对接战略性新兴产业的无人机应用技术专业内涵建设研究
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- 发布时间:2024-12-07 13:59
文/广州民航职业技术学院刘艺涛
2023年底,中央经济工作会议明确低空经济为战略性新兴产业;2024年初,低空经济首次写入政府工作报告。据不完全统计,目前全国已有二十多个省(自治区、直辖市)将低空经济有关内容写入地方2024年政府工作报告,深圳、广州、苏州、芜湖等地市纷纷出台支持低空经济发展的专项规划。2024年1月,国务院、中央军委颁布的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式施行,进一步规范了无人机产业发展。2024年3月,工业和信息化部等四部门联合印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》,为低空经济发展提供了有力的政策支持。
低空经济是指以有人驾驶和无人驾驶航空器为飞行载体,以低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。无人机是低空经济的核心组成部分,也是推动低空经济成为战略性新兴产业的关键因素。当前,无人机在城市空运、物流配送、应急救援等领域的应用需求不断增长,传统职业教育无人机应用技术专业的人才培养已滞后于行业人才需求。因此,专业必须及时对接产业发展,在培养定位、课程设置、实训环节、师资水平、教学资源等方面进行内涵提升建设。
一、低空经济热潮下无人机产业升级典型特征
在早期,无人机在民用领域主要作为低空飞行平台,搭载用于拍摄、农药喷洒、电力巡检、地理测绘等用途的设备和装置,进而颠覆了传统的作业方式,极大提升了生产效率,无人机产业由此进入了爆发式增长阶段。近年来,无人机应用向物流配送、城市空运等领域快速迭代渗透,以货运和客运为主要目的的低空交通运输体系雏形已经出现,这是一个具有万亿级市场规模的产业。2023年以来,民航局陆续向迅蚁、顺丰、美团等企业颁发了用于物流配送的货运无人机商业运行牌照(运行批准函和经营许可证);向亿航、峰飞等企业颁发了用于载人客运飞行的eVTOL(电动垂直起降飞行器)适航证。在不久的将来,低空交通与地面交通将会融合,一并成为国家综合立体交通网的关键组成部分。此时,低空飞行的无人机与有人机的界限也会逐渐模糊,可以统一定义为智能低空飞行器。智能低空飞行器将与地面智能汽车协同,为实现交通强国战略提供先进适用、完备可控的关键装备支撑。因此,低空经济不仅具有极高的经济价值,同时具有极高的战略价值。
由此可见,无人机作为核心运行载体,正在经历“消费电子产品→行业生产力工具→货运物流工具→载人运输工具”的发展历程。在低空经济成为战略性新兴产业背景下,无人机产业正加速与交通运输行业融合,产业的主要增长点将集中在物流配送、客运飞行、旅游观光、应急救援等低空交通运输业务。
二、无人机产业与专业对接存在的主要问题
新兴产业的迅猛发展,必然带来技术技能型人才的强劲需求。职业教育是与行业产业联系最为密切的教育类型,专业与产业对接是职业教育的内在要求。专业要实现与产业的对接,体现在专业设置数量和专业内涵建设两个方面。
在专业设置数量方面,已呈现与产业发展规模同步增加的特征。我国职业教育无人机应用技术专业(专科)于2011年首次设置,2015年全国职业院校该专业设置备案数量为11个。随后无人机产业进入高速增长期,全国职业院校设置的无人机应用技术专业数量也同步快速增加。截至2023年,该专业在全国职业院校中设置备案数量为417个。可以预见的是,在国家将低空经济列入战略性新兴产业的背景下,新增设置无人机应用技术专业的职业院校将会进一步增加。
