智慧農業背景下植保無人機課程體系構建與實踐

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：2096-9902（2025）08-0023-0

Abstract：Inthecontextof therapiddevelopmentof smartagriculture，plant protection UAVs，asanimportant toolin modernagriculture，aregradualybecomingakeytechnologyinagriculturalproduction.ThispapertakesGuangxiVocational UniversityofAgricultureasanexampletoexplorethespecificpedagogicalreformmeasuresandpracticalexperienceinbuilding andoptimisingthePlantProtectionUAVcurrculumsysteminthecontextofsmartagriculture，includingmeasuressuchas updatingcurrculumcontent，introducingpracticalteachingsessions，inovatingteachingmethods，strengtheningteachertraining， andbuildingadiversifiedevaluationsystem.Thestudyshowsthatthiscuriculumsystemhasachievedsignificantresultsin enhancingstudentspracticalabiliesandprofessionalqualitis，andalsoprovidesareferenceforcurrculumdesigninother vocationalcollges.Thepaperalsoanalyzesfeedbackfromthecourseimplementationprocessandproposessugestionsforfurther optimizationFinalyitnvisionsthefuturedevelopmentdirectionofsmartagricultureeducationemphasizingtheimportancef continuously optimizing the curriculum system to better meet the educational needs of smart agriculture.

Keywords：smart agriculture；plant protection UAV；curiculum system；pedagogical reform；practical teaching

智慧農業，是傳統農業隨時代變遷及科學技術進步而呈現出的一種全新的經濟形態1。2024年印發的《農業農村部關于大力發展智慧農業的指導意見》以下簡稱《意見》），指出智慧農業是發展現代農業的重要著力點，是建設農業強國的戰略制高點，要求推進主要作物種植精準化，全方位提升智慧農業應用水平。促進良種、良法、良田和良機同數字化進行深度交融，綜合運用“四情\"監測、精準水肥藥施用、無人駕駛航空器、智能農機裝備，以及智能決策系統等技術手段，增強耕種管收各生成環節的精準作業能力，打造主要作物大面積單產提高的數字化種植技術模式，推動農業生產效率與效益的雙提升。有序推動智慧農業產業健康發展，必須要加強人才隊伍建設。《意見》提及，要促使高等院校、科研部門同智慧農業企業加大合作力度，培育滿足產業所需的應用型、創新型跟復合型人才資源，吸引更多人才從事智慧農業工作。為大力推進智慧農業建設，進一步推動《意見》落地落實，支撐農業現代化建設，農業農村部組織制定了《全國智慧農業行動計劃（2024一2028年）》。明確總體要求與具體任務，運用環境監測調控、水肥藥精確管控、智慧植保、智能農機及無人巡檢運輸等技術手段與裝備設施，培育一批智慧農場。

智慧農業是現代農業發展的重要方向，其核心在于通過信息技術、物聯網、大數據和人工智能等先進技術手段，實現農業生產的智能化和高效化。植保無人機作為智慧農業的重要組成部分，在諸如高空施藥、施肥、播種、授粉和搖花這類場景下開展作業，具備高效且簡便的特性，可達成高精度作業效果，顯著提升農業植保的效率4。然而，當前農業職業教育在培養符合產業需求的應用型、創新型和復合型人才方面有所欠缺。以為例，主要表現在植保無人機方面的課程設置和教學方法仍存在不足，亟需進行改革，以滿足智慧農業對高素質技術人才的迫切需求。

在智慧農業快速發展的背景下，構建適應現代農業需求的植保無人機課程體系具有重要意義。作為職業教育的先行者，積極探索智慧農業背景下植保無人機課程體系的構建與實踐，不僅有助于提升職業教育的教學質量和學生的就業競爭力，也為其他職業院校提供了有益的借鑒和參考，還為推動智慧農業的全面發展提供了重要的人才支撐。

