新工科视域下“无人机+”融入高职专业的应用研究

◆摘  要：近年来，无人机技术以其巨大的优势在众多领域中得到广泛普及，“无人机+”时代已经到来。据调研，无人机的典型应用可以在高职教育学科的大部分专业中找到结合点。响应时代对教育改革的要求，适应新技术、新产业的发展，将无人机应用技术融入应用到这些专业中，重构课程体系和人才培养方案，对于创新高职院校工科专业建设和课程改革具有积极的促进作用，本文将从新工科视域下探析将“无人机+”技术融入到高职相关专业中的意义、思路和实现路径。

◆关键词：新工科;无人机+;高职专业

1研究背景

无人机技术是一门近几年迅速发展起来的新兴技术。对于无人机技术的应用，相信大众并不陌生，在建国70周年大阅兵上，我国自主研发的军用无人机方队在天安门广场威武亮剑;在抗击新冠疫情保卫战中，用无人机消毒、监控、喊话;在大型庆祝活动中，利用无人机编队进行商业表演等都发挥了令人印象深刻的重要作用，而这仅仅是其广泛应用中的极小一部分。

随着无人机技术已走向高度智能化、信息化，小型化，其应用得到了高速发展并走向普及。目前，無人机技术已经大量应用在了农业、能源、国土资源、环保、公共安全、救援、商业、新闻娱乐等领域，据工信部2017 年12 月发布《民用无人机制造业发展指导意见》提出，到2020年，民用无人机产业持续快速发展，产值达到600亿元，年均增速40%以上，在可预见的未来，“无人机+”时代即将到来。

无人机是多学科、尖端技术和智能化等相融合的产物，其技术领域融合了“通信技术”、“航空技术”、“人工智能”和“装备制造”等多个专业领域，如图1所示。在《中国制造2025》规划中，“智能化”与“互联网”并列成为推进信息化与工业化深度融合的关键词，“机器人”、“人工智能”和“航空装备”被列为需要突破发展的制造业重点领域[1]。为适应这一国家战略，自2017年2月以来，教育部提出“新工科”概念并积极推进其建设。“新工科”对应的是以互联网和人工智能为核心的新兴产业，包括大数据、云计算、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关新型、新生和新兴工科专业。在世界格局发生重大变化的当下，大力发展新工科产业，培养适应新业态、新技术、新模式的高素质人才显得更为重要[2]。无人机应用技术作为高度智能化的科技产品，正是新型工科、新生工科和新兴工科三结合的典型应用。因此，大力发展无人机技术不仅是新时代发展的需要，更是国家战略的需要。

课题组在前期经过对企业、就业学生的调研，结合大量的应用案例分析发现，无人机技术的这些典型应用在高职院校众多专业中均可以找到结合点和应用场景，其中最典型的就有：无人机+农业、无人机+测绘、无人机+公共安全、无人机+现代物流、无人机+大数据等等。在“新工科”时代背景下，顺应现代职业教育改革的要求，主动适应新技术、新产业的发展，将无人机应用技术融入应用到这些专业中，开设相关课程，重构这些专业的人才培养方案和课程设置，对于创新高职院校工科专业建设和课程改革具有积极的促进作用。结合高职专业目录，课题组对无人机技术应用领域做了一定程度的调研工作，表1所示列举了无人机技术在高职多个专业学科领域中的典型应用场景。

由上表可知，无人机技术在各专业中所涉及到的应用场景跨界之广、功能之多，令人应接不暇。将无人机技术融入这些专业的课程当中，打造以无人机为载体的应用场景，对支持职业教育“三教”改革和适应未来新兴技术的发展具有重要的现实意义。

2无人机+技术融入高职专业的意义

无人机技术作为近几年才高速发展起来的新兴专业，围绕有关将无人机技术进行跨学科融合的研究成果并不多见，缺少可供参考的优秀典型案例。另一方面，国内高职院校还未意识到新时代下无人机应用技术对相关专业建设带来的变革，只是简单的把无人机用作航拍、娱乐的工具，这显然是对无人机应用技术的误解，如果以此作为契机进行研究应用，对于创新“三教”改革理论具有现实意义。

