德國OWL區域培育工業4.0數位世代實作人才的「教育4.0」計畫
位於德國北萊茵-西法倫邦，緊鄰過去素有「德國工業心臟」之稱的魯爾工業區東側的Ostwestfalen-Lippe(縮寫為OWL)區域，自2012年取得聯邦教育研究部(Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF)菁英群聚(Spitzencluster)五年期計畫，公私合資約1億歐元經費，聚焦智慧科技系統(Intelligent Technical System)發展以來，其引領製造業中小企業朝工業4.0之路轉型的成功模式，亦被複製到該區域的其它領域，帶動區域(不僅是產業)數位轉型的OWL 4.0跨域計畫。在不同領域的系列計畫中，尤以形塑明日勞動世界全新教育與職訓形式的「教育4.0 (Bildung 4.0)」，引起各界關注與討論。其特別處在於以「教育不斷鏈」的概念，由業者與學研單位共同發展出一系列數位化及工業4.0相關的教育訓練課程，涵蓋從中小學、技職與大學教育、到在職進修終身學習的整條教育鏈。
計畫核心措施包括(圖一)：
- 現況與需求分析：計畫調查了教育鏈中與數位化培訓相關項目，提出現況分析的基礎輪廓，以釐清相關主題的選項與內容，以及辨識教育0相關脈絡下，OWL區域所面臨的相關挑戰與問題領域後，再提出行動需求。
- 「教育4.0」工作小組討論及各方利害關係人對話：過程中工作小組會與參與者分享現況與需求分析結果，及推動4.0的相關經驗，目的在促成各方意見交流、知識轉移與網絡化合作。
- 理解未來科技與認識職業的「計畫周」：工作小組與當地金屬與機電工程職業學院(Carl-Severing-Berufskolleg für Metall- und Elektrotechnik)、以及四所一般中學合作，共同舉辦「計畫周」；經由為期一周的系統性相關課程活動與體驗，讓技職體系學生共同研究數位化及工業4.0相關的未來技術，並讓學生認識及理解專業資訊通訊技術人員(Fachinformatiker)的職業內容，對於未來可能進入的就業世界先有基本認知。
- 工業4.0的實作四大模組課程：工作小組並與當地聚焦電子與機械工程等職業學科教學研究的帕德博恩大學技術教學講座(Department of Teaching Technology, Universität Paderborn)合作，共同設計發展出工業4.0的導論、3D列印、虛擬與實境擴增、以及機器人與輔助系統共四大實作模組課程，該課程經過實測後，目前已廣泛導入應用。
- 提高學校教師與校長對數位轉型的敏感度及其進修教育：較特別的是，「教育4.0」工作小組的目標對象除學生外，亦包括教師與學校的學教務主管及校長等；且其聚焦課程領域不侷限在科學、科技、工程及數學的STEM科目，而是開始發展以整體思惟建構的模組化解決方案，並推動社會科學領域教師對數位轉型、與其可能帶來的社會改變之敏感度提高，以及對現有教職人員的數位轉型在職進修教育。
- 強化區域內位於各地的「創新創造未來中心」合作網絡：而上述的核心措施皆與區域內的各「創新創造未來中心(Zukunft durch Innovation)」協調合作，藉此發揮成果的綜整效應以及強化中心的協作網絡力量。
圖一、德國OWL區域「教育4.0」核心主軸措施
資料來源：工研院產科國際所整理(2021/12)
工業4.0四大實作模組課程
針對上述工業4.0四大實作模組課程，以下更進一步介紹其細節：
- 課程模組對象與目的：藉由模組化課程，使中學7-11年級學生(約我國的國高中生)得以體驗明日世界的工業4.0及工作職場情境。
- 課程模組內容：
- 模組1-工業4.0導論：介紹工業4.0如何改變工業生產製造，以及對職業世界產生了永續改變的影響。此模組化課程會讓學生認識及討論相關的基礎技術觀點，例如像大數據(Big Data)、物聯網(IoT)或像虛實整合系統(CPS)等，並讓學生透過角色扮演體認到相關技術發展帶來的職業改變。
- 模組2-智慧工業解決方案之途徑：與工業4.0高度相關的技術之一，3D列印是聚焦重點；模組課程讓學生理解3D列印技術的應用，可製造客製化及彈性零組件或產品，以及學生可自己動手做嘗試研究使用不同的製造流程。
- 模組3-機器人同事-輔助系統改變的工作日常：機器人及智慧機電設備執行了越來越多的工作任務，但這些「機器人同事」運作的原理與使用情境為何？在此模組課程中學生將會學到在工業4.0的何種情境下，可導入機器人及輔助系統使用。
- 模組4-從玩具到工具-工業中的虛擬與實境擴增：在虛擬實境中學生可體認到該技術建構出的全新環境，而擴增實境則將可將實際環境再擴展出去，同樣地學生可藉由模組化課程、認識與使用相關技術。
OWL區域考量到職場工作及一般日常生活受到數位化導入應用的改變效應越來越大，由此衍生的新專業知識能力及培訓課程亦須及早與大規模展開，以克服數位轉型帶來的區域挑戰問題、並掌握其可帶動的相關商機，也因此才有了此涵蓋到整條教育鏈規劃的「教育4.0」計畫。此具完整性及深入教育鏈早期、包括技職培訓在內的工業4.0相關教學與課程規劃，可作為我國數位轉型實作人才培訓、向下紮根策略規劃的參考依據。
參考資料：Ostwestfalen-Lippe網站
作者：王寶苑／工研院產科國際所政策組資深研究員