在专业内涵建设方面,要实现专业与行业的准确对接具有相当难度。这是因为无人机产业具有应用范围广、技术迭代快、产业链长、多学科交叉等特点,仅凭一个“无人机应用技术”专业来对接整个无人机应用领域,这是一项艰巨的任务。例如,航拍摄影需要专业的摄影技术和无人机飞行技巧,而物流配送则需要熟悉物流管理和无人机配送系统,一个专业很难全面覆盖这些知识和技能。又如,eVTOL驾驶员和操控员是全新的工种,目前传统的航空、民航、汽车以及无人机相关专业都培养不了这类技术技能人才,仅靠企业内部培养。可见,当前职业教育无人机应用技术专业内涵不足以精准对接产业发展。
三、适应产业升级的专业内涵建设
职业教育的类型属性决定了产业升级转型必然推动专业内涵调整。一般而言,专业内涵建设成果最终会体现在专业人才培养方案里,因此不妨以专业人才培养方案为切入点进行无人机应用技术专业内涵建设。专业人才培养方案是职业院校组织开展教学活动、安排教学任务的规范性文件,是实施专业人才培养和开展质量评价的基本依据。[1]依据《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》(教职成〔2019〕13号)文件精神,专业人才培养方案的内容包括但不限于:职业面向、培养目标与培养规格、课程设置、学时安排、教学进程总体安排、实施保障。就无人机应用技术专业内涵建设而言,关键是做好以下几个环节:明确培养定位、优化课程设置、强化实训环节、提升师资水平、完善教学资源。[2-4]
1.明确培养定位
在无人机产业快速升级迭代背景下,无人机应用技术专业人才培养定位优化是专业内涵建设首先要解决的问题。如前所述,无人机行业应用范围广、产业链长,一个专业难以对接整个行业。因此,各职业院校应该根据当地无人机产业发展现状,细化应用方向,找准本校本专业的人才培养定位,避免专业建设高度同质化。培养定位由人才需求确定,而人才需求来自行业企业。职业院校可以依托市域产教联合体和行业产教融合共同体等现代职业教育体系改革重点建设任务,加强与当地无人机行业企业合作,进一步深化产教融合。通过产教融合可以发现人才需求,优化专业的职业面向、培养目标、培养规格,从而明确本校无人机应用技术专业的培养定位。
从目前无人机产业升级趋势可以看出,在无人机低空交通运输领域将会出现新的人才需求缺口。职业院校在充分调研论证的前提下,可以将无人机应用技术专业细分为低空运输方向,职业面向主要为无人机货运物流、载人运营等岗位,培养能够从事物流配送无人机和载人客运无人机航线规划、操控飞行、检修维护、运行管理等工作的高素质技术技能人才。
2.优化课程设置
专业(技能)课程设置要与培养目标相适应,课程内容要紧密对接无人机行业典型工作任务,突出应用性和实践性,注重学生职业能力和职业精神的培养。一般按照相应职业岗位(群)的能力要求,确定6-8门专业核心课程和若干门专业课程。目前,职业院校开设的无人机应用技术专业基本都会设置无人机在测绘、巡检、航拍、植保等行业应用相关的专业(技能)课程。对于低空运输细分方向的无人机应用技术专业,应该增置(或替换)无人机运行安全管理、无人机物流配送、无人机载人运行等专业(技能)课程。
无人机运行安全管理课程的主要教学内容为:民航规章《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》(CCAR-92),无人机操控员管理、登记管理、适航管理、空中交通管理和运行管理等方面的要求和实施规范。
无人机物流配送课程的主要教学内容为:低空货物运输任务规划、货物装载与卸载、货运飞行前的准备与检查;货运无人机的操控与监控、通信与协调、应急处理、维护和保养、数据记录与分析。
