緊密對接產業鏈、創新鏈的無人機應用技術專業建設實踐與探索
——以江蘇省徐州技師學院為例

2022-11-16 08:11:54□張飛

產業與科技論壇 2022年19期

關鍵詞：學生

□張飛

一、研究背景

2016年11月29日國務院發布的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》中將無人機作為戰略性產業，以培育未來發展新優勢。無人機的研發、制造和應用是衡量國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。隨著我國制造業水平不斷提升，無人機作為高度科學化、高度社會化、高度戰略化的高端裝備在軍用和民用領域的應用越來越廣泛。目前，我國無人機產業已在國際上占有重要的地位，特別是消費級無人機占全球約70%的市場份額，已成為中國制造的“靚麗名片”。近五年，我國民用無人機產業優勢明顯，2020年我國民用無人機市場規模超過200億，預計，到2025年民用無人機市場規模將超過560億。無人機作為未來通用航空的重要組成部分，將成為國民經濟新的增長點。隨著5G、物聯網、云計算、大數據、虛擬現實、人工智能等技術與無人機的不斷融合，無人機將集合先進的機器人技術和算法成為具備智能視覺深度學習的智能空中機器人。無人機技術的發展必將推動下游應用市場的持續爆發，其應用也必將更加多元與深化。在農業、測繪、電力、環境、勘探、公共安全、智慧物流等領域，智能無人機正在代替人工更加準確、更加高效地工作。無人機將成為智能化社會不可或缺的智能平臺。

產業發展，教育先行。針對無人機應用人才緊缺的情況。2017年12月19日國務院辦公廳發布《關于深化產教融合的若干意見》中明確提出“推動學科專業建設與產業轉型升級相適應。建立緊密對接產業鏈、創新鏈的學科專業體系。大力發展現代農業、智能制造、高端裝備、新一代信息技術等產業急需緊缺學科專業。”2017年12月22日工業和信息化部印發了《關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)。《指導意見》中明確提出支持有條件的普通高校和職業院校設立無人機相關專業。因此，如何培養出既具有扎實的理論基礎，又具有較高實踐能力和創新能力的無人機應用型人才就成為了目前無人機應用技術專業亟待解決的重要課題。在此形勢下，開展緊密對接產業鏈、創新鏈的無人機應用技術專業建設的研究與實踐對推動無人機技術人才的培養和持續健康發展具有重要的現實意義和戰略意義。

政策的支持，市場對人才的渴求，許多職業院校都陸續開設了無人機應用技術專業。其實，在《指導意見》出臺之前，西安航空職業技術學院已于2011年增設無人機應用技術專業，面向陜西省招生。2013年，無人機應用技術專業列入招生專業目錄，面向全國招生，當時“低空無人機操控技術”與“無人機應用技術”兩個專業并存。直到2016年教育部規范專業設置，將兩個專業合并為“無人機應用技術”專業，隸屬于裝備制造大類下的航空裝備類目。隨后，無人機應用技術專業招生院校，在全國范圍呈幾何倍數增長，從“高等職業教育專業設置備案結果”中查詢，目前全國已有374個院校開設無人機應用技術專業，如表1所示。全國31個省(直轄市)設立了該專業，其中河南省有41所高職院校開設該專業，山東省30家，江蘇26家，四川省、河北省各23家，安徽省22家，江西省20家，黑龍江省、湖北省各17家。除院校數量變化外，2021年無人機應用技術專業代碼由560610變更為460609，同時新增“無人機測繪技術”專業，代碼為420307。高等職業教育本科專業新增“無人機系統應用技術”專業，專業代碼為260604。

