Daniel Pittich, Ralf Tenberg

(1.慕尼黑工業(yè)大學(xué)，德國 慕尼黑 80333 ； 2.達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)，德國 達(dá)姆施塔特 64289 )

0 背 景

在數(shù)字化發(fā)展的進(jìn)程中，各行各業(yè)對(duì)工程師具備的能力關(guān)注度越來越高。這特別是從近幾年大量的科研項(xiàng)目和元研究中可以觀察到，因?yàn)檫@些研究都探討的一個(gè)問題是：在工業(yè)數(shù)字化發(fā)展的背景下，將來的工程師應(yīng)具備哪些重要能力。(1)Acatech. 2016. Kompetenzentwicklungsstudie Industrie 4.0 - erste Ergebnisse und Schlussfolgerungen. (2)München. Sp?ttl, G., Gorldt, C., Windelbrand, L., Grantz, T., Richter, T. 2016. Industrie 4.0 - Auswirkungen auf Aus- und Weiterbildung in der M+E Industrie. München: Bayme Vbm.(3)Pfeiffer, S., Lee, H., Zirnig, C., A. Suphan, A. 2016. Industrie 4.0 - Qualifizierung 2025. Frankfurt am Main: VDMA.(4)Meier, H, Kuhlenk?tter, B., Kreimeier, D., Freith, S., Krückhans, B., Morlock, F., Prinz, C. 2015. Lernfabrik zur praxisorientierten Wissensvermittlung für eine moderne Arbeitswelt. In: Lehren und Lernen für eine moderne Arbeitswelt. Schriftenreihe der Hochschulgruppe für Arbeits- und Betriebsorganisation e. V. (HAB), Hrsg. H. Meier, 211-231.(5)Pfeifer, S., Suphan, A. 2015. Der AV-Index - Lebendiges Arbeitsverm?gen und Erfahrung als Ressourcen auf dem Weg zu Industrie 4.0, Working Paper 2015 #1 (draft v1.0 vom 13.04.2015), Fachgebiet Soziologie, Universit?t Hohenheim.作為研究成果，產(chǎn)生了許多未來工程師的能力模型以及能力預(yù)測(cè)。但高校在多大程度上能夠在知識(shí)傳授以外培養(yǎng)工程師應(yīng)有的能力，這幾乎不可能僅在分析課程設(shè)置的基礎(chǔ)上得到解答。相反，單憑博洛尼亞進(jìn)程觸發(fā)的課程改革，即從知識(shí)與理解導(dǎo)向型到能力導(dǎo)向型教學(xué)的轉(zhuǎn)變，其效果并不明顯，因?yàn)樽罱K沒有人去真正檢驗(yàn)。認(rèn)證機(jī)構(gòu)在認(rèn)證過程中僅滿足于對(duì)文件進(jìn)行分析；學(xué)生做的教學(xué)評(píng)估也不是從檢驗(yàn)課程設(shè)置的角度，而是(最好情況下)從教學(xué)方法的視角展開的。(6)Hirsch-Kreinsen, H. 2014. Wandel von Produktionsarbeit - ’Industrie 4.0’. Soziologisches Arbeitspapier. 36/2014.Dortmund.(7)J?ger, A., Ranz, F. (2014): Industry 4.0 - challenges for the human factor in future production scenarios, Foliensatz, in: 4th Conference on Learning Factories, Stockholm, online unter: https://publikationen.reutlingen-university.de/frontdoor/deliver/index/docId/149/file/149.pdf, zuletzt geprüft: 18.11.2019 .

不管怎樣，在德國的工程師教育中，早已開始創(chuàng)建并實(shí)施以能力培養(yǎng)為主的教學(xué)/學(xué)習(xí)環(huán)境。然而這一開始并不是因?yàn)橐獙?duì)博洛尼亞進(jìn)程做出回應(yīng)，而更多地是因?yàn)榈聡钠髽I(yè)對(duì)工科大學(xué)畢業(yè)生提出很高的工作能力要求：年輕的工程師必須能夠直接在大學(xué)畢業(yè)后可靠并且獨(dú)立地勝任高水平的工作崗位。企業(yè)對(duì)他們的入職培訓(xùn)往往局限于人事與背景細(xì)節(jié)。也就是說，例如機(jī)械工程專業(yè)的大學(xué)生，制圖和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一直都是必修課。在很多領(lǐng)域，對(duì)工程師的數(shù)學(xué)能力要求都很高，例如在涉及到對(duì)機(jī)械的控制和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)。另一個(gè)重要的能力領(lǐng)域是生產(chǎn)技術(shù)。隨著20世紀(jì)80年代后期精益生產(chǎn)的興起，一個(gè)名副其實(shí)的科技領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生，工程師教育在該領(lǐng)域的人才培養(yǎng)中，遇到的真正挑戰(zhàn)并不是如何讓學(xué)生理解相關(guān)規(guī)律、功能和規(guī)則，而是如何使他們產(chǎn)生具有戰(zhàn)略意義和規(guī)劃性的行動(dòng)。接下來，基于數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)變得日益復(fù)雜化。最晚在20世紀(jì)90年代，高校對(duì)工程師的能力培養(yǎng)在此就顯得捉襟見肘了。 在此背景下，為了能夠?qū)崿F(xiàn)能力導(dǎo)向型的人才培養(yǎng)，一些高校開始引入所謂的學(xué)習(xí)工廠，以此來培養(yǎng)學(xué)生在不同學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)能力的基礎(chǔ)上，有實(shí)施符合情境要求、正確行動(dòng)的能力。

學(xué)習(xí)工廠在德國高校迅速普及，現(xiàn)已成為德國大多數(shù)工業(yè)大學(xué)通用的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。 盡管它們的結(jié)構(gòu)和設(shè)備設(shè)施各有不同，但一個(gè)共同點(diǎn)是：學(xué)習(xí)工廠的教學(xué)理論和教學(xué)方法都是在高校工科教學(xué)中基于教育實(shí)踐產(chǎn)生和發(fā)展出來的。 然而，在人文科學(xué)的視域下，無論是從理論還是從實(shí)證的角度看，就其科學(xué)性而言還幾乎沒有做過探討。本文在下面首先從工科教學(xué)法的角度論述現(xiàn)今的學(xué)習(xí)工廠是否，以及在多大程度上能夠被視為一個(gè)可以令人信服地促進(jìn)學(xué)生達(dá)到能力要求的學(xué)習(xí)環(huán)境來看待，之后將介紹一種對(duì)學(xué)習(xí)工廠從人文科學(xué)角度做進(jìn)一步完善發(fā)展的方法。

