以岗位能力为导向的无人机应用技术专业建设研究

王 涛，胡丹丹，尹小定，万红海

（江西机电职业技术学院,江西 南昌 330044）

近年来国家大力发展无人机产业，推进技术技能人才建设，工业与信息化部相关数据预测，到2025年我国民用无人机产值将达到1 800 亿元[1]。作为江西省优质专科高等职业院校，江西机电职业技术学院于2016 年开设“无人机应用技术”专业，是全国首批开设该专业的49 所高校之一，专业创办以来，一直紧跟行业发展趋势，不断探索和完善专业定位和人才培养模式，目前已毕业的学生有80%以上在无人机行业相关技术岗位任职。

随着无人机在各行各业的应用越来越广泛，无人机专业人才缺口越来越大，申报相关专业的院校也会越来越多。到2019 年，全国共有229 所院校开设该专业。2021 年高职专科新增“无人机操控与维护”、“无人机测绘技术”专业，职业本科新增“无人机系统应用技术”专业。在此背景下，如何深层次地建设好无人机应用技术专业，提升学生的核心竞争力，就显得尤为重要。为此，课题组重点针对“无人机应用技术”专业建设过程中“专业定位、课程体系建设、课程群建设、实践教学开展、教学团队建设”等方面的问题进行研究和探索。

一、依托岗位技能、明确培养定位

（一）典型岗位及技能能力分析

2019 年4 月，人力资源和社会保障部将“无人机驾驶员”定为新职业，并预测未来5 年无人机驾驶员的人才需求量为100 万人左右；2020 年8 月，将“无人机装调检修工”纳入国家职业分类目录，并预测未来5 年将有350 万人的岗位需求。本文结合职业定位及社会调研，对这两个典型的职业岗位进行分析。

1.无人机驾驶员技能能力分析

无人机驾驶员的职业定义是“能够通过远程控制设备，驾驶无人机完成既定飞行任务的人员”[2]。通过对无人机相关企业的调研以及国家人力资源保障部提供的有关信息，归纳总结了无人机驾驶相关的技能能力要求如表1。

表1 无人机驾驶员技能

2.无人机装调检修工技能能力分析

无人机装调检修工的职业定义为“使用设备、工装、工具和调试软件，对无人机进行配件选型、装配、调试、检修与维护的人”[1]。根据岗位定义及该岗位人才需求调研，课题组归纳出了相应的岗位技能要求如表2 所示。

表2 无人机装调检修工

（二）明确人才培养定位

无人机应用技术专业的核心能力诉求大都集中在“无人机驾驶员”及“无人机装调检修工”岗位上，至于无人机在航拍、植保、测绘、救灾等行业的应用，也都必须建立在上述两个岗位之上。为此，课题组结合学校特色及校企合作单位的优势，制定了“1 个平台、2 个重点、3 个面向”的人才培养模式。1个平台是指紧紧依托企业及1+X 评价机构搭建的行业平台，时刻把握社会及行业需求，实时调整人才培养模式及定位；2 个重点是指紧紧围绕无人机驾驶员、无人机装调检修工这两个重点岗位，构建及完善课程体系；3 个面向则是设置了三个应用方向，航拍及图像处理方向、测绘及后期处理方向[3]、无人机设计及技术支持方向。

将学生的职业面向设定为无人机驾驶员、无人机测绘操作员、无人机图像处理及视频剪辑岗、无人机结构工程师、微型无人机系统开发工程师等职业群，能够从事无人机应用（数字城市测绘及建模、航拍及后期图像视频处理、电力巡检、农林植保等）、无人机组装与维护等工作的高素质技术技能人才。学生毕业3 年左右，应能够成为无人机教员、无人机测绘操控师、新闻采编单位的摄影摄像及后期处理人员、新型无人机组装测试相关方面的人才。

二、完善课程体系、课程群建设

（一）课程体系建设

课程体系建设关乎到人才培养的具体落实，在明确人才培养定位之后，将岗位技能进一步落实到课程体系建设，并细化到具体的课程建设和日常教学当中。图1 为无人机应用技术专业课程体系结构图。

图1 无人机应用技术专业课程体系结构图

课程体系仅仅围绕无人机驾驶、无人机装调检修这两个重点岗位进行建设，同时设置了无人机航测及图像处理这个典型的无人机行业应用方向，其它的应用方向则以选修课的方式开设。学生在第四学期可以选择通过无人机电力巡检和无人机植保技术这两门课程进一步拓展无人机应用技术方面的行业知识，也可以选择具有一定挑战性的如持续进修类似“旋翼无人机系统设计”等技术类课程。

