中国进入新发展阶段，对高等教育人才培养质量提出了更高要求。自2017年《国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见》等政策出台以来，产教融合逐步上升为国家教育改革和人才开发的整体制度安排，成为中国高等教育分类发展、内涵发展、转型发展、协同发展的基本方式[1]。然而，教育界与产业界间存在藩篱，产教融合政策在实施过程中遇到较多困难。其难以发挥作用的重要原因是校企合作难以深入，教学与生产的组织过程难以跨界实现精准对接，企业对开展校企合作缺乏动力；产业界的数据不能规模化地传导到教学实践层面，导致教育界供给与产业界需求错配[2]。近年来，德国学习工厂在产教融合方面崭露头角，面向工业4.0的未来产业发展，研究如何使生产更智能、更快捷、更高效，在机械自动化、过程优化和节能增效等方面培养了大批高素质人才。对其展开研究，有助于发挥学习工厂产教融合特殊优势，为中国高校提升实践教学水平、加强产教融合型基地建设、培养产业转型升级所需的技术技能人才提供一定借鉴。

一、 德国学习工厂的定义与兴起背景

德国学习工厂有两个来源：一是雏形源自20世纪80年代末在斯图加特市建造的计算机集成制造设施，用于相关产业的从业人员提升信息技术技能水平；二是术语源自1994年美国宾夕法尼亚大学设立的名为学习工厂(Learning Factory)的教学场所，用于学生学习工程教育相关课程并获取实践经验[3]82。随着德国一批著名工业大学、企业、研究机构、行业协会等成为学习工厂主办方，其内涵和外延不断得以深化与拓展。它逐步从静态的教学培训实践设施和场所向基于设施场所开展生产及管理的动态实践学习过程延伸，所承载的功能从教学培训向研究和服务工业生产扩展，应用区域也从德国向整个欧洲推广。“欧洲学习工厂倡议”(1)在2013年把学习工厂明确定义为一种基于真实的生产及管理过程，面向高校、企业和研究机构的集多种功能于一体的实践学习场所[4]。

德国学习工厂的兴起有其特定的时代背景。从产教关系视角看，学习工厂主要解决了产业发展过快引发的产教失衡失配问题。21世纪以来，德国社会经济、生产条件和顾客需求发生显著变化，知识、教育和由此产生的创新因素成为促进社会发展的关键资源[3]14。随着新技术、新产品、新工艺不断涌现，制造业的产业基础和发展环境随之发生剧烈变化。与工业4.0产业转型升级的速度相比，德国教育界对技术技能人才的培养规格、质量和数量需求反应滞后，高校亟待创新教学方法以便高效快速地培养产业界所需人才。然而，德国当时的大学重视传授新知识，疏于培养学生在实践中解决真实问题的能力，对产品生产和客户需求的变化并不敏感。德国一家工业大学的调研表明，作为未来劳动者的毕业生，其所欠缺的是过程知识与方法知识、生产系统建设和调适的技能、制造中的工作流程观念和工作热情[5]。不仅高校培养的人才不能适应产业变革，企业工程技术人员的职业能力也滞后于产业发展需求，他们必须不断接受继续教育与培训，及时更新知识、提高能力、获取新职业资格，而要解决这些问题必须强化对工业生产流程、产品、服务和技术等方面的教育培训和研究。因此，2010年以来，一批德国工业大学开始创建学习工厂，以探索新的教学模式，面向未来产业培养高素质人才。它们依据工程实践确定学习内容、实施教学转化、建构学习情境,在组织结构上实现了工业生产与高校教学的有机整合,为工程教育产教融合积累实践经验，打通产教融合的“最后一公里”[6]。

德国学习工厂易与校企“双元制”相混淆。二者都涉及校企合作，强调理论与实践紧密结合，但二者不同之处主要在以下几个方面。一是从学习地点看，学习工厂与工作地点融为一体，通过特定的学习组织方法开展一体化、多功能的实践教学；“双元制”中的学校与企业均为独立实体机构，分属两个异质性学习场所，学徒在学校和企业两个场所轮换学习，通过时间配合和内容安排达到校企合作育人的教学效果。二是从实践周期看，前者的学员通常在同一个地点开展持续数周、少部分可以长至数年的实践；后者的学徒通常在企业与职业学校两个地点之间交替轮换，以数天或数周为周期持续数年。三是从合作主体看，学习工厂主办方除了企业外，还有各种类型的中高等学校、行业协会、咨询机构等；校企“双元制”以企业为主、学校为辅，且以中等职业教育学校居多，大学数量较少。在特殊情况下，校企“双元制”也可以由行业协会主办的跨企业培训中心来承担，帮助不具备条件但希望参加“双元制”的中小企业实现育人功能。四是从学习者身份看，学习工厂的学员主要包括中小学生、本科生、硕士生、博士生，以及无技能雇员、学徒、半熟练工人、熟练工人，个体户、失业人员等其他社会成员[7]。

