無人機專業原理類課程群體系建設與實踐

文章編號：1671-489X（2025）06-0094-04 DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.06.094

0 引言

近年來，各種新型無人機系統裝備在軍事與民用領域得到了日益廣泛的應用，無人機專業已成為一門新興學科。圍繞無人機專業的具體特點與人才培養需求，加強對無人機專業人才培養模式和相關課程群體系的研究具有重要意義。無人機專業原理類課程是專業基礎課程，在課程教學體系和人才培養方案中占有重要地位，是學科建設的基礎與支撐，因此有必要對其進行探討與研究。

1無人機專業課程體系建設現狀

當前，無人機專業人才培養面臨新形勢和新要求，國內相關院校和專業均處于起步階段，在課程建設中存在一些問題[1]，主要表現在以下三個方面。

1.1 課程體系目標定位不夠明晰

課程體系目標以人才培養定位為基礎，對陸軍工程大學而言專業培訓層次多，涉及共性與個性、技術與指揮、崗位與專業等區分性問題，因此，構建科學明晰的課程體系，首先要確立人才培養的頂層設計，明確人才培養體系建設的重點與方向。

1.2課程結構和內容設置不夠合理

無人機專業原理類課程具有學科涉及面廣、技術理論深、工程實踐性強且抽象難懂等特點，長期以來面臨著內容與學時、基本理論與新技術新型器件、理論與實踐等多方面的矛盾。無人機專業課程包括導航與控制、數據鏈、飛機構造和任務設備等相關課程，傳統授課內容理論性強，不易理解，同時無人機專業具有很強的實踐性和操作性，因此，從課程設置到教學方法都要貼近教學對象，避免照搬傳統航空類課程架構，要體現無人機特色與應用特點。

1.3配套教材不完善

教材是課程建設的重要支撐，目前無人機專業原理類課程教材尚缺乏統一標準，系統性和條理性不強。授課一般采用傳統航空類課程教材，針對性較弱，且未能及時補充無人機領域的新技術、新方法，教材的適用性不足。

2課程體系建設思路

從無人機全系統角度出發，對課程體系進行系統梳理，圍繞飛行器、飛行控制系統、航空偵察設備、測控與信息傳輸等無人機裝備分系統，構建層次化、模塊化、特色化的課程群體系。創新“模式+內容”，構成教學閉環，采用不同教學方法，豐富理論授課。同時，構建理實互補、教研融合的創新實踐教學環境，優化實踐課程內容體系。

3原理類課程群體系建設途徑與實施

3.1構建層次化、模塊化、特色化的課程體系

基于本科學生和軍士學生的成長路徑、崗位要求與原理類課程特點展開課程體系設計。充分考慮本科和軍士職業培養目標與學生特點的差異，區分教學重點，打造層次化課程體系；針對無人機系統結構復雜、涉及專業多的特點，合理劃分教學內容，構建模塊化課程體系[2]；強調模塊聚合，突出能力生成，打造一貫式與導向式融合的特色化課程體系。

對于本科學生，開設原理類課程，包括飛行器原理、飛行控制原理、測控與信息傳輸原理、航空偵察原理、無人機反制技術、無人機系統分析與設計等，重在培養學生堅實的理論基礎；對于軍士學生，開設兩門原理類課程，包括無人機系統概論和小型無人機制作，重在培養學生基本的原理認知。

重塑后的課程體系層次鮮明，更加貼合人才培養目標和兩類學生成長成才的規律。

3.2以大系統為核心，打造模塊化教學內容

在教學內容規劃上，遵循“軍官精原理，軍士懂技術”這一原則，分層次對課程教學內容進行優化設計。以無人機系統組成及功能為核心，聚焦“平臺 + 控制 + 鏈路 + 載荷”功能，將教學內容模塊化，打通專業原理理論課程與裝備實踐操作課程之間的壁壘，在通曉無人機全系統基礎上，強化操控運用的能力培養。針對無人機系統結構復雜的特點和不同結構組成之間專業隔離度大的現實問題，基于模塊化設計思想，提出大系統理念，將無人機系統分為飛行器原理、飛行控制原理、測控與信息傳輸原理、航空偵察原理、電子對抗原理五個教學模塊。在層次化課程體系的指導下，針對本科學生和軍士學生量身打造五個課程模塊和內容模塊，即本科學生不同模塊獨立開課，各模塊教學內容上是相互獨立的（對應本科五門課程），但又具有內在統一性（對應系統級課程無人機系統分析與設計）；對于軍士學生，將不同模塊融合在同一門課程無人機系統概況中，作為獨立的教學單元，并單獨開設實踐課程小型無人機制作，各模塊的專業知識在這門課程中交匯融合，將分散的大系統重新整合為一個整體，幫助學生進一步夯實理論基礎。