（二）构建核心课程群、课程知识点细分与重构

通过近年的教学改革发现，无人机专业课程的日常教学中，存在着知识点划分不清、重复讲授的情况，且相关课程之间没有形成很好的衔接。为此，课题组将关系紧密的课程进行整合、并对知识点进行了重新划分[4][5]，重点构建了两个课程群。将“无人机导论与飞行法规”“无人机飞行原理”“无人机结构与系统”“无人机组装与调试”这四门课程以及对应的“无人机操控制技术与任务设备实训”相整合，构建无人机核心课程群；将“电子技术应用”“C 语言程序设计”“嵌入式技术基础”“四旋翼无人机系统设计”这四门课程整合构建为无人机系统设计课程群。

1.无人机核心课程群

对于无人机核心课程群，课题组明确将“无人机发展史、空域法规、飞行手册、无人机分类、无人机的空域管理、飞行计划的申报、无人机模拟飞行”等知识点归口“无人机导论与飞行法规”。后续的无人机航拍、无人机农保等专业课程不再重复讲授。

“空气动力学与飞行原理”课程主要讲述：大气气象知识(含飞行环境判别)、飞行原理与翼型特性、无人机的空气动力学、飞行平衡、稳定性及操纵性、无人机的起降（含旋翼、固定翼、直升机）。该课程的讲授不涉及太多无人机结构的讲解。

“无人机结构与系统”课程主要讲述：典型无人机的结构、组成及各部件作用（电动、油动）、飞行控制器的分类、典型飞行控制器的组成及使用、无人机动力装置、无人机电子设备、典型地面站的使用、典型遥控器的内部结构、设置与使用、电池的分类保养和维护、电机的结构及维修、典型无人机整机的装配与调试、常用的无人机载荷及其日常保养、无人机的配件选型、制作及测试、常用工具及仪器仪表的使用。

2.无人机系统设计课程群

该课程群相对比较成熟，“电子技术”课程作为先修课程，在对应的电子产品装调实训课的配合下，要求任课教师重点讲授典型电子元器件工作原理及功能、简单的数字逻辑知识、组合逻辑电路、数字逻辑电路中的触发器、计数器等基础知识以及示波器、万用表的使用及焊接技能。之后陆续开始“C 语言程序设计”、“嵌入式基础”等课程，帮助学生掌握智能产品的软硬件开发设计，继而为学生进行无人机系统检修或设计打下坚实基础。

3.其它岗位方向课的设置

在大一上学期开设“工程制图”及“无人机核心课程群”的基础之上，于第3 学期开设“无人机外形设计”课程，拓展学生就业方向，满足企业对“无人机结构工程师”岗位的需求。开设“无人机航拍及图像处理”“ 航拍视频剪辑与处理”“无人机测绘遥感技术”等课程，对标“无人机测绘师(含外业操控和内业数据处理)”“摄影摄像及后期处理人员”。

三、依托企业、对标1+X，切实提升学生岗位能力

（一）专业实验室的建设

以岗位能力需求为导向，采购实验室设备，对标“1+X 无人机驾驶职业技能等级”“1+X 无人机检测与维护技能等级”标准，建设了两个专业实验室：“无人机装调实验室”和“无人机飞行实验室”。无人机装调实验室配备20 余套无人机组装套件及各类测试仪器仪表、装调工具，用于开展无人机组装和调试、无人机测试与维修、无人机结构与系统等相关课程的实践教学。在开展实验过程中，为了补充实验室建设工作，通过“政府采购、1+X 专项采购、企业捐助、毕业生资助、自筹经费”等多种方式，不断补充和完善实验室建设，现有“六轴考试训练机、植保机、四轴八桨测绘无人机、航拍无人机、运动无人机”以及基于PIX、NAZA、ACFLY 等各型飞控组装的无人机30 余套，用于无人机操控训练、无人机航拍及图片图像后期处理、无人机设备维护和保养等课程及技能点的实践和教学工作。另外，教学团队因地制宜，通过警戒线及围挡等形式，在学校操场划设临时无人机室外飞行区，解决“无人机操控实训”训练场地的问题。

在现有实验设施的基础上，通过做好各核心课程群相配套的各实验项目的开发和建设，满足学生的专业技术训练需求以及实操能力的需求。

（二）项目化实践课程的开发

通过对行业、企业中的典型工程案例的引入和相应的教学处理，将其纳入对应的核心课程群，并落实到具体课程的实践、实验教学环节中，构建集教学和实践一体的课程体系。无人机教学团队，近年来一直紧跟行业发展，不断深化校企合作，并力求将企业的研究实践项目引入到日常教学当中，先后与多家无人机相关企业展开合作。

