多学科交叉融合视域下无人机创新型人才培养模式探究

柳州城市职业学院 杨薇霖

习近平总书记在党的十九大报告中强调，创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。建设创新型国家，需要抓住科技变革和产业变革的机遇，云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术与机器人以及智能技术相结合，正在引领新的产业分工和行业竞争。学科交叉融合将成为推动科技成果转化、创新人才培养的驱动力。多学科交叉融合是指遵循不同学科发展规律，打破学科间的知识“壁垒”，融会贯通各学科各领域的理论和方法，从而构建相互渗透、相互共享、相互创新的学科发展点。无人机是理想的跨学科教学载体，探索多学科交叉融合推进无人机专业建设，提高无人机专业人才培养质量和办学水平越来越受到关注和重视。

一、无人机技术在国内的发展现状

无人机最早应用在军事领域，用于情报侦察、战况评估、目标摧毁等高危险高强度的任务，战场生存力强，备受各国军队的青睐。随着无人机技术的发展，无人机产业逐渐延伸到民用领域。

（一）民用无人机的发展趋势

目前，无人机产业链发展趋于完善，技术愈加成熟，与大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的融合提升了民用无人机产品的智能化、数字化，为其创新化服务提供了无限可能。学科间的交叉融合是推动无人机技术发展的动力，无人机行业逐渐呈现出融合发展、集成创新的新态势，更加注重多元化人才的跨学科创造能力和创新能力。

（二）无人机职业教育存在的问题

2016年以来，国内各高职院校陆续开设无人机专业，或开设与无人机技术相关的课程。作为一门新兴学科，无人机职业教育起步较晚，专业建设和教学研究还处于摸索阶段。

1.人才培养模式单一

大部分职业院校的无人机专业划归于某一院系单独管理，依托院系原有的优势特色课程和师资，单一方向地培养人才，如归属于机电类院系的无人机专业一般重点培养无人机组装、维修、设计、开发的能力；归属于信息工程类院系的无人机专业一般重点培养无人机的航拍、视频图像后期处理、系统开发的能力；归属于建筑类院系的无人机专业一般重点培养无人机的遥感测绘、资源勘察的能力。由于院系专业“壁垒”分明，跨学科、跨专业的实践机会较少，缺乏学科交叉融合的意识，不利于多学科知识的碰撞交流，无法培养学生的跨界整合能力和创新意识。

2.教学资源不足

由于无人机技术普及较晚，无人机教育面临最大的问题是师资匮乏和教材紧缺。无人机专业的教师往往是航空类、电子类或机械类专业教师转型，原专业的知识技能水平不容置疑，但缺乏对无人机技术系统的理论和实践学习。尽管学校与企业合作为教师提供了一定的技能技术培训，但教师的教学科研环境依旧封闭、单一，没有跟得上行业新兴技术的视野，无法深入“无人机+行业应用”的教育研究。无人机技术技能型人才培养方面的教材紧缺，行业技术更新过快，以致无人机课程体系设置不完善，教学内容偏理论或知识点发散过于集中在某一专业，无法培养学生多元化的思维方式以及满足智能市场对创新型人才的高需求。

3.创新实践平台不完善

无人机应用是一门实践性很强的专业，学生只有在系统、完整的实践操作中才能掌握无人机技术。各院校开设无人机专业时，应提供基本的无人机组装调试、虚拟仿真、空域飞行等实训条件，满足理论与实践一体化的教学需求。但如果要提高无人机人才培养的质量，需要创设更多优质实践条件。很多院校的无人机专业按照教材提供案例，在校内实训基地进行实践，教学过程缺少源自企业真实工作岗位的项目案例作为指导，学生不能把握行业市场和企业对复合型人才实践能力的具体要求，知识储备过于单一，就业时不仅影响职业角色快速转变，也影响未来的职业发展。

开展多学科交叉融合的教学改革，有助于共同拓宽教师和学生在无人机领域的视野，提升多学科视角综合性分析和解决问题的能力，推进跨学科创新成果的转化。

二、建立多学科交叉融合的无人机人才培养体系

高职院校要依据自身的学科办学优势和特色资源，找准无人机专业发展的定位，从课程体系、师资培养、创新实践等方面进行人才培养模式的探索，开创多学科交叉融合的无人机专业特色办学之路。

