中職無人機植保技術課程教學策略研究

摘 "要：該文分析國家對于無人機產業頒布的重點政策和現階段中職學校無人機相關課程在專業設置與教學實踐中面臨的主要問題，以無人機植保技術課程為例，從教學內容和教學方法2個方面提出一些提高無人機專業中實操實踐課程教學效果的方法，以此來推動中職學校的無人機課程設置和課堂教學進一步發展。

關鍵詞：無人機課程；植保無人機；教學實踐；教學改革；中職

中圖分類號：G632 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-9902（2024）22-0153-04

Abstract： This paper analyzes the key policies promulgated by the country on the UAV industry and the main problems faced by UAV related courses in secondary vocational schools at this stage. Taking the UAV plant protection technology course as an example， some methods are proposed to improve the teaching effect of practical courses in UAV majors from two aspects： teaching content and teaching methods， in order to promote the further development of UAV curriculum and classroom teaching in secondary vocational schools.

Keywords： UAV course; plant protection UAV; teaching practice; teaching reform; secondary vocational school

隨著科技和社會發展，無人機技術得到了廣泛應用，在影視航拍、搶險救災、安全監控巡視、測繪航測、地質勘探、農業植保和商業表演等領域展現了勃勃生機。其中，在農業植保方面，無人機播撒農藥，代替了傳統的手工操作，不僅省時省力，在節約農藥和減少污染土地方面也起到了重要作用。所以，在職業學校開展無人機課程的教育是非常必要的。

1 "問題的提出

1.1 "無人機產業已上升為國家重要發展戰略

近年來，各級政府對我國民用無人機行業展現出高度重視的態度，也從產業政策方向給與了重點的支持和協助。為鼓勵民用無人機行業的持續發展與不斷創新，國家多部門陸陸續續出臺了多項政策。政策一覽表見表1。

此外，國家《“十四五”數字經濟發展規劃》《“十四五”民用航空發展規劃》《智慧民航建設路線圖》等頂層文件都對發展無人機產業提出了明確要求，為無人機產業發展指明了方向[1]。

同時，2024年1月7日在深圳召開了第九屆無人機百人會。世界無人機大會主席、深圳市無人機行業協會會長楊金才表示，截至2023年底，國內已有7萬多家企業注冊的經營范圍有無人機業務，實際運行企業超1.7萬家，產值1 520億元；實名登記無人機超過111萬架，比2022年增長15.9%；頒發無人機駕駛航空器操控員執照18.2萬本，2023年無人機飛行超過2 000萬h[2]。

1.2 "無人機教學研究文獻計量分析

選擇CNKI知網期刊全文數據庫為檢索源，以無人機教學為主題進行搜索，得到中文文獻602篇。

按照發表年度分布進行分析，大致分為3個階段，其中，2016—2017年，處于起步階段，年均不超過30篇。2018—2021年，屬于快速發展階段，年均增幅20篇，在2021年達到頂峰104篇。2022年至今，有小幅回落，成為穩定階段，年均80篇。按照學科層次分布進行分析，高等教育層次有267篇，職業教育層次有184篇，中等教育層次12篇。按照發文機構前十名分布進行分析，有6所是大學、3所是航空職業學院，其中，前三名分別是陸軍工程大學、國防科技大學、北京航空航天大學。

通過對文獻發表的年度、層次和來源分析后，可得出以下結論，無人機教學的研究主要集中在高等院校中，中職學校的無人機教學的研究數量不高、占比不大，中職院校對該領域的關注度還是稍有不足。

1.3 "無人機專業相關教學資源不配套

和蓬勃發展的行業企業、快速發展的研究文獻相對的，是教學資源的不配套。目前，我國開設無人機專業的院校主要以高職專科院校為主，根據“全國職業院校專業設置管理與公共信息服務平臺”（此平臺由教育部職業教育與成人教育司主辦，網址輸入如下：https：//zyyxzy.moe.edu.cn/），在“2024年高等職業教育專業設置備案結果”欄目（高等職業教育專科擬招生專業設置備案結果數據檢索，網址輸入如下：https：//zyyxzy.moe.edu.cn/home/major-register）中顯示，全國共有32個省級行政區的422家院校設立了無人機應用技術專業或無人機測繪技術專業。相比較2023年的391家院校，增加了31所，其中，有5個省份開設數量減少、8個省份數量持平、18個省份數量增加。從數據顯示來看，越來越多的省份增加了無人機院校和招生專業設置，但在數量上，主要是高職專科院校，中職學校和普通高等院校的專業建設在數量上較低。

