◇甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院測繪工程學院 強德霞 張軍偉

《無人機操控》課程是無人機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是理論實訓一體化課程。無人機駕駛職業(yè)等級證書考核中，無人機操控是核心項目。對《無人機操控》課程教學方法及手段進行創(chuàng)新性改革，更新課堂教學理念，提高課堂教學效果，同時高效率通過無人機駕駛職業(yè)等級證書考核，強化學生自主學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，促進高職人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的不斷提高。

2019年初，國務(wù)院印發(fā)《國家職業(yè)教育改革實施方案》確定了一項重要改革舉措?！斗桨浮芬?，從2019年開始，在職業(yè)院校、應(yīng)用型本科高校啟動“學歷證書＋若干職業(yè)技能等級證書”制度，自此“1+X”證書制度拉開了帷幕。教育部于2020年發(fā)布的“1+X”證書中，無人機駕駛職業(yè)等級證書列于其中。

無人機駕駛職業(yè)等級證書考核中，無人機操控是核心項目。為使學生高質(zhì)量掌握無人機操控技術(shù)，同時高效率通過無人機駕駛職業(yè)等級證書考核，對《無人機操控》課程教學方法及手段進行創(chuàng)新性改革，更新課堂教學理念，提高課堂教學效果，強化學生自主學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，促進高職人才培養(yǎng)質(zhì)量和水平的不斷提高。同時，實施一體化課程教學改革，是加快培養(yǎng)符合積極社會發(fā)展需要的高素質(zhì)技能人才的客觀要求，符合推進職業(yè)教育發(fā)展的本質(zhì)要求，也是深化職業(yè)院校改革發(fā)展的內(nèi)在要求。

1 教學目標的達成

《無人機操控》課程是無人機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是理論實訓一體化課程，其中實訓課程占總課時的60%。通過本課程的學習，使學生掌握旋翼無人機的機體結(jié)構(gòu)、飛行原理及飛行性能基本理論知識，掌握旋翼無人機的安裝、模擬飛行、飛行前準備、飛行操控及飛行后維護等技能，具備獨立完成多旋翼無人機的安裝與飛行操控能力，培養(yǎng)熱愛祖國、愛崗敬業(yè)、謹慎細致、高校務(wù)實、團結(jié)協(xié)作的職業(yè)態(tài)度和高尚的思想道德素質(zhì)、良好的心理素質(zhì)及科學創(chuàng)新的意識。

經(jīng)過對無人機駕駛員崗位職業(yè)技能的分析，結(jié)合高職無人機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，確定以工作任務(wù)為導向，理論知識夠用，加強實踐能力為原則，根據(jù)學生的特點，分階段、遞進學習、熟悉并掌握旋翼無人機的操控技術(shù)。在教學與學習過程中，明確學生的主體地位，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，激發(fā)學生的探究與創(chuàng)新意識，提高學生自主學習及解決問題的能力[1]。在教學過程中，要培養(yǎng)學生熱愛祖國的愛國情懷，鍛煉學生獨立思考，嚴謹認真、艱苦奮斗、團結(jié)的職業(yè)精神，還要培養(yǎng)學生良好的交流和溝通能力，為從事無人機相關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)。

2 無人機操控課程教學存在的問題

《無人機操控》課程是一門實踐性較強，理論性知識夠用的課程。理論知識為“骨架”，實踐則為“皮肉”。在課程的教與學中，發(fā)現(xiàn)教師教的吃力，學生學的乏味，主要存在以下幾個方面的問題。

2.1 學生缺乏互動性

傳統(tǒng)的課程教與學中，老師起主導作用。課前教師布置任務(wù)，學生完成任務(wù)；課中學生提出問題，老師解決問題。學生具有依賴性、被動型，強調(diào)接受學習、死記硬背、機械訓練。學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力較差；課堂活動過較為死板，互動性較少，課堂內(nèi)容缺少豐富性、創(chuàng)新性，學生學習的主動性較差，并且學習內(nèi)容與生活及現(xiàn)代社會科技發(fā)展聯(lián)系較少，很難提起學生的學習興趣、實現(xiàn)培養(yǎng)學生初步的創(chuàng)新精神、實踐能力、科學和人文素養(yǎng)以及環(huán)境意識的目標。

