專業課程體系構建研究

劉寶鋒 朱鳳君 王雅竹 鄧培榮

摘?要：隨著無人機技術的快速發展，傳統測繪的工作模式被無人機測繪技術徹底顛覆，為了更好地適應數字化轉型對于人才的需求，高職無人機測繪技術專業須對接產業需求，培養滿足產業要求的高素質技術技能人才。本文通過分析無人機測繪行業的職業崗位和崗位群對崗位人才綜合素質的要求，探討高職無人機測繪技術專業的課程體系搭建工作思路，以職業崗位為依據，加強校企合作，加強專業技能訓練與技能大賽以及職業資格考證的有效銜接，注重創新能力的提高，形成具有特色的課程體系。

關鍵詞：高職院校；無人機測繪技術；課程體系

一、背景與意義

近年來，5G、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈、交互技術、引擎和物聯網等數字科技生產力工具重裝上陣，人類社會加速從信息時代邁進數字時代，同時通信、傳感、導航等各類軟硬件技術的快速發展，無人機產業迎來了迅猛增長，行業應用不僅在休閑娛樂、影視航拍、應急通信、電力巡檢等受到了高度青睞。而在眾多應用中，無人機在地理測繪領域的價值和表現是值得一提的。

一直以來，測繪對于國家和行業的發展都十分重要，傳統的測繪方式通常采用人工腳量，測繪人員時常面臨天氣、地形、環境等難題，且常年在外奔波。這種測繪方式不但強度大、時間長、成本高，且效率低，因此完全無法滿足當下的測繪需求。在如此背景下，行業急需借助科技之力完成轉型，如何完成轉型呢？毫無疑問就是走向智能化。業內人士提出，當前測繪面臨的主要技術瓶頸是測繪生產、服務與應用如何實現數據保障實時化、信息處理自動化以及服務應用知識化，實際就是如何實現智能化。無人機的發展和應用為這個問題帶來了答案。

然而，對于無人機測繪技術這個全新的高職專業，如何培養符合產教融合、德技并修，同時具備工匠精神和職業素養的高素質技術技能人才是一個亟須解決的問題。目前各個高職院校也是剛開始招生，對于人才培養規格、人才培養目標等還沒有形成成熟的方案，尤其是課程體系還需要進一步地探索和實踐。

二、無人機測繪技術專業人才培養目標

無人機測繪技術專業主要培養具備無人機航空攝影、3D產品生產、傾斜攝影三維建模與測圖、激光點云處理與應用等能力，具有工匠精神和信息素養，能夠從事無人機操作與維護，無人機測繪數據采集、處理與表達等工作的高素質技術技能人才。

（一）知識目標

（1）掌握必備的思想政治理論、科學文化基礎知識和中華優秀傳統文化知識。

（2）熟悉與無人機測繪技術專業相關的法律法規以及環境保護、安全消防、文明生產、創新創業等知識。

（3）掌握無人機設備操作與維護保養的知識。

（4）掌握無人機航空攝影測量的知識。

（5）掌握像片控制測量、判讀及調繪的基本知識。

（6）掌握航線布設、航高計算、重疊度設置方法。

（7）熟悉地形圖圖式，掌握地形圖數據采集、編輯與制圖的知識。

（8）掌握CAD、CASS、PIX4D、PhotoScan、清華三維EPS、航天遠景、ArcGIS等軟件的使用。

（9）熟悉無人機測繪應用與發展的新知識、新技術。

（10）掌握無人機在大比例尺測圖、自然資源調查、土地利用調查、城市規劃與管理、應急救災等領域的作業流程。

（二）能力目標

（1）通用能力目標包括具有較強的語言表達能力、較強的解決問題能力、較強的溝通協調能力、較強的團隊合作能力、較強的終身學習能力、較強的信息技術應用能力、較強的獨立思考、邏輯推理、信息加工能力、較強的創新創業能力。

（2）專業能力目標包括具有綠色生產、環保安全等法規意識，能夠遵守職業道德準則和行為規范，具有社會責任感和擔當精神、相關數字技術和信息技術等的應用能力，以及分析問題和解決問題的能力；具有無人機起降、航線規劃與飛行等操控能力和無人機垂直攝影、傾斜攝影、激光雷達測量等操作能力，具備無人機航拍、巡檢等行業應用操作能力；具有無人機組裝、調試、維護、維修能力和3D產品生產、傾斜攝影三維建模、修模和裸眼測圖能力；具有點云處理、加工和應用能力，具有遙感圖像處理、制圖和GIS應用能力、無人機測繪技術設計和項目實施、技術總結、產品質量檢查與驗收等的初步能力；掌握測繪地理信息法律法規等相關知識，具有依法依規工作的能力、探究學習、終身學習和可持續發展的能力。