1 工程類專業(yè)的能力要求

隨著博洛尼亞改革的推進(jìn)和在歐洲高等教育區(qū)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，例如歐洲資格框架EQF、德國資格框架DOQ和德國高校資格框架QDH，歐洲的高等教育有了新的定位。除了引入學(xué)士和碩士學(xué)位，能力要求(Kompetenzanspruch)也是重要的變革之一。它對(duì)高校教學(xué)產(chǎn)生了重大影響，同時(shí)也提出了諸多要求。這些不僅僅涉及對(duì)課程設(shè)置的構(gòu)建(例如制定考試條例和模塊說明)，而且還意味著既要對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)理論和教學(xué)方法上的構(gòu)建，即有明確的教學(xué)與學(xué)習(xí)方法，又要通過以能力為導(dǎo)向的考核形式測(cè)量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。(8)Pittich, D. 2018. Technisches Lernen an Fachhochschulen und Universit?ten. In: Technikdidaktik: Eine Bestandsaufnahme, Hrsg. D. Pittich, B. Zinn, R. Tenberg, S. 279-302.(9)Tenberg, R. 2015. Vermittlung interdisziplin?rer Kompetenzen an deutschen Hochschulen: Herausforderung oder Anma?ung? In Interdisziplin?re Vernetzung in der Lehre. Vielfalt, Kompetenzen, Organisationsentwicklung, Hrsg. H. Frehe, L. Klare, G. Terizakis, S. 55-70.

1.1 高等教育領(lǐng)域的能力概念

在高校的教學(xué)實(shí)踐中，就能力導(dǎo)向的重要性以及進(jìn)而實(shí)施以能力為導(dǎo)向的高校教學(xué)在很大程度上已達(dá)成了共識(shí)。但相關(guān)文獻(xiàn)顯明(10)Pittich, D. 2018. Technisches Lernen an Fachhochschulen und Universit?ten. In: Technikdidaktik: Eine Bestandsaufnahme, Hrsg. D. Pittich, B. Zinn, R. Tenberg, S. 279-302.，明確針對(duì)這一主題展開綜合研究還屬于邊緣性、個(gè)別性的，該主題尚未成為從高校教學(xué)理論視角對(duì)能力展開綜合研究的核心領(lǐng)域。(11)Tenberg, R. 2015. Vermittlung Interdisziplin?rer Kompetenzen an deutschen Hochschulen: Herausforderung oder Anma?ung? In Interdisziplin?re Vernetzung in der Lehre. Vielfalt, Kompetenzen, Organisationsentwicklung, Hrsg. H. Frehe, L. Klare, G. Terizakis, S. 55-70.(12)Rhein, R. 2011. Kompetenzorientierung im Studium?! In Fachbezogene und fachübergreifende Hochschuldidaktik und Studiengangsentwicklung Blickpunkt Hochschuldidaktik Vol. 121. Hrsg. I. Jahnke and J. Wildt, 215-226. Bielefeld: Bertelsmann.在德語國家，還沒有提出一個(gè)能夠與當(dāng)前心理學(xué)、教育學(xué)和高校教學(xué)理論研究成果聯(lián)系在一起的、內(nèi)在一致的高等教育領(lǐng)域的能力概念(13)Pittich, D. 2018. Technisches Lernen an Fachhochschulen und Universit?ten. In: Technikdidaktik: Eine Bestandsaufnahme, Hrsg. D. Pittich, B. Zinn, R. Tenberg, S. 279-302.，盡管在這方面已有相關(guān)理論探索。例如， Rhein認(rèn)為，從理論上看，建立一個(gè)高等教育領(lǐng)域的能力模型，重要的切入點(diǎn)是確定“具有在不同復(fù)雜情況下成功應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜要求的能力”(14)Rhein, R. 2011. Kompetenzorientierung im Studium?! In Fachbezogene und fachübergreifende Hochschuldidaktik und Studiengangsentwicklung Blickpunkt Hochschuldidaktik Vol. 121. Hrsg. I. Jahnke and J. Wildt, 215-226. Bielefeld: Bertelsmann.。這與Weinert(15)Weinert, F. 2001. Concept of competence: a conceptual clarification. In: Defining and selecting key competencies, Hrsg. D. S. Rychen, L. H. Salganik, S.45-66.以及Klieme和Hartig(16)Klieme, E., J. Hartig. 2007. Kompetenzkonzepte in den Sozialwissenschaften und im erziehungswissenschaftlichen Diskurs. In Kompetenzdiagnostik, Hrsg. M. Prenzel, I. Gogolin, H.-H. Krüger, Sonderheft der Zeitschrift für Erziehungswissenschaft (8), 11-32.提出的、公認(rèn)的理論參考概念,還有Chomsky(17)Chomsky, N. 1962. Explanatory Models in Linguistics. In Logic, Methodology, and Philosophy of Science, Hrsg. E. Nagel, P. Suppes, and A. Tarski, 528-550. Stanford: Stanford University Press.和White(18)White, R. 1959. Motivation Reconsidered: The Concept of Competence. Psychological Review 66, S. 297-333.提出的原始結(jié)構(gòu)相一致。 在此基礎(chǔ)上，能力被理解為人類為了成功應(yīng)對(duì)某一領(lǐng)域提出的各種要求而做出的各種處置(Dispositionen)(19)Tenberg, R. 2015. Vermittlung Interdisziplin?rer Kompetenzen an deutschen Hochschulen: Herausforderung oder Anma?ung?. In Interdisziplin?re Vernetzung in der Lehre. Vielfalt, Kompetenzen, Organisationsentwicklung, Hrsg. H. Frehe, L. Klare, G. Terizakis, S. 55-70.。與經(jīng)合組織(OECD)采用的方法和基本理念相比，德國高校資格框架QDH在此則呈現(xiàn)出理論上和概念上明顯的模糊性(20)Tenberg, R. 2015. Vermittlung Interdisziplin?rer Kompetenzen an deutschen Hochschulen: Herausforderung oder Anma?ung?. In Interdisziplin?re Vernetzung in der Lehre. Vielfalt, Kompetenzen, Organisationsentwicklung, Hrsg. H. Frehe, L. Klare, G. Terizakis, S. 55-70.。 在此，明顯的不一致性體現(xiàn)于：對(duì)“知識(shí)(Wissen)”和“能力(K?nnen)”兩者既在一定程度上做無區(qū)分的對(duì)待，又在一定程度上做并列存在的處理，而不是在兩者之間建立功能性關(guān)系。這一問題也正是至今特別是在高等教育領(lǐng)域里能力概念存在的一個(gè)核心問題。

