“1+X”職業(yè)技能等級證書背景下高職院校無人機(jī)測繪技術(shù)課程改革與實(shí)踐研究*

南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院、南充建筑產(chǎn)業(yè)研究院 劉波，張利，張浚楓，宋明銘

一、前言

2019年1月，國家正式發(fā)布了《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》，《方案》提出了一系列新目標(biāo)、新論斷、新要求，是辦好新時代職業(yè)教育的頂層設(shè)計和施工藍(lán)圖。緊接著，教育部開展了我國第一批1+x職業(yè)技能等級證書的試點(diǎn)工作。目前，包括各類考試的初中高級，我國相序已經(jīng)開展了1255項(xiàng)1+X職業(yè)技能等級證書標(biāo)準(zhǔn)制定。隨著我國整體科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，我國測繪技術(shù)能力得到了巨大的提升，眾多科技產(chǎn)品在測繪行業(yè)中不斷的展現(xiàn)。2020年，南方測繪獲批“測繪地理信息數(shù)據(jù)獲取與處理”與“測繪地理信息智能應(yīng)用”兩項(xiàng)職業(yè)技能等級證書發(fā)證資格。2020年9月三和數(shù)碼測繪院有限公司申報的“無人機(jī)攝影測量職業(yè)技能等級證書”獲批成為“1+X”證書試點(diǎn)該證書主要面向中高等職業(yè)，應(yīng)用型本科院校學(xué)生，涉及的專業(yè)范圍廣，覆蓋了包括資源環(huán)境大類，測繪類，地理類，水利類，地質(zhì)類等眾多專業(yè)大類。

二、無人機(jī)攝影測量行業(yè)需求

（一）無人機(jī)航測簡介

無人機(jī)航測是以無人駕駛飛機(jī)作為空中平臺,以機(jī)載航測設(shè)備,如高分辨率CCD數(shù)碼相機(jī)、輕型光學(xué)相機(jī)、激光掃描儀等獲取地面目標(biāo)信息。無人機(jī)航測系統(tǒng)包括飛行器平臺、拍攝任務(wù)平臺、定位定向系統(tǒng)以及地面控制系統(tǒng)，是多種現(xiàn)代化技術(shù)手段的結(jié)合運(yùn)用。該技術(shù)最大的特點(diǎn)是智能化設(shè)計、自動化程度高、執(zhí)行效率好，可以快速地獲取地理空間信息數(shù)據(jù)，為用戶提供了最科學(xué)最及時的信息來源，滿足眾多測繪場景需求[1]。無人機(jī)測繪作為一種新型前沿的測繪技術(shù)，在新時代背景下，正一步一步改變著整個測繪行業(yè)的產(chǎn)業(yè)格局。

（二）無人機(jī)航測技術(shù)人才需求情況分析

通過地理場景以及地理實(shí)體的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化，信息化，智慧化的國家管理。其中地理場景包括數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字表面模型(DSM)、數(shù)字正射影像（DOM)、真正射影像(TDOM）、傾斜攝影三維模型、激光點(diǎn)云等[3]。這一系列的數(shù)據(jù)生產(chǎn)都離不開航空攝影，而無人機(jī)航空攝影作為一種低成本，可輕易上手，場地要求低，維護(hù)便捷的測繪手段，越來越多的測繪部門以及測繪企業(yè)進(jìn)軍到無人機(jī)測繪領(lǐng)域，因此其人才缺口巨大。

三、課程改革策略研究

傳統(tǒng)的無人機(jī)測繪課程受實(shí)訓(xùn)條件，行業(yè)門檻等限制，主要作為專業(yè)選修課，授課形式也以理論講解為主，學(xué)生學(xué)習(xí)后對專業(yè)知識的實(shí)際掌握并不高，教學(xué)效果一般。在新的行業(yè)背景以及職教改革風(fēng)口下，社會對無人機(jī)測繪技術(shù)的需求越來越大，因此無人機(jī)測繪技術(shù)已然成為測繪類專業(yè)教學(xué)的重點(diǎn)課程，因此其課程教學(xué)也面臨著變革與挑戰(zhàn)。

（一）將無人機(jī)攝影測量技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)人才培養(yǎng)方案深度融合

