中职无人机植保技术课程教学策略研究

摘 "要：该文分析国家对于无人机产业颁布的重点政策和现阶段中职学校无人机相关课程在专业设置与教学实践中面临的主要问题，以无人机植保技术课程为例，从教学内容和教学方法2个方面提出一些提高无人机专业中实操实践课程教学效果的方法，以此来推动中职学校的无人机课程设置和课堂教学进一步发展。

关键词：无人机课程；植保无人机；教学实践；教学改革；中职

中图分类号：G632 " " "文献标志码：A " " " " "文章编号：2096-9902（2024）22-0153-04

Abstract： This paper analyzes the key policies promulgated by the country on the UAV industry and the main problems faced by UAV related courses in secondary vocational schools at this stage. Taking the UAV plant protection technology course as an example， some methods are proposed to improve the teaching effect of practical courses in UAV majors from two aspects： teaching content and teaching methods， in order to promote the further development of UAV curriculum and classroom teaching in secondary vocational schools.

Keywords： UAV course; plant protection UAV; teaching practice; teaching reform; secondary vocational school

随着科技和社会发展，无人机技术得到了广泛应用，在影视航拍、抢险救灾、安全监控巡视、测绘航测、地质勘探、农业植保和商业表演等领域展现了勃勃生机。其中，在农业植保方面，无人机播撒农药，代替了传统的手工操作，不仅省时省力，在节约农药和减少污染土地方面也起到了重要作用。所以，在职业学校开展无人机课程的教育是非常必要的。

1 "问题的提出

1.1 "无人机产业已上升为国家重要发展战略

近年来，各级政府对我国民用无人机行业展现出高度重视的态度，也从产业政策方向给与了重点的支持和协助。为鼓励民用无人机行业的持续发展与不断创新，国家多部门陆陆续续出台了多项政策。政策一览表见表1。

此外，国家《“十四五”数字经济发展规划》《“十四五”民用航空发展规划》《智慧民航建设路线图》等顶层文件都对发展无人机产业提出了明确要求，为无人机产业发展指明了方向[1]。

同时，2024年1月7日在深圳召开了第九届无人机百人会。世界无人机大会主席、深圳市无人机行业协会会长杨金才表示，截至2023年底，国内已有7万多家企业注册的经营范围有无人机业务，实际运行企业超1.7万家，产值1 520亿元；实名登记无人机超过111万架，比2022年增长15.9%；颁发无人机驾驶航空器操控员执照18.2万本，2023年无人机飞行超过2 000万h[2]。

1.2 "无人机教学研究文献计量分析

选择CNKI知网期刊全文数据库为检索源，以无人机教学为主题进行搜索，得到中文文献602篇。

按照发表年度分布进行分析，大致分为3个阶段，其中，2016—2017年，处于起步阶段，年均不超过30篇。2018—2021年，属于快速发展阶段，年均增幅20篇，在2021年达到顶峰104篇。2022年至今，有小幅回落，成为稳定阶段，年均80篇。按照学科层次分布进行分析，高等教育层次有267篇，职业教育层次有184篇，中等教育层次12篇。按照发文机构前十名分布进行分析，有6所是大学、3所是航空职业学院，其中，前三名分别是陆军工程大学、国防科技大学、北京航空航天大学。

通过对文献发表的年度、层次和来源分析后，可得出以下结论，无人机教学的研究主要集中在高等院校中，中职学校的无人机教学的研究数量不高、占比不大，中职院校对该领域的关注度还是稍有不足。

1.3 "无人机专业相关教学资源不配套

和蓬勃发展的行业企业、快速发展的研究文献相对的，是教学资源的不配套。目前，我国开设无人机专业的院校主要以高职专科院校为主，根据“全国职业院校专业设置管理与公共信息服务平台”（此平台由教育部职业教育与成人教育司主办，网址输入如下：https：//zyyxzy.moe.edu.cn/），在“2024年高等职业教育专业设置备案结果”栏目（高等职业教育专科拟招生专业设置备案结果数据检索，网址输入如下：https：//zyyxzy.moe.edu.cn/home/major-register）中显示，全国共有32个省级行政区的422家院校设立了无人机应用技术专业或无人机测绘技术专业。相比较2023年的391家院校，增加了31所，其中，有5个省份开设数量减少、8个省份数量持平、18个省份数量增加。从数据显示来看，越来越多的省份增加了无人机院校和招生专业设置，但在数量上，主要是高职专科院校，中职学校和普通高等院校的专业建设在数量上较低。