經過采訪，在開設無人機專業的學校中，大部分學校的硬件條件齊備，但師資力量較為薄弱，當前設置的課程體系不夠完整，行業應用有待豐富。

因此，本文以中職學校無人機操控與維護專業中的專業核心課無人機植保技術為例，以植保無人機應用職業證書為切入點，以滿足企業需求、培養學生技能2方面為抓手，從教學內容和教學方法等方面分析提高無人機類課程教學效果的策略和方法[3]。

2 "教學內容分析與設計

2.1 "明確課程目標

無人機植保技術課程有2個職業證書標準，基本要求是植保無人飛機應用職業技能等級標準，從實際操作難度來看，較高一級的要求是無人機航空噴灑職業技能等級標準。2個職業技能等級標準均細分為3個等級：初級、中級、高級，3個級別相互之間是連續貫通的關系，高級別等級完全包含低級別等級的職業能力要求。在實際教學中，各級各類學校可以根據等級標準中所標明的不同級別所對應的工作能力條件和實際崗位需求，再結合本校師資條件和學生接受程度等方面綜合考慮，最終選擇適合本學校的證書等級。2個職業技能等級標準要求如圖1和圖2所示。

2.2 "構建課程體系

課程體系的構建，需要參考行業標準和崗位需求，深入挖掘企業對工作崗位所要求的核心能力和專業基礎知識。結合以上指導思想，開發出既能夠與中職院校學生生理心理特點相符合的，又能夠對標工作崗位能力要求的，還可以在無人機行業中貼近企業培養目標的新型課程體系。

本課程立足無人機技術發展趨勢和現階段對無人機植保技術人才需求，以企業實際應用為載體，以考取“1+X”職業證書為導向，以植保作業中涉及的具體技術為核心，以“企業實際—教育教學—課堂任務”為主線，從簡單到復雜，從知識點到項目組，遵循學生思維能力和接受能力，符合教育教學和企業應用實踐能力的基本培養規律，科學設計學生學習內容和教師傳授知識結構，從而整合和優化教學知識點。

2.3 "編寫校本教材

教材選擇校企合作編寫的校本教材，使用新型活頁式教材。在不同于傳統課堂的工學一體化課程中，要完成學習任務，學生單純地從教材中尋找答案已經遠遠不夠了，更多的是需要學生借助網絡的力量，去搜索相關的技術資料和產品手冊。

一個典型的工作頁包括：任務描述、任務要求、實訓任務（任務書、任務分組、任務實施）、任務評價。從工作頁的內容可以看出，既有任務描述、任務要求，又有詳細的操作規范、具體的操作步驟，這就是所謂的活頁。一堂課上完，學生可以在工作頁上補充大家的討論筆記和自己的思考過程，把這些補充的內容和具體的流程規范一起夾起來，復習時拿出來查閱，這也是“活”的意義所在。

根據課程目標和體系，教材可以分成4個部分，每部分又分為幾個模塊，每一個模塊內包含若干個任務。具體教材的一、二級目錄見表2。

2.4 "整合課程資源

隨著無人機技術的快速發展，應充分利用校內外資源，整合教學內容。與企業合作有助于豐富資源、提高學生就業競爭力。具體表現在以下幾個方面。

1）企業參與課程開發和實訓項目設計。邀請企業專家參與課程設計，確保課程內容與企業需求和技術發展相同步。與企業專家合作開發實踐項目，讓學生在企業教師指導下完成實際的植保無人機維護工作、操作任務。

2）舉辦技能競賽和考取“1+X”職業證書。與企業聯合舉辦植保無人機技能競賽，提高學生的操作技能和協作能力。引導學生考取“1+X”職業證書，提高就業競爭力。

3）企業講座和引進師資。定期邀請企業專家來校進行講座，分享行業動態、技術進展和職業發展路徑。培養或引進具有實踐經驗的雙師型教師，在教學中更好地結合理論與實踐。

4）建立校外實訓基地。通過廣泛了解行業和市場、細致分析崗位應用、篩選幾所合作企業，展開校企深度合作，共同建立校外實訓基地。學生在實訓基地可以深入參與企業實際項目，接近實際的工作崗位和生產環境，在完成項目的過程中不斷積累原始經驗。

表2 "教材結構一覽表

2.5 "分層教學內容

對教學內容進行分層次，既可以幫助教師梳理思路，又可以助力學生快速理解。以無人機植保技術課程為例，對教學內容的分層，可以劃分為3個部分：理論知識、實踐操作、創新與素養，具體如圖3所示。

在實踐操作環節，又可以按照操作水平分為基礎、進階、綜合3個階段，分別為農田類、果樹類、綜合案例。具體如圖4所示。

圖3 "植保無人飛機應用職業技能等級標準

3 "教學方法實踐與研究

在“以學生為中心”的教學理念中，區別了傳統講授的上課模式，強調調動學生的主動性，引導學生發自內心驅動力的自主學習。在課程中應用線上線下混合式教學模式、GBL（Game-based-Learning）教學法（基于游戲式教學法）、分組扮演教學法。

