学习德国工业4.0
赋能智能制造技术技能人才培养

济南工程职业技术学院

韩玉铭 张世亮 魏磊

摘要：济南工程职业技术学院在山东省技能型特色名校和山东省优质高职院校的建设过程中，智能制造专业群不断深化与德国的国际交流与合作，学习德国工业4.0先进理念，与德国西门子公司、埃斯林根技术应用大学等共建实训室、共同开发课程资源、开展师资培训，使得智能制造专业群建设取得长足进步，为山东省新旧动能转换和产业转型升级培养了一大批高素质的智能制造技术技能人才。

关键词：工业4.0；智能制造；国际化课程；师资队伍

近年来，随着国家一系列有关教育对外开放文件的出台，国际化办学逐渐成为高职院校的重点发展方向，对外交流与合作已成为高职院校必须参与、事关学校办学质量提升的重要任务。推进高等职业教育国际化，既是适应全球经济一体化、产业结构调整升级的需要，也是深化我国高等职业教育改革，提升高职院校核心竞争力和可持续性发展的需要。

一、济南工程职业技术学院及其对德交流与合作概况

济南工程职业技术学院是2004 年经山东省人民政府批准成立的公办全日制普通高等职业院校，隶属济南市人民政府，办学历史可追溯到1964 年。学院先后荣获第六届黄炎培职业教育优秀学校、全国职业院校学生管理50 强、全国创新创业典型经验高校，是山东省特色名校、山东省优质高职院校。学院下设12 个二级学院，建有7 个专业群，其中智能制造
专业群是学院重点建设的专业群之一。

学校历来十分重视与德国的交流与合作，自2015 年成立对外合作交流学院以来，先后与德国爱尔丁管理应用技术大学合作举办了国际贸易实务专业，学校智能制造专业群引入德国西门子公司的课程和人才评价体系，与德国埃斯林根技术应用大学共同进行师资培养，引入德国职业教育先进的教学理念、课程模式和教学方法，培养具有国际视野、符合产业转型升级需要的高素质技术技能人才，对德的交流与合作取得丰硕成果。

二、合作背景

1.区域经济转型升级与人才需求

山东省是制造业大省，在全国制造业中占有重要地位。经过改革开放以来的发展，已形成基础雄厚、门类齐全的制造业体系，成为我省国民经济的重要支撑。济南市是是省会城市群的核心城市，是辐射带动区域发展的龙头。为推动智能装备产业发展，济南主动对接“中国制造2025”，立足制造业向智能制造、绿色制造、高端制造发展，加快发展数控机床及基础制造装备、智能制造专用装备、智能仪器仪表及控制系统及其它智能化装备产品。

随着智能制造战略的持续推进，随着信息技术的发展和市场环境的变化，以信息化、数字化为方向的转型升级，为智能制造提供了良好市场载体,为济南市推进企业向数字化智能化转型提供了良好的条件和基础。

根据《济南市智能制造产业五年发展规划（2016-2020）》，济南市将紧紧围绕 “打造四个中心、建设现代泉城”的总体目标，抓住全球新一轮制造业变革和实施《中国制造2025》的战略机遇，充分挖掘和释放济南市产业技术优势，推动智能制造核心技术攻关和关键零部件研发，提升智能制造创新能力，推进制造过程智能化升级改造和智能制造示范推广应用，全面提高济南市的经济发展质量。《<中国制造2025>济南行动计划》明确指出：济南将以智能制造为主攻方向，努力打造“济南智造”品牌，使先进制造业成为推动济南经济转型升级的重要引擎。

智能智造，人才先行。山东省新旧动能转换和装备制造业的转型升级，离不开高素质技术技能人才的培养。随着山东省由制造大省向制造强省的跨越，对智能制造行业高素质技术技能人才的需求越来越强劲，企业需要大量高端装备的操作、调试、维护、维修和改造方面的专业人才。

2.德国工业4.0 与西门子数字化工厂简介

作为制造业强国，德国在汽车、机械制造、化工以及电气技术方面处于世界领先地位。随着新一轮技术浪潮的到来以及国际科技竞争的加剧，作为西方工业化强国，德国敏锐地感觉到新机遇、新挑战。为了保持制造业的领先优势，提高生产效率，德国政府在2013 年汉诺威工业博览会上正式提出了“德国工业 4.0”的概念，也就是第四次工业革命，目的是建立一个与互联网融合的智能化先进制造方式，提高效率、降低成本和加快反应速度，从而保护“德国制造”的国际领先地位。

创立于1847 年的西门子公司是全球领先的技术企业，业务遍及世界200 多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。作为德国“工业 4.0”概念的主要提出者和实践者，西门子建立了世界领先的数字化工厂——安贝格电子制造工厂，真正实现了数字化和智能化生产，即“机器控制机器的生产”。

三、指导思想

由教育部、国家发展改革委、财政部、人力资源和社会保障部、农业部、国务院扶贫办组织编制的《现代职业教育体系建设规划(2014—2020 年)》，明确提出扩大引进优质职业教育资源，有计划地学习和引进国际先进、成熟适用的人才培养标准、专业课程、教材体系和数字化教育资源；鼓励职业院校与国外高水平院校建立一对一合作关系；鼓励职业院校举办高水平中外合作办学机构和项目；鼓励职业院校以团队方式派遣访问学者系统学习国外先进办学模式。