经过采访，在开设无人机专业的学校中，大部分学校的硬件条件齐备，但师资力量较为薄弱，当前设置的课程体系不够完整，行业应用有待丰富。

因此，本文以中职学校无人机操控与维护专业中的专业核心课无人机植保技术为例，以植保无人机应用职业证书为切入点，以满足企业需求、培养学生技能2方面为抓手，从教学内容和教学方法等方面分析提高无人机类课程教学效果的策略和方法[3]。

2 "教学内容分析与设计

2.1 "明确课程目标

无人机植保技术课程有2个职业证书标准，基本要求是植保无人飞机应用职业技能等级标准，从实际操作难度来看，较高一级的要求是无人机航空喷洒职业技能等级标准。2个职业技能等级标准均细分为3个等级：初级、中级、高级，3个级别相互之间是连续贯通的关系，高级别等级完全包含低级别等级的职业能力要求。在实际教学中，各级各类学校可以根据等级标准中所标明的不同级别所对应的工作能力条件和实际岗位需求，再结合本校师资条件和学生接受程度等方面综合考虑，最终选择适合本学校的证书等级。2个职业技能等级标准要求如图1和图2所示。

2.2 "构建课程体系

课程体系的构建，需要参考行业标准和岗位需求，深入挖掘企业对工作岗位所要求的核心能力和专业基础知识。结合以上指导思想，开发出既能够与中职院校学生生理心理特点相符合的，又能够对标工作岗位能力要求的，还可以在无人机行业中贴近企业培养目标的新型课程体系。

本课程立足无人机技术发展趋势和现阶段对无人机植保技术人才需求，以企业实际应用为载体，以考取“1+X”职业证书为导向，以植保作业中涉及的具体技术为核心，以“企业实际—教育教学—课堂任务”为主线，从简单到复杂，从知识点到项目组，遵循学生思维能力和接受能力，符合教育教学和企业应用实践能力的基本培养规律，科学设计学生学习内容和教师传授知识结构，从而整合和优化教学知识点。

2.3 "编写校本教材

教材选择校企合作编写的校本教材，使用新型活页式教材。在不同于传统课堂的工学一体化课程中，要完成学习任务，学生单纯地从教材中寻找答案已经远远不够了，更多的是需要学生借助网络的力量，去搜索相关的技术资料和产品手册。

一个典型的工作页包括：任务描述、任务要求、实训任务（任务书、任务分组、任务实施）、任务评价。从工作页的内容可以看出，既有任务描述、任务要求，又有详细的操作规范、具体的操作步骤，这就是所谓的活页。一堂课上完，学生可以在工作页上补充大家的讨论笔记和自己的思考过程，把这些补充的内容和具体的流程规范一起夹起来，复习时拿出来查阅，这也是“活”的意义所在。

根据课程目标和体系，教材可以分成4个部分，每部分又分为几个模块，每一个模块内包含若干个任务。具体教材的一、二级目录见表2。

2.4 "整合课程资源

随着无人机技术的快速发展，应充分利用校内外资源，整合教学内容。与企业合作有助于丰富资源、提高学生就业竞争力。具体表现在以下几个方面。

1）企业参与课程开发和实训项目设计。邀请企业专家参与课程设计，确保课程内容与企业需求和技术发展相同步。与企业专家合作开发实践项目，让学生在企业教师指导下完成实际的植保无人机维护工作、操作任务。

2）举办技能竞赛和考取“1+X”职业证书。与企业联合举办植保无人机技能竞赛，提高学生的操作技能和协作能力。引导学生考取“1+X”职业证书，提高就业竞争力。

3）企业讲座和引进师资。定期邀请企业专家来校进行讲座，分享行业动态、技术进展和职业发展路径。培养或引进具有实践经验的双师型教师，在教学中更好地结合理论与实践。

4）建立校外实训基地。通过广泛了解行业和市场、细致分析岗位应用、筛选几所合作企业，展开校企深度合作，共同建立校外实训基地。学生在实训基地可以深入参与企业实际项目，接近实际的工作岗位和生产环境，在完成项目的过程中不断积累原始经验。

表2 "教材结构一览表

2.5 "分层教学内容

对教学内容进行分层次，既可以帮助教师梳理思路，又可以助力学生快速理解。以无人机植保技术课程为例，对教学内容的分层，可以划分为3个部分：理论知识、实践操作、创新与素养，具体如图3所示。

在实践操作环节，又可以按照操作水平分为基础、进阶、综合3个阶段，分别为农田类、果树类、综合案例。具体如图4所示。

图3 "植保无人飞机应用职业技能等级标准

3 "教学方法实践与研究

在“以学生为中心”的教学理念中，区别了传统讲授的上课模式，强调调动学生的主动性，引导学生发自内心驱动力的自主学习。在课程中应用线上线下混合式教学模式、GBL（Game-based-Learning）教学法（基于游戏式教学法）、分组扮演教学法。