二、 德国学习工厂产教融合的特点

德国学习工厂既是产教融合的需要，也是产教融合的载体，具备多种特点。在不同设计要求的影响下，学习工厂实现的具体功能也各有差异。然而，无论是哪种主办方运营的学习工厂，都至少包含教育培训以及来自产业界的研究或服务等实践内容，发挥产教融合的功能。

(一) 学习工厂产教融合的功能耦合具有整体性

德国学习工厂开展多主体跨界功能耦合、价值链择优与知识链整合。它在同一个实践场所的学习过程中模拟真实企业的运营环境，嵌入产教两界对人才的需求目标，满足多所学校与企业不同的教学或生产等需求。

首先，学习工厂在同一实践场所实现多主体跨界功能耦合。学习工厂跨越产业与教育边界，耦合以下几个主要功能。一是教育培训功能。学习工厂建立实验室和工作室，为学校教育和企业培训提供平台，开展实践教学。二是研究功能。学习工厂训练学生如何精细化组织、规划及开发新的生产技术，支持学生和企业将其设计转化为现实产品。三是服务工业生产功能。学习工厂进行新技术和新方法的研究与实验，利用高新技术开发将研究与生产对接。学校与企业同地点合作，便于实现从图纸到产品原型机的“一条龙”开发。这些原本属于产业界或教育界的不同功能在同一个实践场所不仅跨越了学科边界，也跨越了教学与生产之间的鸿沟，突破了教育与产业之间的藩篱。例如汉诺威大学生产系统与物流学会主办的学习工厂为跨功能决策与改进创造了空间，用整体的方法贯通精益生产与管理，帮助学员实现了对跨学科的理解，把工业工程、人机工程学、工厂规划、工厂生产、生产管理等学科内容的传授融入相应的培训环境[8]。

其次，学习工厂在价值链上对多家企业生产功能进行择优。学习工厂以适宜学校教学的方式展现企业的生产情境，设置企业生产过程中遇到的真实问题，再现和模拟学校的教学功能、企业的生产功能，进而实现产教融合。其中，“学习”与“工厂”是在抽象意义上对学校与生产型企业功能的表征，它可以移植真实企业完整的生产线，萃取不同行业企业的实践场景或同一行业内不同企业的部分生产流程等，进行组合、重构、优化和创新，形成对现实中工厂情境的真实再现。例如达姆施塔特工业大学的学习工厂在500平方米空间内再现了工业企业完整价值链(Value Chain)的实现过程，学员可以深度参与从原材料进场加工一直到成品包装运输的完整生产流程[3]432。

最后，学习工厂在知识链上对多种学校育人功能进行整合。一般而言，德国工业大学擅长基于学科体系的功能开展工程教育，企业善于基于行动体系的功能进行技术开发和技能培训。过去，工程师、技术技能人才培养通常是先在学科体系内灌输知识，随后再到行动体系内培训技能，或者反过来。由于时间和地点的分隔，育人路径迂回曲折、效率较低，一些学员学了后面忘掉前面，难以做到知行合一。学习工厂根据教学论将上述两种体系整合起来，在解决问题的实践行动中持续学习知识、提高技能、完善能力。学习工厂在产教之间重构完整的知识链，在实践中整合过程知识和方法知识，不仅传授显性知识，也为隐性知识的传播提供了路径。例如布伦瑞克工业大学的学习工厂整合了三类学习工厂的育人功能为各种类型知识的传播营造学习环境：一是致力于研究成果传播和不断衍生新研究问题的研究式工厂(Forschungsfabrik)；二是致力于将重点领域研究方法和工具转移到工科学生教学和进一步培养专家的体验式工厂(Experimentierfabrik)；三是致力于技术和工业培训的培训式工厂(Ausbildungswerkstatt)[9]。

(二) 学习工厂产教融合的多元协同具有可持续性

德国学习工厂在资金筹措、资源整合及多元主体参与方面，注重产教融合的可持续发展。无论是学校还是企业主办的学习工厂，在运营时都注重围绕目标开展多元协同行动，取得新成果后再反哺学习工厂，形成“目标-实践-新目标-新实践”的良性循环。