将AOPA 无人机驾驶合格证的考核标准引入到无人机核心课程群的日常教学当中，学生在第2、3 学期完成相关实践技能培训后可参加“1+X 职业技能等级证书”考试，考试通过后可以进行相应课程的免修，实现“课证融通”；将主流飞行控制器Pixhawk、mini pix、NAZA-M、A2、ACFLY 等飞行控制器的使用和调试融入到无人机核心课程群的日常实践教学当中，让学生紧跟行业步伐，毕业后能够很快适应工作岗位；委托企业工程师来我校讲授“无人机测绘遥感技术”及“无人机测绘及建模实训”课程，将一线的测绘案例应用到日常教学当中，提升教学效果；通过集体备课的形式，无人机教学团队成员结合各自优势，开发了一体化课程“无人机外形设计(SOLIDWORKS)”，该课程除了讲授SolidWorks 软件的典型应用外，还将“大疆S1000 系列无人机”等典型的无人机外形结构进行建模和拆解，融入日常的教学中，有效地实现了项目化教学。

四、建设优秀教学团队，不断学习进取

无人机应用技术专业开设时间不长，专业教师的缺乏是各大院校普遍存在的问题，教学团队的建设就更是无从谈起。我校经过近5 年的专业建设，积累了些许经验，目前的无人机教学团队建设已初具成效。整个教学团队主要包含6 位成员，其中副教授3 人、实验师1 人、企业工程师1 人、助教1 人，6位成员擅长的领域各有不同又互有交叉。企业教师主要承担“无人机测绘、植保、巡检、航拍”等应用型课程的教学，也可承担“无人机飞行原理及无人机机构”等课程理论及实践教学；由1 位长期从事摄影航拍及后期的视频图像处理的专职人员担任无人机航拍及视频剪辑方向课程的教学；由机械模具专业的1 位副教授负责“无人机外形设计、无人机结构与系统”课程的教学工作；1 位导航制导与控制专业的副教授担任教研室主任，主要承担“无人机飞行原理、无人机操控、结构、巡检”等课程的教学，并对团队成员开展各项活动进行协调组织；分管教学的分院院长负责统筹和协调各类专业建设相关问题，如校企合作、行业调研及社会服务等。我校无人机应用技术专业隶属于人工智能分院，关于无人机系统设计课程群中涉及电子信息技术这块的内容则由人工智能分院对应的教学团队负责。

近年来，我校无人机教学团队通过参加各类无人机相关的社会培训和竞赛，技能能力普遍得到了提升，教学团队定期开展各项“无人机操控及航拍体验”等公益活动，在服务社会的同时，也提升了教学团队的协作能力和凝聚力。

教学团队在依托岗位技能要求定位无人机专业人才培养目标的同时，也积极开展1+X 证书试点工作，通过对标“1+X 无人机驾驶职业技能等级证书”“1+X 无人机装调检修技能等级证书”“无人机应用技能等级1+X 证书”落实和检验学生的技能能力掌握情况，真正实现“课证融通”。目前无人机应用技术专业的高年级学生和已毕业学生人群中，获得无人机驾驶员执照及无人机驾驶员合格证（含1+X 无人机驾驶员职业资格等级证书）的学生比率高达95%以上。积极组织教师和学生参加各类无人机竞赛，在2020 江西省振兴杯职业技能大赛无人机相关赛项分获教师组第五名、学生组第四名，在提升教师、学生专业技能水平的同时，也使其感受到自身的不足，从而在日后的教学和学习上面可以进行针对性的改进和调整。

五、专业建设成效

课题组以岗位能力为导向，对无人机应用技术专业建设进行较为细致的研究，取得了一定的成效。无人机专业的各个方向更为明晰，且形成了对应的核心课程群作为支撑，专业内各个核心课程群都有完整的实践项目与之相对应，课程实践占比明显提升；各专业课程之间的衔接更为紧密，不再出现内容重复讲授或知识点遗漏情况；专业定位更加贴近就业岗位，学校和企业实现无缝对接，学生更好就业、更充分就业；各专业教师根据自己擅长的专业方向，深耕课程体系建设，开展任务化、一体化实践教学，提升了学生学习积极性，让学生获得知识和技能变得容易和高效；一支教学能力强、业务水平高、专业能力过硬的无人机专业师资队伍逐步形成，教学效果明显提升。

课题组始终紧跟行业发展，深入各类相关企业调研学习，坚持从社会需求和岗位能力出发，通过近几年的探索，不断充实和强化无人机应用技术专业的课程体系、实践实验体系、专业化师资队伍等各个环节的建设，在提高人才培养质量、促进经济社会发展、优质人才资源支撑等方面做出了一定的贡献。目前已有16、17、18 级三届学生在省内外各无人机相关企业从事专业工作，涉及无人机驾驶员、无人机测绘、无人机运输、无人机教育等多个领域，就业良好，专业对口率每年都在80%以上。

随着无人机技术的发展，垂直起降无人机在相关行业内的应用有普及趋势，这对无人机教学团队提出了新的要求和挑战，教学团队要继续紧跟行业发展，将行业的新技术、新知识逐步纳入到日常教学和实践过程中来，不断提升人才培养的质量。