最終，形成本科課程體系按照“平臺 + 載荷 + 情報”設計、軍士課程體系按照“理論基礎 + 專業原理+制作實踐”設計的兩類課程體系，共同服務、支撐學生形成無人機大系統概念。

無人機專業原理類課程層次化、模塊化、特色化課程體系和模塊化教學內容如圖1所示。

3.3基于最近發展區理論，創新“模式 + 內容”構成教學閉環

為解決實際授課過程中出現的教學模式與教學對象貼合不緊、與教學內容結合不深的問題[3]，基于最近發展區理論，探索“模式 + 內容”構成教學閉環，根據教學內容的過程評價適時調整教學活動、方法和進度。

圍繞本科課程體系以“精原理、善指揮”為能力生成目標，在學科專業體系與崗位能力體系并存思想的指導下，采用“原理 + 戰術”的理念設計“5E”教學模式（吸引、探究、解釋、遷移、評價）。在“吸引、探究、解釋”階段，綜合運用講授式、案例式、研討式、對比式等教學方法，并結合智慧教學，按照不同課程方向剖析無人機系統結構與原理，培養學生精通原理、運用原理解決問題的能力；在“遷移”階段，綜合運用講授式、案例式等教學方法，將原理延伸至性能層面，用性能指標理性回應戰術需求，突出原理在作戰運用、作戰指揮中的作用[4]；在“評價”階段，豐富評價數據，以航空偵察原理和飛行器原理課程為例，綜合運用傳統評價手段與智慧評價手段，從智慧教學互動數據、答題情況等方面客觀、真實地反映學生各知識模塊的掌握情況，并將整個評價過程細化成各個評價節點，有效檢驗學生學習過程中各個知識點的掌握情況，便于教師適時調整教學活動、方法和進度，使五個教學環節形成教學閉環。

圍繞軍士課程體系，以“懂技術、能實踐”為能力生成目標，在“學中做、做中學”思想的指導下，采用“技術 + 實踐”的理念設計BOPPPS教學模式（引入、學習目標、課前摸底、參與式學習、課后測驗、總結）。1）圍繞“技術”，按照無人機系統概論課程的不同模塊剖析無人機系統相關技術，在BOPPPS教學模式下，遵循以學生為主體的思想，結合分組討論、案例分析等形式實現學生對無人機系統技術的參與式學習，生成“懂技術”能力。在內容方面，突出技術指向性與運用特征，為后續實踐環節奠定技術基礎。2）圍繞“實踐”，將無人機各系統技術映射到無人機各系統制作上，在BOPPPS教學模式下，按照理實結合的思路，采取分組操作實踐的形式實現無人機制作目標，生成“能實踐”能力。在內容方面，以小型無人機系統為橋梁，對接任職崗位課程所學無人機類型，實現由小型無人機系統向中型無人機系統的過渡，從理論與實踐角度有效支撐任職崗位課程。

3.4構建理實互補、教研融合的創新實踐教學環境

實踐教學環境建設是課程體系建設中的重要一環，旨在通過實際操作和實驗，提升學生將理論知識轉化為實際操作的能力。實踐教學環境建設過程中，課程組要綜合考慮本科和軍士各專業的特點和人才培養目標，對標課程內容體系，系統設計實踐教學內容，制定實踐教學計劃，科學安排實踐課程[5]，構建“理論學習一實踐驗證—理實結合”的反饋式閉環教學回路。

優化實踐課程內容體系，建設相應的軟硬件仿真平臺，例如，針對航空偵察原理課程，結合光電穩定平臺、可見光／紅外電視偵察、照相偵察和合成孔徑雷達偵察等重難點內容，建設相應的軟硬件仿真平臺操作席位，有力支撐課程實踐教學的開展，實現了科研反哺教學。