三、基于典型工作任務的無人機測繪技術專業職業能力分析

經市場調研，無人機測繪技術專業的畢業生可選擇無人機操控員、攝影測量員、地理信息數據處理員、無人機駕駛員等諸多崗位，從事無人機操作與維護、無人機測繪數據采集、無人機測繪數據處理與表達等技術性工作。

崗位一：無人機測繪操控員。該崗位的典型工作任務是操作地面監控系統，操控無人飛行器或其他無人機設備，采集地表數據和航空影像數據；工作過程包括布設地面標志、飛行檢校場、儀器設備準備、數據采集、數據預處理和維護保養儀器設備5個部分；職業能力要求包括能結合任務情況，根據相關法律法規，進行空域申請與空管通訊、根據測區與任務情況選擇合適的儀器設備并對其進行系統檢查、根據任務特點進行像控點布設及優化調整、能進行操控旋翼和固定翼無人機執行飛行任務并處置突發狀況、根據測區與任務情況規劃任務航線及應急航線，并根據不同航區優化航線、能對飛行平臺故障進行排查、優化調試、能針對現場飛行氣象條件調整飛行控制參數、能進行像控點測量資料、航攝數據整理成果質量檢查和能進行航攝數據勻光勻色預處理及對快速拼接影像進行效果增強9個職業能力要求。

崗位二：攝影測量員（外業）。該崗位的典型工作任務是攝影像片控制測量和攝影圖像調繪兩項。工作過程包括收集所需要的影像資料和數據資料、準備數字攝影測量系統軟件及儀器設備、布設像控點、像控點聯測及成果計算、數字影像格式轉換和灰度、反差處理、補調新增地物、地物投影差改下和房檐改正、繪制調繪面積線、調繪片接邊、處理自由圖邊等。職業能力要求包括能使用無人飛行器航攝系統進行低空數字航空攝影、進行平面控制點的選點與觀測、處理像控點觀測過程中遇到的一般問題；能劃分區域網，施測三、四等水準測量、進行三、四等水準測量的計算、使用電子平板調繪系統進行調繪；能進行新增地物補調、補測，對調繪成果進行數據處理，對作業小組的調繪成果進行整理、檢查、能判讀、解譯和提取正射影像上的各類地理信息；能處理解決地形要素采集作業過程中遇到的一般問題，對DLG產品進行質量檢查，對DLG產品進行精度評定。

崗位三：攝影測量員（內業）。該崗位的典型工作任務是三維建模、立體數據采集和數據編輯；工作過程包括資料準備、數據采集與屬性錄入、模型制作、數據編輯、質量檢查、原始影像準備、空三加密、控制點錄入、立體模型生成、采集影像數據、編輯圖形和屬性數據、圖形接邊、質量檢查等；職業能力要求包括能夠采集點云數據、利用相關軟件構建三維模型、對地理空間數據進行編輯和進行模型單體化處理，生成三維模型拓撲、能夠進行模型質量檢驗，利用不同的軟件進行影像的空三加密、能夠使用像控點編輯器加入像控點、能夠在立體模型上采集地物地貌信息、能對空三加密成果進行質量檢查；能對空三加密成果進行精度評定、對圖形數據進行編輯處理，使多邊形閉合，不同要素對應不同的代碼層、能夠對屬性數據進行編輯處理，使屬性邏輯正確、能夠正確處理接邊問題，保證圖幅接邊線狀要素正確，無縫連接，屬性接邊一致等。

崗位四：地理信息數據處理員。該崗位的典型工作任務包括地理信息數據庫建設與管理和數字產品生產兩項。工作過程包括資料收集與分析、建立地理信息數據建庫、數據存儲、數據管理、地理實體空間查詢和分析、數據準備、模型定向（內定向、相對定向、絕對定向）、影像匹配及編輯、成果生成等。職業能力要求包括能根據地理信息處理任務收集現狀資料、輔助資料，并能進行資料分析，確定適用性；能應用地理信息軟件和專業平臺，進行數據預處理、標準化錄入、連接、檢查、編輯、更新，完成地理信息數據庫的建設；能進行數據庫邏輯檢驗和修改、加工、處理、分析應用；能夠利用相關軟件制作數字線劃圖DLG、數字高程模型DEM、數字正射影像DOM、數字柵格地圖DRG等。

崗位五：工程測量員。該崗位主要從事工程施工階段測量工作。包括線路、橋梁施工測量，地下工程施工測量、工業與民用建筑施工測量等工作。工作過程包括識讀勘測設計資料、施工圖紙、施工測量技術設計與總結；運用行業測量規程、標準、施工復測、施工控制網加密、計算放樣數據、斷面的測量、竣工測量、對各類構筑物進行變形監測、技術文件的整理與記錄。職業能力要求包括識讀勘測設計資料、施工圖紙，具有施工測量技術設計與總結的能力、運用行業測量規程和標準的能力、施工復測的能力、施工控制網加密的能力等。