（一）创新多学科交叉融合管理体系

受办学历史、经费管理的制约，传统的学科管理体系挂靠在独立院系名下，是以各个学科为主干形成的树状架构。各院系对教学科研资源施行单学科分配体系，强化学科的归属管理。学科交叉势必会带来“跨机构”“跨制度”的冲突，出现教研人员交叉态度不主动、学科交叉生搬硬套流于形式等问题。突破学科管理壁垒，需要建立有效的交叉融合管理机构。创新学科交叉管理体系需要紧密围绕复合型人才培养的任务，成立协同创新学院，优化整合校内外各协同主体及不同学科优秀资源，以学科交叉融合试点项目的形式开展无人机专业调整。学校要对试点项目给予专项经费支持，保障学科交叉融合相关教学科研活动的顺利开展，积极改革学科管理体制和人才考核机制，进一步增强跨学科协同创新培养复合型人才的意识。

（二）科教协同、校企合作孵化人才培养方案

学科交叉融合的目标是传承和创新，在各学科知识的渗透、共享中挖掘新的科学问题，突破关键技术推动科技成果创新。因此，基于学科交叉融合，跨院系、跨学科、跨专业协同培养复合型人才，是推进产业快速发展和可持续发展的关键。学科交叉不是知识模块简单的堆砌、灌输，而是不同学科、不同领域的渗透、交互、提升，学科交叉的复杂性、开放性、综合性需要教师打破原有专业认知，积极投入新领域的研究，重新构建新的知识体系，在教学实践中完善创新型人才的培养模式。创新学院要联合院系、企业等多方主体力量，共同制订无人机创新型人才培养方案，将学科交叉理念融入人才培养全过程。

（三）构建学科交叉融合的课程体系

无人机应用有明显的跨学科特性，可跟电子信息类、民航运输类、测绘类、广播影视类、城镇规划类、公安技术类等专业结合，为现代化建设提供多元化人才。学校要根据专业建设定位精选多学科领域的精品课程和核心课程，构建一套适应产业需求的课程体系。柳州城市职业学院的人才培养目标是为柳州区域经济和城市建设提供高素质应用型人才。2020年，学院信息工程系开设无人机应用技术专业，依托学院优势专业资源为现代服务业培养无人机开发、编程、航拍、测绘等多方位复合型人才。在学科交叉融合的指导思想下，学院信息工程系、机电与汽车系、建筑工程与艺术设计系、马克思主义学院等联动主体共同设计“跨系部”“跨专业”多学科交叉融合的无人机课程体系。通过通识课程对学生进行爱国主义教育和职业素养熏陶，培养学生的民族自豪感和自信心，使学生具备精益求精、团结协作、追求卓越的优秀“工匠精神”。专业课程由基础课、核心课、拓展课、实践课四个模块构成，教学内容紧密围绕2020年3月教育部发布的《无人机驾驶职业技能等级标准》的技能要求，吸收信息工程系、机电与汽车系、建筑工程与艺术设计系优势课程资源进行补充、拓展、重组，分阶段分层次地培养学生的专业技能和社会实践技能。

（四）组建跨学科优秀教师团队

跨学科的教研团队通常是抽调各院系的优秀教师组建而成，他们有扎实的专业知识和丰富的教学经验。创新学院要统筹谋划跨学科教师团队的发展方向，引导教师打破单一化的传统教学理念，与企业合作搭建教师成长平台，采用企业导师制、项目合作或挂职学习等方式加强无人机教师团队的业务学习，提高教师在无人机领域的知识储备，在专业知识和无人机科技的碰撞中产生新的思维火花。鼓励教师考取无人机相关职业资格证书，打造百分百高质量的“双师”队伍。通过项目合作或科研合作形式深入研究无人机技术热点问题，将研究成果转化为教学资源，利用“互联网+”现代信息技术推进教学手段的创新，共同推进无人机专业的“三教”改革。

（五）建立多学科交叉融合实践平台

实践教学是提升无人机专业学生创新能力和综合素质的唯一途径，发挥校内外优势资源打造协同育人实践创新平台。柳州城市职业学院目前建有无人机行业应用中心、无人机组装与调试实训室、无人机虚拟仿真实训室，拥有半径800米范围内的空域使用权，在此基础上创新“多层次+多平台”的实践教学活动。

