崗課賽融通的無(wú)人智能飛行器課程體系開(kāi)發(fā)與探索

◎崔 睿 張馨月

（河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院a.航空學(xué)院；b.電氣工程學(xué)院，鄭州 451191）

2019年國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》（簡(jiǎn)稱“職教20 條”），明確提出完善高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系，構(gòu)建職業(yè)教育的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完善教育教學(xué)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1]；2020年中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案》（簡(jiǎn)稱“總體方案”），要求深化職普融通，健全產(chǎn)教融合下企業(yè)評(píng)價(jià)機(jī)制[2]；2021年伊始，教育部就進(jìn)一步完善職業(yè)教育國(guó)家教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系印發(fā)了各職業(yè)教育課程標(biāo)準(zhǔn)[3]?？梢钥吹?，在新時(shí)代高速發(fā)展的當(dāng)下，職業(yè)教育瞄準(zhǔn)了多樣化、高質(zhì)量、高水平、有中國(guó)特色的目標(biāo)不斷前進(jìn)[4]。河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院根據(jù)“職教20 條”精神，結(jié)合實(shí)際，提出了基于企業(yè)生產(chǎn)線的技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式，將生產(chǎn)場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為教學(xué)場(chǎng)景、將企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)轉(zhuǎn)化為教育教學(xué)任務(wù)，在工作、生產(chǎn)中完成教學(xué)、教育任務(wù)，以實(shí)際練實(shí)操、以真實(shí)換技能，校企合作共同培養(yǎng)新時(shí)代下的應(yīng)用型技能人才[5]。

自2019年至2021年，筆者所在學(xué)院連續(xù)3年參加多項(xiàng)國(guó)家級(jí)省級(jí)競(jìng)賽，在無(wú)人機(jī)智能飛行器技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)的比賽中取得了不錯(cuò)的成績(jī)。在國(guó)家大力推動(dòng)職業(yè)教育發(fā)展的背景下，筆者及學(xué)院課程開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在不斷探索專(zhuān)業(yè)課程深度的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出“無(wú)人智能飛行器”系列線場(chǎng)課程，探索以賽帶課、助力崗位的課程開(kāi)發(fā)方法。

一、建立課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)是課程開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院根據(jù)歷屆競(jìng)賽內(nèi)容要求，聯(lián)合競(jìng)賽供應(yīng)商企業(yè)、校企合作企業(yè)，共同商議確定課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)由2—3 名有大賽經(jīng)驗(yàn)的教師、2 名企業(yè)人員共同組成。為使該課程貼合競(jìng)賽要求，編者必須由參與過(guò)競(jìng)賽的教師擔(dān)任，且需要有無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)相關(guān)教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)。在企業(yè)人員中，1 名為企業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，1 名為參與競(jìng)賽輔助的技術(shù)人員。

在課程開(kāi)發(fā)的前期，由參與競(jìng)賽的教師與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)接，確定該課程內(nèi)容，技能、理論內(nèi)容均須符合競(jìng)賽內(nèi)容及流程，并根據(jù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)調(diào)整內(nèi)容的廣度；在課程開(kāi)發(fā)中，由參與競(jìng)賽教師與輔助技術(shù)人員共同商討選取該課程的典型任務(wù)、典型案例，并根據(jù)基礎(chǔ)內(nèi)容的深度進(jìn)行不斷調(diào)整。

二、確定課程體系構(gòu)架

結(jié)合競(jìng)賽內(nèi)容，課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與企業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人梳理競(jìng)賽流程，得到如圖1 所示的競(jìng)賽內(nèi)容清單。

圖1 競(jìng)賽內(nèi)容清單圖

在梳理完成競(jìng)賽任務(wù)清單后，課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與企業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行定崗討論，確定以“無(wú)人機(jī)研發(fā)員”崗位為典型崗位，對(duì)應(yīng)的人力資源需求為具備設(shè)備開(kāi)發(fā)、調(diào)試、程序編寫(xiě)的能力，同時(shí)探討該崗位需具備的理論、實(shí)操技能要求，得出如圖2 所示的崗位能力清單。