无人机载人运行课程的主要教学内容为:低空载人运输任务规划、乘客安全指导、载人飞行前的准备与检查;载人无人机的操控与监控、通信与协调、应急处理、维护和保养、数据记录与分析。
3.强化实训环节
强化实践性教学是职业教育的基本特征和内在要求。《教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见》要求,实践性教学学时原则上占总学时数50%以上。一般来说,职业教育实践教学条件可以围绕校内实训基地和校外实训基地开展建设。
在校内实训基地方面,由于无人机专业相关实训条件一般不需要定制性的大型设备,可以直接在市场采购成熟的无人机产品作为实训设备,因此成本投入并不高。国内职业院校无人机应用技术专业基本都已经建成与行业技术水平同步的无人机组装调试、无人机航拍、无人机测绘、无人机巡检、无人机植保、无人机安防等实训室。对于低空运输细分方向的无人机应用技术专业,应该新建与无人机运行安全管理、无人机物流配送、无人机载人运行等专业(技能)课程配套的实训室。目前,这类对接新兴产业的实训室并没有现成的建设方案,就需要引入行业企业参与建设。
在校外实训基地方面,职业院校都会积极与当地的无人机企业合作,建立一定数量的校外实训基地,为学生开展无人机组装调试、无人机操控飞行、无人机行业应用等实践教学活动提供场地、设备和指导教师。对于低空运输细分方向的无人机应用技术专业,应该进一步拓展与美团、顺丰、亿航、峰飞等低空无人机物流配送和载人飞行领域的领军企业合作,校企共建对接新兴产业的校外实训基地。
无论校内还是校外的实训基地,都建议参照教育部2023年发布的《开放型区域产教融合实践中心建设指南》开展建设。实训基地要满足三大功能定位:(1)学生实习实训,能够面向职业学校学生、普通高校学生和未就业毕业生开展实习实训;(2)社会培训,能够承接政府、行业、企业组织的职业技能培训;(3)技术服务,能够以承担企业横向课题的方式,开展产品中试、工艺改进、技术研发等技术服务。
4.提升师资水平
师资水平是影响人才培养质量的关键因素。师资水平体现在团队结构、教学能力、科研和社会服务等方面。
在团队结构方面,要充分考虑职称、年龄的梯队构成,组建模块化教学团队。基础性课程和无人机成熟应用领域课程以具有专业背景的校内专任教师主讲为主,无人机新兴应用领域课程由行业企业技术技能骨干担任的校外兼职教师讲授为主。同时,引进更多行业企业技术骨干作为学校的专任教师乃至专业带头人。
在教学能力方面,要重点提升实践能力、教法创新能力和信息技术应用能力。加大校内专任教师下企业实践锻炼的力度,提升“双师”比例。普及项目教学、案例教学、情境教学、模块化教学等教学方式,推广翻转课堂、混合式教学、理实一体教学等新型教学模式,推动课堂教学革命。适应“互联网+职业教育”新要求,推动大数据、人工智能、虚拟现实等现代信息技术在教育教学中的广泛应用,积极推动教师角色的转变和教育理念、教学观念、教学内容、教学方法以及教学评价等方面的改革。
在科研和社会服务方面,必须通过产学研深度融合提升教师科技创新能力。党的二十大报告提出,强化企业科技创新主体地位,发挥科技型骨干企业引领支撑作用。无人机作为低空经济战略性新兴产业的重要一环,行业的科技创新主体也是相关领域的骨干企业。职业院校的科研和社会服务更多体现在为企业解决在技术改造、工艺改进、产品升级过程所遇到的问题。职业院校可以与无人机科技领军企业组成产学研共同体,校企共建技术创新中心、产学研用协同创新平台和重点实验室等合作载体,通过骨干教师和技术人员共同开展项目攻关、技术研发等提升教师的技术服务能力。[5]
5.完善教学资源
教学资源是提升人才培养质量的重要支撑。无人机应用技术专业教学资源建设的重点任务应该是:参照教育部2023年发布的《职业教育专业教学资源库建设指南》《职业教育一流核心课程建设指南》《职业教育优质教材建设指南》,加强教学资源库、一流核心课程、优质教材等关键教学资源建设。
