“1+X”職業技能等級證書背景下高職院校無人機測繪技術課程改革與實踐研究*

南充職業技術學院、南充建筑產業研究院 劉波，張利，張浚楓，宋明銘

一、前言

2019年1月，國家正式發布了《國家職業教育改革實施方案》，《方案》提出了一系列新目標、新論斷、新要求，是辦好新時代職業教育的頂層設計和施工藍圖。緊接著，教育部開展了我國第一批1+x職業技能等級證書的試點工作。目前，包括各類考試的初中高級，我國相序已經開展了1255項1+X職業技能等級證書標準制定。隨著我國整體科學技術水平的發展，我國測繪技術能力得到了巨大的提升，眾多科技產品在測繪行業中不斷的展現。2020年，南方測繪獲批“測繪地理信息數據獲取與處理”與“測繪地理信息智能應用”兩項職業技能等級證書發證資格。2020年9月三和數碼測繪院有限公司申報的“無人機攝影測量職業技能等級證書”獲批成為“1+X”證書試點該證書主要面向中高等職業，應用型本科院校學生，涉及的專業范圍廣，覆蓋了包括資源環境大類，測繪類，地理類，水利類，地質類等眾多專業大類。

二、無人機攝影測量行業需求

（一）無人機航測簡介

無人機航測是以無人駕駛飛機作為空中平臺,以機載航測設備,如高分辨率CCD數碼相機、輕型光學相機、激光掃描儀等獲取地面目標信息。無人機航測系統包括飛行器平臺、拍攝任務平臺、定位定向系統以及地面控制系統，是多種現代化技術手段的結合運用。該技術最大的特點是智能化設計、自動化程度高、執行效率好，可以快速地獲取地理空間信息數據，為用戶提供了最科學最及時的信息來源，滿足眾多測繪場景需求[1]。無人機測繪作為一種新型前沿的測繪技術，在新時代背景下，正一步一步改變著整個測繪行業的產業格局。

（二）無人機航測技術人才需求情況分析

通過地理場景以及地理實體的創建，實現真正的數字化，信息化，智慧化的國家管理。其中地理場景包括數字高程模型(DEM)、數字表面模型(DSM)、數字正射影像（DOM)、真正射影像(TDOM）、傾斜攝影三維模型、激光點云等[3]。這一系列的數據生產都離不開航空攝影，而無人機航空攝影作為一種低成本，可輕易上手，場地要求低，維護便捷的測繪手段，越來越多的測繪部門以及測繪企業進軍到無人機測繪領域，因此其人才缺口巨大。

三、課程改革策略研究

傳統的無人機測繪課程受實訓條件，行業門檻等限制，主要作為專業選修課，授課形式也以理論講解為主，學生學習后對專業知識的實際掌握并不高，教學效果一般。在新的行業背景以及職教改革風口下，社會對無人機測繪技術的需求越來越大，因此無人機測繪技術已然成為測繪類專業教學的重點課程，因此其課程教學也面臨著變革與挑戰。

（一）將無人機攝影測量技術課程標準與專業人才培養方案深度融合

根據我院《工程測量技術專業人才培養方案》《測繪與地理信息技術專業人才培養方案》要求，結合工程測量技術專業“1+X”無人機攝影測量職業技能等級證書考核標準重新制定課程標準。無人機測繪技術與數字化測圖技術、地圖學、遙感數字圖像處理等課程具有較好的關聯性與互通性，可以在相關課程中引入無人機技術相關知識介紹，構建合理的教學次序，做好各個課程的銜接。與此同時，基于無人機攝影測量技術的實際工作流程，圍繞提升學生動手能力，重新制定了新的學生考核標準。

（二）對接職業崗位，完成課程重構

通過系統分析無人機航測技術人員工作崗位，推進專業課程學習與職業素養培養相統一，課程中積極向學生交流專業就業前景，強調課程在未來工作中的重要性提升學生職業自信與自豪感。根據新修訂的《無人機攝影測量技術》課程標準，參考無人機測繪技術高職院校“十三五”國家規劃教材《無人機遙感測繪技術及應用》以及《無人機傾斜攝影測繪技術》，并以《低空數字航空攝影規范》《攝影測量員培訓手冊》等為輔助，完成對課程進行重構，同時編寫對應的活頁教材。

圖1 無人機攝影測量技術課程重構圖

（三）課證融通，開展項目式教學

將“1+X”無人機攝影測量職業等級證書初級標準作為本模塊的技能目標，通過“1+X”職業等級標準活頁式評分表對學生進行教學、考核，實現課證融通。基于實際工作流程，以傾斜攝影三維數字測圖工作任務，采用項目化教學模式。根據工作過程將教學內容進行結構化和任務化處理。鑒于學生理論聯系實際能力的欠缺，將學生分成學習小組，采用任務驅動法、角色扮演法，在理實一體化教室、虛擬仿真實訓室及校外實訓基地開展教學，模擬測區三維地理實景影像信息采集，三維測圖全過程，將抽象知識形象化，實現理論知識與實際工作較好地貼合度。

