校企合作背景下無人機植保技術課程建設初探

作者簡介：范鑫，1987年生，碩士，講師，主要研究方向為無人機操控與維護、中職學校德育工作。

摘 要：植保無人機以其低空低量航空施藥作業效率高、適合多種地形作業、降低人力成本、提高生產效率等優勢，在我國得到了廣泛應用。柳州市交通學校針對無人機植保技術課程建設存在的問題，通過搭建無人機植?！半p平臺”和建立無人機植保“三位一體”提升工程，提高無人機植保技術課程教學質量。

關鍵詞：無人機植保技術；課程建設；校企合作；三位一體

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）11-0106-05

植保無人機是主要用于農林植物保護作業（噴灑藥劑、種子等）的無人駕駛飛機，由飛行平臺（固定翼、直升機、多軸飛行器）、導航飛控、噴灑機構等三部分組成。我國于2010年研制出世界上第一款多旋翼電動植保無人機。作為農業大國，我國植保無人機以其低空低量航空施藥作業效率高、適合多種地形作業、降低人力成本、提高生產效率等優勢得到了廣泛應用。如今，大疆、極飛等無人機制造企業正在推動智慧農場項目，用數據平臺和智能操控等技術進行管理，讓農田植保作業更輕松、更高效。

目前，無人機操控與維護專業以其新興、重實踐、應用領域廣等特點，陸續在各中職學校開設。柳州市交通學校（以下簡稱我校）于2020年成功申報無人機操控與維護專業，并建成無人機操控與維護實訓中心。無人機植保技術作為專業技能方向課程在第四學期進行每周四課時的教學，學生將學習到植保無人機的操控技術以及一些農作物病蟲害防治知識。

一、中職學校無人機植保技術課程建設存在的主要問題

（一）中職生對從事無人機植保工作缺乏職業生涯規劃

首先，大多數中職生入校時對職業教育的認知基本是“白紙一張”，認為在職校學習是另一種高中學習模式，對職業生涯規劃缺乏主動的自我分析。其次，無人機操控與維護專業學生對這一新興專業的認知普遍停留在操控無人機航拍上，他們普遍認為今后就業以航拍為主，可以在較輕松的工作環境下創造高收入。一說到無人機植保工作他們就認為是回到農田干苦力活，但由于大多數中職生的生源地在農村，他們對畢業后留在城市工作有很高的憧憬，所以大部分學生對畢業后回鄉從事農林植保工作帶有消極情緒，出現厭學情緒，在實操上不愿意嘗試，對學習無人機植保技術存在排斥態度。最后，學生在課堂、在職業講堂、在社會實踐等學習環境中，沒有系統地了解國家在無人機植保技術的推廣應用成效，不清楚真實的無人機植保技術人員工作內容以及工作收入，對無人機植保行業的發展趨勢與個人職業生涯規劃缺乏相關聯的設想。

（二）無人機植保技術課程建設相對刻板

多數中職學校無人機植保技術課程教學仍停留在讓學生了解植保無人機技術發展、結構特點，學會動手操控植保無人機等知識點掌握層面。平時除了在教室學習理論知識，就是到飛行場練習植保無人機操控，考核時只要求學生順利操控無人機航線飛行、動手操作等內容即可完成本課程的績點。然而，無人機植保技術課程作為一門實操性很強的課程，考核學生不應該如此草率了事，這種教學模式是一種相對刻板的模式，缺乏有效地將無人機植保技術課程與當前農林植保實際應用相結合。實際上，植保技術課程是通過了解農作物的實際情況，研判如何解決農作物的病蟲害，以提升農作物的增產增收為主要目的的一門技術課程，那么學生在學習本課程時，理應對農作物生長過程中各階段的特點、實地解決農林植保的綜合案例等知識點有所掌握。這種“重機子功能運用，輕植保實戰訓練”的教學理念影響了學生對該門課程的應用探究，導致學生的綜合能力不高。

究其原因，筆者認為主要有兩點：一是課程教學缺乏與企業的有效交流和溝通，沒有建立完善的校企合作平臺，學生缺少實踐機會，缺乏直觀感受社會對植保人才的需求，無法切實了解自己的實踐能力、職業素養與職業人員的差距；二是課程教學內容缺乏與考證、比賽的內容相關聯，缺乏從考證、比賽中檢驗自己的操作能力的機會。