1.2 工程類專業(yè)中的能力和能力獲取

能力——非?；\統(tǒng)地說——是對(duì)獨(dú)立行動(dòng)的處置。(21)Chomsky, N. 1962. Explanatory Models in Linguistics. In Logic, Methodology, and Philosophy of Science, Hrsg. E. Nagel, P. Suppes, and A. Tarski, 528-550. Stanford: Stanford University Press.(22)Weinert, F. 2001. Concept of competence: a conceptual clarification. In: Defining and selecting key competencies, Hrsg. D. S. Rychen, L. H. Salganik, S.45-66.(23)Erpenbeck, J., von Rosenstiel, L. 2007. Handbuch Kompetenzmessung. Stuttgart: Sch?ffer-Poeschel.因此，有能力的是那些明智行事的人，而不是理論上頭頭是道卻無法付諸行動(dòng)的人，更不是那些一味重復(fù)或效仿他人的人。根據(jù)這一定義，一個(gè)人能掌控的行動(dòng)空間越廣泛，在其中對(duì)問題或變化的應(yīng)對(duì)越獨(dú)立，就越有能力。從完成任務(wù)的角度來看，能力通常被分為兩種類型：一方面是專業(yè)能力(fachliche Kompetenzen)，即直接執(zhí)行任務(wù)的能力；另一方面是跨專業(yè)能力(überfachliche Kompetenzen)，這些能力涉及的是個(gè)人人格以及獲取信息和溝通的能力。(24)Pittich, D. 2014. Rekonstruktive Diagnostik fachlich-methodischer Kompetenzen in gewerblich- technischen Ausbildungsberufen. Zeitschrift für Berufs- und Wirtschaftsp?dagogik 110 (3): S. 335-357.

能力發(fā)展通常離不開反思實(shí)踐，這里有兩個(gè)方面很重要：一方面，行動(dòng)能力的形成需要有行動(dòng)式學(xué)習(xí)(handelndes Lernen)，另外一方面，獨(dú)立性的形成需要有理解性學(xué)習(xí)(verstehendes Lernen)。若要使行動(dòng)式學(xué)習(xí)奏效，就需要有一個(gè)真實(shí)的物質(zhì)和人文環(huán)境，以使學(xué)習(xí)者在這個(gè)環(huán)境中能夠在一個(gè)規(guī)劃、具體實(shí)施和差異化反思的循環(huán)過程中解決適當(dāng)?shù)膯栴}。若要使理解性學(xué)習(xí)能夠有效促進(jìn)能力發(fā)展，不僅有必要深入研究工程學(xué)的對(duì)象、過程和系統(tǒng)，還需要有自然科學(xué)和數(shù)學(xué)方面的相關(guān)知識(shí)。能力發(fā)展只能在行動(dòng)式學(xué)習(xí)和理解性學(xué)習(xí)不相互孤立，而是相互結(jié)合的情況下取得成功。行動(dòng)式學(xué)習(xí)使知識(shí)得以情境化并使其變得具有應(yīng)用性，理解性學(xué)習(xí)則使知識(shí)得以去情境化，并使其具有可轉(zhuǎn)移性。(25)Pittich, D., Tenberg, R. 2013. Development of Competences as an Integration Process That Is Alternating in the Learning Venue - Current Considerations. Journal of Technical Education 1 (1): S. 98-110.為了有效促進(jìn)能力發(fā)展，情境化和去情境化必須相互交融在一起。我們做一些事情，試著去理解它，接下來會(huì)在這個(gè)理解的基礎(chǔ)上更有意識(shí)地去做事情，并在情況發(fā)生變化時(shí)能夠變換做事情的方法。因此，能力的獲取必須在兩種元素，即行動(dòng)式的知識(shí)獲取(handlungsnaher Wissenserwerb)和認(rèn)知反思式的知識(shí)應(yīng)用(kognitiv reflektierte Wissensanwendung)相互結(jié)合的情景下進(jìn)行，并必須對(duì)復(fù)雜的整體學(xué)習(xí)過程進(jìn)行建模和調(diào)節(jié)。在這樣行動(dòng)式學(xué)習(xí)的情況下，應(yīng)當(dāng)對(duì)“思”與“行”中不同元素的周期性循環(huán)建模。若這個(gè)周期太短，則整個(gè)行動(dòng)會(huì)變得支離破碎且相互之間沒有相關(guān)性，而若周期太長，學(xué)習(xí)者則會(huì)迷失其中，行動(dòng)與思考都將變得不夠全面。由于獲取的能力最終需要實(shí)現(xiàn)在不同條件下的轉(zhuǎn)化，因此也必須適度變換給學(xué)生布置的任務(wù)。 如果變化太小，學(xué)生會(huì)無法越過熟悉的范圍進(jìn)行思考；如果變化太大，則容易找不到與已獲取知識(shí)和能力之間的聯(lián)系。 由此可見，能力發(fā)展可達(dá)到的程度不僅取決于兩個(gè)不同學(xué)習(xí)過程的質(zhì)量，還取決于為學(xué)習(xí)者在行動(dòng)式學(xué)習(xí)與理解性學(xué)習(xí)之間度量適當(dāng)?shù)慕惶娣桨浮?26)Pittich, D., Tenberg, R. 2013. Development of Competences as an Integration Process That Is Alternating in the Learning Venue - Current Considerations. Journal of Technical Education 1 (1): S. 98-110.(27)Tenberg, R., Bach, A., Pittich, D. (2020): Didaktik technischer Berufe - Band 2: Praxis und Reflexion. Stuttgart: Steiner Verlag

根據(jù)以上介紹的理論和模式，可以總結(jié)：一個(gè)人把一個(gè)廣泛的行動(dòng)領(lǐng)域控制得越好，能夠應(yīng)對(duì)其中發(fā)生的問題并適應(yīng)相關(guān)變化，那么他就越有能力。 在此，能力是在一個(gè)行動(dòng)與理解之間連續(xù)進(jìn)行的循環(huán)過程中發(fā)展而來的。 通過情境化可以使知識(shí)得到應(yīng)用，而通過去情境化，知識(shí)可以得到轉(zhuǎn)移。因此，行動(dòng)式學(xué)習(xí)和理解性學(xué)習(xí)應(yīng)交織在一起。知識(shí)獲取和知識(shí)應(yīng)用相結(jié)合的模式是指對(duì)思考和行動(dòng)的不同元素所進(jìn)行的周期循環(huán)建模，并在其中布置真實(shí)的任務(wù)，同時(shí)進(jìn)行適度調(diào)整。

如果把以上思考轉(zhuǎn)移到工程類專業(yè)的教學(xué)與學(xué)習(xí)實(shí)踐中去，那么可以看到，在能力概念的基本思想和實(shí)施以及能力要求的實(shí)現(xiàn)之間存在明顯差異。 這一點(diǎn)不足為奇，因?yàn)榇髮W(xué)傳統(tǒng)上的優(yōu)勢(shì)在于傳授科學(xué)知識(shí)，而不是通過有效行動(dòng)把知識(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際的職業(yè)活動(dòng)中去。但高?，F(xiàn)在已經(jīng)開始應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)了。我們看到，高?，F(xiàn)在的教學(xué)理念試圖在思考與行動(dòng)之間架起橋梁。 在機(jī)械工程領(lǐng)域也越來越多地建立起了學(xué)習(xí)工廠。(28)Gronau, N., Ullrich, A., Vladova G. 2015. Prozessbezogene und vision?re Weiterbildungskonzepte im Kontext Industrie 4.0. In Lehren und Lernen für eine moderne Arbeitswelt. Schriftenreihe der Hochschulgruppe für Arbeits- und Betriebsorganisation e. V. (HAB), Hrsg. H. Meier, 125-143. Berlin: GITO.