表1 高等職業學校無人機應用技術專業開設情況

目前我國開設無人機應用技術專業的主要是職業院校，部分普通高等院校，如西北工業大學、北京航空航天大學，有與無人機相關課程和研究方向，如控制專業無人機方向、機電專業無人機方向、飛行器專業無人機方向等，但并未設立無人機相關的獨立學科。2021年，普通高等學校本科專業目錄新增智能飛行器技術專業，北京航空航天大學開設此專業，標志著飛行技術向智能化方向發展。除高職院校，中職院校也陸續開設了無人機應用與操控專業，因無官方統計來源，開設的院校數量無確切數據，初步估計數量比高職院校要多。新的專業，前沿的無人機技術，也使職業院校在專業建設時顯得力不從心，培養的學生能力滿足不了用人企業的需求，就業范圍受限。通過職友集搜索“無人機”，其相關招聘信息在全國范圍內有4,000余條，其中各層次人才需求如表2所示，從統計數據來看，職業教育階段無人機的就業信息只占整個教育階段的35%左右。因此，提升學生能力，擴大學生就業范圍是目前無人機應用技術專業亟待解決的問題。

表2 無人機招聘信息表

二、核心概念界定

(一)產業鏈。目前對產業鏈公認的通俗的定義是，由產業的上游—中游—下游環節的企業形成的供需鏈條[1]。產業鏈向上游延伸一般為基礎產業環節和技術研發環節，向下游拓展則進入到市場拓展應用環節。作為新一代智能制造與通用航空融合發展的無人機產業，在人工智能與無人機技術融合、信息技術與制造業深度融合下，取得了迅猛發展。無人機產業鏈與通用航空產業鏈基本一致，所不同的是，無人機產業更加依賴于傳感器、通信及計算機等信息產業的支持，其上游為基礎零部件的設計制造、任務載荷的開發；中游為系統研發、整機制造；下游為無人機銷售、飛行服務和應用服務。如圖1所示。整個產業鏈中涉及的關鍵技術如圖2所示，包括機體結構設計、材料設計制造工藝、動力技術、飛行控制技術、通信技術、導航技術、任務載荷技術、空中管制技術、智能技術等。

(二)創新鏈。創新鏈在學術界并沒有明確的定義，被公認的是如圖3所示的結構，以科技創新為主，從創意或創新需求到產業化的鏈式結構。創新內容不只是科技創新，還有制度創新、模式創新、管理創新；創新主體不僅只有高校、科研機構，還有企業、甚至個人；創新內容不僅包含重大的技術進步，還包括改進改善、新技術應用到新的領域、商業模式的創新。不同創新主體的組合，就構成了不同維度的創新鏈：一是由科研院所、政府機構和企業共同參與的科技從無到有，到產業化的科技創新鏈；二是產業鏈上各企業，為降低成本或將某項技術應用于產品中進行技術攻關，而形成協同研發的技術創新鏈；三是企業自身和客戶(或用戶)、上下游企業，從研發到試制，再到量產的產品創新鏈；四是產品量產后，企業為使產品銷售出去、為滿足客戶對交付期要求和控制自身營銷成本，創新銷售模式的交付創新鏈；五是從某個創意提出，到形成可行方案，到政府或行業主管部門審核，再到在各創新主體的支撐下最終成功實施的小微創新鏈。科研創新鏈、技術創新鏈、產品創新鏈、交付創新鏈和小微創新鏈，由政府、高校、科研院所、金融機構、企業、科技中介、個人、其它社會組織等創新主體共同或分別參與，進行著從無到有，進而實現量產，再到不斷改進完善的創新活動。

本文中的創新鏈更多的是指小微創新鏈，是職業院校在專業建設中調動學生的創新積極性，營造創新企業的氛圍，支持學生的創新想法并落實，學校為學生提供免費場地、對接校內外資源，讓學生的科技成果順利轉化，從而培養高新技術人才和創新創業型人才，讓創新不再是科研、高等學校和少數高科技人才的專利，而是可以全員參與的改進不足，改善現狀的創新活動。