首先，学习工厂的多元共建把产教界分散的资金汇聚起来。在构建学习工厂过程中，德国联邦政府、州政府、行业协会、企业与学校紧密合作，多渠道、多形式筹措资金，整合资金使用效能以发挥最大作用。一般来说，政府会定期召集行业协会、企业和学校各方代表，共同探讨未来行业发展方向和目前亟须解决问题，在建厂条件还不成熟的情况下，通过学习工厂模拟整个生产过程，以满足产教界各方需求。政府示范引导、企业跟进投资以支持学习工厂建设与后续发展的流程，充分保证了学习工厂运营资金的可持续性。例如德国英飞凌科技公司功率半导体和电子制造4.0学习工厂(以下简称SemI40)作为欧洲最大的工业4.0项目之一，不仅获得了来自五个参与国家政府、欧洲电子元器件与系统计划联合企业以及其他企业高达6 200万欧元的资金支持，而且汇集了这些合作伙伴的功能优势、专业知识、战略、技能等各种资源，通过合作进行创新、培训和资格认证，为迈入工业4.0应用发展的新阶段共同开展研究[10]。

其次，学习工厂的多元共育把产教界分散的资源集成起来。德国学习工厂整合了生产、教学、培训、科研等多种学习功能。学习工厂不仅为学生提供学习、测试和实施新生产方案的教学培训环境，而且为企业提供生产实验、理论创新的科研平台。在教学过程中，学习工厂有针对性地传授相关知识和技能，使学生在学习传统技术内容的同时，强化其在智能生产过程中的学习、训练，并最终掌握新技术。例如SemI40开发出的各种评估模型被用来分析工业4.0为生产岗位带来的技术、商业和社会变化，这进一步触发了后续研究项目的跟进。在项目中期，研究团队启动了集成开发4.0(DiDev40)新项目，以进一步探索人工智能及其从业人员的培训和资格认定工作[10]。学习工厂一边把产业界的新技术和新需求集成到教育界，转化为新教学资源；一边把大学和研究院产生的新知识和新工艺集成到产业界，转化为新生产资源。在双向集成过程中，学习工厂实现了技术的更新和持续改进，完成了人员知识结构的调整和优化。

最后，学习工厂的多元共享为产教界多元参与者提供共同学习机会。德国学习工厂通常受到政府、企业等机构的资助，并与研究院、行业协会等形成联盟，协助企业改进生产过程，提升运营能力，促进产业转型升级，提供领先行业的教学培训、研究或社会服务，并为多元利益相关者的深度交流创造机会，以促进人员在产教之间流动，不断共享知识和提升能力，从而保障学习工厂产教融合的可持续发展。学习工厂是教育培训与生产环境整合的产物，企业、院校和学生之间相互联系，资源共享。其在顶层设计与具体实施上，既保证多元利益相关者的协同参与，又注重产业需求与教育系统组织的紧密融合，以最大限度保障产教融合的可持续发展。例如位于巴符州巴林根的学习工厂对工科大学生开放，里面配备费斯托(Festo)学习工厂的最新工业技术模块，涉及数控机床、液压和机械电子等领域[3]361。学习工厂不仅让学生学到了工业4.0相关知识和技能，使中小企业雇员有机会“充电”以更好地适应新岗位，而且作为未来特定生产工艺和新技术的展示场所，向社会提供了观摩工业4.0发展成果的“窗口”。

(三) 学习工厂产教融合的构建路径具有前瞻性

学习工厂产教融合功能的发挥离不开技术专家在教学论理念基础上，针对制造业未来发展趋势进行预判。能力导向的教学论为学习工厂产教融合功能的发挥奠定了良好的教育科学基础。其设计的教学方法路径便于新技术知识在产教两界之间流动，使得学习者在新技术知识呈指数级增长时，仍能够获得满足产业未来发展所需要的职业能力。德国学习工厂提出的应用能力理念和相应教学设计方法，已在达姆施塔特工业大学工业生产中心运营的学习工厂(以下简称CiP)得以实施[11]。

首先，学习工厂预制能力提升路径，面向产业发展需求，教育培训高素质人才。其根据教学论原理，通过前瞻性的科学规划和整体设计，把来自组织环境和目标的预期能力设计并落实到学习工厂的技术和教学基础设施、教学课程模块、具体学习情境之中，体现在教学媒介、学习方法等的配套上，内化到学习者学习进程中，成为其当下或未来的职业能力。例如CiP以能力为导向，构建了从宏观层级的学习工厂到中观层级的课程模块再到微观层级的学习情境，通过教育界和产业界的合作，实现技术、教学、生产与环境的整合[12]；亚琛工业大学数字能力中心的学习工厂以提升企业员工的数字化能力为教学宗旨，培养学员自主行动能力和对专业知识的应用能力，通过定制化的工作坊和培训，帮助企业迎接工业4.0的挑战[13]。