2.2 實踐操作較為乏味

《無人機操控》課程為無人機應(yīng)用相關(guān)課程奠定實踐基礎(chǔ)，實踐操作占課堂教學的比重較大。對實踐操作選擇遞進式與并行式同步運行，遞進式從模擬器的訓練到真機練習到獨自操控的模式；并行使為理論是實踐操作同時進行，在操作時強調(diào)理論的應(yīng)用，在學習理論知識時強調(diào)實踐操作的結(jié)合。模擬器的練習主要是使學生掌握舵桿的作用及使用，但無人機模擬器不能模擬無人機的所有程序，如無法模擬無人機的著陸訓練，而無人機的起降是無人機操控最難的部分[2]。且無人機模擬器無法使學生身臨其境的操控，長時間的模擬操控使學生產(chǎn)生厭煩心理，無法沉浸在操控環(huán)境中，降低學習效率與效果。

2.3 教師缺乏實踐經(jīng)驗

“1+X”證書制度是讓學歷教育和職業(yè)教育實現(xiàn)融合，并推動職業(yè)教育充分發(fā)展，確保學生在掌握專業(yè)技能的同時，不斷提高自身職業(yè)技能等級推動下，強調(diào)的是學生的技能水平能夠達到崗位的需求，提高學生的就業(yè)。無人機駕駛職業(yè)等級證書主要體現(xiàn)的是無人機操控的基本能力，但無人機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是新興專業(yè)，專業(yè)的教師較少，大多為其他專業(yè)轉(zhuǎn)型承擔教學任務(wù)，實踐經(jīng)驗相比企業(yè)技術(shù)人員較少，專任教師存在實踐教學經(jīng)驗不足、師資培訓力度不夠、信息化技術(shù)水平不高、改革創(chuàng)新能力不強、服務(wù)社會的能力弱、與企業(yè)需求脫節(jié)、科研論據(jù)的支撐不足等問題。師資隊伍素質(zhì)的客觀狀況不能適應(yīng)“1+X”職業(yè)能力的需求

3 教學方法及手段改革具體措施

教學過程中，教學方法和手段會影響教學效果?！稛o人機操控》課程的實踐性較強，學生在學習過程中會感覺吃力。教師在教學中使用創(chuàng)新的教學模式和手段，增加課程的趣味性，提升學生在課堂中的主動性，將被動學習轉(zhuǎn)化為主動學習，提升教學質(zhì)量，使學生對教學內(nèi)容有更深地了解。根據(jù)課程特點實行任務(wù)引領(lǐng)行動導向的教學模式，以多旋翼無人機為載體，邊學邊做，學做交替，理論教學與實訓操作相結(jié)合。根據(jù)課程內(nèi)容和高職學生特點，靈活運用項目式教學法、分組討論教學法等方法，引導學生積極思考、樂于實踐，提高學生實踐能力和教學效果。根據(jù)現(xiàn)有的無人機相關(guān)設(shè)備，將理論教學與實訓課程結(jié)合起來，突出一體化教學模式的先進性，提高教學質(zhì)量。

3.1 加強信息技術(shù)手段在教學中的應(yīng)用

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，信息化技術(shù)和課堂教學內(nèi)容更為深入地融合。信息化教學模式為學生提供更為靈活、個性、自主的學習機會，一方面使學生的學習資源更加豐富，另一方面，學習空間不再局限于教室。

企業(yè)作為無人機駕駛職業(yè)等級證書的第三方考核評價組織，開發(fā)制作了無人機線上課程。課前，學生登錄u-cloud觀看相關(guān)學習視頻，并完成其中的練習題，完成自主學習。課堂中，不再是老師教、學生聽的滿堂灌教學方法。學生則其主導作用，分組討論學習視頻中的內(nèi)容，每組提出問題，由老師或其他組同學做出回答，最后由老師做出課堂總結(jié)。

