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互为供需 融通创新
“美国智能制造与职业教育人才培养高级培训团”总结报告

发布时间:2018年5月24日     访问量:2174     信息来源:中国职业技术教育 2018,07,31-36

作者简介:教育部培训团, 培训团团长为教育部职成司高职发展处处长林宇。团员为:教育部职成司高等继续教育处处长高阳, 湖北省教育厅职成教处副处长余弢, 重庆市教育委员会职成教处副处长谢红, 广东科学技术职业学院党委书记黄仕初, 武汉职业技术学院院长李洪渠, 平顶山工业职业技术学院院长蔡志刚, 江苏省南京工程高等职业学校党委书记张益飞, 重庆市渝北职业教育中心校长张扬群, 陕西工业职业技术学院纪委书记康强, 南京工业职业技术学院副院长霍雄飞, 河南经贸职业学院副院长康勇, 顺德职业技术学院副院长刘毓, 天津中德应用技术大学教务处处长徐红岩, 中国教育国际交流协会职业教育与培训部李杨。

2017年10月22日至11月5日, 教育部职业教育与成人教育司、思科系统公司和北京大学光华—思科领导力研究院联合组织的“美国智能制造与职业教育人才培养高级培训团”, 赴美国进行了为期15天的培训。本次培训以产业视角设计培训内容, 邀请高校、机构和企业的专家授课交流, 深度考察了美国的先进制造企业和高校, 带给学员跨领域的思维冲击和思想碰撞, 从全新视角审视了美国智能制造产业及教育行业与智能制造产业互动发展的状况, 收获了难得的体验和思考。

一、基本情况

(一) 项目简介

本次培训是思科 (中国) 有限公司与教育部关于数字化创新人才培养合作备忘录框架下的短期项目, 旨在促进我国职业院校了解美国智能制造及信息技术的发展趋势、信息技术在制造业等传统行业中的应用、美国智能制造对新一代技能人才的要求和美国教育适应智能制造发展的情况等。

培训期间, 思科公司副总裁、公共事务部全球事务总经理罗拉·昆塔纳, 捷普科技公司副总裁约翰·杜尔奇诺斯, 罗克韦尔自动化公司大学项目全球总监库克, 印第安纳大学凯尔·斯特林教授等18位商学两界的领袖学者分别做了重点演讲并与学员交流研讨。培训团实地考察了思科公司、捷普科技公司、罗克韦尔自动化公司、加州斯凯兰社区学院、圣何塞州立大学、威斯康星州麦迪逊社区技术学院、普渡大学西北校区和密尔沃基工程学院大学等企业和高校。

(二) 内容特点

培训围绕美国智能制造、数字化转型的趋势, 从企业和高校两个角度分别考察了校企双方的态度和做法。

一是聚焦智能制造的趋势与影响。来自美国制造业、信息技术及职业教育领域的专家, 应邀重点介绍了全球智能制造的发展趋势、美国信息技术的最新进展及其对职业教育的形式和内容带来的影响。

二是了解数字化转型与应对。思科公司及相关领域的学者专门解析了“数字化漩涡”和教育衍变、数字时代的大学等相关概念, 介绍了数字经济发展带来的新的技能人才缺口和挑战, 以及美国教育系统的应对策略与解决方案等。

三是调研美国企业在应用技术领域与高校的合作模式。听取了思科公司在教育领域的技术支持与资源服务介绍, 了解了罗克韦尔公司、捷普公司等生产企业为应对制造业转型、不断变化的人才需求, 积极与高校合作的做法。

四是考察美国高校为适应变化加强应用型人才培养的路径。培训团访问了圣何塞州立大学工程学院、斯凯兰学院湾区创新中心、普渡大学西北校区商业化与先进制造中心和可视化与模拟创新中心、密尔沃基工程学院大学等高校和机构, 了解了美国高校在新技术推广、服务中小企业发展和与企业在联合培养智能制造人才等方面的实际举措。

二、美国智能制造的发展及对教育的影响

通过与产业界和学界专家的深入研讨, 我们深切感到, 数字经济正在美国乃至全球快速兴起, 其发展速度和带来的产业变革与兴替超乎预期。尤其是在智能制造领域, 美国形成了创新驱动、技术引领、融合发展的趋势和特点。对此, 美国高校反应迅速, 及时培养提供所需人才, 促进产业进一步成形并稳固其优势地位。