（三）教師專業教學能力偏弱

無人機操控與維護專業是中職學校近年來新開設的專業，缺少與之相對應的專業教師，師資不足造成教學水平不高、教學創造力偏弱。為解決專業教師數量上的不足，大多數中職學校無人機專業教師基本從裝備制造大類各專業轉崗而來，這些教師對無人機專業發展缺乏系統性研究，沒有系統學習過無人機植保技術課程標準、教學方案、教學內容和教學方法，基本上是靠自主研讀、查閱網絡資料習得此專業知識，因此教師專業教學能力偏弱。

造成以上問題的原因，一是專業課程較為小眾，教師能參加的無人機專項培訓少之又少，同時教師缺乏參加植保飛手培訓及考證的主動性，專業綜合能力、教學創新能力很難獲得應有的發展；二是教師沒有掌握企業實際生產需求、市場應用需求等方面信息，校內的實訓實操教學受到很大的制約，基本是“閉門造車”的填鴨式教學；三是中職學校沒有吸納植保技術經驗豐富的職業技術人員作為校外兼職指導教師，教師團隊的人員組成較單一。

二、校企合作背景下無人機植保技術課程建設革新路徑

我校無人機操控與維護專業積極推進無人機植保技術課程建設，啟動屬于“交校植保模式”的“兩大引擎”。一是搭建無人機植保技術交流“雙平臺”，即建立鄉村振興幫扶平臺，開展無人機植?？萍枷锣l服務活動；打造校企合作育人平臺，打造無人機植保技術在產教融合方面的新樣本。二是建立無人機植?！叭灰惑w”提升工程（培養學生技能、優化教學內容、提升師資隊伍等三個方面）。下文主要分析“交校植保模式”下無人機植保“三位一體”提升工程的具體舉措。

（一）培養學生技能：聚焦植保技術新戰場，助力學生從容面對職業生涯

1.以“三個維度”為引領，搭好植保初體驗平臺

我國脫貧攻堅已取得全面勝利，在新時代新征程上，我校教育無人機操控與維護專業學生要用實際行動助力鄉村振興，用先進技術服務農村發展，并讓學生充分感受科技服務農業發展的魅力。

無人機植保技術主要是培養學生使用植保無人機對農作物進行植保作業，為今后在農村田間地頭開展植保服務打下基礎。在本課程教學中，我校積極宣傳與其貼合的職業規劃內容，培養學生正確的價值觀，引導學生走技能成才之路。

為打破學生對傳統農業發展思維的認知，我校通過“接觸—感受—服務”三個維度讓學生對無人機農林植保作業有直觀的“新”認知。第一個維度——讓學生接觸“新”農業。專業教師在日常教學中及時給在校學習無人機知識的學生推送植保無人機在農田應用的新聞。例如以下一則新聞就讓學生充分了解無人機植保技術的廣泛應用。

人勤春來早，田間農事忙。眼下正是春耕生產田間管理的關鍵期，連日來，北湖區耕耘農機農民專業合作社社員們奔赴田間，開展無人機精準噴灑施肥和病蟲害防治，全力護航穩產豐收。北湖區耕耘農機農民專業合作社法人駱元波介紹，相比傳統的人工打藥、施肥，一臺無人機1小時就能為近50畝農田噴灑農藥、施肥，不僅大大提高了工作效率，而且無人機飛行過程中產生的向下氣流能讓土地更充分地接受噴灑，藥、肥更加均勻，防治效果大幅度提高。植保無人機能夠按照預設作業路線、畝用量、行距等指標參數來實現精準播種，具有播撒密度均勻、作業范圍大、性能穩定等特點。如今植保無人機利用北斗衛星定位系統和坐標數字測量技術，通過植保無人機上的載波實時動態測量，可以實現植保無人機“厘米級”精度定位。農田上空植保無人機在準確飛行，“后臺”里無數個數據在飛速計算。讓春耕工作更加低碳高效，透著“科技范”。

第二個維度——讓學生感受“新”農業。我校組織部分無人機操控與維護專業學生一同參加學校組織開展的鄉村振興科技下鄉活動，真正把植保無人機飛進田間地頭，向村民普及植保無人機應用的優勢。

第三個維度——讓學生運用先進農機服務“新”農業。日常授課時，教師要鼓勵學生以成為植保飛手為標桿，刻苦訓練植保無人機的操控，掌握植保無人機的操控技術，并運用這些先進技術服務“新”農業。

2.瞄準行業人才需求，更新職業發展定位

農業農村部會同多部門制定并發布的《“十四五”全國農藥產業發展規劃》文件明確提出，推廣高效施藥器械，重點推廣植保無人機等設備，逐步淘汰背負式手動噴霧機、擔架式噴槍等設備。此外，國家大力推廣普及農業生產機械化，各地將植保無人機納入購置補貼目錄，無人機播種、施肥，無人機飛防作業等智能化手段深入田間地頭，極大地提高了生產效率，反過來又進一步擴大植保無人機的應用推廣，無人機植保飛手這一新興崗位應運而生。