三、無人機產業及產業發展對人才的需求分析

(一)無人機應用技術的本質是無人機作為智能飛行平臺在其他行業中的具體應用，從而形成新需求、新技術和新業態。隨著5G網絡的鋪開，物聯網、人工智能等行業應用的不斷成熟，無人機與智能傳感系統、AI識別等先進技術不斷地融合。融合了先進機器人技術和嵌入式計算機技術的智能飛控系統，以無人機為平臺，通過地面站控制系統對無人機飛行高度、速度、軌跡和通訊鏈路的管控，支持無人機完成各種飛行姿態和動作，從而完成圖形圖像拍攝，實時定位跟蹤、遠程監控、數據采集和傳輸等多種任務。無人機正在為智慧農業、智慧城市、智慧物流等行業賦能，成為智慧社會不可或缺的工具。

新技術不斷應用于無人機中，促使無人機成為智能飛行平臺，無人機又應用于其他行業，成為其他行業轉型升級、提質增效的利器。因此探究無人機應用人才需求本質，要從無人機本身和無人機應用對人才需求來分析。無人機融合了航空宇航、電子信息技術、機械、材料、通信、傳感技術、圖像識別、采集數據處理等多元知識和技術。無人機的運用又產生了一些新的崗位，如無人機駕駛員和無人機裝調檢修工，未來無人機還會改變很多行業的傳統作業模式，那些既掌握無人機核心技術又具有良好軟性素質的復合型人才會備受青睞。這類人才具備多學科相互交叉的綜合應用能力，既能拓展學習渠道、快速學習，又能與各方良好的溝通和洽談，跨界整合各類資源，從而真正將無人機落地為各行業的具體應用。

(二)無人機應用人才的多元能力需求。當前無人機已在測繪，電力巡檢等領域得到廣泛的運用。未來智能無人機必將通過智能升級、模式升級、體驗升級等，全面助推傳統行業升級轉型。在創新商業模式的過程中，一些傳統崗位將會被新興崗位所取代，崗位能力需求也將更加多元化，單一技能的職業發展通道越加受限。另外，從近年來代表行業發展趨勢的職業院校全國人工智能應用技術——無人機裝調檢修工(飛行器人工智能技術應用)大賽來看，越來越強調學生的工程能力、學習能力、管理能力、溝通能力、應變能力、協調能力。從對51job無人機4,000余條的崗位信息匯總，利用可視化數據圖表統計后得到，目前對無人機需求最多的崗位依次為工程師、銷售、裝調員、飛手、教師、航拍員、航測員、技術支持等崗位，如圖4所示。其中工程師的詞云統計如圖5所示。其中適合職業院校的無人機崗位典型崗位職責及能力需求如表3所示。

表3 無人機應用技術典型崗位及能力需求

四、緊密對接產業鏈、創新鏈的無人機應用技術專業建設

無人機技術是發展變化的，無人機應用是多元的，如何培養適應產業發展變化的高素質高技能人才，是擺在職業教育者面前亟待解決的問題。江蘇省徐州技師學院結合現有的辦學條件和招生規模，堅持“校企合作，工學結合”的辦學制度，把握人才能力培養這個核心點，準確把握無人機產業發展態勢，以產業需求為導向，以創新和科技發展為引領，構建了以“電子信息技術”專業為基礎與“物聯網應用技術”“數字媒體應用技術”“建筑信息建模技術”等專業交叉融合的“多學科，跨專業”的產、學、研協作培養的緊密對接產業鏈、創新鏈的無人機應用人才培養模式。在實際操作中，融合產業鏈、創新鏈做好人才鏈，秉承專業設置與產業需求對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、畢業證書與職業資格證書對接、專業教育與創新創業教育對接、職業教育與終身學習對接的理念[2]。

(一)對接產業鏈、創新鏈，重設無人機應用人才培養目標與規格。緊密對接產業鏈、創新鏈的無人機應用人才培養目標應該能夠適應國家產業轉型升級和產業發展需要，反映人才的全面發展、創新發展和終身學習的多元能力的需要。江蘇省徐州技師學院以就業崗位職業能力為核心將無人機應用人才培養目標確定為培養思想政治堅定，德技并修，具有終身學習能力、創新能力、團隊精神和工匠精神，能適應無人機技術不斷提升，應用業務日益復雜的發展需求，掌握無人機操控、無人機裝調等基本技能，能進行信息處理和數據分析、運營管理、銷售服務的應用型工程師，如圖6所示。

