基于技能競賽的工業互聯網高技能人才培養體系構建與實踐

杜雪飛

工業互聯網是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施。工業互聯網作為我國工業數字化轉型升級的關鍵支撐，2018年至2022年連續五年寫入政府工作報告。預計到2022年，工業互聯網產業增加值將達到4.45萬億元，占國內生產總值的3.64%，成為穩定經濟增長的關鍵動力[1]。

工業互聯網帶來的智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理等新產業、新業態和新模式，不斷創造新的就業崗位，預計到2023年我國工業互聯網人才需求總量將達235.5萬人[2]。工業互聯網跨界、融合的特性，需要高技能人才。2020年，人社部等部門發布了“工業互聯網工程技術人員”這一新職業。根據工業互聯網工程技術人員國家職業技術技能標準，工業互聯網高技能人才定位在中級和高級，職業方向是工程應用和設計開發[3]，要求具備一定的工業互聯網崗位操作和應用創新的能力。

隨著工業互聯網、人工智能、大數據、云計算等新技術和產業的飛速發展，新的人才缺口正在顯現。2021年三季度供求對比顯示，高級技師、技師、高級技能人員求人倍率較高，分別為3.05、2.7、2.51[4]。工業互聯網高技能人才面臨知識和技能結構失衡、數量短缺等問題。國家陸續出臺《工業互聯網創新發展行動計劃（2021-2023年）》《關于推動工業互聯網加快發展的通知》等一系列政策為工業互聯網人才培養營造了良好政策環境。教育部出臺了《職業教育專業目錄（2021年）》，在職教本科和職教專科開設了工業互聯網相關專業。截至2022年9月，全國共有108所高職院校完成83個“工業互聯網技術”專業、79個“工業互聯網應用”專業的設置備案工作[5]。

2019年，國務院印發《國家職業教育改革實施方案》，指出“制定中國技能大賽、全國職業院校技能大賽、世界技能大賽獲獎選手等免試入學政策，探索長學制培養高端技術技能人才”，把技能競賽與高端技術技能人才培養融為一體。2021年，人社部辦公廳印發的《關于加強新職業培訓工作的通知》指出“廣泛組織開展新職業技能競賽活動，充分發揮以賽促學、以賽促訓作用”。技能競賽體現了產業發展方向和技術變革趨勢，成為檢驗職業教育的標尺。

國內院校在技能競賽和人才培養方面開展了較多工作[6][7][8][9]，國內研究者從現代學徒制、產教科融合、協同育人等角度對工業互聯網人才培養模式進行研究[10][11][12][13]，但較少有人選擇以職業技能競賽體系為切入點。因此，從技能競賽的角度，研究工業互聯網高技能人才培養體系具有重要意義。

一、工業互聯網競賽賽項分析

2019年，工信部印發《工業互聯網網絡建設推廣指南》，明確提出加快培育新技術、新產品、新模式、新業態，工業互聯網技能競賽的序幕由此拉開。從表1統計的2022年全國性工業互聯網競賽賽項來看，大致可分為三類。

表1 2022年全國性工業互聯網競賽賽項

一是綜合性工業互聯網競賽。以中國工業互聯網大賽為代表，該競賽由工信部、國資委牽頭主辦，2019年、2020年、2021年、2022年分別強調“技術方向”“解決方案”“行業和專業”和“解決方案和專業”。該競賽對專業素質要求高，偏重于技術研發、應用成效和商業模式，競賽的方式主要有評審、路演、答辯，適合企業、高等學校和科研院所參賽。

二是專項性工業互聯網競賽。以工業互聯網安全大賽、中國（天津）工業APP創新應用大賽為代表，這類競賽由工信部及下屬單位牽頭主辦，側重于工業互聯網某一個方面的技術，比賽方式包括評審、理論知識和技能操作。這類競賽對技能水平要求高，強調真實場景應用，要求有先進技術和較為成熟的產品。從歷年獲獎名單可以看出，主要是企業、高等學校和科研院所參賽。

三是工業互聯網行業賽。這類競賽包括教育部組織的金磚國家職業技能大賽、人社部組織的工業互聯網行業賽、學會協會和中國工業互聯網研究院等組織的工業互聯網賽項。這類比賽的主要參與者是職業院校學生和教師，比賽方式是實操、理論+實操，比賽內容貼近工廠實際操作，包括數字孿生、數據采集、網絡通訊、數據上云、數據分析與可視化等，比賽需要專門的設備。