圖4 "實踐操作環節3個部分

3.1 "線上線下混合式教學模式

線上教學階段，借助于在線教學平臺等信息技術，教師在課前可以發布預習資料和視頻等，通過在線教學平臺，來監督學生的預習情況和進度，并作簡單考核。

線下教學階段，分為學生講解知識、小組劃分和實踐操作（操作方法、數據、團隊配合）、實踐操作總結和思考。

在線下教學階段，要充分利用計算機中的虛擬仿真軟件。利用軟件中提供的不同農作物、不同環境等進行飛防模擬。學生根據不同的虛擬任務，調整噴灑參數，進而了解無人機的噴灑狀態和病蟲草害的防治效果。在實驗結束后，需要對數據進行收集和分析。對比和總結不同劑量、不同噴灑對作物生長情況的影響[4]。

3.2 "GBL教學法（基于游戲式教學法）

眾所周知，學生是教學活動的主體，實際教學活動無法脫離主體的存在而獨立，所以，日常教學設計時也要以學生為主體。通過交流，可以知道學生對“和平精英”“王者榮耀”等手機游戲的興趣甚高，在線下教學的實訓環節，可以引入學生熟悉的游戲背景，再把教學內容穿插到平臺設計中，安排“穿越障礙”“物資投放”“精準爆破”等環節。并在課后及時進行場景參數和規則的調整，增加學生的浸入感和熟悉感，從而達到教學目標和教學效果的完成[5]。

3.3 "分組扮演教學法

在實踐操作環節，除了使用GBL教學法之外，還要引入分組扮演教學法。因為，在實際的植保作業中，企業承接了飛防訂單后，需要進行人員分配，這就要求學生對實際工作中的人員分工和責任有清晰的認識。

在教學中，學生分小組后，選出組長，組長承接訂單，安排任務給“植保調研員”，調研員對任務進行需求分析，并通知“化學品管理員”配置農藥，最后由“植保作業人員”進行噴灑，并由“數據處理員”進行效果的數據分析，突發情況下，還需要“設備維護員”對無人機進行維修。

在實踐操作的過程中，學生輪流扮演不同的角色，掌握不同實際崗位的工作流程和知識技能，從而更好地適應企業需求和社會發展。

4 "評價體系打造與完善

教學效果的評價，不能是單一的靜止的，而應該是多元化的動態的，能夠體現學生思維發展不同階段、知識掌握不同程度、技能達標的不同方向。因此，建立了4個維度的多元化評價體系，如圖5所示。

圖5 "多元化評價體系

在這個評價體系中，既能夠體現學生課前的預習情況，又可以反映學生課中的操作效果；既可以表達植保噴灑的最終效果，又可以反映飛行過程中的操作能力；既表現了教師對學生的評價（包含企業人員的評價），又考慮了同學之間的反響；既體現了學生平時的學習態度，又展現了學生課下的努力情況。

5 "結束語

在明確課程目標、構建課程體系后，在學校和企業聯合開發課程和制定比賽與評價標準下，在對授課內容進行分層次劃分與漸進式相結合，在使用游戲式和角色扮演的教學方法后，學生的積極性和興趣點被激發，能夠較好地完成理論教學效果、掌握實操動作要求，達到培養符合企業需求和行業發展的高素質人才的最終目標。

參考文獻：

[1] 低空科教.無人機產業發展已上升為國家戰略[EB/OL].https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzIwNTU4Njg4Ng==amp;mid=224748610 4amp;idx=1amp;sn=e23e4943146ba4f92c0997828cc0865bamp;chksm=972 fe231a0586b274966c2602f7b975f12b5997cf5894f78bef571a4b60853f8089bf934bdf1amp;mpshare=1amp;scene=23amp;srcid=0425GrjZ83gR iqUun6MpJzS3amp;sharer_shareinfo=7d7e0596373780291e41724c0c e3f8d5amp;sharer_shareinfo_first=7d7e0596373780291e41724c0ce3f 8d5#rd.

[2] 深圳新聞網.第九屆無人機百人會在深圳成功舉辦[EB/OL].htt

ps：//www.sznews.com/news/content/2024-01/07/content_30687708.htm.

[3] 祿小穎.中職計算機網絡類課程教學策略研究[J].科技風，2022（8）：105-107.

[4] 李林.高職“植保無人機應用技術”課程信息化教學改革的探索與實踐[J].中文科技期刊數據庫（文摘版）教育，2023（12）：71-74.

[5] 楊帆.GBL教學法在中職學校無人機實訓課教學的應用研究[D].濟南：山東師范大學，2021.