基于成果导向理念的“无人机植保应用”课程教学研究*

朱莉凯，李笑瑜，叶杨飞，朱云阳

（江苏航空职业技术学院，江苏 镇江 212134）

0 引言

植保无人机具有作业效率高、农药喷洒均匀等特点[1]，近年来，在我国经济高速发展导致农村劳动力大量转移而造成农村劳动力严重不足的背景下，植保无人机在我国迅猛发展。在农业方面，植保无人机的使用范围不局限于平原地区，还能够被用于丘陵、高原等地区，作业人员无法直接进行农业作业时，无人机的作用就体现出来了。在喷洒效率和质量方面，无人机也能够通过相对精准的定位系统，均匀地喷洒雾滴，从而达到较好的作业效果[2]。

“无人机植保应用”是无人机应用技术专业一门重要的专业拓展课程，主要介绍农作物的常见病虫害防治和植保无人机操控方式以及植保无人机的结构组成、工作原理。该课程采用理实一体化教学，将理论知识和实践内容有机地融入，旨在使学生熟悉无人机植保行业应用岗位要求，掌握常见农作物的病虫害防治手段、植保无人机的操控技术、植保无人机作业的规范流程、植保无人机的基本维护，以及能够独立完成植保无人机作业任务的课程目标。

该课程的特点是综合性较强，教学内容的知识点较分散，内容较多，教与学的难度均较大。基于成果导向的教育理念（OBE）是近年来被广泛应用于高校课堂的教学方式，重点就是必须以学生为中心，以教学目标为导向，通过持续改进提升教学效果[3]。作为无人机应用技术专业的拓展课程，将成果导向理念引入“无人机植保应用”课程实际教学设计中，有助于学生从被动学习者转变为主动学习者，进而提高学生对无人机农业植保行业的应用认知。课题组结合成果导向理念，对“无人机植保应用”这门课程内容的教学组织方式进行了探索、实施和评价。

1 成果导向教学理念的特点

基于成果导向的教学理念已经得到广泛认可，该理念的每一个教学环节都围绕学生的学习目标和学习效果展开，使学习该课程的每一位学生都能够达到预定的学习目标[4]。OBE教学理念已经得到了全国大多数院校的支持与实施。20世纪90年代，澳大利亚、南非以及美国早在1994年就实施了OBE教学计划，并持续至今。2012年，欧盟提出教育要聚焦学习成果，我国也在积极响应与尝试，OBE教育理念逐步在全国各大院校中流行起来。

OBE教育理念具有以下四大优势[5]：

1）目的清晰。每一门课程的设定目标都非常清晰。传统的教学方式中学生被动学习，教师讲什么学生被动学习什么，对教学目标以及学习目的不清楚；而以成果为导向的理念首先确定明确的学习目标，从而对课程实现反向设计，进而达到预期教学目标。

2）教学方式灵活。OBE教学理念的特点是可以采用多样性的方法，学生为了达成学习目标可以采取多种学习方式，教师根据不同学情可以采取不同的教学方法，从而共同完成具体的教学过程。教师的作用主要在于协助学生，学生的学习效果反馈给教师后，教师不断完善教学方法，也帮助学生更好地进行学习。

3）参与积极性高。课堂参与也是OBE教学理念的关键部分，学习的主体是学生。通过以学习目的或成果为导向的方式，学生清楚需要学习哪些知识点，所以在课堂中的参与积极性很高。同时，也需要学生家长和社会共同制定课程计划，从而更好地衔接毕业之后的工作岗位。

4）学习成果具有参照性。对于采用OBE教学理念的教学策略，课程的学习成果是可以起到借鉴作用的，进而在全国其他院校中进行普及和宣传，培养出来的学生在社会中也能够得到更高的认可度。企业同样可以根据学生的学习成果判断是否满足该工作岗位的工作要求。与传统的唯分数论不同，成果导向的教学理念凸显的是学习成果，或者专业知识、实操技能的获得。该特点也与学校的专业人才培养方案相吻合。

2 课程内容设计

2.1 构建“四点一线”，强化立德树人功能

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上对课程思政教育做出全方位的说明，强调要思考高校需要培养什么样的人、如何培养需要的人以及为谁培养社会需要的人[6]。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，进而实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面[7]。

课程思政构建“四点一线”：以培养学生爱国主义情怀以及树立学生正确的世界观、人生观、价值观为主线，将工匠精神的培育作为终点，航空“6S”素养的养成作为着力点，实训过程中的劳动教育作为强化点，多旋翼无人植保机作为应用的落脚点，加强“无人机植保应用”课程的思政元素[8]。将思政元素融入“无人机植保应用”课程中，有助于将价值观赋予在专业知识传授中，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观和社会责任感。例如，多旋翼植保无人机任务载荷的工作原理，着重强调多旋翼植保无人机任务载荷完成药液喷洒等工作，实现对植物的保护[9]，透过现象看本质，探索任务载荷的工作原理。多旋翼植保无人机任务载荷的功能测试，通过设置任务载荷的典型故障，由现象到本质深入分析，通过任务载荷的工作原理图，从故障表象到深层原因的探究，培养自主探索、科学排故的工匠精神。将思政元素融入到教学内容中，不仅能极大地激发学生对该课程的兴趣，还能培养学生的爱国主义热情和民族自豪感。

