新工科牵引下警用无人飞行器应用创新人才培养的教学改革与实践研究

近几年，警用无人机在公安警务活动中的应用广度与深度不断拓展，越来越成为公安工作现代化的显性符号与战略支点。在新工科背景下，建立以产业需求为导向的课程体系，以实战应用为拓展的教学内容，以学生能力为导向的教学方法，形成科学合理的“一体化、多层次、开放式”的实践教学课程体系和坚实的实践教学平台，发挥校局企协同育人的优势，实现专业教育与创新教育相互融合和促进。

一、引言

习近平总书记在视察空军航空大学无人机实验室时指出：“现在各种无人机系统大量出现，无人作战正在深刻改变战争面貌。要加强无人作战研究，加强无人机专业建设，加强实战化教育训练，加快无人机应用和指挥人才培养”。由此可见，加强无人机在各个领域、各个行业的专业化建设已经迫在眉睫。警用无人机已在公安工作中深度应用，公安院校作为培养实战人才的主体，需充分发挥教学研究优势，加强警用无人机人才培养体系和课程体系建设。但目前公安无人机相关专业人才缺乏，对全面实施科技强警战略尤为不利。本文以新工科为牵引从教学体系、教学模式、教学方法等方面进行研究，构建“跨界融合”的协同教学团队，发挥校局企协同育人的优势，以学生能力为导向创新教学方法，吸收行业专家参与、实战单位参与课程教学内容改革，形成“调结构、提质量、强师资、建体系”的教学体系。探索新型教学模式改革，将思政教育引入教学，采用大数据分析进行精准督学，探索案例式、SPOC-CI、模块化、虚拟仿真教学方法，形成课堂内外联动、虚实空间融合、线上线下教学融合的教育教学新业态。研究培养学生的专业实践能力，建立科学合理的“一体化、多层次、开放式”实践教学课程体系和坚实的实践教学平台。将研发新型实践教学内容融入无人机实战技能大比武和无人机创新技能竞赛项目进行研究，使技能比武和教学紧密结合，增大了创新培养的受益面，实现专业教育和创新教育的有机融合、相互促进。

二、建立面向警务实战应用的教学模式和方式

警用无人机的发展已度过起步阶段，并逐渐朝着更成熟、更专业的方向发展。比如在治安巡查和风险排查方面，可借助警用无人机对复杂地貌进行侦查与监控；比如在刑事侦查和取证方面，警用无人机搭载热红外摄像头对案发现场的温度进行识别，可尽快发现制毒窝点；比如在应急处置和安保防控方面，通过无人机影像提取数据信息，为重大活动安保任务和应急处突事件提供技术支持。而在当前技术层面，实战的理想化与现实技术，还存在不小的差距，因此警用无人机要创新应用人才培养要围绕新功能人才培养层面，进一步做好“理论—实践、线上—线下、培训—实战”三结合。

（一）建立“理论—实践”案例式教学模式。要培养能够为各类警务活动贡献力量的无人机专业人才，首先要对目前该行业对人才的需求有深入了解。根据当前公安实战部门的需求，有针对性地开展相关专业课程，重新确立符合当下及未来发展需求的课程体系。在培训过程中做到专业技能与实战需求、教学理论相匹配，推动井架聚焦警务实战应用需求的交叉学科理论体系重构。将无人机基础知识与警务实战应用能力有机衔接融合，重新构建“知识—技术—能力—素质”框架，不再只注重飞行技巧，对无人机常用的搭载设备，如热红外成像仪、机载激光雷达等设备也要进行培训。根据不同警种，加入相关技能的培训，将无人机空中图像采集技术、现场勘查、三维建模的应用等技术进行叠加，让学生和民警不再只是表面地了解应用，而是学以致用。通过制定训练课纲，确保训练教材与公安现行重点工作任务同步，做到同步进行。

（二）构建“线上线下”校局企合作平台。在应用型本科院校中，用人单位评价毕业生的职业素养和工作能力，深刻地影响着教学思路的调整。公安院校教学科研的根本出发点和落脚点就是服务公安工作，警用无人机教学研究也必须遵循此原则。因此，影响教改成效的关键因素是双方能否在人才培养目标、教学内容和教学任务等方面达成一致意见。企业在无人机方面也有先进技术、设备与专业人才，学校更是可以借助公司的优势，共同参与人才培养。发挥校局企协同育人的优势，三方在教学内容、教学方式等教学理念上形成合力，建立健全集教学、训练、科研、实战为一体的警务无人机教学体系。