1課程體系構建的理論基礎

1.1教學理論與課程設計原則

在構建植保無人機課程體系時，教學理論與課程設計原則是其基礎。課程設計應遵循系統理論，強調課程內容的整體性和協調性，以確保各教學模塊之間的有機聯系和相互支持。能力本位教育理論強調培養學生的實際操作能力和職業勝任力，這在無人機技術應用中尤為重要。借助項自教學法，把理論知識和實踐操作予以融合，可切實增強學生的動手實操能力及解決實際問題的本領。

課程設計還需考慮職業教育的特點，注重實踐教學體系的構建。實踐教學不僅是理論知識的延伸，更是學生技能提升的關鍵環節，可以有效提升學生的實踐能力和職業素養。在此過程中，教學資源的合理配置和師資力量的建設同樣重要，以確保教學質量的持續提升。

最后，課程設計原則還應包括動態調整和持續優化，以適應智慧農業技術的快速發展。通過不斷更新課程內容和教學方法，確保學生能夠掌握最新的技術和應用技能。這樣的動態調適，既有益于增進學生的學習成效，又能契合行業發展的需要，達到相輔相成之效。

1.2職業教育特點與需求分析

職業教育在培養技術技能型人才方面具有獨特的優勢，其特點主要體現在實踐導向、行業對接和靈活性上。職業教育強調實踐能力的培養，課程設計通常以實際操作為核心，注重學生動手能力和解決實際問題能力的提升。這種實踐導向的教育模式與植保無人機課程體系的構建相契合，能夠有效提升學生的職業勝任力水平。

職業教育與行業需求緊密結合，課程內容通常根據行業發展趨勢和企業用人標準進行調整，以確保學生所學知識和技能能夠滿足市場需求，并提升學生就業競爭力。植保無人機作為智慧農業的重要工具，其課程體系的設計需要充分考慮行業的最新技術和應用場景，以培養出符合行業標準的人才。

職業教育具有較強的靈活性，能夠根據不同地區和學校的具體情況進行課程調整和優化。這種靈活性使得職業院校能夠在智慧農業快速發展的背景下，及時更新課程內容和教學方法，以適應新技術的應用和推廣。

在職業教育的背景下，植保無人機課程體系的構建不僅需要關注技術技能的傳授，還需注重學生綜合素質的培養，包括團隊合作、創新思維和職業道德等方面。這種綜合素質的培養有助于提升學生的就業競爭力和職業發展潛力，為智慧農業的發展提供堅實的人才保障。通過系統的課程學習，學生能夠更好地服務于農業現代化進程，為國家農業發展貢獻力量。

2植保無人機課程體系存在的問題

2.1 課程內容陳舊

“內容為主”這一理念生動地詮釋了教學內容設計在課程教學及育人環節中的關鍵意義。以往的植保無人機課程內容更新滯后，未能及時反映最新的技術和應用進展。一方面，教材仍停留在基礎理論層面，缺乏對最新傳感器技術、自動化控制、數據處理等方面的深人探討。這使得學生所學知識與實際應用存在一定差距，影響了教學效果。另一方面，課程內容與崗位需求不匹配，停留在基礎的飛行操作訓練，簡單的飛行控制和噴灑作業占課程實踐操作的主要內容，沒有針對廣西農業實際與行業需要，把柑橘、火龍果、香蕉、水稻、玉米和甘蔗等主栽作物病蟲害防治項自列入課程模塊教學計劃，學生缺乏實際場景的鍛煉，不能很好地適應崗位需求。因此，選取的教學內容要與行業要求、崗位需求相契合。植保無人機技術更新較快、應用與發展迅猛，課程內容更要與時俱進，體現產業、技術的發展和時代進步，而非單一、重復、一成不變。

2.2 實踐環節不足

理論教學與實踐脫節是現有課程體系中的一個突出問題。由于具備植保無人機應用技術的教師不足、上課班級學生人數過多、課程課時少，35＼～45人/班的大班配備1名教師，總課時36節，導致真正能讓每個學生動手操作的機會很少，無法滿足學生對植保作業項目的操作需求。校內實訓場地與無人機設備不足、校外實習基地缺乏、實驗室設備簡陋等問題，導致學生難以將所學知識應用于實際操作中，限制了學生的綜合能力發展及職業素養的提升。