2 學(xué)習(xí)工廠作為綜合“思”與“行”的教學(xué)方法

2.1 高校的學(xué)習(xí)工廠

近些年來，不少德國大學(xué)已經(jīng)建立了學(xué)習(xí)工廠，旨在有機(jī)結(jié)合思考與行動(dòng)，或者說把理論與實(shí)踐相互結(jié)合在一起。 就此而言，在工程師教育中，學(xué)習(xí)工廠是最有效，并最為廣泛使用的方法。

迄今為止，對(duì)學(xué)習(xí)工廠仍有許多不同的定義，它們之間只有一定的相似之處。(29)Barton, H., Delbridge, R. 2001. Development in the Learning Factory: Training Human Capital. Journal of European Industrial Training 25 (9): S. 465-472.(30)Pullin, J. 2009. The Learning Factory. Professional Engineering 22 (11): S. 31-32.(31)Roth, A. V., Marucheck, A. S.,. Kemp, A., Trimble, D. 1994. The Knowledge Factory for Accelerated Learning Practices. Strategy & Leadership 22 (3): S. 26-46.(32)Siqueira, F.L., Barbarán, G. M. C., Becerra, J. L. R. 2008. A Software Factory for Education in Software Engineering. In Conference on Software Engineering Education and Training, Hrsg. L. Williams, S. 215-222.(33)Tian, J. 2011. An Emerging Experience Factory to Support High-Quality Applications Based on Software Components and Services (Invited Paper). Journal of Software 6 (2): S. 289-297.(34)Plorin, D. 2016. Gestaltung und Evaluation eines Referenzmodelles zur Realisierung von Lernfabriken im Objektbereich der Fabrikplanung und des Fabrikbetriebes, Dissertation. In: Wissenschaftliche Schriftreihen des Institutes für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme 120 (1).因此，Plorin(35)Plorin, D. 2016. Gestaltung und Evaluation eines Referenzmodelles zur Realisierung von Lernfabriken im Objektbereich der Fabrikplanung und des Fabrikbetriebes, Dissertation. In: Wissenschaftliche Schriftreihen des Institutes für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme 120 (1).發(fā)展出了學(xué)習(xí)工廠的綜合定義，本文以下也在絕大程度上以這一定義為出發(fā)點(diǎn)。該綜合定義的框架是在對(duì)42種常見定義進(jìn)行廣泛的詞頻分析的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的：“學(xué)習(xí)工廠逼真地展示工廠系統(tǒng)(或其中一部分)，包括必要的產(chǎn)品、工藝過程和資源，從而創(chuàng)造一個(gè)體驗(yàn)式和參與式的數(shù)字化-真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。 這使個(gè)人能夠在一個(gè)具有建設(shè)性的問題解決過程中就自己現(xiàn)有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)動(dòng)力進(jìn)行反思并展開自我反省式的互動(dòng)，旨在通過應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)來提高在自己的工作環(huán)境中的行動(dòng)能力。它在以應(yīng)用案例為導(dǎo)向的基礎(chǔ)上復(fù)制引領(lǐng)趨勢(shì)的行動(dòng)領(lǐng)域，為工業(yè)、研究和教學(xué)創(chuàng)建跨學(xué)科性、多維度傳遞性的學(xué)習(xí)情境?！?36)Plorin, D. 2016. Gestaltung und Evaluation eines Referenzmodelles zur Realisierung von Lernfabriken im Objektbereich der Fabrikplanung und des Fabrikbetriebes, Dissertation. In: Wissenschaftliche Schriftreihen des Institutes für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme 120 (1).這些應(yīng)用案例涵蓋機(jī)械工程中與生產(chǎn)相關(guān)的廣泛內(nèi)容。在20世紀(jì)90年代中期，在英美工程師教育中被稱為“實(shí)踐工程”(hands-on Engineering)的背景下，為工程師提供以能力為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)環(huán)境的初步方法就已經(jīng)萌芽了。(37)Lamancusa, J. S., Jorgensen, J. E., Zayas-Castro, J. L. 1997. The Learning Factory-A New Approach to Integrating Design and Manufacturing into the Engineering Curriculum. Journal of Engineering Education 86 (2): S. 103-112.在賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State University)，研究者在尋找一種可以通過在實(shí)踐中轉(zhuǎn)化和應(yīng)用知識(shí)的方法來支持大量的理論教學(xué)。學(xué)習(xí)者要在近乎現(xiàn)實(shí)的環(huán)境和具體的行動(dòng)情境中找到之前在理論課上涉及過的主題。(38)Lamancusa, J. S., Zayas, J. L., Soyster, A. L., Morell, L., Jorgensen, J. 2008. 2006 Bernard M. Gordon Prize Lecture*: The Learning Factory: Industry-Partnered Active Learning. Journal of Engineering Education 97 (1): S. 5-11.自2000年代后期以來，歐洲許多大學(xué)采用學(xué)習(xí)工廠的形式把這樣的學(xué)習(xí)模式用于教學(xué)。 實(shí)施相關(guān)教學(xué)方法的先驅(qū)者通過例如“歐洲學(xué)習(xí)工廠倡議(Initiative on European Learning Factories)”(39)Abele, E., Metternich, J., Tisch, M., Chryssolouris, G., Sihn, W., ElMaraghy, H., V. Hummel, V., Ranz, F. 2015. Learning Factories for Research, Education, and Training. Procedia CIRP: 5th Conference on Learning Factories (CLF 2015) 32 (1): S. 1-6.或“創(chuàng)新學(xué)習(xí)工廠網(wǎng)絡(luò)(Netzwerk innovativer Lernfabriken,NIL)”自我組織在一起。目前，在德國高校中可以找到大約二十個(gè)學(xué)習(xí)工廠(有上升趨勢(shì))，它們通常也有特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容定位。值得注意的是，這些學(xué)習(xí)工廠中只有大約一半是外界可以識(shí)別出的，而另一半則是沒有明確被稱為學(xué)習(xí)工廠，在統(tǒng)計(jì)中也無法被識(shí)別出的。