其次，学习工厂预设知识传递路径，消解产教两界藩篱、降低技术认知难度。在设计具有产教深度融合特点的学习工厂时，德国基于教学论方法，把源自产业界的海量新知识在教学中加以简化，方便学习者理解并掌握复杂的技术知识。德国教学论设计了两条方法路径：一是构建了“内容-逻辑”方法路径，并与构建学科体系相结合，实现陈述性知识和显性知识在产教之间的双向传递，以防止学习者因知识过于“碎片化”而无法在产业界灵活使用新技术知识；二是构建了“情境-语境”方法路径，并与构建行动体系相结合，实现程序性知识、隐性知识在产教之间的双向传递，以防止学习者因知识过于“抽象化”而无法在生产过程中动手解决实际问题[14]。学习工厂基于教学论综合两条方法路径，开发了模块化的课程体系，设计了相应学习情境活动。学习工厂根据教学内容对应的真实生产的整体运作场景，按照工作逻辑和业务流程对需要学习的知识内容课程和行动活动课程进行一体化设计；根据不同行业企业的工作场景构建学习环境，开展理论实践一体化教学。这既减轻了学习者理解复杂技术知识和功能的困难，也降低了教师开展实践课程的难度。

最后，学习工厂把来自产教界的环境目标设计并落实到共同的基础设施中，对所处的环境施加影响。学习工厂的主要目标群来自教育界，通常包括教育培训、研究和/或服务功能；辅助目标群来自产业界，通常包括工业生产、创新转化、环境测试和导入、新产品展示推广等功能[3]108。学习工厂的产教融合没有把产教两界的不同目标混为一谈，而是保持各自的相对独立性，把产教领域的各自需求目标群融入共同的教学和技术基础设施以及实践学习过程。从教育上看，学习工厂把知识传授融于实践教学，建立实验室和工作室，提供真实的教学案例和操作平台，多渠道地培养产业所需的各种专业人才。从培训上看，学习工厂提供基于真实生产过程与场景的生产线和配套的设施、标准，以便学习者练习和操作，使其获得与工作岗位直接相关的知识、技能、资格和能力。从研究上看，学习工厂训练学生如何精细化地组织、开发新生产技术、实验新方法，支持学生和企业将其产品设计转化为现实[15]。从服务上看，学习工厂为产教两界提供了流程管理、技术创新、产品展示的场所，促进参与者知识、能力、价值的提升。

三、 德国学习工厂对中国高校的启示

我国近年来高新产业迅猛发展，产业转型升级面临巨大压力，高校亟待深化产教融合创新育人机制，以不断培养大批量、高素质的技术技能人才。产教融合要求高校与企业相互融入，共同介入人才培养全过程，实现高校与企业“双主体”育人，提高科学研究、办学资源以及人力资源与企业活动的相互融合水平[16]。

(一) 注重多功能耦合,解决企业主体育人合作缺位问题

德国学习工厂着力构建真实场景、真实实践教育的新空间，以促进校企的利益融合、技术融合、资源融合、文化融合、人员融合、管理融合、制度融合[15]。我国要解决企业育人主体地位缺失导致的产教融合不深、校企合作“两张皮”问题，需要从以下几个方面着手。一是融入学习场所。我国需要破除长期以来视高校为“象牙塔”的积习，建立开放的办学环境，立足校园构建新学习实践场所，把生产现场融入其中，把企业车间、工作坊等的生产功能融入学习场所的实验室、实训室，吸收多种类型和层次的学校、行业企业以及科研院所等组织的相关功能。二是导入学习情境。我国高校要注重从产教融合的教育供给侧出发，主动追踪产业需求侧的发展趋势，瞄准新技术、新产品、新工艺，把生产过程导入实践学习的教学内容之中，结合学习场所的设施开发教学模块，把对真实企业生产环境、装备、流程、产品等的模拟或实物导入新的学习情境，使学生置身于符合真实企业生产情境的在校学习活动中，获得身临其境的实践学习感受，以在一定程度上弥补因缺少企业实习导致的实践经验不足问题。三是实施跨界链接。我国高校应该围绕产业和企业发展所需的紧缺专业、未来发展急需的战略性新兴产业的人才需求及时更新专业课程，在实践学习过程中贯通价值链择优与知识链整合，使教育链与产业链在功能耦合的实践学习场所完成链接。