上述三類賽項中，第一類、第二類的專業性較強，側重于技術研究、行業應用、商業模式，參賽者需要長時間的積累，參與者多數是大中型企業職工；第三類多基于真實生產環境中提煉出的典型功能應用，考察系統設計、設備組裝和接線、網絡組態和開通、數據采集、數據處理和上云、數據分析和可視化、云端指令下達和設備控制等工業互聯網知識和技能，參與者多為職業院校師生。

二、工業互聯網競賽體系的重構

（一）現有競賽體系的不足

目前，隨著各院校對參與競賽重要性認識的不斷深入，紛紛將技能競賽作為高技能人才培養的先導環節，強調在經費、師資、訓練基地、組織管理等方面給予保障。但現實中，賽項眾多，涉及多個專業，涵蓋調研分析、設計、實操、分析、運維和創新創業等，如何選擇合適的競賽，將競賽內容恰當地融入高技能人才培養過程中，現有競賽體系無法提供有效解決方案。因為，各院校要么聚焦單一行業競賽，側重于通過訓練、比賽提升學生的專業技能；要么聚焦創新創業競賽，側重于構建學科競賽的培訓平臺和科研平臺，培養創新創業人才[14]。再加上競賽專業性強，對參賽選手能力要求較高，訓練和參賽的受眾面比較小，從而使競賽難以更好地發揮促進人才培養的作用。

（二）“矩陣式”工業互聯網競賽體系的構建

工業互聯網是工業數字化、網絡化、智能化的重要載體，涉及物聯網、自動化、計算機、通信、大數據、人工智能等多種技術，其崗位包括網絡、標識、平臺、工業大數據、安全、邊緣計算、應用、運營8個方向41個賽項[15]。綜合分析大學生競賽榜賽項、2022年工業互聯網競賽賽項，從競賽級別、競賽內容與專業知識的對應關系，構建了“矩陣式”工業互聯網競賽體系，見表2。

表2 “矩陣式”工業互聯網競賽體系

1.縱向——“金字塔”工業互聯網競賽層次

根據比賽主辦方的級別不同，可以將工業互聯網競賽劃分為國際級、國家級、省級/行業級、校級，見圖1。

圖1 “金字塔”工業互聯網競賽層次

第一層次為校級競賽，是指由學校主辦的單項競賽、選拔賽，可以再細分為院級競賽、系級競賽等。校級競賽是金字塔競賽體系的基礎。通過訓練和參與比賽，貫通相關課程內容，整合課程知識點和技能點，提升學生實際操作能力，激發學生學習熱情，形成團隊意識，養成良好的工作態度和職業道德。同時，為省級/行業級競賽選拔參賽選手。

第二層次為省級/行業級競賽，是指由省（直轄市、自治區）政府/全國性學會或協會/教育部行指委主辦的競賽及選拔賽。省級/行業級競賽位于金字塔競賽體系的中間，是發現和選拔高技能人才的關鍵，起到匯聚有毅力、有潛力、有能力學生的作用。通過組建團隊、配套設備、集中訓練、專門指導等，打造技能人才培養高地。

第三層次為國家級競賽，是指由教育部、人社部、團中央等主辦的競賽，以及全國普通高校大學生競賽榜賽項。國家級競賽位于金字塔競賽體系的頭部，選手來自省級/行業級競賽獲獎的學生。通過集中強化訓練、模擬比賽、外出培訓、企業實踐等方式，提升選手分析和解決問題能力、創新創業能力、綜合能力與素養，從而培養出學校高技能人才代表。

第四層次為國際級競賽，是指由國家或國際組織主辦的賽項。國際級競賽位于金字塔競賽體系的塔尖，選手來自國家級比賽的前幾名。通過搭建訓練基地、集中訓練、多輪選拔，最終選出中國參賽選手，培養出國家高技能人才代表。

2.橫向——賽項競賽內容和工業互聯網專業知識對應關系

根據教育部發布的《職業教育專業簡介》（2022年修訂），梳理出工業互聯網技術專業、工業互聯網應用專業和相近專業的課程，形成了競賽內容和工業互聯網專業知識技能的對應關系，見圖2。

圖2 競賽內容和工業互聯網專業知識對應關系

工業互聯網行業賽競賽內容是工業互聯網相關知識和技能，檢驗專業人才培養的綜合能力和職業素質。該類賽項與工業互聯網專業匹配度最高。

工業互聯網相近專業賽項競賽內容是智能制造、人工智能、自動化、通信、物聯網等專業的知識和技能，檢驗專業人才在專項技術技能上的能力和職業素質。該類賽項是工業互聯網專業人才培養的拓展實踐。