1.以赛促学

竞赛是检验实践收获、突破技能追求的有效手段，“以赛促学、以赛促教、学赛结合”教学模式能激发学生自主学习的积极性和创新性。鼓励学生积极参加各类技能大赛，了解技术发展趋势，教师也可在指导比赛的过程中反思教学的不足。参赛也能锻炼学生团队协作能力和临场应变能力，无形中培养学生的职业素养，提升他们的就业竞争力。历年就业数据表明，技能赛获奖的学生往往更容易得到就业单位的青睐。柳州城市职业学院坚持开放办学理念，利用优势实训环境积极承办市级无人机竞赛，既服务地方产业需求，又能通过比赛促进师生共同成长。

2.校企合作

职业教育的人才培养要与产业、企业紧密结合，借助“校企合作、产教融合”的力量引入无人机科研课题和企业项目。由于无人机领域的跨学科性，可选拔不同专业学习能力强的学生参与教师的课题研究，重点培养学生的创新思维和综合运用知识能力，这是拔尖高层次人才的有效途径。通过企业项目实践的参与，学生真实感受行业对职业教育的发展要求，大大提高了职业认知。通过校企合作，学校还能为企业培养定向人才，给学生提供顶岗实习甚至是就业机会。聘请行业专家入校教学，有助于师资培养、校本教材等教学资源的开发。

3.创新工作室

依托实训条件创办无人机创新工作室，吸引跨系部、跨专业的无人机爱好者在工作室平台开展丰富多彩的第二课堂活动。按学生的知识水平分为初级、中级、高级三个阶段的模块化实践内容，使学生的理论储备和实践活动逐步得到匹配、验证，最终达到学历水平和职业技能水平等值认可。工作室建立考证中心，学生理论实践技能达到一定水平后可以报考无人机相关证书，营造浓郁的“学赶帮超”氛围。创新工作室还是竞赛人才的选拔基地，以及创新创业实践项目的孵化基地。利用“互联网+”创新创业大赛平台，结合无人机创新科技，促进创新创业项目的落地，培养“大众创业、万众创新”的主力军。

三、学科交叉融合需要解决的问题

虽然学科交叉融合是教育改革的趋势所在，但长期的学科制度分化和等级式管理模式使学科交叉融合存在一些困阻，需要探索有效的方案解决这些问题。

（一）建立长效的管理体制和考核机制

跨学科下的教师培养不是简单地培养跨学科授课教师，而是要以跨学科方式帮助教师高端成长，推动新专业建设高质量地发展。创新学院要站在顶层高度设计好学科交叉融合发展战略，以无人机试点专业项目为驱动，改革跨学科教师的用人体制，以项目制、合作制或双聘制形式吸引优秀教师的加入，建立与学科交叉融合相适应的资源分配制度。跨学科教师的科研成果多以团队形式取得，需针对跨学科研究的特殊性完善跨学科教师的评价体系，激活跨学科教研氛围。改变传统的成果单一评价方式，从教学、科研、团队协作、社会服务四个维度的创新度、贡献度建立交叉领域的评价指标，个人考核、同行评议、单位考核相结合，可量化显性成果与隐性贡献度相结合，打造合理、完善、科学的考核机制。

（二）建立学分替换制

完成并通过专业人才培养方案规定的课程学习和考核，拿到相应学分，是衡量学生是否顺利毕业的标准。传统的评价标准使得学生专注于本专业领域的学习，缺乏跨专业跨学科学习的动力。为培养更多学生的跨学科学习能力和实践能力，可尝试推行“学分替换”制，学生可根据跨学科职业成长路线申请选择替换课程，考核通过后相应学分计入个人总学分。技能比赛、考证、工作室的项目实践、创新创业活动计入相应实践学分，有助于调动学生的积极性，满足个性化、多样化的学习需求，也利于激发学生创新创业的思维潜力。

在国家创新战略驱动下，学科交叉融合和技术跨界融合将成为常态，将不断催生新领域的科技创新。基于多学科交叉融合的视域培养无人机复合型人才，是迎合产业链、创新链的需求，是主动服务和融入国家发展战略的需求。无人机职业教育要牢牢把握新科技变革和产业变革的机遇，转变人才培养理念，为数字经济时代培养更多创新型人才。