構(gòu)建課程師生互動平臺。借助“智慧樹”教學平臺，構(gòu)建《無人機操控》課程師生互動平臺。教師在平臺上發(fā)布學習視頻、作業(yè)及模擬題，學生線上自主學習，并在線下課堂進行討論、提問和解答，師生借助互動平臺鞏固課程內(nèi)容，達到溫故知新的目的。課后同學則通過“智慧樹”APP提交課堂問題及相關(guān)答案，并對下一堂課內(nèi)容提前進行視頻學習。

3.2 將虛擬顯示技術(shù)應(yīng)用在課堂中

合理、充分利用實訓室設(shè)備。實訓室虛擬顯示技術(shù)實訓室設(shè)備完整，利用率較低。無人機操控模擬采用產(chǎn)統(tǒng)的模擬器進行訓練，枯燥、乏味，長時間訓練使學生產(chǎn)生抵觸，影響后期無人機實際操控環(huán)節(jié)。合理、充分利用實訓室虛擬顯示技術(shù)，將學生分組訓練，組間進行競賽，比賽達標的小組進入實際操控環(huán)節(jié)。小組成員互相督促，相互比賽，提升學生的學習興趣與競爭意識。

虛擬顯示技術(shù)是人與計算機生成的虛擬環(huán)境進行交互活動的技術(shù)手段，融合了真實場景和虛擬世界。虛擬實驗教學作為一種新興的實驗教育形式，能夠?qū)崿F(xiàn)學習媒體的情景化及自然交互性，基于虛擬顯示技術(shù)的試驗教學系統(tǒng)具有安全性、沉浸性、交互性、針對性等特征，有助于構(gòu)建一種可控的、逼近真實、多感知一體化的學習環(huán)境，使學生由被動接受者變成課堂的主導者。

無人機的操縱一方面要求操縱手熟悉無人機氣動特性，具備一定的操控經(jīng)驗和良好的心理素質(zhì)。同時由于在實際訓練當中的正常和非正常損耗，導致實際訓練費用過高。另外，無人機本身使用壽命的限制也是不可忽視的。這就造成了實際訓練中的矛盾?；阡浵窠虒W和使用實際裝備進行訓練的傳統(tǒng)訓練模式很難滿足教學和訓練任務(wù)。應(yīng)用虛擬顯示技術(shù)構(gòu)建的無人機操縱模擬訓練可以實現(xiàn)各種場景、機種的再現(xiàn)，以及針對每個訓練者不同的問題采用不同的訓練方案。實現(xiàn)了真正的有針對性的個性化訓練，在大幅度降低訓練成本同時，很大程度提高了訓練效果。

3.3 深化校企融合，企業(yè)教師與專業(yè)教師共同教學

“1+X”證書制度試點工作主要是以深化職業(yè)教育改革、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、拓展就業(yè)本領(lǐng)為抓手，加大統(tǒng)籌推進力度。要求試點院校根據(jù)職業(yè)技能等級標準和專業(yè)教學標準要求，將證書培訓內(nèi)容有機融入專業(yè)人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化課程設(shè)置和教學內(nèi)容，統(tǒng)籌教學組織與實施，深化教學方式方法改革，提高人才培養(yǎng)的靈活性、適應(yīng)性和針對性。校企合作是建立應(yīng)用型、技能型人才培養(yǎng)模式的有效途徑。

無人機操控的規(guī)范性與危險性，要求有豐富飛行經(jīng)驗的具有教員資歷的企業(yè)人員參與到課堂中。一方面按照無人機駕駛職業(yè)等級考核標準進行教學，另一方面根據(jù)崗位需求及崗位工作標準進行教學。不但提高“1+X”證書的考核通過率，而且讓學生掌握了解工作崗位標準，繼而提高就業(yè)質(zhì)量。