2.3 師資力量薄弱

教師隊伍的技術水平和教學創新能力直接影響到課程質量。當前，許多教師缺乏植保無人機實踐經驗，對新技術的理解和掌握有限。此外，教師培訓機制不完善，知識和技術的更新速度較慢，難以跟上無人機行業快速發展的步伐，也就難以保障智慧農業發展的人才需求。在植保無人機與智慧農業課程體系中，教師的信息化素養和信息化教學能力直接影響到教學質量和效果。目前許多教師在這方面的能力亟待提高。然而，部分教師仍然依賴傳統的講授式教學，對于翻轉課堂、混合式學習等新型教學模式的應用較少。對信息化教學的意識不強，缺乏接受新技術、提升新技能的動力，疲于開發和使用信息化教學資源（如在線課程、虛擬仿真軟件等）；部分教師雖然愿意嘗試信息化教學，但對現代信息技術的理解和應用能力有限，尤其是在大數據、云計算、物聯網等前沿技術方面，缺乏將這些技術融入日常教學的能力，難以有效利用信息化工具提升教學效果。

2.4課程評價體系單一

過去的評價體系以期考理論成績（ 50% ）+技能成績 平時成績（ 學習紀律（ 15% 的考核模式，過度依賴理論考試成績，技能成績占比過低，缺乏對實際作業項目完成情況的考核，忽視了對學生實踐能力和創新思維的考核。這種單一的評價方式無法對學生的綜合操作技能及職業素養進行全面評估，也不利于激發學生的學習積極性和創造力。

2.5 校企合作深度不夠

學校與企業之間的合作不夠緊密，導致教學內容與市場需求脫節。一方面，合作形式表面化，實際合作內容和頻率有限，缺乏實質性互動。合作企業參與度低，缺乏將企業專家“請進來”開展講座或授課，沒有聘請行業專家參與到課程建設、授課項目與教材編寫等深層次領域中來，不能及時反饋行業發展動態，不能體現行業最新的技術要求。另一方面，合作項目單一。合作多停留在參觀訪問或短期實習層面，學生缺少接觸實際項目的機會，難以積累寶貴的實戰經驗。此外，與企業的資源共享不足。企業對訓練場地、設備和技術的支持有限，難以滿足教學和科研需求；企業和學校之間的信息溝通渠道不暢通，行業最新動態和技術進展無法及時傳遞給教師和學生。

3植保無人機課程體系改革的實踐探索

2022—2024年，植保無人機課程團隊進行有針對性的改革，優化植保無人機課程體系，提升課堂教學效果和質量，以更好地滿足智慧農業背景下的人才培養需求。

3.1課程體系的設計與實施

在智慧農業背景下，的植保無人機課程體系設計以系統化、實踐導向為核心，培養學生的實際操作能力和職業勝任力，強調課程內容的整體性和協調性。通過項目教學法，將理論與實踐緊密結合，提升學生的動手能力和綜合素質。課程體系隨行業需求進行動態調整，及時更新教學內容和方法，以適應智慧農業技術的發展和行業的變化。

在具體實施過程中，課程體系分為基礎理論、專業技能和綜合實踐3個模塊。基礎理論模塊涵蓋智慧農亞概論、無人機基礎知識和航空法規，幫助學生建立扎實的理論基礎。專業技能模塊則側重于無人機操作技術、農藥噴灑技術和數據分析能力的培養，采用虛擬仿真模擬訓練和實操演練相結合的方式，確保學生能夠熟練掌握無人機的操作技能。綜合實踐模塊是課程體系的核心，通過設計“廣西主栽作物病蟲害防治系列教學項目”，包括水稻病蟲害、柑橘病蟲害、百香果病蟲害和香蕉病蟲害等農作物病蟲害防治方案設計單元，學生在真實場景中進行項目實踐，引導學生運用所學知識解決實際問題，提升其職業勝任力和團隊合作能力。在此過程中，課程體系充分利用校內外實訓實習基地的優質教學資源和設備，與廣西現代農業技術展示中心一八桂田園、廣西天域智能科技有限公司、北方天途航空技術發展（北京）有限公司和北京韋加智能科技股份有限公司等企業開展深度合作，建立無人機實訓實習基地，給學生提供充足的實踐機會。經校企合作模式的運用，學生得以接觸前沿行業動態與技術應用，提升其就業競爭優勢]。

