基于成果導向理念的“無人機植保應用”課程教學研究*

朱莉凱，李笑瑜，葉楊飛，朱云陽

（江蘇航空職業技術學院，江蘇 鎮江 212134）

0 引言

植保無人機具有作業效率高、農藥噴灑均勻等特點[1]，近年來，在我國經濟高速發展導致農村勞動力大量轉移而造成農村勞動力嚴重不足的背景下，植保無人機在我國迅猛發展。在農業方面，植保無人機的使用范圍不局限于平原地區，還能夠被用于丘陵、高原等地區，作業人員無法直接進行農業作業時，無人機的作用就體現出來了。在噴灑效率和質量方面，無人機也能夠通過相對精準的定位系統，均勻地噴灑霧滴，從而達到較好的作業效果[2]。

“無人機植保應用”是無人機應用技術專業一門重要的專業拓展課程，主要介紹農作物的常見病蟲害防治和植保無人機操控方式以及植保無人機的結構組成、工作原理。該課程采用理實一體化教學，將理論知識和實踐內容有機地融入，旨在使學生熟悉無人機植保行業應用崗位要求，掌握常見農作物的病蟲害防治手段、植保無人機的操控技術、植保無人機作業的規范流程、植保無人機的基本維護，以及能夠獨立完成植保無人機作業任務的課程目標。

該課程的特點是綜合性較強，教學內容的知識點較分散，內容較多，教與學的難度均較大。基于成果導向的教育理念（OBE）是近年來被廣泛應用于高校課堂的教學方式，重點就是必須以學生為中心，以教學目標為導向，通過持續改進提升教學效果[3]。作為無人機應用技術專業的拓展課程，將成果導向理念引入“無人機植保應用”課程實際教學設計中，有助于學生從被動學習者轉變為主動學習者，進而提高學生對無人機農業植保行業的應用認知。課題組結合成果導向理念，對“無人機植保應用”這門課程內容的教學組織方式進行了探索、實施和評價。

1 成果導向教學理念的特點

基于成果導向的教學理念已經得到廣泛認可，該理念的每一個教學環節都圍繞學生的學習目標和學習效果展開，使學習該課程的每一位學生都能夠達到預定的學習目標[4]。OBE教學理念已經得到了全國大多數院校的支持與實施。20世紀90年代，澳大利亞、南非以及美國早在1994年就實施了OBE教學計劃，并持續至今。2012年，歐盟提出教育要聚焦學習成果，我國也在積極響應與嘗試，OBE教育理念逐步在全國各大院校中流行起來。

OBE教育理念具有以下四大優勢[5]：

1）目的清晰。每一門課程的設定目標都非常清晰。傳統的教學方式中學生被動學習，教師講什么學生被動學習什么，對教學目標以及學習目的不清楚；而以成果為導向的理念首先確定明確的學習目標，從而對課程實現反向設計，進而達到預期教學目標。

2）教學方式靈活。OBE教學理念的特點是可以采用多樣性的方法，學生為了達成學習目標可以采取多種學習方式，教師根據不同學情可以采取不同的教學方法，從而共同完成具體的教學過程。教師的作用主要在于協助學生，學生的學習效果反饋給教師后，教師不斷完善教學方法，也幫助學生更好地進行學習。

3）參與積極性高。課堂參與也是OBE教學理念的關鍵部分，學習的主體是學生。通過以學習目的或成果為導向的方式，學生清楚需要學習哪些知識點，所以在課堂中的參與積極性很高。同時，也需要學生家長和社會共同制定課程計劃，從而更好地銜接畢業之后的工作崗位。

4）學習成果具有參照性。對于采用OBE教學理念的教學策略，課程的學習成果是可以起到借鑒作用的，進而在全國其他院校中進行普及和宣傳，培養出來的學生在社會中也能夠得到更高的認可度。企業同樣可以根據學生的學習成果判斷是否滿足該工作崗位的工作要求。與傳統的唯分數論不同，成果導向的教學理念凸顯的是學習成果，或者專業知識、實操技能的獲得。該特點也與學校的專業人才培養方案相吻合。

2 課程內容設計

2.1 構建“四點一線”，強化立德樹人功能

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上對課程思政教育做出全方位的說明，強調要思考高校需要培養什么樣的人、如何培養需要的人以及為誰培養社會需要的人[6]。要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，進而實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面[7]。

課程思政構建“四點一線”：以培養學生愛國主義情懷以及樹立學生正確的世界觀、人生觀、價值觀為主線，將工匠精神的培育作為終點，航空“6S”素養的養成作為著力點，實訓過程中的勞動教育作為強化點，多旋翼無人植保機作為應用的落腳點，加強“無人機植保應用”課程的思政元素[8]。將思政元素融入“無人機植保應用”課程中，有助于將價值觀賦予在專業知識傳授中，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀和社會責任感。例如，多旋翼植保無人機任務載荷的工作原理，著重強調多旋翼植保無人機任務載荷完成藥液噴灑等工作，實現對植物的保護[9]，透過現象看本質，探索任務載荷的工作原理。多旋翼植保無人機任務載荷的功能測試，通過設置任務載荷的典型故障，由現象到本質深入分析，通過任務載荷的工作原理圖，從故障表象到深層原因的探究，培養自主探索、科學排故的工匠精神。將思政元素融入到教學內容中，不僅能極大地激發學生對該課程的興趣，還能培養學生的愛國主義熱情和民族自豪感。

