紧密对接产业链、创新链的无人机应用技术专业建设实践与探索——以江苏省徐州技师学院为例

□张 飞

一、研究背景

2016年11月29日国务院发布的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中将无人机作为战略性产业，以培育未来发展新优势。无人机的研发、制造和应用是衡量国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。随着我国制造业水平不断提升，无人机作为高度科学化、高度社会化、高度战略化的高端装备在军用和民用领域的应用越来越广泛。目前，我国无人机产业已在国际上占有重要的地位，特别是消费级无人机占全球约70%的市场份额，已成为中国制造的“靓丽名片”。近五年，我国民用无人机产业优势明显，2020年我国民用无人机市场规模超过200亿，预计，到2025年民用无人机市场规模将超过560亿。无人机作为未来通用航空的重要组成部分，将成为国民经济新的增长点。随着5G、物联网、云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等技术与无人机的不断融合，无人机将集合先进的机器人技术和算法成为具备智能视觉深度学习的智能空中机器人。无人机技术的发展必将推动下游应用市场的持续爆发，其应用也必将更加多元与深化。在农业、测绘、电力、环境、勘探、公共安全、智慧物流等领域，智能无人机正在代替人工更加准确、更加高效地工作。无人机将成为智能化社会不可或缺的智能平台。

产业发展，教育先行。针对无人机应用人才紧缺的情况。2017年12月19日国务院办公厅发布《关于深化产教融合的若干意见》中明确提出“推动学科专业建设与产业转型升级相适应。建立紧密对接产业链、创新链的学科专业体系。大力发展现代农业、智能制造、高端装备、新一代信息技术等产业急需紧缺学科专业。”2017年12月22日工业和信息化部印发了《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)。《指导意见》中明确提出支持有条件的普通高校和职业院校设立无人机相关专业。因此，如何培养出既具有扎实的理论基础，又具有较高实践能力和创新能力的无人机应用型人才就成为了目前无人机应用技术专业亟待解决的重要课题。在此形势下，开展紧密对接产业链、创新链的无人机应用技术专业建设的研究与实践对推动无人机技术人才的培养和持续健康发展具有重要的现实意义和战略意义。

政策的支持，市场对人才的渴求，许多职业院校都陆续开设了无人机应用技术专业。其实，在《指导意见》出台之前，西安航空职业技术学院已于2011年增设无人机应用技术专业，面向陕西省招生。2013年，无人机应用技术专业列入招生专业目录，面向全国招生，当时“低空无人机操控技术”与“无人机应用技术”两个专业并存。直到2016年教育部规范专业设置，将两个专业合并为“无人机应用技术”专业，隶属于装备制造大类下的航空装备类目。随后，无人机应用技术专业招生院校，在全国范围呈几何倍数增长，从“高等职业教育专业设置备案结果”中查询，目前全国已有374个院校开设无人机应用技术专业，如表1所示。全国31个省(直辖市)设立了该专业，其中河南省有41所高职院校开设该专业，山东省30家，江苏26家，四川省、河北省各23家，安徽省22家，江西省20家，黑龙江省、湖北省各17家。除院校数量变化外，2021年无人机应用技术专业代码由560610变更为460609，同时新增“无人机测绘技术”专业，代码为420307。高等职业教育本科专业新增“无人机系统应用技术”专业，专业代码为260604。

表1 高等职业学校无人机应用技术专业开设情况

目前我国开设无人机应用技术专业的主要是职业院校，部分普通高等院校，如西北工业大学、北京航空航天大学，有与无人机相关课程和研究方向，如控制专业无人机方向、机电专业无人机方向、飞行器专业无人机方向等，但并未设立无人机相关的独立学科。2021年，普通高等学校本科专业目录新增智能飞行器技术专业，北京航空航天大学开设此专业，标志着飞行技术向智能化方向发展。除高职院校，中职院校也陆续开设了无人机应用与操控专业，因无官方统计来源，开设的院校数量无确切数据，初步估计数量比高职院校要多。新的专业，前沿的无人机技术，也使职业院校在专业建设时显得力不从心，培养的学生能力满足不了用人企业的需求，就业范围受限。通过职友集搜索“无人机”，其相关招聘信息在全国范围内有4,000余条，其中各层次人才需求如表2所示，从统计数据来看，职业教育阶段无人机的就业信息只占整个教育阶段的35%左右。因此，提升学生能力，扩大学生就业范围是目前无人机应用技术专业亟待解决的问题。