（四）多種教學資源整合，激發學習興趣增強自主學習能力

鑒于學生自主學習能力較弱的特點，為學生提供豐富、優質且有效的學習資源，學生通過線上教學管理平臺預習打卡，線上平臺全過程記載學生的學習行為和數據，指導教師調整教學策略。與測繪行業企業合作，共建共享“無人機攝影測量測繪工程案例庫”，線上線下混合式教學培養學生具有適應新時代的可持續發展能力。

四、課程實施保障措施

根據課程改革，本課程主要采用以實踐為主，理論為輔的教學模式，這就需要教學單位保障相關的實驗實訓條件，為學生提供相應的實訓設備。同時也需要經驗豐富的專業教師進行執教，這樣才能保障整體的教學質量。

（一）加大投入，保障課堂軟硬件

1.實訓無人機

根據教學需求以及學院場地條件，主要通過采購大疆精靈系列螺旋翼無人機作為教學用機，該型無人機操作簡單，安全性高，便于日常管理，具有完善的售后渠道以及官方的技術支持，使用成本也較低。

2.圖形處理工作站

現代測繪對計算機硬件要求較高，尤其是無人機航拍相片的處理，包括空三建模，修模，三維數字測圖等都對計算機提出了很高的要求。目前我校已建成3S實訓室一間，可以保障測繪與地理信息相關專業的各科課程計算機硬件需求。

3.軟件保障

目前國內應用與教學的無人機傾斜攝影建模軟件包括大疆智圖，Smart3DCapture、PIX4D、Photoscan等，這些軟件都采用流程化的操作設計，對高職院校的學生來說具有上手快，易學習，能掌握的特點[4]。同時在無人機傾斜攝影測量中三維測圖也是一項重要的內容，目前南方CASS軟件中集成了三維測圖的功能，EPS等三維測圖軟件功能也越來越高效。

（二）開展校企合作，保障實訓條件

我校目前處于機場邊緣，整個校區未于禁飛區，這對無人機駕駛飛行訓練造成了很大的阻礙。學生在校不能開展系統完整的飛行訓練，因此飛行實訓場地條件建設也是一個重要內容。

1.通過利用虛擬仿真軟件，模擬飛行駕駛

目前我校已經在3S實訓機房安裝部署了大疆模擬飛行控制系統，該系統提供部分免費飛行模塊，能夠模擬多個大疆機型的飛行訓練，可以借助物理引擎，鏈接真實飛行操作臺，提供多個視角的畫面切換功能，能較好的滿足飛行訓練。

2.建立校企合作機制，在企業完成飛行訓練

隨著無人機的行業應用越來越廣泛，無人機相關的本地企業也越來越多，通過與本地無人機企業建立校企合作關系，既可以解決學生實訓場地難題，還可以解決學校設備緊張等問題，同時與企業直接接觸，學生可以近距離的感受企業文化以及企業工作場景，大大提升同學們對專業的認知能力，為將來就業提供幫助[5]。

（三）組建雙師隊伍，保障師資力量

無人機測繪技術屬于前沿新技術，需要相應的理論以及專業廣度基礎才能完成相應的教學，同時該課程軟硬件動手操作也較多，因此也需要豐富的實踐教學能力，這需要具有相關專業實際項目經驗的老師參與到教學中。

相關教師應積極進入企業參與實踐，并將實踐成果應用于教學中。在開展校企合作時，聘請經驗豐富的一線無人機航測從業人員擔任兼職教師到校講學，緊跟行業項目需求，將課堂教學與實際項目融為一體，保障教學質量。

五、結論與展望

無人機攝影測量技術作為一種新型測繪技術，目前已經在測繪領域所占市場份額越來越大，在很多測繪領域已經慢慢的取代傳統測繪技術。而測繪作為一個國家經濟發展的重要基礎工作，永遠走在各行各業建設的前列，因此社會時刻需要測繪技術人才，而職業教育將肩負起相關人才培養的重任。

近年來，國家對職業教育提起了前所未有的重視程度，“1+X”職業技能等級證書也慢慢的被行業企業所認同，“1+X”無人機攝影測量職業等級證書作為無人機測繪技術的主要職業技能證明，必將在未來相關行業中具有較大的含金量，因此圍繞學生實際能力培養與證書考核將會成為相關課程建設與教學改革的重點內容。