基礎賽項競賽內容涉及計算機語言編程/算法/數據分析、數學建模、物理競賽和外語競賽等，檢驗專業人才在基礎知識和技術上的能力和職業素質。該類賽項可以鍛煉學生獨立思考、團隊協作、分析問題和解決問題能力，是工業互聯網專業人才培養的有益補充。

（4）“雙創”賽項，競賽內容涉及技術創新、團隊協作、商業模式、計劃書撰寫、PPT編制和路演等，“雙創”賽項引領人才培養模式轉變，培養學生創新精神、創業意識和創新創業能力。

3.“矩陣式”工業互聯網競賽體系與高技能人才培養

“矩陣式”工業互聯網競賽體系既包括本專業和相近專業的賽項，也有基礎專業和“雙創”賽項。這些競賽的內容涵蓋了工業互聯網專業的公共基礎課程、專業基礎課、專業核心課和專業拓展課，全方位促進工業互聯網高技能人才培養。同時，“金字塔”競賽層次涵蓋了不同年級和不同水平的學生：大一學生重在學習，主要參與第一層次競賽；大二學生重在積累，主要參與第二層次和第三層次的競賽；大三學生重在展示和傳承，主要參與第二層次和第三層次的競賽。而第四層次的競賽，競爭極為激烈，參加主體往往是大三學生、本科學生、甚至青年教師/職工。“矩陣式”工業互聯網競賽體系廣泛覆蓋專業課程，讓更多的學生參與，可激發學生學習積極性，充分發揮競賽的引領示范作用。由于競賽賽項多，各院校應根據工業互聯網專業開設情況、學生數量、實訓設備、師資力量等綜合考慮，選擇合適的賽項，切忌貪大求全。此外，該競賽體系構建思路不僅適用于工業互聯網專業，也適用于其他專業，對工科專業技能人才培養具有重要的借鑒作用。

三、基于技能競賽的工業互聯網高技能人才培養體系的構建

工業互聯網融合IT、CT和OT，需要具有跨學科、跨專業和跨行業的高技能人才。人才需求的變化必然需要人才培養體系的創新。技能競賽緊跟技術前沿、產業發展，并貼合企業生產實際，對高職專業教學和技能人才培養具有導向作用。“矩陣式”工業互聯網競賽體系為工業互聯網高技能人才培養開辟了一條新道路。通過系統研究、交流討論和實踐論證，構建了工業互聯網高技能人才培養體系，包括技能訓練/競賽平臺、指導團隊、參訓參賽學生、成果收獲，見圖3。

圖3 基于技能競賽的工業互聯網高技能人才培養體系

（一）技能訓練/競賽平臺

在政府支持下，校企進一步深化產教融合，共建實訓基地、工匠工坊、大師工作室、眾創空間、產業學院和校外平臺等國家級、省級、校級的多層級技能訓練/競賽平臺，為學生開展訓練和準備比賽提供平臺支撐。

（二）指導團隊

整合多方資源，組建包括學生技術能手、專業導師、“雙創”導師、技能大師在內的學校指導團隊，以及企業技能專家和企業負責人在內的企業指導團隊。學生技術能手協助導師開展訓練和備賽，起到傳幫帶的作用。學校教師“走出去”參與培訓、實踐，企業專家“請進來”進行指導，多種方式相結合，有利于提高競賽指導團隊的水平和能力。

（三）參訓參賽學生

轉變教學理念，篩選競賽內容納入人才培養方案，堅持理實一體化融合相關知識點和技能點，促進學生實訓實習實操經驗的積累。動員更多學生參與校級/院級/系級競賽，以賽促學，樹立學生自信心。通過選拔出來的優秀學生可進行備賽訓練，強化技能操作訓練，提高系統集成能力和方案編制能力。根據以往賽題和自設賽題，開展實戰模擬訓練，培養學生分析和解決問題能力，使其具備團隊協作精神和職業素養。

（四）成果收獲

學生在高水平證書、競賽獲獎、知識產權（專利、軟著、論文）等方面有所收獲。同時，又經歷縱向科研項目和橫向企業項目的鍛煉，部分學生通過專升本、本升碩取得更高一級學歷。總結經驗，凝練典型成果，將其納入案例庫、項目庫，彰顯成果特色，在校內校外推廣應用。通過平臺支撐、專家指導、參與實戰和引領示范，促使工業互聯網高技能人才培養體系螺旋循環提升。