我校科學引導無人機操控與維護專業學生了解職業發展方向，組織農林植保企業技術人員以植保無人機實踐運用為切入點，開展農林植保崗位認知進校園活動，向學生比對傳統人工作業模式與使用無人機開展農林植保的區別，幫助學生了解無人機植保優勢，宣傳國家對農林植保方面的政策支持，從而更新學生對崗位認知的重新定位。與此同時，我校開展實踐調研活動，讓學生走出校園，走入田間地頭實地觀察，并與村民溝通交流農作物知識，從而幫助學生潛移默化地了解農作物種植過程各個環節的情況，熟悉農作物病蟲害防治方法，探索植保無人機在田間地頭操作的可行性。最后學生將調研信息整理成調研報告，進一步提升自身收集調研素材及編寫調研報告的能力，為后續開發課程內容做準備。這種“理論宣講+實踐調研”的方法，幫助學生樹立了運用無人機植保技術的新理念。

3.培養技能型人才，增強自身“硬實力”

目前，市場對無人機飛手的需求量日益增加。為提高學生實習、就業的“硬實力”，我校以“比賽+考證”的方式作為技能提升的著力點，鼓勵學生積極參加各類技能比賽和職業技能等級考證，不斷更新自己的職業視角，提高自己的技能水平。近幾年，在教育、科技等部門和行業企業的推動下，中職生可以參加的無人機相關賽事逐步增多，且賽項覆蓋面更廣。我校先后組織學生參加無人機操控、無人機編程等比賽，學生在無人機操控比賽需要完成兩個大項的任務。一是無人機裝調。要求學生將各零部件組裝成一架無人機并對無人機進行調試。在這個過程中，學生全面了解無人機各零部件的工作原理和安裝方式，掌握無人機裝調、排障等基本技能，從而更熟練地掌握植保無人機各類型硬件的維修技術。二是無人機操控。學生通過穿越障礙訓練以及點位拍攝訓練等，讓自己的操控駕駛更為精準，從而更自信、更準確地操控植保無人機在動手操作、AB點作業、自主飛行作業等方面的相關操作。近年來，我校還積極組織學生考取“1+X”無人機駕駛職業技能等級證書（初級），讓學生通過努力學習理論知識和實操訓練，然后在考核單位的監考下，最終通過職業教育國家學分銀行認定。

（二）優化教學內容：圍繞植保技術做文章，依托校企合作豐富教學資源

1.對接企業生產，構建模塊化課程體系

職業學校以注重培養學生緊貼市場需求的職業技能為特點，校企合作為這一特點搭建了實踐平臺。在校企合作背景下，職業學?？梢造`活運用多元化的培養模式豐富課程的構建。

針對前文提到的課程建設趨于保守的問題，我校無人機教師團隊通過“五深入”（深入高校、深入企業、深入行業、深入學生、深入教師）開展相關調研工作。其中以與企業交流作為豐富教學內容的重要手段之一，讓我校的無人機真正飛進田間地頭，讓教學過程與企業植保作業過程緊密對接，進一步構建模塊化課程體系。以油菜病蟲害防治試驗為例，我校與當地生態農業示范園簽署校企合作協議，企業提出農作物病蟲害飛防作業需求后，我校無人機教師團隊帶領部分專業學生來到油菜地，在企業技術人員的指導下，將農藥配比并進行無人機植保操作，數日后再次來到農田觀察植保作業效果。具體做法如下。