（三）实现“培训—实战”订单式教育需求模式。根据公安机关用人标准和岗位要求，实行定向培养、合力育人的订单式教育模式，与用人单位签订人才培养协议。当前，我国警用无人机人才稀缺，可以采用此模式进行人才定向培养，有利于解决课程教学内容与岗位需求的不匹配问题。具体地说，就是在无人机课程教育过程中，院校可以与公安部门、相关机构合作，发挥双向资源优势，在人才培养方面，进行无人机课程的联合教学实训与联合考核验收，加强实战场景应用教学，掌握技能更适应岗位需求，从而提高教学质量。公安部门也可以在院校中找到合适的综合性人才。

三、开发体系化的教学内容与教学流程

要培养能够为警务工作贡献力量的无人机专业人才，首先要深入了解该行业对人才的需求。根据当前公安实战部门的需求，有针对性地开展相关专业课程，重新确立符合当下需求的课程体系。在教学过程中做到专业技能与实战需求、教学理论相匹配，合理设置理论课知识，除飞机技能外，加入无人机常用的搭载设备，如热红外成像仪、机载激光雷达等培训。也可以将无人机空中图像采集技术、现场勘查、三维建模的应用等作为选修课进行叠加，培养综合性警务人才。

（一）坚持理论性“第一课堂”。警用无人机的发展就是为了更好地为公安工作服务，而院校的无人机专业在设计课程内容，要针对无人机驾驶操作、常用挂载使用和常用实战应用场景性等方面进行教学。首先，在训练中打牢飞行基础，对无人机的飞行技能、系统操纵和相关理论知识都能熟练掌握。其次，针对不同的实战需求，设计不同层次的教学内容，开展不同的训练课目，如运用倾斜摄影技术重建案发现场三维模型、运用热红外成像技术勘查现场等，满足公安工作三维360°空中全景侦察。公安院校在教学方面要成立专门的无人机教研组，定时开展集体备课参观实践等教研组活动，反复探讨教材内容和案例，不断创新教研方式，交流经验，提高教师的教学质量。

（二）坚持大赛型“第二课堂”。警用无人机属于专业级的无人驾驶航空器，在培训课程中，除了要精准掌握设备本身的操控外，更关键的是无人机警务技战术的培训。参加公安警用无人机实战技能大比武、无人机创新技能大赛，以赛促学、以赛促教正是解决之道。以赛促学，健全学生知识结构。通过参加无人机大赛，促使学生主动学习无人机最新的技术和方法，了解无人机行业的动态和应用和实战应用场景，使理论知识结构得到健全并升华，提升学生的创新能力。以赛促教，提升教师教学水平。通过参与大赛，提升教师对于行业发展的感知度，打造“双师型”教师队伍，促进教学方法改进和教学质量的提升。通过大赛还可以培养学生的团结协作能力，全面提升综合素质。

（三）坚持专家型“第三课堂”。聘请无人机专家和指导老师来校授课，对提升无人机专业课程师资力量的教学效果有很大帮助。一是通过研讨不同警种的任务需求，聘请实战部门经验丰富的民警走进课堂，加入学校无人机教学团队，以实战需求为出发点，有助于提高教学内容建设。二是企业拥有众多有丰富理论知识和成功案例的人才，可以聘请其走进校园，对学生和民警进行有效的指导，能对学生和民警的专业知识产生重大积极影响。校企合作的另一优势在于，学生和民警可以进入无人机公司一线学习，公司有专业化的教学场景和经典实战应用案例，对专业知识培养有极大的帮助。

四、以学生能力为本，创新教学方式

要打破传统教学方式，探索新型教学模式改革，将思政教育引入教学，采用大数据分析进行精准督学，探索案例式、SPOC-CI、模块化、虚拟仿真教学方法，形成课堂内外联动、虚实空间融合、线上线下教学融合的教育教学新业态。