四、無人機測繪技術專業課程體系

專業課程包括專業基礎課程、專業核心課程、專業拓展課程，并涵蓋有關實踐性教學環節。實踐性教學環節主要包括入學教育、軍事技能、認識實習、無人機操控技術實訓、無人機裝調與維護實訓、無人機航測與數據處理實訓、數字攝影測量實訓、無人機行業應用實訓、遙感圖像處理實訓、地理信息系統技術與應用實訓等。

為強化對學生的職業道德教育和無人機測繪技術專業的素質培養，依據無人機測繪工作的特點和所需素質要求，依據《職業學校學生實習管理規定》以及對應專業崗位實習標準，還要組織開展認識實習、崗位實習，直接讓學生接觸企業航測相關工程項目，培養學生工作過程中交流能力、工作態度、團隊協作能力，將無人機測繪技術專業素質教育和實踐訓練貫穿于人才培養全過程。積極與企業相結合，使畢業生即達到就業崗位職業要求，又具有可持續職業發展潛力。

同時創新創業教育內容要融入專業課程教學和有關實踐性教學環節中，并且作為專業必修課至少開設一門與專業緊密結合的創新創業教育課程。無人機測繪技術專業的創新創業教育課程為無人機應用技術培訓。具體課程體系詳見下表。

五、討論和分析

（一）加大產教融合力度，以真實生產項目引領教學

通過企業調研，邀請企業專家共同對課程內容進行協商，建立校企合作、產教融合的新體系，在詳細收集企業無人機測繪相關項目資料的基礎上，以企業無人機測繪相關項目為主要數據依據進一步研究分析，建立一套完整的適用于學生的無人機測繪項目化教學教程。每節課的上課內容要緊緊圍繞著一個典型的項目案例展開，教師以理論與實踐相結合的方式詳細講解課堂內容，寓理論學習于實踐過程中，增強課程教學效果。

（二）以賽促改

職業技能大賽重點考核學生的綜合技能應用能力。通過參加多樣化、多層次的技能大賽，能夠有效加強學生對知識點的掌握，強化學生的專業技能，并深化學生的團隊協作及精益求精的職業精神，教師也可全方位地了解學生的學習狀況，驗證教學效果，進而及時調整課程結構及教學內容。

職業技能大賽是實踐應用型課程體系的重要組成部分，高職無人機測繪技術專業將以各類專業技能比賽為導向，引入賽項的元素，構建符合職業教育特色的課程體系，積極整合理論和實訓的教學內容，加大力度改變以往傳統的教學模式，創建實用的實訓基地，重點培養學生將課堂上學習的理論知識轉化成為實踐的技術技能。積極鼓勵學生積極參加校級、行業協會、省級等各級各類工程測量、無人機測繪等技能大賽，在比賽中深化專業知識的掌握，強化實踐技能，讓學生更加熱愛本專業。

（三）以證促學

課證融通、以證促學是實現高職類專業人才培養目標改革的重要模式。相應的職業資格證書是對學生學習效果的有效檢測方式和判斷依據，同時通過職業技能等級證書的考證學習過程，能有效實現在校的專業課程學習和后續崗位實習與就業形成有效銜接。

高職無人機測繪技術專業將專業課程授課內容和“1+X”證書考試緊密結合起來，在專業核心課程講授中加入“1+X”證書考證相關理論知識和實操技能，以“考證”促進教學工作的開展，讓學生能夠有機會將課堂所學的知識用于提升個人職業技能，促進學生對專業學習的力度，強化技能實訓，全方位地拓展并有效提高教育教學質量，從而提高學生在職場中的競爭力。

參考文獻：

［1］教育部.關于印發《職業教育專業目錄（2021年）》的通知.［20210322］.http：//m.moe.gov.cn/jyb_xxgk/s5743/s5744/A07/202209/t20220907_659058.html.

［2］教育部.關于發布新版《職業教育專業簡介》的公告.［20220907］.http：//m.moe.gov.cn/jyb_xxgk/s5743/s5744/A07/2022?09/t20220907_659058.html.

［3］教育部.關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見.［20190825］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/moe_953/201906/t20190618_386287.html.

［4］王國川.高職專業課程體系建構探究［J］.教育與職業，2018（22）：101104.

基金資助：陜西省2021年度高等教育教學重點改革研究項目“高職無人機測繪技術專業人才培養模式研究”（項目編號：21GZ023，主持人：劉寶鋒）；咸陽職業技術學院2022年院級科研項目“基于無人機傾斜攝影測量技術的校園三維實景建模”（項目編號：2022KJB06，主持人：劉寶鋒）；陜西省教育廳2022年陜西地方課程地方教材及教輔資源研究課題——《職業教育中高本貫通地方課程及教材資源建設研究與實踐》（課題編號：20220200400）階段性研究成果

作者簡介：劉寶鋒（1979—?），男，漢族，陜西咸陽人，碩士研究生，副教授，研究方向：測繪地理信息、高職教育管理。