(一) 数字化、网络化是美国智能制造发展的基础

互联网行业给美国带来了巨大的经济价值, 通讯信息技术与生产制造技术迅速融合, 推动工业互联网快速发展。工业互联网为制造业的大规模、高水平数字化升级提供了可能, 并使企业通过数字化管理在业务能力和管理水平提升中受益。互联网企业大量介入制造领域, 加快了智能制造的发展速度。有专家认为, 当前90%的经济活动10年前根本不存在。智能制造大幅度改变了传统制造业的基本形态。现代工厂不再是油污遍地、机器轰鸣和单一机械式、重复性的体力劳动, 而是成了计算机终端和机器人、智能传送的有机组合。

(二) 科技创新成为美国智能制造发展的动力

2012年美国《先进制造业国家战略计划》正式将先进制造业提升为国家战略。当年, 奥巴马政府宣布投资10亿美元建立15个制造业创新研究所, 以信息网络、智能制造、新能源和新材料领域的创新技术为核心, 重塑21世纪美国制造业的竞争优势。2012—2017年政府每年投入20多亿美元用于支持国家科学基金会等机构的先进制造业研发活动, 支持创新制造工艺、先进工业材料和机器人等技术研发。通过政策支持和引导, 美国制造业以先进技术为引领的发展趋势已然形成, 机器人技术、人工智能技术、3D打印技术和新材料研发等制造业的领军技术发展迅猛, 生产力水平、劳动效率、工人工资待遇等方面均位居全球前列。未来10年, 科技创新还将推动制造业出现更多新形态, 驱动智能制造快速发展。

(三) 劳动力提升成为美国智能制造发展的保障

智能制造淘汰的是低端重复劳动, 产业需要更智能的劳动力。劳动力的智能化提升不仅是大学的任务, 也包括企业覆盖员工发展全过程的培训计划, 政府、学校、企业一起为劳动力资源升级提供持续教育。教育的多元化、全生命周期、聚焦思维能力升级等成为未来智能制造的基础和保障。美国的大学和社区学院均致力于根据产业发展需要培养紧缺技术人才。例如, 威斯康星大学设置的应用科学与工程技术学院, 开设应用工程、制造、信息技术等专业为企业培养制造系统集成、机器人应用、软件技术开发等岗位的技术人才;麦迪逊社区技术学院服务本地先进制造业、信息通信产业、生命科学与医疗保健行业, 提出“梦想从此起航”, 打造技能型人才培养高地, 开设超过150个职业技术培训项目, 成为支持地区经济发展的引擎;普渡大学西北校区的机电一体化工程技术项目, 针对当地包装行业研究信息技术、传感技术、控制技术、工业互联网技术、AR技术等物理信息系统的有效集成, 获得国家科学基金会 (NSF) 、美国劳工部以及行业的资金支持。

三、美国教育与智能制造互动发展的特点

(一) 学分积累与转换是美国教育满足学生个性需求、适应产业快速变化、保证基本办学质量的有效机制

在美国, 学分制贯穿于高中教育、高等教育和社会培训。基于学分的积累与转换, 美国教育系统能够为学习者提供不同学习组合的多种选择, 保证各级各类教育的灵活有效衔接以及学习者在不同教育机构间的自主选择与流动。灵活多样的选择和出口质量把控, 使教育系统得以满足不同学习者的个性化需要和劳动力市场的快速变化。一定程度上, 学生的自主选择也提高了教育系统对市场变化的应对速度。此外, 伴随人工智能和新技术的发展, 线上学习的一些学分开始得到认可, 一些适应市场变化的培训课程开始进入学分体系。美国教育由州一级的教育部实际管理, 州教育部对高校的专业设置和低年级通识教育的教学内容及课程标准实行严格管控, 使得州内不同层次学校相同课程的学分基本实现互认。美国本科教育能够在4年按期毕业的学生比例并不高, 好一些的学校如全美工程学校排名前10的密尔沃基工程学院大学也只有60%左右, 不能4年毕业的学生中, 一部分是因为个人家庭或工作造成的非全日制学习拉长了学习年限;还有一部分是由于课程要求严格, 4年时间内无力完成。学分制使美国的高等教育在普及化的基础上, 仍能通过丰富渠道和增加机会保持足够的生源。