（一）实现“融合化思政式”教学模式。公安院校培养无人机人才要确保各项素养均要全面可靠。由于无人机的功能和结构特点，在保护人民生命财产的同时，也存在重大安全隐患。一旦驾驶员政治立场发生动摇，泄露无人机所提供的声画信息，或者滥用无人机结构上所具有的破坏性，则有可能造成不可挽回的后果。所以培养首要任务就是政治立场坚定。要结合人才培养模式和警用无人机课程特点，研究探索思想政治教育与专业知识体系教育的有机统一，借鉴教育部推广和警察大学提出的“三全育人”“课程思政”示范专业及课程建设要求，把学生培养成为德才兼备、全面发展的公安专业人才。教学改革要加入“课程思政”元素，从教学目标和教学内容，以及方法手段上都要加入课程思政设计，深入挖掘无人机实战中的思政元素，梳理本课程蕴含的思想政治教育元素和承载的思想政治教育功能。精心组织教学实施过程及思考、研讨问题的设计，多方面体现出加强教学管理的作用。

（二）实现“实战化案例式”教学模式。教师以案例教学模式引导学生学习研究和解决问题，拓展学生能力，是包含疑难问题的典型教学情境。这种模式具有很强的针对性、实用性和互动性，对学生的问题分析、解决能力和创新精神都能起到启发参与热情和促进作用。因此，可建立无人机教学案例库，选取具有典型性、针对性和启发性的案例加入教学，将无人机系统理论课程内容与学生认知水平相结合。同时，在进行案例教学时，预设课堂讨论方案，充分考虑各种可能出现的问题，做好问题的解决方案，增加案例背景描述的真实性和生动性，使案例与教学内容紧密结合，提高学生的学习积极性和兴趣，同时也要有互动情景、多媒体资源、虚拟设备等相配套的教学方法。比如在警用无人机实际教学中可以考虑将案例课堂搬到实战场景中，从情景再现模拟升级到情景参与及实战体验的创新课堂中。

（三）实现“信息化互动式”教学模式。小型限制性网络课程（SPOC）是继大型网络开放课程（MOOC）弊端逐渐显现后的小型、精细化课程。SPOC-CI教学模式让学员通过SPOC平台的线上授课，初步掌握理论体系中的基本概念和简单案例，然后在线下由教师对重、难点内容进行讲解，引导学员在线上或线下以分组协作的方式，主动参与到疑难问题的发现、分析、探究中。满足学员个性化学习需求，提高学员综合素质，完成知识的获取、理解、内化和迁移。本质上是一种混合式教学模式，在无人机系统原理课程重点单元教学中应用SPOC-CI教学模式，可以在线下传统教学或MOOC线上教学中取长补短，为学员弥补自主学习能力、科学探究能力、团队协作能力、语言表达能力等方面的不足。同时，充分结合仿真环境的利用，构建以真实设备为基础，虚拟仿真为核心的“教学—研讨—培训”工学教学交替模式，为学生提供“教学—研讨—培训”一体化的综合技能培训。通过实训室内的虚拟项目和引进的真实企业项目，在“做”中，学生相应的素质和技能都能得到很好的提高。借助警用无人机实训室，实现真实装备为基础，虚拟仿真为核心，切实提高教学效果。

五、结语

当前，对警院无人机专业学生的要求是能够应用相应技战术进行无人机防控处置，善于创造性运用战法、利用高新技术提高警用无人机的警务行动效率和实战效果，能够在公安机关从事与无人机相关的警务指挥、警务行动、警务实战训练教学的高素质应用型复合型警务人才。警用无人机专业建设，要紧扣公安实战需求，在培养学员自主学习能力、创新能力、实战能力、科研能力的同时，提高课堂教学质量。共建校局企联合培养平台来加强专业师资队伍的建设，重视课程思政建设，通过模拟仿真技术让学员更容易掌握警用无人机飞行原理、安全飞行知识及软件的专业化操作。公安院校要把警用无人机课程纳入重点工程建设，紧密结合不同警种、不同实战需求，多维度提升警用无人机教学保障和实战应用能力，研究无人机实战技能大比武和无人机创新技能大赛项目，结合研发新的实践教学内容，争取早日将警用无人机课程建设引入规范化、可持续发展的道路上来。

基金项目：本文系2021～2022年度河北省高等教育教学改革研究与实践项目“新工科牵引下警用无人飞行器应用创新人才培养体系构建研究”（课题编号：2021GJJG455）的研究成果。

〔作者单位：中国人民警察大学（广州）〕