2.2 细化课程目标，落实教学任务

根据成果导向的教学理念与思路，结合无人机应用技术专业的人才培养方案要求，对农业植保的理论、实操和课程标准的教学目标逐步细化，细化后的教学目标要对标相应的工作岗位要求。将传统的课程标准中的教学目标做出进一步的细化，转变成符合成果导向的与无人机相应岗位要求对应的教学内容，需要细化到无人机岗位具体对应的要求，进而对课程的学习目标进行逐步分解。具体的分解和对应情况如表1所示。

表1 “无人机植保应用”课程能力分解表

3 教学组织和实施

以往的传统教学中，课堂是以教师为中心的，教师过于强调知识的传授，忽略了学生的接受能力，导致学生失去学习兴趣，课程的教学目标无法有效完成。传统的教学模式已不再适用于现在的高等教育教学。因此，按照OBE理念对课程学习目标进行分解，便于组织教学的内容和任务，也便于探索有助于达成无人机岗位要求的教学方法。针对当前学生的实际情况，在教学策略、教学手段和教学评价三个方面都进行了改革。

3.1 “四递进、五步走”教学策略

基于成果导向教育理念，从职业能力出发，对接农业植保无人机岗位需求，依据学情分析，调整教学策略，制定基于无人机专业及行业需求的“四递进、五步走”的教学策略，如图1所示。根据教学目标，按照植保概述内容导入、农业基础知识、植保无人机任务载荷、全自主植保作业和导师点评这五步开展教学内容[10]。“五步走”的教学内容依据由认知到基础再到应用最后到拓展的“四递进”方式，层层递进，使学生具备扎实的理论基础及较高的实操技能。

图1 基于无人机专业及行业需求的“四递进、五步走”教学策略

3.2 信息技术应用于四种场合的教学手段

教学手段是师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备。在教学实施过程中充分利用信息技术方式，可以更加高效地帮助学生理解掌握知识点，拓展知识面。例如，疫情期间的在线教学，从利用“腾讯会议”完成整个实时课堂教学过程，在直播平台中实现师生间深度且有效的互动；到利用“超星学习通平台”“超星泛雅平台”完成课前测试、课堂测试、课后作业和学习评价；再到教师教学中充分利用数字资源（微课、视频、幕课、动画）、模拟组装软件和技术手段（用于农业植保无人机任务载荷模拟拆装的无人机实验实训中心）；最后，师生在学习通平台“无人机植保应用”课程中，进行资源制作、课堂学习、教学互动、资源检索等活动。

3.3 全过程多维度的教学考核评价体系

基于成果导向理念的“无人机植保应用”课程采用全过程、多维度的教学考核评价体系，如图2所示。全过程考核包含课前考核15%，用于分析了解学生对预习任务的掌握情况；课中考核55%，主要考察学生对农业植保无人机的基础知识的掌握情况，利用学习通平台进行基本知识测验；课后考核30%，包括学生完成自我总结报告、同组进行互评。教师还尝试利用数据分析软件，评估每个人的学习能力与创新能力。多维度评价包含教师评价、学生互评、学生自评和企业导师评价。

图2 全过程、多维度的教学考核评价体系

4 结束语

课题组设计并实施了基于OBE理念的“无人机植保应用”课程教学改革，以学生为主体，提高了学生的学习积极性，改革和建设初见成效。学生的综合成绩从平均分82分左右已经提升到了89分左右，学生对典型农业无人机植保作业有了完整的知识学习与技能实践，尤其是对于多旋翼农业植保无人机的应用有了融会贯通的认识和理解。更重要的是，OBE教学理念使学生进一步掌握了理实一体、线上线下结合以及合作式、探究式等学习方法，实现了“要我学”到“我要学”的转变，明确了新时代对技术技能人才在职业能力、职业精神、职业素养等方面的新要求。但是无人机专业的教学改革是一项长期的课题，OBE理念的重要原则之一就是持续改进。因此，需要对学生预期成果得出的情况进行分析和总结，分析教学内容、教学设计、教学实施、考核评价等方面存在的问题，并提出相应的改进措施，从而使教学形成一个循环改进的闭合回路。

由此可见，采用OBE理念融入课程的教学内容及教学实施，将课程思政元素有机融入教学内容，制定基于无人机专业及行业需求的“四递进、五步走”教学策略，确实能够使学生达到学中做、做中学、学后思的目的，从而达到课程设置的教学目标。