無人機應用技術專業“三維一體，四方聯動”人才培養探索與實踐

金琦淳，陳慧敏，岳 睿，高麗金 ，黃文明

（無錫城市職業技術學院 機電工程學院，江蘇 無錫 214153）

無人機是“中國制造”一張亮麗的新名片。近年來，無人機產業快速發展，民用無人機在航拍、植保、勘測、巡檢等領域得到了廣泛運用。2017年12月，工業和信息化部印發的《關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見》提出：大力開展技術創新、提升產品質量性能、加快培育優勢企業、拓展服務應用領域、建立完善標準體系、強化頻率規范使用、推進管控平臺建設、推動產品檢測認證，促進我國民用無人機制造業健康有序發展。2019年4月和2020年2月，人力資源和社會保障部發布了與無人機有關的新職業，分別是無人機駕駛員和無人機裝調檢修工。產業轉型升級必然要求職業院校在專業定位、人才培養、課程內容、師資隊伍、教學模式、教學環境等進行新的改革。職業院校必須全方位構建適應產業升級要求的人才培養模式。

1 專業建設與實施方案

1.1 專業發展現狀

“無人機應用技術”作為新設專業，影響其人才培養質量的主要問題有：（1）人才培養與社會需求可能脫節，培養目標定位不明確，不能聚焦學生職業核心能力培養。（2）專業教育與產業實踐、創新創業教育結合不緊密，學生實踐能力、創新能力與社會責任感不強。（3）產教融合、協同創新深度不夠，社會力量辦學參與不足，專業服務產業發展能力不強。

1.2 人才培養模式

為了提高無人機應用技術人才培養質量，多措并舉深化人才培養模式改革，歷經課程開發、課程體系構建、教學方法改革實施、教學模式改進優化、“雙創”育人路徑調整、協同育人機制保障，開展了“教、訓、創”三維一體，政、校、行、企四方聯動”人才培養的探索與實踐，培養知識、能力、素養有機融合的高素質技術技能人才，實現“懂機械、會檢修、精應用、能創新”的人才培養目標。

2 專業建設探索與實踐

2.1 課程開發與開發體系構建

根據無人機的產業布局與上下游關系，形成了以集成與研發為主的上游集成產業，以零部件與整機加工生產為主的中游制造產業，以銷售與培訓等為主的下游服務產業[1]，對應智能制造、智能控制、智慧農業、智能計算、智能互聯和智能通信等技術應用推廣[2]。面向飛行器智能產品制造關鍵基礎技術典型崗位，培養具備數字化設計與制造、智能控制系統調試與維護和人工智能技術與服務等技術技能，能夠勝任無人機設計制造、無人機控制檢測維修和無人機行業應用等相關崗位工作的高素質高技能人才。無人機應用技術專業課程組群邏輯如圖2所示。

圖1 無人機應用技術人才培養模式

圖2 無人機應用技術專業課程組群邏輯

通過對無人機行業企業人才需求調研，總結典型工作崗位，歸納崗位群，分析崗位群工作任務所需職業能力[3-4]，按照職業能力形成規律，進行教學轉換，構建了以崗位群為引領、以崗位能力培養為目的的“機、電、用”三能力課程群體系，如圖3所示。進而優化傳統無人機專業人才培養目標，明確了無人機應用技術專業“一懂、一會、一精、一能”的人才培養目標和“知識、能力、素養”有機融合的人才培養規格，通過厚基礎，實現寬口徑。

圖3 基于能力導向的無人機應用技術專業課程群

2.2 教學改革方法

采用適合職業教育特點的教學方法。專業課程推行基于工作過程的項目化教學方法。如圖4所示，以工作過程為導向、以培養職業崗位能力為教學目標、以項目為教學單元構建課程體系，通過任務驅動組織教與學，滲透大數據、云計算、物聯網、人工智能、虛擬現實、增強現實等新技術，融合場景式、體驗式、沉浸式學習，把理論教學與實踐教學有機地結合起來。

圖4 基于工作過程的項目化課程教學設計思想

“實訓”課程通過項目引領，融入CDIO工程教育理念。如圖5所示，CDIO 代表構思（conceive）、設計（design）、實施（implement）和運作（operate），其核心理念是將教學和工程實踐緊密結合起來，從產品構思到落地生產有一個完整的生命周期，以產品周期為載體，基于工程項目實踐，構建理實一體化的教學模式，讓學生在“學中做、做中學”中強化工程知識和應用能力。

圖5 CDIO工程教育模式

把思想政治教育貫穿于專業課程教學的全過程中，寓價值觀引導于知識傳授和能力培養，實現課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接的同時、專業教育與思政教育同向同行，如圖6所示。

圖6 思想政治教育基本元素

2.3 教學模式改進優化

以校企“五對接”為基礎，以突出職業能力培養和職業素質培養為主線，構建“通用基礎+專業基礎+專業核心+專業拓展”課程模塊，完善“理、實、創”融合的課程內容與課程思政育人，推進無人機檢測與維護等“1+X”證書制度試點工作和民用無人機系統專業工程師合格證等職業資格考核鑒定等工作，開展中小學職業體驗教育、科普教育和社會培訓，加強成果向中小學創客、STEAM和人工智能教育中的推廣應用，形成“校企合一、理實交融、工學交替、系統育成”的人才培養教學模式，如圖7所示，實現了“專業基礎能力培養、專業核心能力強化、專業綜合能力提升”的三段式能力遞進。

圖7 無人機應用技術專業教學模式

2.4 “雙創”育人路徑調整

尊重學生個體發展差異，滿足不同學習需求，暢通雙創育人路徑，實施分層教學、分流培養，實現分類成才。成立3個社團：無人機社團、人工智能社團和創新創業社團，以競賽為抓手，開展師徒對接，強化學生實踐和創新能力培養。組建3個教科研團隊：電工電子教學團隊、名師工作室和智能制造創新團隊，為學生開展競賽提供理論與技術指導，培育孵化基于競賽提煉的項目課題和學術作品，帶領項目團隊通過創新創業大賽進行成果轉化。

2.5 協同育人機制保障

健全“政府主導、行業指導、企業參與”的校企合作[5-6]保障機制，深化產教融合，形成多方參與、協同育人的新格局，實現資源共用互惠、人才共推互聘、專業共建互贏、文化共融互通、成果共享互利。（1）政府提供政策和財政支持，拓展校際合作，構建現代職業教育體系，提高企業參與校企合作的積極性、主動性和創造性。（2）借助行業協會加強校企合作，共同開展行業職業資格標準制定與考核鑒定、基地申報、承擔企事業單位培訓、推進校企產學研合作等。（3）校企共建無人機專業校內外實訓基地，實施校內+企業（行業）專業“雙帶頭人”制度保障，由校企“雙帶頭人”領銜組建專兼結合教學團隊，共同制（修）訂人才培養方案、開發課程資源、組織課堂教學、落實學生實習、開展工程技術研發等。

3 結語

無人機應用技術專業“三維一體 四方聯動”人才培養的探索與實踐，破解了：人才培養理念滯后、與社會需求脫節的根源問題，學生崗位轉換能力不足、創新創意興趣不濃、社會責任感不強的體系性難題，及學生實踐創新能力培養資源短缺、實訓體系不健全、真實性不強的問題，創新了無人機專業人才培養模式，提高了人才培養質量，優化了無人機專業師資隊伍結構，增強了專業核心競爭力，改善了無人機專業教學實訓條件，提升了服務產業的能力。