理論階段與模擬階段由專業(yè)教師教授，實際操控階段主要由企業(yè)教師承擔，專業(yè)教師配合。模擬階段達標才可以進入實際操控階段。專業(yè)教師把控模擬操作教學環(huán)節(jié)，與企業(yè)教師做好環(huán)節(jié)的銜接與配合，共同高質(zhì)量完成無人機操控課程的教學。既達到無人機駕駛職業(yè)等級考核標準，又滿足實際工作崗位需求，為學生就業(yè)質(zhì)量打下堅實基礎(chǔ)。

4 無人機操控課程評價

課程教學方法及手段最直觀的感受者是學生[3]。立足于學生，從常態(tài)性、階段性及長期評價三方面對課程改革進行評價。常態(tài)性評價是針對每堂課的教學評價，更多地用于學生提供的反饋和教師教學反思。階段性評價是在期末進行評價，主要考察學生的學習方法及結(jié)果。長期評價是學生進入頂崗實習階段，通過回訪及最終的實習總結(jié)，考察學生的職業(yè)道德及政治素養(yǎng)[4]。

無人機操控課程常態(tài)性評價主要從每堂課學生汲取的知識及思政內(nèi)容的多寡來評價，如無人機測繪數(shù)據(jù)獲取需要提前申請空域，不能黑飛；在飛行前與飛行中需嚴格按照無人機飛行操控安全準則進行飛行；無人機技術(shù)對我們當?shù)丶吧鐣軒硎裁葱б妫缑利愢l(xiāng)村建設(shè)中可用無人機技術(shù)建立鄉(xiāng)村三維實景，基于電子地圖，采用全景地理信息、多源遙感和地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪與地理信息技術(shù)，利用互聯(lián)網(wǎng)，通過全景、音頻、三維等方式，可以直觀而真實的還原美麗鄉(xiāng)村的現(xiàn)實場景，不受時間限制，隨時隨地瀏覽，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨平臺在線服務(wù)，實現(xiàn)立體展現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的成就、特色及相關(guān)服務(wù)等信息。

階段性評價主要是從無人機測繪技術(shù)課程實習及期末考試來評價。項目式的實踐性考試真實地反映了課程教學方法及手段對學生知識的掌握程度與價值引領(lǐng)?？荚囘^程獨立性操作體現(xiàn)了學生的操控能力和良好的心理素質(zhì)，同時考試的成果表現(xiàn)了學生的職業(yè)精神，如在無人機的組裝中的嚴謹，對無人機操控中應(yīng)變能力，在數(shù)據(jù)操作處理過程中對成果精度的要求體現(xiàn)了對工作的精益求精的優(yōu)良品質(zhì)。長期性評價主要體現(xiàn)在學生頂崗實習中。頂崗實習是學生從學校走向社會，完成從學生向職業(yè)人轉(zhuǎn)變的重要階段。通過對頂崗實習學生的回訪，與學生交流，考察學生的專業(yè)知識、業(yè)務(wù)能力、實踐水平等，與實習單位同事的交流，考察學生對崗位的適應(yīng)、團體的融入、步入社會能力，考驗學生的人生觀、價值觀、工作態(tài)度、敬業(yè)精神等思想政治素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)。

5 結(jié)束語

通過對《無人機操控》課程教學方法及手段進行探索及改革，一方面加強了信息技術(shù)手段在教學中的應(yīng)用。課堂主動性由老師轉(zhuǎn)化為學生。由于學生提前學習課程內(nèi)容，課堂中由教師講授變?yōu)閷W生討論、提問和解答，老師總結(jié)。課堂氣氛活躍，提升學習氛圍，提高學習質(zhì)量。其次，將虛擬顯示技術(shù)應(yīng)用在課堂中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)無人機模擬操控的乏味與枯燥。分組練習、小組內(nèi)、小組之間進行競爭與督促，增強學生的團隊意識與競爭能力，提高學習興趣。最后，深化校企融合，企業(yè)教師與專業(yè)教師共同教學。企業(yè)教師參與課程教授，轉(zhuǎn)換專業(yè)教師的教學模式，使學生感受另一種學習氛圍，將崗位需求引入教學中，學生擴展知識，掌握就業(yè)要求，為就業(yè)提供多一層保障。