表2 无人机招聘信息表

二、核心概念界定

(一)产业链。目前对产业链公认的通俗的定义是，由产业的上游—中游—下游环节的企业形成的供需链条[1]。产业链向上游延伸一般为基础产业环节和技术研发环节，向下游拓展则进入到市场拓展应用环节。作为新一代智能制造与通用航空融合发展的无人机产业，在人工智能与无人机技术融合、信息技术与制造业深度融合下，取得了迅猛发展。无人机产业链与通用航空产业链基本一致，所不同的是，无人机产业更加依赖于传感器、通信及计算机等信息产业的支持，其上游为基础零部件的设计制造、任务载荷的开发；中游为系统研发、整机制造；下游为无人机销售、飞行服务和应用服务。如图1所示。整个产业链中涉及的关键技术如图2所示，包括机体结构设计、材料设计制造工艺、动力技术、飞行控制技术、通信技术、导航技术、任务载荷技术、空中管制技术、智能技术等。

(二)创新链。创新链在学术界并没有明确的定义，被公认的是如图3所示的结构，以科技创新为主，从创意或创新需求到产业化的链式结构。创新内容不只是科技创新，还有制度创新、模式创新、管理创新；创新主体不仅只有高校、科研机构，还有企业、甚至个人；创新内容不仅包含重大的技术进步，还包括改进改善、新技术应用到新的领域、商业模式的创新。不同创新主体的组合，就构成了不同维度的创新链：一是由科研院所、政府机构和企业共同参与的科技从无到有，到产业化的科技创新链；二是产业链上各企业，为降低成本或将某项技术应用于产品中进行技术攻关，而形成协同研发的技术创新链；三是企业自身和客户(或用户)、上下游企业，从研发到试制，再到量产的产品创新链；四是产品量产后，企业为使产品销售出去、为满足客户对交付期要求和控制自身营销成本，创新销售模式的交付创新链；五是从某个创意提出，到形成可行方案，到政府或行业主管部门审核，再到在各创新主体的支撑下最终成功实施的小微创新链。科研创新链、技术创新链、产品创新链、交付创新链和小微创新链，由政府、高校、科研院所、金融机构、企业、科技中介、个人、其它社会组织等创新主体共同或分别参与，进行着从无到有，进而实现量产，再到不断改进完善的创新活动。

本文中的创新链更多的是指小微创新链，是职业院校在专业建设中调动学生的创新积极性，营造创新企业的氛围，支持学生的创新想法并落实，学校为学生提供免费场地、对接校内外资源，让学生的科技成果顺利转化，从而培养高新技术人才和创新创业型人才，让创新不再是科研、高等学校和少数高科技人才的专利，而是可以全员参与的改进不足，改善现状的创新活动。

三、无人机产业及产业发展对人才的需求分析

(一)无人机应用技术的本质是无人机作为智能飞行平台在其他行业中的具体应用，从而形成新需求、新技术和新业态。随着5G网络的铺开，物联网、人工智能等行业应用的不断成熟，无人机与智能传感系统、AI识别等先进技术不断地融合。融合了先进机器人技术和嵌入式计算机技术的智能飞控系统，以无人机为平台，通过地面站控制系统对无人机飞行高度、速度、轨迹和通讯链路的管控，支持无人机完成各种飞行姿态和动作，从而完成图形图像拍摄，实时定位跟踪、远程监控、数据采集和传输等多种任务。无人机正在为智慧农业、智慧城市、智慧物流等行业赋能，成为智慧社会不可或缺的工具。