為了能夠更好地描述學(xué)習(xí)工廠的應(yīng)用領(lǐng)域和導(dǎo)向，Abele 等人(40)Abele, E., Metternich, J., Tenberg, R., Tisch, M., Abel, M., Hertle, C., Ei?ler, S., Enke, J., L. Faatz, L. 2015. Innovative Lernmodule und -fabriken - Validierung und Weiterentwicklung einer neuartigen Wissensplattform für die Produktionsexzellenz von morgen Innovationspotenzial von Lernfabriken (Idefix).,以及Steffen, Frye 和 Deuse(41)Steffen, M., Frye, S., Deuse, J. 2013. The only Source of Knowledge is Experience - Didaktische Konzeption und methodische Gestaltung von Lehr-Lern-Prozessen. In: TeachING-LearnING.EU: TeachING-LearnING.EU discussions - Innovationen für die Zukunft der Lehre in den Ingenieurwissenschaften, Hrsg. E. A. Tekkaya, S. Jeschke, M. Petermann, D. May, N. Friese, C. Ernst, S. Lenz, K. Müller, K. Schuster, S.117-129.研究發(fā)展出了學(xué)習(xí)工廠的不同形態(tài)。Abele 等人(42)Abele, E., Metternich, J., Tenberg, R., Tisch, M., Abel, M., Hertle, C., Ei?ler, S., Enke, J., L. Faatz, L. 2015. Innovative Lernmodule und -fabriken - Validierung und Weiterentwicklung einer neuartigen Wissensplattform für die Produktionsexzellenz von morgen Innovationspotenzial von Lernfabriken (Idefix).首先從對(duì)學(xué)習(xí)工廠的狹義(即有實(shí)體產(chǎn)品和實(shí)際價(jià)值流的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn))以及廣義(遠(yuǎn)程、純虛擬；例如服務(wù))(43)Abele, E., Metternich, J., Tisch, M., Chryssolouris, G., Sihn, W., ElMaraghy, H., V. Hummel, V., Ranz, F. 2015. Learning Factories for Research, Education, and Training. Procedia CIRP: 5th Conference on Learning Factories (CLF 2015) 32 (1): S. 1-6.理解出發(fā)，并根據(jù)運(yùn)營商、使用目的和目標(biāo)群體、行業(yè)、產(chǎn)品、一體化的生產(chǎn)流程和功能，以及其中集成的教學(xué)方法等對(duì)學(xué)習(xí)工廠進(jìn)行區(qū)分(44)Abele, E., Metternich, J., Tenberg, R., Tisch, M., Abel, M., Hertle, C., Ei?ler, S., Enke, J., L. Faatz, L. 2015. Innovative Lernmodule und -fabriken - Validierung und Weiterentwicklung einer neuartigen Wissensplattform für die Produktionsexzellenz von morgen Innovationspotenzial von Lernfabriken (Idefix).。根據(jù)Abele的觀點(diǎn)(45)Abele, E., Metternich, J., Tenberg, R., Tisch, M., Abel, M., Hertle, C., Ei?ler, S., Enke, J., L. Faatz, L. 2015. Innovative Lernmodule und -fabriken - Validierung und Weiterentwicklung einer neuartigen Wissensplattform für die Produktionsexzellenz von morgen Innovationspotenzial von Lernfabriken (Idefix).，在目前可以被識(shí)別出的學(xué)習(xí)工廠中，約有三分之一可以被視為狹義的學(xué)習(xí)工廠，而三分之二則可以被視為廣義的學(xué)習(xí)工廠。

學(xué)習(xí)工廠的應(yīng)用領(lǐng)域包括用于大學(xué)教學(xué)、研究(第三方資助的)科研項(xiàng)目中的科學(xué)問題，以及為工業(yè)企業(yè)服務(wù)性地提供相關(guān)的行業(yè)示范和培訓(xùn)平臺(tái)。目前，高校在教學(xué)中和為企業(yè)提供專業(yè)人才和管理人員資質(zhì)培訓(xùn)時(shí)使用學(xué)習(xí)工廠是主要的應(yīng)用領(lǐng)域，目的都是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)者獲取各方面的專業(yè)及跨專業(yè)能力。只有5所高校的學(xué)習(xí)工廠可以明確看出是用于科研，包括在學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表相關(guān)論文。

從應(yīng)用的專業(yè)領(lǐng)域來看，高校的學(xué)習(xí)工廠目前大多以機(jī)械工程專業(yè)為主。只有達(dá)姆施塔特的CiP和亞琛工業(yè)大學(xué)的學(xué)習(xí)工廠還涉及與汽車和紡織工業(yè)的交叉領(lǐng)域。羅伊特林根(Reutlingen)工業(yè)大學(xué)和波鴻(Bochum)工業(yè)大學(xué)在兩個(gè)點(diǎn)設(shè)置的學(xué)習(xí)工廠則聚焦物流。不倫瑞克和達(dá)姆施塔特(ETA)工業(yè)大學(xué)的學(xué)習(xí)工廠還涉及能源效率的相關(guān)主題。多特蒙德工業(yè)大學(xué)的學(xué)習(xí)工廠則以裝配能力為學(xué)習(xí)重點(diǎn)。盡管各個(gè)學(xué)習(xí)工廠有專注的不同細(xì)分領(lǐng)域，可以確定的是，其中三分之二的學(xué)習(xí)工廠都明確地以生產(chǎn)技術(shù)為重點(diǎn)(例如精益、資源效率、精益生產(chǎn)和質(zhì)量管理等主題)。近三分之一的學(xué)習(xí)工廠更著重?cái)?shù)字化的視角。 鑒于“工業(yè)4.0”的大趨勢(shì)，這一比例估計(jì)會(huì)增加。