3.2 教學資源與師資力量建設

在的植保無人機課程體系建設中，教學資源的配置和師資力量的建設是關鍵環節。教學資源的配置需要充分考慮課程體系的系統性和實踐性。為此，學校投入了大量資金用于建立專門的植保無人機實訓室、購置模擬訓練系統及相關軟件，利用虛擬仿真教學，創建逼真的植保無人機操作環境，降低教學成本并提高安全性；建立更加符合實際應用場景應用的室外植保無人機實訓場、購置充足的先進的無人機設備，以確保學生能夠在真實的環境中進行操作訓練。這些設備的引入不僅提升了教學的現代化水平，也為學生提供了接觸前沿技術的機會。

師資力量的建設是課程體系成功實施的保障。學校通過多種途徑提升教師的專業水平和教學能力。一方面，每年寒暑假，學校鼓勵教師積極參加行業培訓和學術交流活動，以更新其專業知識，提高技能水平及應對各種突發狀況的能力。另一方面，學校主動“走出去”，與多家無人機相關企業開展深入的合作，邀請行業內的專家和技術人員擔任兼職教師，參與課程設計、課程建設及教學，分享最新技術和實踐經驗，確保課程內容與行業需求緊密結合。這種校企合作模式不僅豐富了教學內容，也為教師提供了實踐指導的機會。

在教學團隊的多元化建設方面，吸納具有不同專業背景的教師加入團隊，有植物保護專業、農業機械專業、計算機相關專業，以形成互補的教學優勢。這種多元化的師資結構有助于課程內容更加豐富、更加切合實際需求，從而提高教學質量。同時，學校建立了完善的教師評價和激勵機制，將學生評價與同行評價相結合，通過定期的教學評估和反饋，促進教師不斷改進教學方法和提升教學效果。

通過科學的資源配置和師資建設，的植保無人機課程體系在提升學生實踐能力和專業素養方面取得了顯著成效，為智慧農業的發展提供了有力的人才支持。

3.3 創新教學方法

教學方法的創新是課程體系優化的關鍵。由于“廣西主栽作物病蟲害防治系列教學項目”的項目教學法的有效應用在提升學生實踐能力方面取得顯著成效，因此應繼續深化，并探索與其他教學方法的結合，如協作學習，以激發學生的學習興趣和主動性。《教育部關于加快推進職業教育信息化發展的意見》著重指出，應將信息技術的創新運用視作改革與發展職業教育的根基及戰略支撐要素，以此來推動職業教育的現代化進程，使其更好地適應時代發展的需求，為培養高素質的職業技術人才提供有力保障8。因此，學校要求教師隊伍主動實踐課程信息化教學改革，加強信息化教學的應用，拓寬學習渠道。充分利用大學慕課、超星、智慧職教等平臺創建信息化課程和豐富課程資源，借助混合式教學、翻轉課堂這類新興教學方法，學生在課前自主學習理論知識，到了課堂上則專注于探討并攻克疑難問題，以此提升學習成效與自主學習能力，促進知識的深人理解和掌握，改變傳統學習中過于依賴教師講授的被動局面，培養學生的獨立思考與團隊協作精神，使教學過程更加靈活高效，適應新時代教育發展的需求和學生多樣化的學習特點，學習效率大大提高。在課堂中運用案例教學、分組教學、任務驅動、小組討論及虛擬仿真教學等多元化教學手段，能夠有效調動學生的學習積極性，提升其理論知識理解能力，培育其問題發現、分析與解決的素養，進而增強學生的綜合學習能力與實際應用能力，使其更好地適應學習與未來發展的需求，促進教學效果的優化和學生能力的全面發展。