(二) 美国的生产企业普遍重视并积极投入与高校的合作

出于对员工忠诚度、企业文化、用工成本、培育潜在客户以及社会责任等方面的考虑, 美国的制造企业对校企合作普遍持积极态度。例如:思科公司设立了网络技术学院项目, 通过校企合作免费向学校提供课程和学习工具、教师培训、技术支持、在线教学资源、仿真软件、考试等, 还可向学校折扣出售相关设备。罗克韦尔公司与中国70余所高校合作设立自动化实验室, 公司为此捐赠了大量最新的自动化设备, 最高的一校达到2 500万元。美国捷普科技公司是全球前三的电子合约制造服务商, 在中国有24家工厂, 非常重视与学校的合作, 包括与社区学院和高中的合作, 主要希望借此优先获得技术合格、起薪较低、能够长期工作的新进员工。此外, 美国高校教师不少都是具有丰富企业经历的高级技术人员, 他们普遍认为“已经在企业赚够了钱, 想把自己掌握的技术传授给学生, 以产生更大的效益”, 这样的教师来源和职业心态为校企深度合作提供了便利。

(三) 支持当地经济、校企合作培养人才已成为美国高校的共识和普遍做法

无论是社区学院、州立大学还是私立大学, 都重视服务当地经济, 重视服务企业技术升级和企业家活动。在这个过程中, 国家级实验室、产学合作中心、工程中心、创新中心等成为校企合作和社会服务的重要载体。普渡大学西北校区商业化与先进制造中心为学校与社区学院、商界和业界的长效合作搭建了平台;技术学院和工程学院实验室很多先进设备来自企业和制造商, 能够提供产品原型及制造流程开发、企业新产品测试、针对客户需求和时间的个性化定制培训项目等技术服务。私立的密尔沃基工程学院大学共有3 000余名学生、全美工程学校排名前10, 其快速成型建模中心设备先进不允许拍照, 60多家跨国公司付费使用该中心, 很多研究生和工程技术人员在其中为不同企业提供保密的高水平产品设计。

社区学院也有专门校企合作部门, 围绕智能制造和企业需求, 一方面为小微企业和初创公司提供技术咨询转化和运营服务, 另一方面为学校寻求学生带薪实习的企业岗位。位于旧金山以南布鲁诺的斯凯兰社区学院为更好地与企业保持联络, 在市区专门开设了湾区企业家中心, 定期邀请企业家参加联谊活动、开展研讨和培训项目、为创业企业和学生提供商务服务, 凝聚了一批当地企业。中心还加入当地商会, 邀请企业家参加学校的专业指导委员会, 同时为学生收集到大量企业带薪实习的岗位。

(四) 培养跨专业人才成为支撑智能制造的新生力量

智能制造衔接了制造产业链上的多个环节, 涉及不同专业的知识和技能, 一些新的岗位要求劳动力具备超出传统单一专业的能力, 特别是对计算机技术的掌握。罗克韦尔公司教育事务负责人表示, 对于具体的智能制造过程而言, 重要的是人而不是技术, 智能制造会减少用工, 但对劳动力的要求更高, 需要跨专业复合型人才。一个合格的操作工程师, 必须懂得电子工程和机械, 会编程、会控制同时还要了解网络安全, 善于团队合作, 等等。一方面, 数字经济的迅猛发展, 使得信息技术与传统产业的复合成为传统产业升级发展的共同特征;另一方面, 产业融合发展催生了跨专业的复合型人才培养。美国工科背景的高校已经开始打造跨学科的制造类专业。如普渡大学专门为工程制造相关岗位设置跨学科工程研究专业, 搭建工程学科与其他学科结合的桥梁, 设计的学习项目包括医学工程研究、剧院工程研究, 等等。

(五) 及时更新的行业标准成为职业教育人才培养的基本依据

学校培养与社会需求之间的差距是中美高校均意识到的现实问题, 也是智能制造时代教育领域特别是职业教育领域改革需要解决的问题。为此, 美国劳工部定期发布人才需求和就业数据, 指导学校对接产业人才需求设置专业。企业联盟统一制订美国智能制造的行业标准, 并快速更新。因为在现实中, 众多企业发现学校的人才培养总是滞后于行业需求的变化。行业发展3~5年后政府才会有所察觉和动作, 学校的人才培养规格与模式的变革则更加滞后。所以, 美国的行业企业均对参与制订行业标准持积极主动态度, 认为只有主动及时准确地将行业企业需要的人才培养规格、特点、导向等信息传达给学校, 才能帮助学校及时培养出符合行业需要的人, 实现“所学即所用”。