2.2 細化課程目標，落實教學任務

根據成果導向的教學理念與思路，結合無人機應用技術專業的人才培養方案要求，對農業植保的理論、實操和課程標準的教學目標逐步細化，細化后的教學目標要對標相應的工作崗位要求。將傳統的課程標準中的教學目標做出進一步的細化，轉變成符合成果導向的與無人機相應崗位要求對應的教學內容，需要細化到無人機崗位具體對應的要求，進而對課程的學習目標進行逐步分解。具體的分解和對應情況如表1所示。

表1 “無人機植保應用”課程能力分解表

3 教學組織和實施

以往的傳統教學中，課堂是以教師為中心的，教師過于強調知識的傳授，忽略了學生的接受能力，導致學生失去學習興趣，課程的教學目標無法有效完成。傳統的教學模式已不再適用于現在的高等教育教學。因此，按照OBE理念對課程學習目標進行分解，便于組織教學的內容和任務，也便于探索有助于達成無人機崗位要求的教學方法。針對當前學生的實際情況，在教學策略、教學手段和教學評價三個方面都進行了改革。

3.1 “四遞進、五步走”教學策略

基于成果導向教育理念，從職業能力出發，對接農業植保無人機崗位需求，依據學情分析，調整教學策略，制定基于無人機專業及行業需求的“四遞進、五步走”的教學策略，如圖1所示。根據教學目標，按照植保概述內容導入、農業基礎知識、植保無人機任務載荷、全自主植保作業和導師點評這五步開展教學內容[10]。“五步走”的教學內容依據由認知到基礎再到應用最后到拓展的“四遞進”方式，層層遞進，使學生具備扎實的理論基礎及較高的實操技能。

圖1 基于無人機專業及行業需求的“四遞進、五步走”教學策略

3.2 信息技術應用于四種場合的教學手段

教學手段是師生教學相互傳遞信息的工具、媒體或設備。在教學實施過程中充分利用信息技術方式，可以更加高效地幫助學生理解掌握知識點，拓展知識面。例如，疫情期間的在線教學，從利用“騰訊會議”完成整個實時課堂教學過程，在直播平臺中實現師生間深度且有效的互動；到利用“超星學習通平臺”“超星泛雅平臺”完成課前測試、課堂測試、課后作業和學習評價；再到教師教學中充分利用數字資源（微課、視頻、幕課、動畫）、模擬組裝軟件和技術手段（用于農業植保無人機任務載荷模擬拆裝的無人機實驗實訓中心）；最后，師生在學習通平臺“無人機植保應用”課程中，進行資源制作、課堂學習、教學互動、資源檢索等活動。

3.3 全過程多維度的教學考核評價體系

基于成果導向理念的“無人機植保應用”課程采用全過程、多維度的教學考核評價體系，如圖2所示。全過程考核包含課前考核15%，用于分析了解學生對預習任務的掌握情況；課中考核55%，主要考察學生對農業植保無人機的基礎知識的掌握情況，利用學習通平臺進行基本知識測驗；課后考核30%，包括學生完成自我總結報告、同組進行互評。教師還嘗試利用數據分析軟件，評估每個人的學習能力與創新能力。多維度評價包含教師評價、學生互評、學生自評和企業導師評價。

圖2 全過程、多維度的教學考核評價體系

4 結束語

課題組設計并實施了基于OBE理念的“無人機植保應用”課程教學改革，以學生為主體，提高了學生的學習積極性，改革和建設初見成效。學生的綜合成績從平均分82分左右已經提升到了89分左右，學生對典型農業無人機植保作業有了完整的知識學習與技能實踐，尤其是對于多旋翼農業植保無人機的應用有了融會貫通的認識和理解。更重要的是，OBE教學理念使學生進一步掌握了理實一體、線上線下結合以及合作式、探究式等學習方法，實現了“要我學”到“我要學”的轉變，明確了新時代對技術技能人才在職業能力、職業精神、職業素養等方面的新要求。但是無人機專業的教學改革是一項長期的課題，OBE理念的重要原則之一就是持續改進。因此，需要對學生預期成果得出的情況進行分析和總結，分析教學內容、教學設計、教學實施、考核評價等方面存在的問題，并提出相應的改進措施，從而使教學形成一個循環改進的閉合回路。

由此可見，采用OBE理念融入課程的教學內容及教學實施，將課程思政元素有機融入教學內容，制定基于無人機專業及行業需求的“四遞進、五步走”教學策略，確實能夠使學生達到學中做、做中學、學后思的目的，從而達到課程設置的教學目標。