同时，通过以无人机这一“新工科”技术的典型应用作为载体，促使改革相关课程的教学内容和教学模式，构建更先进、更优化的人才培养方案，提升教学质量，并将所取得的经验辐射到其他专业及本地区其他院校。

2.1无人机是高度智能化的科技产品，是“新工科”技术的典型应用

在高职对口专业中融入无人机技术内容，如，人工智能、网络技术、航空技术、遥感测绘倾斜摄影技术、新闻拍摄和编程技术等。不仅能够激发学生的学习兴趣，提高学生对新技术、新工艺的适应能力，培养学生的创新思维、动手能力方面起到了重要的促进作用。无人机技术通过融合多门学科于一体的载体，可提升学习者的创造力、好奇心、想象力、探索力等。同时，在无人机课程教授过程中，学生通过面向真实问题的实践活动，加强对知识和技能的学习，可充分提高自身的跨学科学习能力[3]。

2.2助力“1+X”证书制度的实施，推动职业教育改革

无人机技术的应用有其特殊性，尤其是对无人机的飞行操控，需要具有一定的专业水平以及相关法律法规的支持，因无人机操作不当坠毁对地面人员、财产造成伤害，对空中交通和空中链路造成的安全隐患，以及进入空域管控敏感地区造成的安全风险等因素，都要求无人机的操控通过专业培训获得驾驶员合格证，近年来，民用无人机安全事故频发，国家加大了对无人机飞行的管控，严厉打击各种无证“黑飞”。在教育部大力推进1+X证书制度试点工作的背景下，无人机驾驶职业技能等级证书也在推行之列，相关专业的学生通过考取无人机驾驶等级证和驾驶员合格证、获得无人机驾驶员资格，使学生进一步拓宽择业范围，助力“1+X”证书制度的有效实施。

2.3创建“双创”背景下的无人机+生态圈，培养发展学生的创新能力

国家呼吁创新、鼓励创业的新时代下，单纯以专业技能型培养为主的高职专业教育人才培养模式已不适应社会的需求 [4] 。在各种新兴技术日新月异的今天，无人机+农业、无人机+测绘、无人机+公共安全、无人机+现代物流……，一系列无人机+新技术的组合，为学生的创新创业提供无限可能和想象空间，在校园中打造以无人机为创新点的扩展项目，创建创新创业氛围的生态圈，更进一步提高学生的创新能力的培养。

3无人机+技术融入高职专业的思路与路径

首先，结合现有文献资料，分析本校相关专业的人才培养方案在培养方向定位、课程资源建设、课程体系、师资队伍建设等各个方面是否符合“新工科”视域下市场对现有人才的需求;其次分析问题，以专业人才需求调研、毕业生跟踪反馈、第三方评价等数据为基础，分析无人机行业发展现状及企业对无人机人才供需现状的基础上，探究无人机课程跨学科融入的可行性;最后解决问题，对相关融入专业的人才培养方案、课程体系和教学策略等进行创新，通过开设无人机选修课、无人机讲座、无人机课程项目、无人机比赛、无人机相关毕业设计等多种方式来确保跨学科无人机教学有效实施[5]。

3.1调查行业对无人机应用技术的需求分析

调查相关企业和行业的业务范围、岗位需求（包括岗位人员学历要求、职业技能需求等情况）、岗位人员学历要求、职业技能需求情况，包括无人机应用技术中的飞行操控技能、航拍航测技能、维修调试技能和研发生产等，以及对人才的素质要求、本校毕业生反馈、第三方评价等方面进行系统调研，对获得的数据进行汇总分析，汇总出调研报告。