根據(jù)我院《工程測量技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案》《測繪與地理信息技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案》要求，結(jié)合工程測量技術(shù)專業(yè)“1+X”無人機(jī)攝影測量職業(yè)技能等級證書考核標(biāo)準(zhǔn)重新制定課程標(biāo)準(zhǔn)。無人機(jī)測繪技術(shù)與數(shù)字化測圖技術(shù)、地圖學(xué)、遙感數(shù)字圖像處理等課程具有較好的關(guān)聯(lián)性與互通性，可以在相關(guān)課程中引入無人機(jī)技術(shù)相關(guān)知識介紹，構(gòu)建合理的教學(xué)次序，做好各個課程的銜接。與此同時，基于無人機(jī)攝影測量技術(shù)的實(shí)際工作流程，圍繞提升學(xué)生動手能力，重新制定了新的學(xué)生考核標(biāo)準(zhǔn)。

（二）對接職業(yè)崗位，完成課程重構(gòu)

通過系統(tǒng)分析無人機(jī)航測技術(shù)人員工作崗位，推進(jìn)專業(yè)課程學(xué)習(xí)與職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)相統(tǒng)一，課程中積極向?qū)W生交流專業(yè)就業(yè)前景，強(qiáng)調(diào)課程在未來工作中的重要性提升學(xué)生職業(yè)自信與自豪感。根據(jù)新修訂的《無人機(jī)攝影測量技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)，參考無人機(jī)測繪技術(shù)高職院校“十三五”國家規(guī)劃教材《無人機(jī)遙感測繪技術(shù)及應(yīng)用》以及《無人機(jī)傾斜攝影測繪技術(shù)》，并以《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》《攝影測量員培訓(xùn)手冊》等為輔助，完成對課程進(jìn)行重構(gòu)，同時編寫對應(yīng)的活頁教材。

圖1 無人機(jī)攝影測量技術(shù)課程重構(gòu)圖

（三）課證融通，開展項(xiàng)目式教學(xué)

將“1+X”無人機(jī)攝影測量職業(yè)等級證書初級標(biāo)準(zhǔn)作為本模塊的技能目標(biāo)，通過“1+X”職業(yè)等級標(biāo)準(zhǔn)活頁式評分表對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)、考核，實(shí)現(xiàn)課證融通。基于實(shí)際工作流程，以傾斜攝影三維數(shù)字測圖工作任務(wù)，采用項(xiàng)目化教學(xué)模式。根據(jù)工作過程將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和任務(wù)化處理。鑒于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的欠缺，將學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組，采用任務(wù)驅(qū)動法、角色扮演法，在理實(shí)一體化教室、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室及校外實(shí)訓(xùn)基地開展教學(xué)，模擬測區(qū)三維地理實(shí)景影像信息采集，三維測圖全過程，將抽象知識形象化，實(shí)現(xiàn)理論知識與實(shí)際工作較好地貼合度。

（四）多種教學(xué)資源整合，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力

鑒于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力較弱的特點(diǎn)，為學(xué)生提供豐富、優(yōu)質(zhì)且有效的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生通過線上教學(xué)管理平臺預(yù)習(xí)打卡，線上平臺全過程記載學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和數(shù)據(jù)，指導(dǎo)教師調(diào)整教學(xué)策略。與測繪行業(yè)企業(yè)合作，共建共享“無人機(jī)攝影測量測繪工程案例庫”，線上線下混合式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生具有適應(yīng)新時代的可持續(xù)發(fā)展能力。

四、課程實(shí)施保障措施

根據(jù)課程改革，本課程主要采用以實(shí)踐為主，理論為輔的教學(xué)模式，這就需要教學(xué)單位保障相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，為學(xué)生提供相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。同時也需要經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)教師進(jìn)行執(zhí)教，這樣才能保障整體的教學(xué)質(zhì)量。

（一）加大投入，保障課堂軟硬件

1.實(shí)訓(xùn)無人機(jī)

根據(jù)教學(xué)需求以及學(xué)院場地條件，主要通過采購大疆精靈系列螺旋翼無人機(jī)作為教學(xué)用機(jī)，該型無人機(jī)操作簡單，安全性高，便于日常管理，具有完善的售后渠道以及官方的技術(shù)支持，使用成本也較低。

2.圖形處理工作站

現(xiàn)代測繪對計算機(jī)硬件要求較高，尤其是無人機(jī)航拍相片的處理，包括空三建模，修模，三維數(shù)字測圖等都對計算機(jī)提出了很高的要求。目前我校已建成3S實(shí)訓(xùn)室一間，可以保障測繪與地理信息相關(guān)專業(yè)的各科課程計算機(jī)硬件需求。