因此，學(xué)習(xí)工廠為策劃情境學(xué)習(xí)提供了一個(gè)功能性框架(46)Ehrenmann, F. 2015. Kosten- und zeiteffizienter Wandel von Produktionssystemen - Ein Ansatz fuür ein ausgewogenes Change-Management von Produktions-netzwerken. Wiesbaden.，其核心是在工程領(lǐng)域促進(jìn)以行動(dòng)為導(dǎo)向(47)Gerstenmaier, J., H. Mandl. 2001. Methodologie und Empirie zum Situierten Lernen. Forschungsbericht Ludwig-Maximilians-Universit?t. (137). München.以及基于問題的學(xué)習(xí)(48)Boud, D., Feletti, G.-I. 1997. The Challenge of Problem-based Learning. London: Kogan Page.。而情境和行動(dòng)導(dǎo)向的基本取向(49)Cachay, J., Abele E. 2012. “Developing Competencies for Continuous Improvement Processes on the Shop Floor Through Learning Factories: Conceptual Design and Empirical Validation.” Proceedings of the 45th. CIRP CMS. 45: S. 726-733.則呼應(yīng)了“以學(xué)習(xí)者為中心”的思想，即從教學(xué)到學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變的理念(shift from teaching to learning)。 現(xiàn)在，在眾多企業(yè)和高校的學(xué)習(xí)工廠中，——無論是含蓄的還是明確的(隱式或顯式)——，都采用了這些基本的教學(xué)理念，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)和考試場(chǎng)景。(50)Tisch, M., Hertle, C., Abele, E., Metternich, J., Tenberg, R. 2015. Learning Factory Design - A Competency-Oriented Approach Integrating Three Design Levels. International Journal on Computer-Integrated Manufacturing 28 (6): S. 1-21.(51)Plorin, D. 2016. Gestaltung und Evaluation eines Referenzmodelles zur Realisierung von Lernfabriken im Objektbereich der Fabrikplanung und des Fabrikbetriebes, Dissertation. In: Wissenschaftliche Schriftreihen des Institutes für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme 120 (1).(52)Wagner, P., Prinz, C., Wann?ffel, M., Kreimeier,D. 2015. “Learning Factory for Management, Organization and Workers’ Participation.” Procedia CIRP: 5th Conference on Learning Factories (CLF 2015) 32 (1): S. 115-119.(53)Abele, E., Metternich, J., Tenberg, R., Tisch, M., Abel, M., Hertle, C., Ei?ler, S., Enke, J., L. Faatz, L. 2015.Innovative Lernmodule und -fabriken - Validierung und Weiterentwicklung einer neuartigen Wissensplattform für die Produktionsexzellenz von morgen Innovationspotenzial von Lernfabriken (Idefix).(54)Micheu H.-J., Kleindienst, M. 2014. Lernfabrik zur praxisorientierten Wissensvermittlung - Moderne Ausbildung im Bereich Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaften. Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 109 (6): S. 403-407.另外，可以明顯觀察到，工程領(lǐng)域的專業(yè)內(nèi)容是核心，占主導(dǎo)地位，而相關(guān)的跨專業(yè)視角卻往往被忽視。(55)Plorin, D. 2016. Gestaltung und Evaluation eines Referenzmodelles zur Realisierung von Lernfabriken im Objektbereich der Fabrikplanung und des Fabrikbetriebes, Dissertation. In: Wissenschaftliche Schriftreihen des Institutes für Betriebswissenschaften und Fabriksysteme 120 (1).(56)Steffen, M., Frye, S., Deuse, J. 2013. The only Source of Knowledge is Experience - Didaktische Konzeption und methodische Gestaltung von Lehr-Lern-Prozessen. In: TeachING-LearnING.EU: TeachING-LearnING.EU discussions - Innovationen für die Zukunft der Lehre in den Ingenieurwissenschaften, Hrsg. E. A. Tekkaya, S. Jeschke, M. Petermann, D. May, N. Friese, C. Ernst, S. Lenz, K. Müller, K. Schuster, S.117-129.(57)Bauernhansl, T., Dinkelmann, M., Siegert, J. 2012. Digitale Fabrik, Aus-und Weiterbildung, Montage - Lernfabrik Advanced Industrial Engineering, Teil 1: Lernkonzepte und Struktur. Werkstatttechnik Online 102 (3): S. 80-83.

高校建立學(xué)習(xí)工廠的主要意圖是更加強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)和行動(dòng)，在受保護(hù)的空間里為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造獲取初步行動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，同時(shí)克服在復(fù)雜生產(chǎn)中存在的行動(dòng)障礙。因此也就出現(xiàn)了主要是習(xí)慣型(habituell ausgerichtet)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。 相對(duì)于真實(shí)的生產(chǎn)過程來說，在學(xué)習(xí)工廠中進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整是無風(fēng)險(xiǎn)、無成本壓力的，可以用于學(xué)習(xí)。(58)Cachay, J., Abele E. 2012. “Developing Competencies for Continuous Improvement Processes on the Shop Floor Through Learning Factories: Conceptual Design and Empirical Validation.” Proceedings of the 45th. CIRP CMS. 45: S. 726-733.但這種強(qiáng)調(diào)習(xí)慣(habituelle Akzentuierung)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景可能會(huì)形成一個(gè)盲點(diǎn)，即在以行動(dòng)為導(dǎo)向的教學(xué)/學(xué)習(xí)中沒有或不重視結(jié)合知識(shí)。 簡(jiǎn)單地說，這樣的學(xué)習(xí)工廠正好是課堂理論學(xué)習(xí)和研討課深入學(xué)習(xí)的反面，且具有習(xí)慣性，因此，它不是一個(gè)通過交替式學(xué)習(xí)來獲取能力的“完整的學(xué)習(xí)場(chǎng)所”。事實(shí)上，人們只能有限的拆分學(xué)習(xí)過程，并且很難做到在后續(xù)的整合過程中再把它們合并在一起。鑒于此，學(xué)習(xí)工廠的模式與這一事實(shí)是有一定矛盾性的。所以，近些年來，學(xué)習(xí)工廠遇到的挑戰(zhàn)是開發(fā)和實(shí)施這樣一種教學(xué)/學(xué)習(xí)方案：學(xué)習(xí)工廠的行動(dòng)空間被豐富以相應(yīng)的知識(shí)，并為交替式的能力獲取(alternierender Kompetenzerwerb)創(chuàng)造條件。

2.2 在學(xué)習(xí)工廠培養(yǎng)綜合能力的工科教學(xué)方法

在聯(lián)邦教育與科研部資助的(BMBF)“IDEFIX”和德國科學(xué)基金會(huì)(DFG)資助的“靈活生產(chǎn)的學(xué)習(xí)方案”( Lernkonzepte für eine wandlungsf?hige Produktion)研究中， 達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)的CIP學(xué)習(xí)工廠從工科教學(xué)法的角度參加了一項(xiàng)基于實(shí)證的開發(fā)與實(shí)施設(shè)計(jì)項(xiàng)目，從而開發(fā)并實(shí)施了一種實(shí)現(xiàn)連貫式能力導(dǎo)向和能力獲取的綜合方法：

(1)在學(xué)習(xí)工廠設(shè)置相應(yīng)的能力模型；

(2)在課程構(gòu)建的框架方案中采用能力模型；

(3)對(duì)與能力模型一致的學(xué)習(xí)工廠教學(xué)/學(xué)習(xí)方法做出方案說明并實(shí)施相關(guān)方法；

(4)工作坊的實(shí)施和診斷。

步驟3)和4)的具體論述參見Tenberg和Pittich(59)Tenberg, R., Pittich, D. 2020. Methodische Ausgestaltung und Umsetzung der Kompetenzorientierung in Lernfabriken (Arbeitstitel) .的另一篇論文。