(六) 校企合作的教学改革和创新创业教育为智能制造培养人才

美国应用型大学智能制造相关专业80%的课程有企业参与开发。密尔沃基工程学院大学每学年都会安排3门与智能制造相融合的课程, 每门课程都有一个由企业资助的设计项目、配备一个设计顾问, 所有学生共同研讨解决实际问题。作为资助方的企业也派代表参加, 并为学生安排任务、作解答。该校Darrin Rothe博士实验室 (EECS Maker Lab) 的各种设备和工具用品, 包括3D打印机、电子测试台等均向学生开放, 支持学生实践创新、积累经验。麦迪逊社区技术学院的“梦想从此起航”项目的所有教学、生产和实训设备均向学生开放。

制造业正变得更加灵活, 订制化、小型化、个性化需求越发明显, 从事制造生产的人需要更聪明、更敏锐, 需要更多的思考、分析和决策。为此, 美国高校的创新创业教育聚焦创新人才培养, 不追求低附加值的学生创业活动, 而是紧密对接智能制造时代的行业特点, 致力于推动技术创新、模式创新、业态创新基础之上的高层级创业。学生除要掌握本学科领域的基本知识和经验, 还要通过相关课程增长综合创新、设计和创业的经验。学校也会帮助学生更好地跨越创业初期的困难, 例如麦迪逊社区技术学院组织的“最佳实践”“初期企业研讨会”“手把手”活动等。

(七) “软能力”培养提升了智能制造人才的综合素养

传统职业教育只重技能不重素养的做法难以培养出符合时代需求的优秀人才, 培养适应智能制造时代的人才需要更多地关注学生硬技能之外的“软能力”。软能力培养在美国教育实践中受到高度重视。麦迪逊社区技术学院专门为软能力界定了20项指标, 包括交流、团队合作、解决问题、批判性思维、科技运用、时间管理、面谈访谈、主动性积极性、职业道德、聆听、尊重、责任、灵活应变、人际沟通与交流、谈判、计算机网络设计、耐心、演讲技巧、表达技巧、自信和压力管理等。

四、几点建议

(一) 推行完全学分制度, 建立学分认可与转换机制

从培训了解到的情况看, 完全、灵活的学分制度是美国教育系统适应人的个性化学习需要和市场变化的重要保障, 也是美国教育体系内部不同层级、不同类型教育联结沟通的纽带, 还是美国职业教育向普通高中教育渗透的有效途径, 更是美国高校避免学制压力保证出口质量的重要凭借。目前, 我国仅在高等教育阶段实行了学校学年学分制, 对于教学计划以外学习经历的认定、跨校学分的转换、突破学制的学习进度安排等尚处于探索阶段。随着我国高等教育向普及化迈进, 为使教育系统特别是职业教育和高等教育更好地服务学习者的多样化需求并保证教育质量, 建立完全意义上的学分制度, 加强教育行政部门对基础性课程标准与质量的掌控、推动学校间双边学分协议的制订与实施、打破学习年限与学制间的绑定关系、将职业培训和技能水平等学习经历融入学分制度势在必行。

(二) 以“信息技术+”升级传统专业, 重视跨专业的人才培养

计算机技术、通信技术、传感器、人工智能的快速发展正以超乎想象的速度改变着生产、生活和人们的思维方式, 数字经济在全球的快速兴起, 大大加快了产业形态、工作岗位的变化, 由此也对从事具体工作的劳动者应该具备的技能素质构成提出了新要求。随着信息技术大规模、深层次地介入传统产业, 产业工人的信息技术素养和对数控机器的熟练掌握显得越来越重要。因此, “信息技术+”成为学校传统专业改造提升的必然选择。与此同时, 学校传统人才培养单一的学科专业分类与现代生产所需知识素质能力结构之间差距加大, 使得传统专业范围内很难培养出满足岗位需要和可持续发展的人才。因此, 我国职业院校应该更加重视信息技术与传统专业的复合, 更加重视跨专业人才的培养, 更加重视学生的认知能力、合作能力、创新能力、职业能力等关键能力和可持续发展能力。