3.軟件保障

目前國內(nèi)應(yīng)用與教學(xué)的無人機(jī)傾斜攝影建模軟件包括大疆智圖，Smart3DCapture、PIX4D、Photoscan等，這些軟件都采用流程化的操作設(shè)計，對高職院校的學(xué)生來說具有上手快，易學(xué)習(xí)，能掌握的特點(diǎn)[4]。同時在無人機(jī)傾斜攝影測量中三維測圖也是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，目前南方CASS軟件中集成了三維測圖的功能，EPS等三維測圖軟件功能也越來越高效。

（二）開展校企合作，保障實(shí)訓(xùn)條件

我校目前處于機(jī)場邊緣，整個校區(qū)未于禁飛區(qū)，這對無人機(jī)駕駛飛行訓(xùn)練造成了很大的阻礙。學(xué)生在校不能開展系統(tǒng)完整的飛行訓(xùn)練，因此飛行實(shí)訓(xùn)場地條件建設(shè)也是一個重要內(nèi)容。

1.通過利用虛擬仿真軟件，模擬飛行駕駛

目前我校已經(jīng)在3S實(shí)訓(xùn)機(jī)房安裝部署了大疆模擬飛行控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供部分免費(fèi)飛行模塊，能夠模擬多個大疆機(jī)型的飛行訓(xùn)練，可以借助物理引擎，鏈接真實(shí)飛行操作臺，提供多個視角的畫面切換功能，能較好的滿足飛行訓(xùn)練。

2.建立校企合作機(jī)制，在企業(yè)完成飛行訓(xùn)練

隨著無人機(jī)的行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，無人機(jī)相關(guān)的本地企業(yè)也越來越多，通過與本地?zé)o人機(jī)企業(yè)建立校企合作關(guān)系，既可以解決學(xué)生實(shí)訓(xùn)場地難題，還可以解決學(xué)校設(shè)備緊張等問題，同時與企業(yè)直接接觸，學(xué)生可以近距離的感受企業(yè)文化以及企業(yè)工作場景，大大提升同學(xué)們對專業(yè)的認(rèn)知能力，為將來就業(yè)提供幫助[5]。

（三）組建雙師隊(duì)伍，保障師資力量

無人機(jī)測繪技術(shù)屬于前沿新技術(shù)，需要相應(yīng)的理論以及專業(yè)廣度基礎(chǔ)才能完成相應(yīng)的教學(xué)，同時該課程軟硬件動手操作也較多，因此也需要豐富的實(shí)踐教學(xué)能力，這需要具有相關(guān)專業(yè)實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的老師參與到教學(xué)中。

相關(guān)教師應(yīng)積極進(jìn)入企業(yè)參與實(shí)踐，并將實(shí)踐成果應(yīng)用于教學(xué)中。在開展校企合作時，聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的一線無人機(jī)航測從業(yè)人員擔(dān)任兼職教師到校講學(xué)，緊跟行業(yè)項(xiàng)目需求，將課堂教學(xué)與實(shí)際項(xiàng)目融為一體，保障教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)論與展望

無人機(jī)攝影測量技術(shù)作為一種新型測繪技術(shù)，目前已經(jīng)在測繪領(lǐng)域所占市場份額越來越大，在很多測繪領(lǐng)域已經(jīng)慢慢的取代傳統(tǒng)測繪技術(shù)。而測繪作為一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工作，永遠(yuǎn)走在各行各業(yè)建設(shè)的前列，因此社會時刻需要測繪技術(shù)人才，而職業(yè)教育將肩負(fù)起相關(guān)人才培養(yǎng)的重任。

近年來，國家對職業(yè)教育提起了前所未有的重視程度，“1+X”職業(yè)技能等級證書也慢慢的被行業(yè)企業(yè)所認(rèn)同，“1+X”無人機(jī)攝影測量職業(yè)等級證書作為無人機(jī)測繪技術(shù)的主要職業(yè)技能證明，必將在未來相關(guān)行業(yè)中具有較大的含金量，因此圍繞學(xué)生實(shí)際能力培養(yǎng)與證書考核將會成為相關(guān)課程建設(shè)與教學(xué)改革的重點(diǎn)內(nèi)容。