(二)圍繞培養目標與規格，重塑無人機應用技術專業課程體系。在對無人機行業企業深入調研的基礎上，把握企業行業對無人機人才需求的本質，以提高學生的技術技能水平為主線，以培養專業技能為目標，將無人機專業技能分為三個層級：第一層級對標人社部“無人機駕駛員、無人機裝調檢修工”崗位，讓學生“會飛、會裝、會檢修”；第二層級對標“無人機應用服務崗位”，結合區域內無人機產業發展特色和行業發展趨勢，讓學生掌握若干行業服務技能，如航拍、航測、電力巡檢等；第三層級對標無人機產業鏈上游“研發創新崗位”，讓學生能夠對現有產品進行二次開發，部分學生能夠達到本科層級的無人機應用開發的水準。在課程安排上，設置了無人機操控技術、無人機安裝調試與維護維修、無人機造型結構設計與加工制作、無人機航空攝影與后期處理、無人機測繪生產、輸電線路無人機巡檢技術、無人機二次開發、無人機程序控制等體現“專業教育、行業教育與創新教育”的課程，并與“通識教育”共同構成“崗證創”融通的課程體系，如圖7所示。

(三)無人機應用技術人才培養保障體系建設。

1.打破院系苑囿，組建跨學科的教學團隊。江蘇省徐州技師學院打破院系苑囿，采用“外引內培”“多學科多專業教師交叉融合”的方式，多渠道構建無人機應用技術專業教學團隊，解決師資力量薄弱的問題。實施專業教師素能提升計劃，通過調整教師專業方向，選派校內骨干教師參加全國無人機師資培訓，到合作企業兼職鍛煉和頂崗實踐，開展無人機社會培訓服務和參加企業技術研發等方式，全面提升校內專任教師在無人機領域的知識水平和職業技能。

2.校企合作共建生產性實訓基地。推進“產教融合”是職業院校發展的重要方向。江蘇省徐州技師學院與徐州木牛流馬機器人科技有限公司、徐州卓華科技有限公司、中科浩電有限公司、江蘇東南測繪有限公司、江蘇蒲公英無人機有限公司、江蘇藍鯨智慧空間研究院有限公司、徐州智航智能科技有限公司、江蘇安全技術職業學院等多家企業、院校尋求合作，共同開展實訓室、課程體系、教學資源的建設。建立校內外生產性實訓基地，學校聘請企業工程師來校進行實訓課程的教學，邀請企業人員、高等院校教師來校舉行講座等；學生通過校企合作前往企業參加跟崗實習、實踐培訓，畢業后前往合作企業工作，從而實現校企共育，人才與產業的精準對接。

3.改革教學模式，培養學生多元能力。學生多元能力的培養需要一套行之有效的教學模式和方法，江蘇省徐州技師學院積極進行課堂教學模式改革，采用“教、學、做、評”為一體的教學形式，對教學場景、教學方法、學習方式進行積極拓展，將生產過程同教學過程、學習過程相融合。努力開拓“以學生為主體、教師為主導”的課堂新格局，將工匠精神、自主學習能力、溝通表達能力、自我認知能力的培養融入到課堂教學中。

4.開展無人機創客空間建設與應用研究，將創新創業落到實處。創新創業教育的落實，就需要政府、企業、學校、科研院所加強合作，為學生搭建多樣化的環境并創設學習情景。江蘇省徐州技師學院為支持學生的創客活動，提供場地和資金的支持，建立了無人機創客空間，開展了一系列的創客活動，在創客活動中培育學生創新創業等綜合能力。

5.多元的人才評價體系。緊密對接產業鏈、創新鏈的無人機應用人才培養，需要強化人才多元能力的考查，全面檢驗學生對無人機核心專業技能水平掌握情況。在人才評價體系上，需形成學校、企業、第三方機構、社會四位一體的結構化評價體系，尤其注重學生分析問題、解決問題和創新能力的評價和反饋。

五、結語