(二) 强化可持续发展，提升高校技术技能人才培养质量

德国学习工厂精心设计教学培训、生产管理和研究服务过程，以培养技术技能人才面向产业未来发展所需要的实践学习能力，进而提升高校技术技能人才培养质量。我国高校应强化可持续发展理念，在人才培养过程中充分利用产教两界的资金和资源，做好专业建设与课程开发，重视培养学生的学习能力、专业能力、方法能力、社会能力，不断提升学校的教学质量、管理质量以及人才培养的过程质量。一是深入调查研究。高校应了解企业产业升级对技术技能人才在知识与能力方面的新需求，把新的能力需求分解，及时地把来自产业界的新能力和新知识传递到教育界，落实到专业课程的内容和结构上，细化到具体的课堂学习情境中。二是强化教学改革。高校要把育人重点从基于学科体系灌输专业知识转向基于行动体系培养学生胜任未来产业新工作的能力，不断提高教学过程的设计与实施质量。高校不仅要注重提升专业能力的教学过程质量，而且要重视对学生社会能力、方法能力的培养，特别是学习能力的培养。三是突出研究服务。高校不仅要瞄准“卡脖子”的高科技领域开展创新研究，而且要为缺少人才和设备的中小企业提供技术支持，培养数量庞大的技术技能人才；不仅要提升理论研究成果质量，而且要持续提高技术转化质量和社会服务质量。

(三) 聚焦前瞻性设计，提升产教融合型实训基地创建水平

德国学习工厂产教融合的前瞻性设计为我国高校提升产教融合型实训基地的专业化水平提供了借鉴，其超前的设计理念如果要在我国“落地”，必须夯实基地建设的相关细节。一是真实性。产教融合型实训基地设计需模仿真实工厂系统，使用其全套或部分工业企业生产设备或工作流程，以完成企业经营的预设目标。真实性是产教融合型实训基地的基石。真实性的实训基地才能准确反映来自产业界的真实数据，以帮助学生获得真实体验。二是安全性。产教融合型实训基地要对来自企业的专用设施进行改造，预防事故发生，保障师生人身和设备安全。安全性易被高校所忽视，产教融合型实训基地经常为学生开展实验和基于问题的学习探索，由于这些活动并非是正常生产或常规教学所面对的熟悉情境，容易带来安全隐患，所以必须高度重视，予以防范。三是灵活性。产教融合型实训基地的生产流程设置应具有可变性，要把真实与虚拟、现场与远程结合起来，利用各种技术手段为学员提供功能多样的实践场所，能够快速调整或更新场所内布置的相关设施，以便应对新技术、新产品和新工艺带来的学习情境变化。四是过程性。产教融合型实训基地应融入关于产品、序列、技术和工厂的生命周期理念，全方位再现企业完整的生产经营过程，便于实施基于生产过程的教学培训和研究。值得一提的是，产教融合型实训基地要把资源回收和再利用纳入该过程，以强化绿色、环保等新发展理念教育。五是高效性。产教融合型实训基地应根据教育培训和资格认证要求，针对具体工作岗位人为设置故障、问题并缩短育人周期，提升基地场所、设施和原材料的利用率，更快、更好地规模化培养能够满足产业发展需求的技术技能人才。

四、 结语

德国学习工厂产教融合在多功能耦合、可持续发展、前瞻性设计等方面成效明显，这与德国实力雄厚的教学论研究基础、热心教育事业的企业文化以及影响力强大的行业协会等因素密不可分。其中，多功能耦合、可持续发展是前瞻性设计的重要目标；前瞻性设计为学习工厂的多功能耦合、可持续发展提供了重要保障；多功能耦合、可持续发展、前瞻性设计等互相联系、互相影响。我国高校应该基于系统化视角，全方位领略德国学习工厂产教融合特点，加强教学理论方法研究，在校企两类功能与方法路径之间取得平衡和再结构化，实现高校人才培养在规格、数量、质量与产业发展需求等方面的相互匹配，不断促进产业与教育同步发展。目前，我国在产教融合方面已取得大量成就，高校在实践教学基地建设方面也硕果累累，在未来发展中，我国高校还需要“重心”下移，不仅与著名公司、大型企业开展校企合作，持续吸收新知识、培育新能力，更要为国内中小企业提供技术、培训人才服务，在构建产教融合的新路径、新场所和新平台上多下功夫，扎扎实实地开展实践教学，把协同育人工作做细、做实、做精。