3.2调研分析无人机技术专业课程与其他专业的融合度

通过走访、问卷调查等方式对本校以及周边院校所开设的物联网应用技术、应用电子技术专业、植物保护、测量工程技术等专业建设团队展开调研，探索在这些专业的人才培养方案中融入无人机技术、开设无人机相关实训课程的可行性分析和实现路径。

3.3开设无人机相关课程实现无人机应用技术的融合

目前，无人机应用技术已逐渐趋于成熟，因其高度智能化、小型化、操作简单和价格便宜等优势使其已呈现普及化，掌握无人机技术的应用不需要很高的技术门槛，相关对口专业通过开设选修课、无人机讲座、第二课堂和课外创新实训平台等方式进行跨专业融入，在技术层面上是完全没有障碍的。通过开设无人机相关课程，用以激发学生对未来“新工科”技术发展的关注度，拓展其知识广度，掌握新技能，提升跨界能力的培养;开展无人机操控实训课程，用于提升学生的方向感、运动技能、增强肢体灵活度、提高工程能力、激发学习兴趣;开设以无人机智能控制技术开发为载体的课程，实现抽象理论具体化，提高学生的编程能力和逻辑思维;以协作学习为教学形式，培养学习者的团队协作创新精神。通过以上综合手段的实现使专业建设主动适应“新工科”背景下的“三教”改革实践、全面提高学生的综合技能和专业技术水平。

3.4找准具有无人机典型应用的特色专业进行融合探索

各院校应结合自身的专业特色，找准无人机典型应用的专业进行探索。我们课题组以本校开设的应用电子技术专业为例，以无人机飞行控制器算法、电子装调工艺、无人机操控等技术为切入点，对该专业的培养方向定位、实践教学条件、课程体系设置、课程资源建设、校企合作状况、师资队伍建设等方面进行综合分析，制订出一套以无人机为载体的人才培养方案，探索构建培养学生工程能力、跨學科复合型人才的培养理论;在原有专业的人才培养模式基础上，拟建立融入无人机+技术融合的人才培养机制;在原有课程体系的基础上，拟建立系统的无人机实训教学平台，同时探索打造包括基础技能训练模块、综合技能训练模块、创新实训模块、科研实训模块等一系列校园无人机实训教学平台。

4结束语

无人机技术是一项横跨学科广、技术门槛高的新兴科技，随着科技的日新月异，未来的无人机技术也将更加智能化，功能将更加完善，未来必将是一个“无人机+”的时代。在《中国制造2025》国家战略背景下，从教育部提出“新工科”这一全新概念的视域出发，探索如何将无人机技术融合到其他专业，开展跨学科、跨专业、跨领域融入无人机相关理论、实操课程的科研探索性教学改革，实现“无人机+”技术在高职专业中的广泛应用，对于创新职业教育改革理论具有较强的可行性和一定的现实意义，同时能给同类院校提供借鉴和参考作用。

参考文献

[1]张兄武.应用型创新人才培养模式探讨[J].中国高等教育.2010（ Z3）.

[2]“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.

[3] Fombuena Arnau. Unmanned Aerial Vehicles and Spatial Thinking：Boarding Education with Geotechnology and Drones [J].IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine，2017，5（3）：8-18.

[4]山岚.刘建国，马力鹤，等.“双创”背景下企业对高职无人机专业人才需求的调研——以甘肃交通职业技术学院为例[J].教育现代化，2019，（9）：241-244.

[5]沈张果.以学科竞赛为平台培养大学生的创新实践能力[J].教育教学论坛，2016，（16）：75-76.

[6]朱珂，王玮，杨露彬.“5G+无人机”技术的教与学：场景、路径与未来应用展望[J].远程教育杂志，2019，（4）：33-41.

作者简介

卢孟常（1976.12-），性别：男，籍贯：湖南，学历：硕士研究生，职称：副教授，研究方向：电子信息技术，通信技术。

基金来源：贵州省高技能人才培训基地及大师工作室建设项目，黔人社通（2020）84号