2.2.1 在學(xué)習(xí)工廠設(shè)置相應(yīng)的能力模型

這一處置論方法(dispositionaler Ansatz)以一種強(qiáng)調(diào)知識(shí)的能力理論(60)Die nachfolgenden kompetenztheoretischen Grundüberlegungen wurden in ?hnlicher Form in einem anderen thematischen Kontext in Pittich (2014) ver?ffentlicht.為基本出發(fā)點(diǎn)。Erpenbeck, von Rosenstiel的(61)Erpenbeck, J., von Rosenstiel, L. 2007. Handbuch Kompetenzmessung. Stuttgart: Sch?ffer-Poeschel.基本理論在這里看起來是適當(dāng)并具有發(fā)展性的，因?yàn)樗哂袕?qiáng)調(diào)知識(shí)和基礎(chǔ)理論的特征，且經(jīng)過實(shí)證，具有可實(shí)施性。 在此基礎(chǔ)上發(fā)展的運(yùn)作模式區(qū)分了四種類型的能力：(P)個(gè)人能力 (A)以行動(dòng)和實(shí)施為導(dǎo)向的能力，(F)專業(yè)與方法能力，(S)社會(huì)與溝通能力，以及評(píng)估和漸變策略能力(Gradientenstrategien)。在此，專業(yè)與方法能力是核心，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到在職業(yè)活動(dòng)中的表現(xiàn)。(62)Pittich, D. 2014. Dispositional Approaches for Measuring Professional Competence. Journal of Technical Education 2 (2): S. 95-116.

這一理論與在德語區(qū)針對(duì)企業(yè)工程領(lǐng)域能力展開的許多研究得出的實(shí)證結(jié)果相符(63)Kn?ll, B. 2007. Differenzielle Effekte von methodischen Entscheidungen und Organisationsformen beruflicher Grundbildung auf die Kompetenz- und Motivationsentwicklung in der gewerblich technischen Erstausbildung: Eine empirische Untersuchung in der Grundausbildung von Elektroinstallateuren. Aachen: Shaker.(64)Nickolaus, R., Gschwendtner T., B. Geissel. 2008. Entwicklung und Modellierung beruflicher Fachkompetenz in der gewerblich-technischen Grundbildung. Zeitschrift für Berufs-und Wirtschaftsp?dagogik 104 (1): S. 48-73.，在這些研究中，專業(yè)與方法能力被證實(shí)為是核心。在這一基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步對(duì)此具體化，Pittich(65)Pittich, D. 2013. “Diagnostik fachlich-methodischer Kompetenzen”. Fraunhofer IRB.(2013)提出并驗(yàn)證了一種專業(yè)與方法能力的建模方法。在對(duì)認(rèn)知理論知識(shí)模型(kognitionstheoretischer Wissensmodelle)的分析中，(對(duì)技術(shù)的)理解被認(rèn)為是影響高質(zhì)量(技術(shù))知識(shí)形成的核心因素，并根據(jù)不同的知識(shí)類型，即專業(yè)知識(shí)、過程性和概念性知識(shí)(66)Eine differenzierte theoretische Herleitung und Definition der Wissensarten findet sich in Pittich (2013).，構(gòu)建了認(rèn)知理論意義上的運(yùn)作模式。 概念性知識(shí)在此代表的是理解性知識(shí)，并在強(qiáng)調(diào)理解的知識(shí)模型中享有重要地位，因?yàn)樗鼮閷I(yè)知識(shí)和過程性知識(shí)提供參考和證明理由。只有具備詳盡的概念性知識(shí)，一個(gè)人才能夠看到不同理由之間的聯(lián)系，并在(職業(yè))情境下把它們用于解決(工作上的)問題。圖1展示了在職業(yè)行動(dòng)的自由度以及變化度視角下，不同知識(shí)類型的相互作用。

圖1 在使用Erpenbeck和Rosenstiel(67) Erpenbeck, J., von Rosenstiel, L. 2007. Handbuch Kompetenzmessung. Stuttgart: Sch?ffer-Poeschel. 以及Renkl(68) Renkl, A. (1994). Tr?ges Wissen: Die “unerkl?rliche” Kluft zwischen Wissen und Handeln. 的理論基礎(chǔ)上開發(fā)的專業(yè)與方法能力的運(yùn)作模式

該模式背后的假設(shè)是：一個(gè)人能夠基于專業(yè)知識(shí)和過程性知識(shí)實(shí)施一個(gè)特定的行動(dòng)。特定的行動(dòng)通常發(fā)生在常規(guī)操作中。所以，行動(dòng)的范圍或靈活度，即行動(dòng)的可變化性在此是有限的，原因是缺少相關(guān)的，或者說沒有足夠的背景知識(shí)。為了使行動(dòng)具有可變化性，即靈活的、可獨(dú)立擴(kuò)展和變化的行動(dòng)，就需要有概念性知識(shí)。

根據(jù)上面的假設(shè)，專業(yè)與方法能力取決于專業(yè)知識(shí)和過程性知識(shí)，以及與它們交織在一起的概念性知識(shí)。專業(yè)與方法能力的質(zhì)量體現(xiàn)于行為者在具體情境下行動(dòng)的靈活性上。 Pittich(69)Pittich, D. 2013. “Diagnostik fachlich-methodischer Kompetenzen”. Fraunhofer IRB.(70)Pittich, D. 2014. Dispositional Approaches for Measuring Professional Competence. Journal of Technical Education 2 (2): S. 95-116.(71)Pittich, D. 2014. Rekonstruktive Diagnostik fachlich-methodischer Kompetenzen in gewerblich- technischen Ausbildungsberufen. Zeitschrift für Berufs- und Wirtschaftsp?dagogik 110 (3): S. 335-357.的實(shí)證研究結(jié)果顯示：第一，在知識(shí)質(zhì)量和行動(dòng)質(zhì)量之間存在相關(guān)性；第二，概念性知識(shí)，其中既包括與行動(dòng)直接相關(guān)的各個(gè)方面，也包含基礎(chǔ)性的背景知識(shí)，它是實(shí)施專業(yè)化行動(dòng)的核心要素。

如要我們現(xiàn)在采用這些基本原則和想法，那么就意味著接下來要在具體的課程框架內(nèi)開發(fā)一些方法，以使知識(shí)和行動(dòng)能夠并存成為一體。也就是說，以能力為導(dǎo)向的課程應(yīng)以相關(guān)的職業(yè)行動(dòng)為取向，并把這些行動(dòng)明確地與相應(yīng)類型的知識(shí)聯(lián)系起來。本文介紹的方法可以把特定行動(dòng)和相關(guān)知識(shí)中相互有關(guān)聯(lián)的元素通過一個(gè)矩陣來表示。在此基礎(chǔ)上，一方面可以構(gòu)建具體的教學(xué)/學(xué)習(xí)方案，并設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)方法；另一方面，可以在能力診斷的意義上實(shí)施相應(yīng)的、既針對(duì)思考，也針對(duì)行動(dòng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)檢驗(yàn)措施。