圖2 無(wú)人機(jī)研發(fā)員崗位能力清單圖

結(jié)合競(jìng)賽內(nèi)容清單及無(wú)人機(jī)研發(fā)員崗位清單內(nèi)容，課程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與企業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人商討確立的如圖3 所示課程體系，并明確課程體系中生手、熟手、能手分別具備的能力深度，使之符合競(jìng)賽需求及企業(yè)用人需求，確保學(xué)生在初學(xué)、進(jìn)階、實(shí)戰(zhàn)階段層層深入。

圖3 課程體系圖

三、編寫(xiě)課程教材

課程開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)確定教材形式為任務(wù)驅(qū)動(dòng)式，采用任務(wù)發(fā)布的方式對(duì)學(xué)生展開(kāi)教學(xué)。教材根據(jù)任務(wù)發(fā)布（任務(wù)描述）、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)、任務(wù)實(shí)施（過(guò)程）、任務(wù)評(píng)價(jià)分為5 個(gè)階段，同時(shí)在每個(gè)階段最開(kāi)始給出該任務(wù)的目標(biāo)，明確此項(xiàng)任務(wù)的理論知識(shí)、實(shí)操技能和素養(yǎng)目標(biāo)。在確定好教材形式的基礎(chǔ)上，課程開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)列出如圖4 所示課程任務(wù)及框架。

圖4 課程任務(wù)及框架圖

結(jié)合競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)并與技術(shù)人員深入討論后，團(tuán)隊(duì)將“搭建開(kāi)發(fā)平臺(tái)”作為第一項(xiàng)典型任務(wù)，完成無(wú)人機(jī)飛行控制開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建的流程及操作講解，為之后軟硬件的操作打下基礎(chǔ)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力及縝密推斷能力。在競(jìng)賽過(guò)程中，企業(yè)人員多次表示急需能完成這部分典型任務(wù)的人才，也為后續(xù)學(xué)生就業(yè)打開(kāi)新的途徑。

根據(jù)競(jìng)賽及崗位清單內(nèi)容，將“完成智能飛行器任務(wù)飛行程序”作為第二項(xiàng)典型任務(wù)，鞏固學(xué)生開(kāi)發(fā)能力，這一部分任務(wù)需要大量的配合工作，培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作、共同進(jìn)步的意識(shí)。

第三項(xiàng)典型任務(wù)為“參加人工智能飛行器技術(shù)應(yīng)用比賽”，這是一項(xiàng)能手階段任務(wù)，學(xué)生在熟練掌握任務(wù)一、任務(wù)二的基礎(chǔ)上，完成實(shí)地飛行、參與競(jìng)賽的任務(wù)。在參加應(yīng)用比賽的過(guò)程中，不僅通過(guò)競(jìng)賽不斷學(xué)習(xí)，也相應(yīng)地反哺企業(yè)，完成這一項(xiàng)任務(wù)的優(yōu)秀學(xué)生會(huì)被企業(yè)吸納，成為企業(yè)研發(fā)工程師，助力企業(yè)發(fā)展。

本套教材為主體講義與配套作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。講義中，以任務(wù)介紹、任務(wù)要求、基礎(chǔ)知識(shí)等設(shè)置本課程的教學(xué)內(nèi)容；作業(yè)指導(dǎo)書(shū)為真實(shí)競(jìng)賽指導(dǎo)書(shū)修改而來(lái)，主要作為課上查閱手冊(cè)及課外指導(dǎo)材料使用，搭配各類(lèi)線上資料。

在學(xué)?！熬€場(chǎng)強(qiáng)國(guó)”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，同步建立本課程的視頻課程，使用任務(wù)介紹、任務(wù)要求、基礎(chǔ)知識(shí)的構(gòu)建方法設(shè)置課程目錄，將每個(gè)任務(wù)的主體講義、視頻、PPT 上傳至本課程的教學(xué)平臺(tái)，針對(duì)重難點(diǎn)搭配動(dòng)畫(huà)、視頻等教學(xué)資源幫助學(xué)生完成突破。在課程資源中，提供每個(gè)任務(wù)配套的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、軟件、模型文件、程序片段等內(nèi)容，供學(xué)生下載使用。

作業(yè)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容除真實(shí)競(jìng)賽指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容外，另外設(shè)置“大國(guó)工匠”“科技與未來(lái)”等央視視頻鏈接，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)其國(guó)家自信心、大國(guó)自豪感等愛(ài)國(guó)精神。