图4 "实践操作环节3个部分

3.1 "线上线下混合式教学模式

线上教学阶段，借助于在线教学平台等信息技术，教师在课前可以发布预习资料和视频等，通过在线教学平台，来监督学生的预习情况和进度，并作简单考核。

线下教学阶段，分为学生讲解知识、小组划分和实践操作（操作方法、数据、团队配合）、实践操作总结和思考。

在线下教学阶段，要充分利用计算机中的虚拟仿真软件。利用软件中提供的不同农作物、不同环境等进行飞防模拟。学生根据不同的虚拟任务，调整喷洒参数，进而了解无人机的喷洒状态和病虫草害的防治效果。在实验结束后，需要对数据进行收集和分析。对比和总结不同剂量、不同喷洒对作物生长情况的影响[4]。

3.2 "GBL教学法（基于游戏式教学法）

众所周知，学生是教学活动的主体，实际教学活动无法脱离主体的存在而独立，所以，日常教学设计时也要以学生为主体。通过交流，可以知道学生对“和平精英”“王者荣耀”等手机游戏的兴趣甚高，在线下教学的实训环节，可以引入学生熟悉的游戏背景，再把教学内容穿插到平台设计中，安排“穿越障碍”“物资投放”“精准爆破”等环节。并在课后及时进行场景参数和规则的调整，增加学生的浸入感和熟悉感，从而达到教学目标和教学效果的完成[5]。

3.3 "分组扮演教学法

在实践操作环节，除了使用GBL教学法之外，还要引入分组扮演教学法。因为，在实际的植保作业中，企业承接了飞防订单后，需要进行人员分配，这就要求学生对实际工作中的人员分工和责任有清晰的认识。

在教学中，学生分小组后，选出组长，组长承接订单，安排任务给“植保调研员”，调研员对任务进行需求分析，并通知“化学品管理员”配置农药，最后由“植保作业人员”进行喷洒，并由“数据处理员”进行效果的数据分析，突发情况下，还需要“设备维护员”对无人机进行维修。

在实践操作的过程中，学生轮流扮演不同的角色，掌握不同实际岗位的工作流程和知识技能，从而更好地适应企业需求和社会发展。

4 "评价体系打造与完善

教学效果的评价，不能是单一的静止的，而应该是多元化的动态的，能够体现学生思维发展不同阶段、知识掌握不同程度、技能达标的不同方向。因此，建立了4个维度的多元化评价体系，如图5所示。

图5 "多元化评价体系

在这个评价体系中，既能够体现学生课前的预习情况，又可以反映学生课中的操作效果；既可以表达植保喷洒的最终效果，又可以反映飞行过程中的操作能力；既表现了教师对学生的评价（包含企业人员的评价），又考虑了同学之间的反响；既体现了学生平时的学习态度，又展现了学生课下的努力情况。

5 "结束语

在明确课程目标、构建课程体系后，在学校和企业联合开发课程和制定比赛与评价标准下，在对授课内容进行分层次划分与渐进式相结合，在使用游戏式和角色扮演的教学方法后，学生的积极性和兴趣点被激发，能够较好地完成理论教学效果、掌握实操动作要求，达到培养符合企业需求和行业发展的高素质人才的最终目标。

参考文献：

[1] 低空科教.无人机产业发展已上升为国家战略[EB/OL].https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzIwNTU4Njg4Ng==amp;mid=224748610 4amp;idx=1amp;sn=e23e4943146ba4f92c0997828cc0865bamp;chksm=972 fe231a0586b274966c2602f7b975f12b5997cf5894f78bef571a4b60853f8089bf934bdf1amp;mpshare=1amp;scene=23amp;srcid=0425GrjZ83gR iqUun6MpJzS3amp;sharer_shareinfo=7d7e0596373780291e41724c0c e3f8d5amp;sharer_shareinfo_first=7d7e0596373780291e41724c0ce3f 8d5#rd.

[2] 深圳新闻网.第九届无人机百人会在深圳成功举办[EB/OL].htt

ps：//www.sznews.com/news/content/2024-01/07/content_30687708.htm.

[3] 禄小颖.中职计算机网络类课程教学策略研究[J].科技风，2022（8）：105-107.

[4] 李林.高职“植保无人机应用技术”课程信息化教学改革的探索与实践[J].中文科技期刊数据库（文摘版）教育，2023（12）：71-74.

[5] 杨帆.GBL教学法在中职学校无人机实训课教学的应用研究[D].济南：山东师范大学，2021.