一是了解油菜蟲害。油菜蟲害主要有蚜蟲、紅蜘蛛、甜菜夜蛾等，教學內容可以進一步延伸至每種蟲害的形狀大小、生長特性、防治措施。二是熟悉農藥的相關知識。本次我校參與油菜病蟲害防治試驗采用茚蟲威農藥，教師在教學中可向學生傳授農藥的具體用途、使用方法、儲存要求等內容。另外，施藥液量也是需要重點關注的知識點，目前市面上完全適用于植保作業農藥的產品還不常見，需要對多次的試驗結果進行分析，然后根據評估結果調制出較為合適的配比。三是作業面積的靈活設定。如空曠的操場基本沒有障礙物，教學時僅通過想象或者臨時擺放障礙物來進行訓練，與這種“模擬場景”實操訓練相比，在田間地頭訓練則更具針對性與實操性，因為田間地頭有電線桿、樹木、圍墻等障礙物，此時教師可以結合實例進行任務講解，并操控植保無人機讓學生進行觀察和思考，同時讓學生比對手動航線規劃與自動航線規劃的優缺點，最終形成能精確避障的規劃航線圖。四是植保無人機的前后期工作內容。植保作業的前期準備工作有設備調試、設備電池預充及現場充電方案制訂、設備運輸等，后期工作有設備外觀和噴頭的清洗、電池充放電、作業日志填寫與操作總結等，這些內容涉及本課程的安全操作內容與“6S”管理。五是植保作業數據匯總與分析。無人機植保作業在實施過程中，當天的氣溫、濕度、風力、光照等因素會影響農藥的配比。如我校在校企合作試驗田噴灑某農藥（劑型∶乳油）時，學生記錄當天的相關信息為：12月16日下午1點，氣溫21°，濕度41%，東北風，風力3級。根據這個數據，合作企業植保技術人員按照比例倒入農藥進行兌水稀釋，從1個月的觀察效果看，達到預期效果。同時在植保無人機操作過程中，遙控器界面也在計算航線作業數據，具體包括飛行高度、飛行速度、噴灑流量、電池耗電量等信息。單次植保作業完成后，遙控器界面會生成作業效果確認書，我校參與的油菜飛防作業單次作業面積為5.5畝，飛行時間為6分40秒，用藥總量為14.3升，實際噴灑用量為2.6升/畝。每次植保作業后所收集的數據通過防治效果來綜合判斷，最終分析出今后可以借鑒的常規操作數據。六是成本核算。目前大多職業學校都開設有創業相關課程，職校學生除了學習職業技能，還要記錄植保無人機從展示廳搬出到田間地頭植保操作再到運回學校整個過程中的人力、物力等內容，評估一次作業的成本，并完成核算，為今后創業做好準備。

2.創新教學組織形式，激發學生活力

教學組織形式應根據教學內容進行全面優化，并能促進學生積極參與教學互動。如在教學植保無人機發展知識時，教師除了向學生介紹植保無人機的發展歷程，還有針對性地在課前將學生分為紅、藍兩個小組，給學生布置收集21世紀我國引以為傲的兩大多旋翼植保無人機廠商——大疆和極飛的相關信息。上課時，兩個小組進行“你問我答”活動，如紅方提問大疆某款機型特點，藍方回答紅方的問題等，從而促進學生對植保無人機特點的深刻記憶。同時，教師在活動結束后從思政角度總結我國無人機技術領先世界，激發學生的愛國熱情和民族自豪感。

（三）提升師資隊伍：專注“教、培、證、賽”建設，培育高水平教師隊伍

我校無人機操控與維護專業教師大多是轉崗而來，教師教學能力的提升尤為重要。我校緊緊圍繞“教、培、證、賽”四個方面促進師資隊伍業務能力的整體提升。

第一，教?！敖獭笔侵附M建無人機教學提升團隊，每學年對人才培養方案、課程標準等材料進行集體論證、修改，團隊成員通過開展企業調研、和任課教師交流、對實習生和畢業生進行訪問、專家論證等工作，不斷優化專業建設材料，使之更適合我校無人機操控與維護專業的教學。另外，我校還對教學計劃、教學方案、教學設計、教學工作頁等內容進行集體討論，逐步將各課程教學內容標準化、規范化。例如，筆者作為本課程校內負責人、校企合作植保技術人員作為校外負責人，筆者將自己制作的教案與校外負責人進行積極溝通交流，并根據校外負責人的建議優化教學方案，使教學內容更嚴謹、教學項目更貼近企業生產需求。

第二，培。“培”是指教學業務培訓。我校采用“內培+外培”的形式，即校內教師業務培訓加校外實操技能培訓班培訓。以無人機植保技術課程為例，在“內培”方面，我校邀請校企合作技術專家對教師團隊進行病蟲害防治技術、農藥基礎知識等培訓，開展植保無人機操控理論知識培訓；在“外培”方面，我校積極組織教師“走出去”，參加植保無人機操控的校外相關培訓，使專業教師牢固掌握植保無人機基礎知識和測繪建圖、三維方向建圖等專業技能。

