品表現(xiàn)，學生通過回放自己完成任務(wù)的整個過程，品評自己和他人的作品質(zhì)量，思考下一次如何能做得更好;二是在智能學習環(huán)境下，學生能夠?qū)⒆约旱淖髌坊蚍桨冈诰€與專家的作品或方案加以比較，直觀地發(fā)現(xiàn)自己和專家的差距在哪里;三是可以借助數(shù)據(jù)挖掘工具，對所有學生作品進行統(tǒng)計、運算和深度分析，生成一套評價體系，然后將學生的作品表現(xiàn)和評價體系加以比較，以可視化的方式來解讀學生作品的優(yōu)缺點。

另外，借助常態(tài)化的數(shù)據(jù)記錄對每個學生進行數(shù)據(jù)全采集和全畫像生成數(shù)字徽章，并將數(shù)字徽章所具備的能力、技能及學習經(jīng)歷等信息全面呈獻給未來雇主，為人才招聘提供參考依據(jù)，簡化雇主依據(jù)需求精準匹配雇員的過程[30]。超越了一紙畢業(yè)證或資格證書的刻板和信息不足弊端，也極大促進了學生學習的積極性和主動性，最終實現(xiàn)優(yōu)化教學，促進學生適應(yīng)性學習與自我導向?qū)W習的目的[31]。

七、結(jié)? ?語

學習工廠作為一種新穎的數(shù)字化和智能化的學習環(huán)境在教育變革的當下日漸引起專家和學者的關(guān)注。隨著時代發(fā)展，學習工廠將會更廣泛地應(yīng)用于不同教育類型和階段。雖如此，學習工廠的應(yīng)用也尚未成熟，還存在亟待解決的諸多問題。例如：（1）標準的制定。實踐中學習工廠通常因地制宜采取靈活教學策略，可能會引發(fā)后續(xù)學習成果認證標準不統(tǒng)一的問題。（2）成本的挑戰(zhàn)。學習工廠搭建了學校和工作場所共生的學習環(huán)境，依賴于大量的資源投入，可能存在對成本投入負擔較重的問題。（3）教師的參與。如果學習工廠在設(shè)計時沒有充分考慮到教師的積極性，將會影響教師的參與和學習效果。因此，還需要進一步探討學習工廠在實踐中的一系列問題，促進教育數(shù)字化和數(shù)字化教育的變革。

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