同時，課程組不斷完善實驗條件，支撐學生創新需求。例如，無人機操控訓練專業教室包含數十套旋翼無人機系統和飛行控制仿真平臺，可供學生開展衛星導航、組合導航、基于MATLAB的無人機系統建模、虛擬飛行仿真、飛行控制律設計與驗證、小型無人機設計與制作和飛行操控等實驗；飛行控制實驗室則配備了無人機動力學分析和建模系統、無人機自主飛行三維仿真系統、無人機集群控制系統、無人機智能協同控制實驗系統、組合導航實驗系統、衛星導航誘騙等實驗系統，在很大程度上改善了實踐教學的硬件條件，可供學生利用業余時間完成相關實驗。

此外，綜合運用線上資源，實現教學資源最優配置。利用已建成的智慧教室中的各類智能裝備輔助教學。智慧教室為課程學習提供豐富的資源，如課程視頻、實驗指導、案例分析等，讓學生可以隨時隨地學習。

總之，通過打造一體化綜合實踐條件，課程組積極調動整合資源、形成實踐育人合力，并建立健全長效機制，為原理類課程的實踐教學提供有力支持，不斷提升實踐教學整體水平。

3.5全過程、全方位、可量化的綜合考核方式

以能力本位為出發點，確定各專業的培養目標，設計教學內容、方法和過程，評估教學效果；強調知識向能力轉化的過程，構建了與部隊崗位任職相接軌的考核評價體系。

在課程教學考核中，完成對學生實踐環節能力素質的評價。根據不同課程特點，考核方式可多樣化，靈活采取實驗操作、理論答題一現場操作一現場答辯、以訓代考、申論答辯等方式，實現對學生實踐環節學習效果的準確評價。

3.6積極推進教材建設

結合優質課和精品課建設，加大教材建設力度，針對專業特點和課程實際需求，充分考慮部隊反饋和動態更新機制，及時更新專業教材，編寫了《飛行器原理》《航空偵察原理》《無人機系統技術》等教材，形成了無人機專業特色系列化教材體系，滿足了教學需要。

4實施效果與應用

課程組采用邊建設、邊研究、邊應用的方法，研究成果有力推動了理論教學、課程建設和實踐教學實驗平臺建設工作，支持了學生的專業基礎課程和專業課程的學習，提升了他們的專業實踐技能和崗位任職能力。課程體系建設躍上新臺階，編著完成專業原理類課程相關系列教材，構建了理實互補、教研融合的創新實踐教學環境，為其他專業課程體系建設提供了有益參考。

5 結束語

本文圍繞無人機專業原理類課程群建設，分析現行課程體系、課程內容、教學模式、教學方法、教學手段和教學條件等存在的問題，查找問題根源。通過構建層次化教學體系，優化專業課教學內容，完善一體化綜合實踐教學條件，探索適合無人機專業原理類課程的教學模式和方法，并將研究成果應用于專業教學實踐，進一步豐富無人機專業原理類課程群教學資源，有力支持了無人機專業基礎課程建設，希望能夠以點帶面促進整個無人機專業課程體系建設與發展。

深化產教融合，彰顯課程價值。應用型本科高校教師應積極推動機械制造技術基礎課程教學改革，不斷提升教學質量，培養更多高素質應用型人才。

6 參考文獻

[1]鄔玲偉，雷必成，林志明，等．無人機課程理論與實踐教學改革研究[J].科教導刊，2021（9）：56-57，103.

[2]崔曉佳，張云，閆云斌，等．無人機裝備保障人才培養研究［J].中國教育技術裝備，2022（21）：89-91.

[3]閆云斌，崔雪煒，王永川，等．無人機專業裝備類課程教材體系建設探討[J].繼續教育，2018，32（3）：67-69.

[4]林志龍，張玉華，王志麗，等.OBE理念下無人機實戰化教學改革研究與實踐：以無人機裝備實踐類課程為例［J].中國現代教育裝備，2023（17）：154-156.

[5]季菲，張愷，邵立.軍校電子對抗裝備教學的問題分析與對策研究[J].高等教育研究學報，2019，42（3）：112-116.