四、落實(shí)課程實(shí)施

課程目前在筆者所在學(xué)校無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)2020 級(jí)和2021 級(jí)學(xué)生中使用，采用一任務(wù)一評(píng)價(jià)、過(guò)程考核形式，綜合考查學(xué)生能力提升情況，挖掘?qū)W生潛力。課程將通過(guò)每個(gè)任務(wù)后附的問(wèn)答、評(píng)分表等內(nèi)容，完成對(duì)本任務(wù)完成度的評(píng)價(jià)。

學(xué)生進(jìn)入課程后，將首先完成任務(wù)一并對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，選拔評(píng)分為良好或優(yōu)秀的3 至5 名學(xué)生進(jìn)入企業(yè)一線，跟隨企業(yè)奔赴各個(gè)競(jìng)賽場(chǎng)地，保障該類(lèi)賽項(xiàng)的正常進(jìn)行，同時(shí)該學(xué)生由企業(yè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及技術(shù)人員評(píng)分，并將該保障過(guò)程中的工作情況評(píng)分加入下一任務(wù)的最終評(píng)分。同時(shí)這部分學(xué)生將加入筆者所在學(xué)院企業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，跟隨企業(yè)導(dǎo)師深入學(xué)習(xí)。目前該校無(wú)人機(jī)2020 級(jí)已有5 名同學(xué)跟隨供應(yīng)商企業(yè)參與到2022年度國(guó)家、省市技能競(jìng)賽比賽的后勤隊(duì)伍中。

熟手階段（即任務(wù)二階段），選拔優(yōu)秀學(xué)生2—3 名跟隨企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)行二次飛控開(kāi)發(fā)，由企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)崗位工作情況進(jìn)行崗位評(píng)價(jià)，作為學(xué)生實(shí)習(xí)評(píng)分的一部分。同時(shí)這部分學(xué)生也將根據(jù)評(píng)分及日常表現(xiàn)選拔多人組成競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)，參與人工智能應(yīng)用大賽（即任務(wù)三階段），真實(shí)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)與技能。目前該校無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)2020 級(jí)學(xué)生已有2 名學(xué)生參與了2021年度省級(jí)無(wú)人機(jī)應(yīng)用競(jìng)賽，同時(shí)另有3 名學(xué)生加入該院科研隊(duì)伍，作為助理輔助飛控的二次開(kāi)發(fā)。

五、結(jié)語(yǔ)

學(xué)生進(jìn)入課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中完成任務(wù)，便會(huì)得到進(jìn)入企業(yè)機(jī)會(huì)，跟隨企業(yè)奔赴競(jìng)賽場(chǎng)地，真實(shí)保障該類(lèi)競(jìng)賽，在學(xué)后做，做中學(xué)。在跟隨企業(yè)保障后，加入企業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，反哺企業(yè)，順利就業(yè)，為企業(yè)開(kāi)發(fā)提供助力。同時(shí)學(xué)生在提升自身能力的基礎(chǔ)上，積極參與比賽，在比賽中獲得新知識(shí)技能，反饋后續(xù)課程創(chuàng)新開(kāi)發(fā)。形成了比賽催生課程，課程教育學(xué)生，學(xué)生反哺企業(yè)，企業(yè)助力競(jìng)賽的良性循環(huán)。

在該課程開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，筆者深切感受到與企業(yè)溝通合作的重要性與深度影響著課程開(kāi)發(fā)的進(jìn)度與精度。只有切實(shí)進(jìn)入過(guò)企業(yè)、真實(shí)完成過(guò)任務(wù)，才能在編寫(xiě)、講授過(guò)程中將實(shí)例信手拈來(lái)，學(xué)生才能對(duì)企業(yè)、崗位、工作產(chǎn)生興趣。接下來(lái)，筆者將與合作企業(yè)進(jìn)一步溝通交流，對(duì)課程不斷完善，并爭(zhēng)取將課程應(yīng)用到企業(yè)新進(jìn)員工、競(jìng)賽指導(dǎo)等多個(gè)場(chǎng)景，達(dá)到通過(guò)競(jìng)賽帶動(dòng)課程、用課程豐富學(xué)生、用學(xué)生助力企業(yè)的目標(biāo)。