第三，證?！白C”是指組織教師團隊參加無人機操控證書的培訓及考試，這是轉崗教師從事無人機教學的“敲門磚”，從而進一步提高我校教師團隊的“雙師”率。

第四，賽?！百悺笔侵笀猿忠再惔賹W的思想，教師參加或教師指導學生參加各類技能比賽，掌握當前無人機行業對操作人員技能水平的要求，促進教學內容的改革與優化。

三、校企合作背景下無人機植保技術課程建設改革的成效和反思

（一）改革成效

我校積極搭建“雙平臺”模式推進無人機植保技術課程建設，一個平臺結合定點幫扶村開展科技下鄉服務活動，另一個平臺與校企合作企業以項目運作的方式進行深度融合。

1.學生運用植保技術更自信、更規范

課程建設改革之前，學生對無人機植保技術的運用存在“三無”現象，即無職業定位、無心理論學習、無實操興趣。如今，學生積極主動地學習植保無人機技術這門課程，出現了“五個愿意”的積極改變。一是愿意深入田間地頭了解無人機植保技術，自信地與村民聊家常，讓村民更直觀地感受到無人機發展的背景和無人機改變中國農業發展的現狀。二是愿意主動研究問題。學生對比無人機作業前后作物的生長效果，能夠以問題導向研究下一步的工作改進辦法。三是愿意團隊協作。由于植保無人機課程教學是項目式教學，學生非常享受這種思維有效碰撞的團隊交流方式，項目總結報告的質量得到了有效提高。四是愿意對照標準。與之前“模擬教學”時的無所謂態度相比，學生真正在企業實踐生產中切身感受到了標準化作業是如何提高工作效率的，因此他們更愿意主動地把植保作業前、中、后的標準操作入心入腦，進一步加深對職業素養的理解。五是愿意服務鄉村建設。植保無人機課程教學不再是“填鴨式”教學，而是組織學生深入到幫扶村、校企合作企業開展農業種植。多次多地開展實踐，讓學生逐漸建立服務鄉村建設的責任感。以22級無人機操控與維護專業為例，教學期間本專業學生獨立完成調研報告5篇，涉及內容有油菜花生長特點分析、各季節植保作業特點分析等，逐步收集到一些適合當地氣候條件下的無人機飛防作業數據。2022年起，我校無人機操控與維護專業每年組織20余人參加“1+X”無人機操作應用考證并順利通過考核。我校無人機操控與維護專業學生每年都積極參加行政部門、行業舉辦的各類無人機操控類比賽，成績突出，至今共榮獲國家級二等獎1個，三等獎4個；自治區級一等獎4個，二等獎1個，三等獎1個；市級一等獎2個，二等獎2個。

2.教學內容更全面，教師團隊更成熟

改革之前我校的教師隊伍都是裝備制造類專業教師轉崗而來，出現了“重理論，輕實操”的教學現象以及“重機子功能運用，輕植保實戰訓練”的教學理念。改革后的教學內容突出實戰性，我校主動與校企合作企業開展無人機植保技術相關課程開發，并將植保無人機操作技術編寫成項目式教學工作頁在課堂上使用。至今，我校無人機操控與維護專業課程資源包建設有教學微視頻16個共108課時，課程教學案例涵蓋農作物生長特點、農藥知識、植保無人機操控、案例分析等內容，涉及以校企合作企業所研究的內容作為工作頁內容11個，并率先建立適應本地氣候的植保作業數據庫。此外，我校教師團隊獲證率由專業建設初期的0提升至當前的83.00%，我校無人機操控與維護實訓中心獲評自治區級創新、特色實驗室稱號。

（二）改革反思

1.教學機型需更適應市場需求

目前我校教學植保無人機與當下最新款機型有一定差距，且只能噴灑作業，與當下可以播種、噴霧效果更佳、數據收集更全面的植保無人機存在相當大的差距。下一步我校將依托校企合作平臺，雙方共同采購性價比更高、更符合教學需求和市場需求的教學機型，并在植保數據研究上資源共享，共創未來。

2.教學場景需更多元

目前教學場景（包括校企合作企業的作業場景）以平原地勢為主，對丘陵、山地等地形復雜的教學場景并未涉及。下一步我校將引入不同地形的教學內容，特別是要開設無人機測繪操作技能課程，這對丘陵地形的植保無人機智能化飛行操控能起到很大的技術支持作用。

綜上所述，我校無人機植保技術課程在搭建無人機植?！半p平臺”和建立無人機植?！叭灰惑w”提升工作這兩大引擎的推動下，取得了較大的突破，形成了符合我校特色的“交校植保模式”。下一步，我校教師教學團隊還將積極深入無人機制造商、智慧農場示范園等領域，努力學習更先進、更智能的植保技術知識，從而服務本地農業發展，助力鄉村振興，推動無人機植保技術課程資源與時俱進。

（責編 林 劍）