在教学资源库建设方面,要将其定位为优质教学资源仓库和数字化教学平台双重功能。作为优质教学资源仓库,资源库将汇集无人机应用技术专业的人才培养方案、职业技能培训标准、课程体系教学标准、微课、动画、课件、教学视频、虚拟仿真资源、测评考核题库、思政案例、精品在线课程、数字化教材、特色培训项目、虚拟教学团队、学习助手、AI数字教师等资源。作为先进的数字化教学平台,资源库支持教师基于资源素材自由组课、建课,可以根据教学对象灵活分班、定制化教学设计,具备智能搜索、在线交互、自主学习、讨论交流、即时反馈、考试评价、智能推荐、资源应用分析、教学行为分析等功能。
在一流核心课程建设方面,要协同推进在线课程和线下课程建设。所有课程都要以落实立德树人为根本任务,明确知识目标、能力目标和素养目标,将课程思政贯穿教学全过程。课程内容要凸显职业教育类型特征,对接民用无人机操控、检修维护、行业应用、物流配送、空中客运等职业技能标准,反映低空经济和无人机应用领域新方法、新技术、新工艺、新标准,紧贴本专业职业岗位的能力要求。加强与无人机企业的合作,共同开发课程内容和教学资源。建立科学的课程评价体系,对学生的学习成果进行全面、客观的评估。评价体系应包括理论考试、实践技能考核、综合素质评价等多个方面。
在优质教材建设方面,突出体现“做中学、做中教”的职业教育理念。教材内容要紧扣人才培养能力目标,深度对接行业、企业标准,将实际解决方案、岗位能力要求、标准等内容有机融入教材内容,构建体现项目化、任务式、模块化、基于实际生产工作过程的教材内容体系。教材编写体例应注重实践性和操作性,通过案例分析、模拟实操等方式,使学生能够将理论知识与实际工作相结合,提高解决实际问题的能力。推动传统纸质教材向数字教材的升级转型。升级后的数字教材将配备丰富的图片、图表和视频资料,帮助学生更加直观地理解学习内容;并具有一定的交互性,支持资源的动态更新,适应在线学习和混合式学习。实训课程教材提倡采用新型活页式、工作手册式等新形态。
四、结语
以无人机为核心要素的低空经济已确定为国家战略性新兴产业。无人机在城市空运、物流配送等领域的创新应用不断催生出新职业、新岗位。职业教育无人机应用技术专业传统的职业面向已不适应产业的发展。无人机应用技术专业需要及时进行内涵提升建设,以实现专业与产业的精准对接。本文聚焦无人机产业发展现状,对行业人才需求和培养现状进行深入分析,提出了无人机应用技术专业内涵建设思路,重点讨论了在培养定位、课程设置、实训环节、师资水平、教学资源等方面实施专业内涵建设的举措。研究成果可以为职业院校无人机应用技术专业建设提供参考,为低空经济战略性新兴产业高质量发展提供精准的人力资源支撑。
参考文献:
[1]教育部关于职业院校专业人才培养方案制订与实施工作的指导意见[Z].中华人民共和国教育部公报,2019年第6号.
[2]刘林山.高质量发展阶段高职院校专业设置与产业需求对接的障碍与消解[J].职业教育,2022,21(14):3-10.
[3]李乾.高职院校专业动态调整的逻辑、指标与实践路径[J].职业教育研究,2020(03):53-57.
[4]章小峰,谢谦,谢玲玲,等.基于学科交叉融合的机械类一流专业内涵建设与实践[J].工业和信息化教育,2024(01):6-10,16.
[5]杨朝阳,祝士明,高月辉.协同产业转型升级的专业建设逻辑、困境与策略——以无人机应用技术专业为例[J].教育与职业,2023(01):43-49.
[基金项目:2022年度广东省教育科学规划课题(2022GXJK437):“产教融合、培训先行”无人机应用技术专业建设模式创新与实践。]
责任编辑陈春阳