为了学习德国工业4.0 的先进理念和技术，为山东省新旧动能转换和装备制造业的转型升级提供人才支撑，学院智能制造专业群发挥自身专业优势，围绕学院发展战略，坚持“引进来”与“走出去”并重的原则，积极开展国际合作交流，加强与德国企业和学校的合作交流，通过共建实训室、共同进行课程建设、培养具有国际化视野的教师队伍等方式，努力提高学院办学水平，扩大学院国际影响力，走国际化办学之路。

四、合作的具体做法及成效

西门子公司是较早进入中国的外资企业之一，因其产品成熟稳定，在中国的市场占有率较高。济南工程职业技术学院的智能制造专业群与西门子公司业务范畴对接度较高，因此，在2013 年即确定围绕西门子产品建设实训室，并于2014 年以西门子S7-200 Smart 为基础建立了PLC 一体化教室，从此开启了智能制造专业群与西门子公司的国际化合作之路。

1.引进国际化课程资源，推动教学模式改革

把国际职业资格认证标准引入到课程建设中，在课程体系中嵌入西门子校园工程师认证课程，将国际认证标准、职业素养融入课程的教学过程中，培养具有多元文化视野、前沿专业理念、先进专业知识和跨文化交流能力的高素质技术技能人才。引进西门子的校园工程师认证课程资源主要包含教材、授课资源、考核标准等。教材在德国原版教材的基础上，校企双方合作进行二次开发，使之符合中国学生的需求，课程资源包含PPT、案例和习题等。

为保证教学质量，每门课程都需要至少两名经过西门子认证的教师进行授课。课程实施过程中，进行了任务驱动和项目化课程的教学改革，将西门子先进的生产工艺、技术标准和服务流程融入教学，与国际专业标准有效对接，改变传统的知识讲授方式，把知识点设置为一个个项目任务，分配给每组同学完成。然后每组将已完成的任务与其他组进行交流，发现问题后，教师进行引导性解答，最终还是学生自己完成。这样做既能培养学生自己动手的能力，又培养了学生完成任务的团队协作能力。这种改革带动了教育理念、教学方法和学习方法的变革，进而提升了人才培养质量。

此外，通过引入专业课程的国际资格认证考试，转变考核评价模式，真正检测出学生的专业能力和水平。学生在完成学习之后，通过了理论和实操两部分考核之后，可以获得在西门子官网查询的校园工程师证书。认证课程在实施的过程中，真正的将原汁原味的教程与先进的教学方式结合起来，严格按照考核标准的要求进行考核。

持续不断的合作与改革，换来的是教学质量的提升。学院每年都有数十名学生取得西门子校园工程师认证证书，学生在择业时也更愿意从事机电技术工作，企业对学生的认可度逐年上升。学生在技能大赛中的表现也越来越好，在2018 和2019 山东省职业技能大赛机电一体化赛项中，连续两年蝉联第一。

2.打造国际化师资团队

师资队伍是办学质量的重要保障，随着国际化办学的不断发展，学院以与西门子公司的合作项目为突破口，内引外培，大力推进师资队伍的国际化战略。学院根据教师队伍建设发展规划，通过国培、省培和校培等途径，按照“按需派遣、择优选派、学用一致、讲求实效”的原则，从专业建设、教学科研和管理水平提升的需要出发，成建制的选拔优秀教师赴德国培训交流，先后派出4 批共计18 人次，其目的是让老师系统掌握德国双元制职业教育模式的最新理念、课程体系、实习实训体系及人才培养模式等核心内容，提升专业群师资队伍的整体水平。教师出国学习应定目标、带任务、强考核、重效益。此外，每年暑假，学院都会
组织专业教师到西门子的合作企业挂职锻炼，参与企业项目开发，接受企业技术人员指导，了解最新技术发展趋势，提升教师项目开发技能和项目教学能力。

实践证明，校企合作培养教师成效显著，参训教师逐渐成为学校教育教学改革创新的排头兵。访学归来的教师将学习到的先进理念、方式方法、模式率先运用到教学实践中，引领了教学模式的改革创新。专业群教师迅速成长，取得丰硕成果。近3 年，专业群教师先后获得山东省职业院校信息化教学能力比赛二等奖1 项，三等奖3 项，指导学生参加省级以上职业院校技能大赛获奖14 项，荣获省级教学成果奖一等奖1 项，二等奖2 项。

3. 校企共建实训基地

学院与德国西门子公司合作，建立了多个校内实训室。在2014 年建设完成基于S7-200Smart 的PLC 一体化教室，该实训室以硬件安装、接线以及基础编程为主，作为智能制造专业群常规控制类课程的基础实训室；2017 年，与西门子工厂自动化公司合作建设了西门子先进自动化实训室，该实训室采用西门子最先进的控制技术，融合西门子全集成自动化 (TIA)的理念，是西门子全集成自动化系统的缩影；2019年，双方合作建设了西门子运动控制实训室，该实训室采用西门子新一代的驱动控制系统，提炼典型的运动控制技术应用实例，满足不同类型、不同难度的教学及实训需求。以此为基础，本着“以赛促教、以赛促学、以赛促改”的原则，学院与西门子公司合作举办了“西门子杯”中国智能制造挑战赛华北二赛区暨山东省运动控制赛项。大赛取得了圆满成功，提高了专业群在省内的影响力。

随着与西门子持续共建实训室，学院专业群建设的影响力不断凸显。2017年，以PLC一体化教室为平台，承接了中铁十四局职工的电气技术培训；2018年3月在西门子先进自动化公司合作举办了西门子运动控制应用技能培训；2019年将运动控制实训室作为公共实训中心，为兄弟院校学生提供运动控制技术方面的培训与训练基地。