2.2.2 能力模型在課程框架方案中的實(shí)施

下面以“生產(chǎn)技術(shù) - 零部件和總成件的可追溯性”模塊為例，闡述如何在課程框架方案中實(shí)施上述能力模型，以及如何描述專業(yè)與方法能力。該模塊的核心內(nèi)容是對(duì)實(shí)體以及數(shù)字化(生產(chǎn))過程的信息進(jìn)行采集和記錄的措施與方法。通過使用行動(dòng)-知識(shí)能力矩陣的工具，把在事后分析中識(shí)別的知識(shí)和相關(guān)的行動(dòng) (右列)匯總在一起，將其表述為各個(gè)子能力(左列)(表1)。

表1 示例模塊：“生產(chǎn)技術(shù)—零部件和總成件的可追溯性”的行動(dòng)-知識(shí)-能力-矩陣內(nèi)容摘錄

在此示例中，首先填寫位于表格右列屬于“行動(dòng)”的內(nèi)容：具體描述是“學(xué)習(xí)者能夠在制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)中優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程”。接下來從專業(yè)知識(shí)、過程性知識(shí)和概念性知識(shí)的維度填寫與“行動(dòng)”相關(guān)的知識(shí)。在表1的示例中，專業(yè)知識(shí)的內(nèi)容除了可追溯性系統(tǒng)本身以外，還包括所使用到的硬件和軟件，以及產(chǎn)品和信息流的事實(shí)性知識(shí)。過程性知識(shí)在該模塊涉及的是在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)待、處理、應(yīng)用這些不同的事實(shí)內(nèi)容和技術(shù)。 概念性知識(shí)在該示例中是指促進(jìn)理解的背景知識(shí)，可以從兩個(gè)方面描述：一是可追溯性系統(tǒng)的必要性和功能，二是在復(fù)雜生產(chǎn)過程中可以預(yù)計(jì)到的干擾和環(huán)境變量。對(duì)上面的表格做以完整填充后，各個(gè)知識(shí)類別就與相應(yīng)的行動(dòng)結(jié)合起來，從而形成對(duì)能力的描述。如表1中的能力描述——“ 學(xué)習(xí)者通過借助實(shí)體生產(chǎn)過程的數(shù)字化表現(xiàn)形式來優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，例如通過把制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)基于數(shù)據(jù)的分析和所使用的加工工藝與實(shí)體產(chǎn)品流的知識(shí)進(jìn)行相互結(jié)合?！薄@示的，知識(shí)是對(duì)可觀察到的行為(表現(xiàn))的一種處置。由此可見，通過這樣的方法，在模塊層面就得以形成一個(gè)具體的能力框架。以這種方式確定下來的專業(yè)與方法能力可以看作是教學(xué)理論初次轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，同時(shí)又是展開關(guān)于教學(xué)理論與方法進(jìn)一步思考的起點(diǎn)。如何把課程中的行動(dòng)-知識(shí)-能力矩陣用于設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景、任務(wù)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，在Tenberg和Pittich(72)Tenberg, R., Pittich, D. 2020. Methodische Ausgestaltung und Umsetzung der Kompetenzorientierung in Lernfabriken (Arbeitstitel).的另外一篇論文中進(jìn)行了詳細(xì)論述。

3 總結(jié)、討論與展望

現(xiàn)在，對(duì)高等教育提出的要求比以往任何時(shí)候都高。因?yàn)樵诓┞迥醽嗊M(jìn)程中，不僅保留了以前傳授高質(zhì)量知識(shí)的要求，還另外提出了能力要求。然而，對(duì)工程類專業(yè)來說，并不是在1999年29個(gè)國家就跨國高等教育改革達(dá)成共識(shí)后才提出能力要求的。在這項(xiàng)改革開展很久之前，工程類專業(yè)就要求學(xué)生能夠把扎實(shí)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的行動(dòng)。例如，機(jī)械工程師不僅現(xiàn)在，而且以前也必須在大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，不足為奇的是，在這些專業(yè)里，博洛尼亞進(jìn)程提出的要求只是導(dǎo)致了“能力”的德語用詞被調(diào)換了一下，也就是簡(jiǎn)單地把在課程里以前表示技能和能力的“F?higkeit”一詞換成了同義詞“Kompetenz”。在過去20年里，與這一高等教育干預(yù)政策無關(guān)的發(fā)展是，高校創(chuàng)建了有針對(duì)性培養(yǎng)學(xué)生能力的學(xué)習(xí)環(huán)境。在機(jī)械工程領(lǐng)域，學(xué)習(xí)工廠便是一個(gè)很好的例子，因?yàn)樵谶@樣的學(xué)習(xí)環(huán)境下，可以直接實(shí)現(xiàn)理解和行動(dòng)的交替融合。然而，從工科教學(xué)法的視角來看，這一發(fā)展主要順應(yīng)的是工程學(xué)的學(xué)科邏輯，因此也呈現(xiàn)出人文科學(xué)視域下的一些弱點(diǎn)。因此，無論是過去還是現(xiàn)在，為學(xué)習(xí)工廠增添教學(xué)方法論的視角，使其能夠連貫性地符合能力要求，這一做法是恰當(dāng)?shù)?。同時(shí)，這也就意味著在理論建模之外，還要實(shí)現(xiàn)理論的形態(tài)化向在課程中具體化的發(fā)展。文章里概述的方法已朝著這個(gè)方向(即從理論到方案，再到經(jīng)過評(píng)估的實(shí)踐測(cè)試)邁出了奠基性的一步。

這種在學(xué)習(xí)工廠的背景下經(jīng)過測(cè)試的方法在多大程度上可以擴(kuò)展或轉(zhuǎn)移到高校工科教學(xué)和學(xué)習(xí)的其他形式與渠道上，這一問題目前還無法回答，因?yàn)橐诟咭蟮拇髮W(xué)學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)理解和行動(dòng)的交替融合，離不開可以運(yùn)用相關(guān)方法的實(shí)踐環(huán)境，例如學(xué)習(xí)工廠、學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)客空間(Maker-Spaces)等。盡管在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，這些已日益普及，但是，高校的日常教學(xué)和學(xué)習(xí)多受理論知識(shí)傳授的影響——這也是高?；镜淖晕艺J(rèn)識(shí)，所以上述實(shí)踐環(huán)境的引入仍屬例外。至于高校未來是否或者在多大程度上會(huì)創(chuàng)建綜合的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而使以能力為導(dǎo)向的教學(xué)獲得更多的實(shí)施機(jī)會(huì)，還有待觀察。