3.4構建多元化評價體系

建立多元化的評價體系，既要關注學生的考試成績，更要考核其動手操作能力和創新思維。植保無人機應用技術課程綜合過程性評價、成果導向評價及期末考核多種評價方式，系統考查學生對于基礎理論知識、技能操作水平的掌握情況及其職業素養水平。一方面，過程性評價重視對學生學習過程的評價，包括課堂討論回答問題表現、作業完成情況、團隊協作等方面，全面評估學生的學習效果。另一方面，成果導向評價以學生最終能夠獨立完成一個完整的植保無人機作業項目為目標，設置相應的評價標準，檢驗學生職業素養，以及是否真正掌握了所需技能。最后，結合課程理論及“ 植保無人飛機職業技能等級證書考核內容進行期末考核評定，綜合評價學生的學習情況。

4課程實施效果與反饋

在植保無人機課程體系的實施過程中，通過對學生學習效果的系統評估，驗證了課程設計的有效性。學生在無人機操作技能、數據分析能力及綜合實踐能力等方面均有顯著提高，尤其是在實際操作技能上，學生的平均成績提高了 30% 以上。學生普遍反映課程內容貼近實際需求，教學方法靈活多樣，能夠有效激發學習興趣和動手實踐能力。植保作業項目的實操在課堂上得到了充分的訓練，學生在職業素養和團隊合作能力方面也有明顯提升，畢業生在就業市場上更具競爭力，許多學生順利進入知名農業科技企業和研究機構工作。此外，學校與企業合作的良好實踐得到了社會各界的認可和支持，進一步促進了校企合作的深化與良性循環。

在對課程體系的教學反饋進行分析的過程中，發現學生普遍對課程內容的實用性和教學方法的靈活性給予了積極評價。然而，仍存在一些需要改進的方面。部分學生反映課程內容更新速度較慢，未能完全跟上智慧農業技術的快速發展步伐。因此，建議加強課程內容的動態調整機制，確保教學內容與行業最新技術和應用場景保持一致。此外，盡管課程強調實踐，但在實際操作中，學生的自主操作機會仍顯不足。這與實踐教學體系中強調的動手操作能力培養不夠充分有關。為此，建議增加課程課時數與實踐課程的課時比例，并通過校企合作提供更多的實訓實習機會，以增強學生的實際操作能力與職業素養。

通過課程體系的設計與實施、教學資源與師資力量建設、教學方法創新與多元化評價體系的構建多方面改進，課程體系將更好地滿足智慧農業發展的教育需求。

5結束語

智慧農業教育的未來發展趨勢與前景廣闊，隨著信息技術的不斷進步，智慧農業將進一步推動農業生產方式的變革。智慧農業背景下植保無人機課程體系的構建與實踐，不僅提升了學生的綜合素質和就業競爭力，也為現代農業的發展培養了大量專業人才。未來，將繼續探索和優化這一課程體系，更加注重技術與實踐的結合，培養學生在實際應用中的創新能力和解決問題的能力。不斷推進智慧農業教育的改革創新，培養出能夠應對未來農業挑戰的高素質人才，為智慧農業的持續發展提供堅實的人才保障，為實現農業現代化貢獻更多力量。

參考文獻：

[1]張嘉欣，莊衛東.農機智能化助力智慧農業長遠發展[J].現代化農業，2024（12）：83-86.

[2]農業農村部.農業農村部關于大力發展智慧農業的指導意見[Z].2024.

[3]農業農村部.農業農村部關于印發《全國智慧農業行動計劃（2024—2028年）》的通知[Z].2024.

[4]陳永燦.2020—2021年中國無人機產業發展研究年度報告[J]機器人產業，2021（5）：74-85.

[5]張雪翠.高職院校產業學院實踐教學體系構建研究[D].南寧：南寧師范大學，2023.

[6]于龍.職業勝任力視角下中職無人機課程的項目教學研究[D].廣州：廣州大學，2023.

[7]鄭玉艷，路紅波，喬軍，等.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].遼寧農業職業技術學院學報，2022，24（4）：49-52.

[8]吳振遠.信息化教學手段在高職教學中的應用初探[J].教育現代化，2019，6（55）：277-278.

[9]郭利明.山區果園管理機的系統化設計[D].鄭州：河南工業大學，2023.