新技术不断应用于无人机中，促使无人机成为智能飞行平台，无人机又应用于其他行业，成为其他行业转型升级、提质增效的利器。因此探究无人机应用人才需求本质，要从无人机本身和无人机应用对人才需求来分析。无人机融合了航空宇航、电子信息技术、机械、材料、通信、传感技术、图像识别、采集数据处理等多元知识和技术。无人机的运用又产生了一些新的岗位，如无人机驾驶员和无人机装调检修工，未来无人机还会改变很多行业的传统作业模式，那些既掌握无人机核心技术又具有良好软性素质的复合型人才会备受青睐。这类人才具备多学科相互交叉的综合应用能力，既能拓展学习渠道、快速学习，又能与各方良好的沟通和洽谈，跨界整合各类资源，从而真正将无人机落地为各行业的具体应用。

(二)无人机应用人才的多元能力需求。当前无人机已在测绘，电力巡检等领域得到广泛的运用。未来智能无人机必将通过智能升级、模式升级、体验升级等，全面助推传统行业升级转型。在创新商业模式的过程中，一些传统岗位将会被新兴岗位所取代，岗位能力需求也将更加多元化，单一技能的职业发展通道越加受限。另外，从近年来代表行业发展趋势的职业院校全国人工智能应用技术——无人机装调检修工(飞行器人工智能技术应用)大赛来看，越来越强调学生的工程能力、学习能力、管理能力、沟通能力、应变能力、协调能力。从对51job无人机4,000余条的岗位信息汇总，利用可视化数据图表统计后得到，目前对无人机需求最多的岗位依次为工程师、销售、装调员、飞手、教师、航拍员、航测员、技术支持等岗位，如图4所示。其中工程师的词云统计如图5所示。其中适合职业院校的无人机岗位典型岗位职责及能力需求如表3所示。

表3 无人机应用技术典型岗位及能力需求

四、紧密对接产业链、创新链的无人机应用技术专业建设

无人机技术是发展变化的，无人机应用是多元的，如何培养适应产业发展变化的高素质高技能人才，是摆在职业教育者面前亟待解决的问题。江苏省徐州技师学院结合现有的办学条件和招生规模，坚持“校企合作，工学结合”的办学制度，把握人才能力培养这个核心点，准确把握无人机产业发展态势，以产业需求为导向，以创新和科技发展为引领，构建了以“电子信息技术”专业为基础与“物联网应用技术”“数字媒体应用技术”“建筑信息建模技术”等专业交叉融合的“多学科，跨专业”的产、学、研协作培养的紧密对接产业链、创新链的无人机应用人才培养模式。在实际操作中，融合产业链、创新链做好人才链，秉承专业设置与产业需求对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、毕业证书与职业资格证书对接、专业教育与创新创业教育对接、职业教育与终身学习对接的理念[2]。

(一)对接产业链、创新链，重设无人机应用人才培养目标与规格。紧密对接产业链、创新链的无人机应用人才培养目标应该能够适应国家产业转型升级和产业发展需要，反映人才的全面发展、创新发展和终身学习的多元能力的需要。江苏省徐州技师学院以就业岗位职业能力为核心将无人机应用人才培养目标确定为培养思想政治坚定，德技并修，具有终身学习能力、创新能力、团队精神和工匠精神，能适应无人机技术不断提升，应用业务日益复杂的发展需求，掌握无人机操控、无人机装调等基本技能，能进行信息处理和数据分析、运营管理、销售服务的应用型工程师，如图6所示。