(三) 构建协调互动的行业标准、专业标准、课程标准制订机制

总体而言, 行业标准是职业教育人才培养的基本依据。行业标准确立以后, 才能根据行业标准制订专业标准, 进而制订相应的课程标准。美国智能制造的行业标准由企业联盟统一制订且更新周期较短, 其动力源于自身规范发展的需要和企业对新进合格人才的渴求。新的行业标准必然催生新的专业标准和新的课程标准, 高水平的人才供给终将继续推高行业标准, 从而形成“需”“供”双方良性互动的局面。在我国, 大多数学校和企业已然意识到人才供给与企业需求的差距, 但标准制定机制不完善导致各方参与改进的动力不足。虽然职业教育已经开始制定自己的专业标准和课程标准, 但多是基于教育或学校对市场的自主调研, 代表性不够充分。要加强对行业标准的研究, 建立行业标准、专业标准、课程标准互动衔接的机制, 提升职业教育支撑产业发展能力。

(四) 推进高水平校企合作, 加强对地方和企业的技术服务

美国的合作教育久负盛名, 与我国工学结合、校企合作的人才培养模式异曲同工。中美两国的劳动力成本和市场供需关系不同, 众多企业对待校企合作的态度大相径庭, 但不能由此降低对合作企业的选择标准。一定意义上, 合作企业的水平决定了校企合作的水平, 也决定了人才培养的质量。要选择业界具有代表性、合作意愿强、能够提供实际支撑的高水平企业开展合作。特别是在数字经济快速发展的今天, 相同领域的不同企业发展水平千差万别, 只有占领高端才能更好地服务整个市场, 也只有和高水平的企业实现高水平的合作, 才能使学校有实力、有能力为地方和行业提供附加值更高的产品和服务, 提升能力水平、提高自身价值、获取更多支持。这一点上, 美国各类高校定位不同, 行动上却不约而同。

(五) 重视创新创业教育, 营造创新生态系统

创新创业教育支持学生彰显个性、发挥才智、挥洒活力, 已经得到教育界的普遍认同和重视, 国内也已经起步。对美国高校的访问发现, 美国创新创业教育重点关注的是学生创新能力和素质的提升, 并不一味鼓励学生创业。国内高校亦应将创新创业教育的重点聚焦到学生创新精神、意识和能力的培养上来, 摒弃低附加值的学生创业, 大力推进基于专业教育的技术创新、模式创新、业态创新, 提倡、鼓励和引导学生在创新基础上创业。

此外, 在《先进制造业国家战略计划》推动下, 美国制造业创新中心由政府引领、企业主导、高校与科研机构助力, 通过公私合作商业化运营的模式整合各方创新资源, 联通高端制造技术的基础研究、应用研究和规模生产, 形成了能够将前沿创新技术向经济高效规模化制造转化的创新生态系统, 并将经过验证的先进制造技术提供给制造企业。此种组织和运作的方式, 值得我们借鉴尝试。

(六) 坚持环境育人、言传身教, 落实立德树人根本任务

信息技术再发展, 学校和教师依然是教育事业的决定因素。虽然美国科技发达, 私立大学、州立大学、社区学院条件优越并广泛使用了信息技术甚至人工智能技术, 但无论是访问中亲见还是与专家交流, 都得到同样的结果——教师仍是数字时代教育的核心资源和质量的决定因素。几位大学的管理者和教师都表示, 人才培养不能仅靠网络和计算机, 机器人可以取代生产线上的工人、替代书本, 但取代不了教书育人的教师。他们对在线教育持一定保留态度, 认为只适合作为一种教学手段, 教育的育人功能不能由机器替代。即便在硅谷这样信息技术和条件最发达的地区, 思科网络技术学院经过多年发展依然看重实体学校的作用。美国高校普遍注重实体环境育人。密尔沃基工程学院大学专门建有一个劳动博物馆, 以德裔特有的严谨专注, 通过雕塑、油画等作品展示工业革命时期各类劳动者工作的场景, 供学生和公众参观。因此, 一方面数字时代, 传统的教学形式和内容面临考验, 需要加快学校管理和教学制度的变革适应新的环境, 加强教师掌握和运用信息技术的能力和素养;另一方面, 学校必须充分重视环境育人和教书育人的作用, 以技术辅助教育, 而不是以技术绑架教育。

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