(二)围绕培养目标与规格，重塑无人机应用技术专业课程体系。在对无人机行业企业深入调研的基础上，把握企业行业对无人机人才需求的本质，以提高学生的技术技能水平为主线，以培养专业技能为目标，将无人机专业技能分为三个层级：第一层级对标人社部“无人机驾驶员、无人机装调检修工”岗位，让学生“会飞、会装、会检修”；第二层级对标“无人机应用服务岗位”，结合区域内无人机产业发展特色和行业发展趋势，让学生掌握若干行业服务技能，如航拍、航测、电力巡检等；第三层级对标无人机产业链上游“研发创新岗位”，让学生能够对现有产品进行二次开发，部分学生能够达到本科层级的无人机应用开发的水准。在课程安排上，设置了无人机操控技术、无人机安装调试与维护维修、无人机造型结构设计与加工制作、无人机航空摄影与后期处理、无人机测绘生产、输电线路无人机巡检技术、无人机二次开发、无人机程序控制等体现“专业教育、行业教育与创新教育”的课程，并与“通识教育”共同构成“岗证创”融通的课程体系，如图7所示。

(三)无人机应用技术人才培养保障体系建设。

1.打破院系苑囿，组建跨学科的教学团队。江苏省徐州技师学院打破院系苑囿，采用“外引内培”“多学科多专业教师交叉融合”的方式，多渠道构建无人机应用技术专业教学团队，解决师资力量薄弱的问题。实施专业教师素能提升计划，通过调整教师专业方向，选派校内骨干教师参加全国无人机师资培训，到合作企业兼职锻炼和顶岗实践，开展无人机社会培训服务和参加企业技术研发等方式，全面提升校内专任教师在无人机领域的知识水平和职业技能。

2.校企合作共建生产性实训基地。推进“产教融合”是职业院校发展的重要方向。江苏省徐州技师学院与徐州木牛流马机器人科技有限公司、徐州卓华科技有限公司、中科浩电有限公司、江苏东南测绘有限公司、江苏蒲公英无人机有限公司、江苏蓝鲸智慧空间研究院有限公司、徐州智航智能科技有限公司、江苏安全技术职业学院等多家企业、院校寻求合作，共同开展实训室、课程体系、教学资源的建设。建立校内外生产性实训基地，学校聘请企业工程师来校进行实训课程的教学，邀请企业人员、高等院校教师来校举行讲座等；学生通过校企合作前往企业参加跟岗实习、实践培训，毕业后前往合作企业工作，从而实现校企共育，人才与产业的精准对接。

3.改革教学模式，培养学生多元能力。学生多元能力的培养需要一套行之有效的教学模式和方法，江苏省徐州技师学院积极进行课堂教学模式改革，采用“教、学、做、评”为一体的教学形式，对教学场景、教学方法、学习方式进行积极拓展，将生产过程同教学过程、学习过程相融合。努力开拓“以学生为主体、教师为主导”的课堂新格局，将工匠精神、自主学习能力、沟通表达能力、自我认知能力的培养融入到课堂教学中。

4.开展无人机创客空间建设与应用研究，将创新创业落到实处。创新创业教育的落实，就需要政府、企业、学校、科研院所加强合作，为学生搭建多样化的环境并创设学习情景。江苏省徐州技师学院为支持学生的创客活动，提供场地和资金的支持，建立了无人机创客空间，开展了一系列的创客活动，在创客活动中培育学生创新创业等综合能力。

5.多元的人才评价体系。紧密对接产业链、创新链的无人机应用人才培养，需要强化人才多元能力的考查，全面检验学生对无人机核心专业技能水平掌握情况。在人才评价体系上，需形成学校、企业、第三方机构、社会四位一体的结构化评价体系，尤其注重学生分析问题、解决问题和创新能力的评价和反馈。

五、结语

紧密对接产业链、创新链的无人机应用技术专业建设的实施是一个随无人机发展而动态变化，不断优化、完善和自我调整，走向更高水平的运行过程。检验专业建设效果的直接标准是学生对无人机知识和能力的掌握程度，学生素质和综合能力的提高程度，而最终标准应该是人才培养与产业对接的深度和广度，人才对产业发展的推动程度。在专业建设这一系列活动过程中，教师是专业发展的灵魂，课程体系是专业建设的核心。