新工科牽引下警用無人飛行器應用創新人才培養的教學改革與實踐研究

近幾年，警用無人機在公安警務活動中的應用廣度與深度不斷拓展，越來越成為公安工作現代化的顯性符號與戰略支點。在新工科背景下，建立以產業需求為導向的課程體系，以實戰應用為拓展的教學內容，以學生能力為導向的教學方法，形成科學合理的“一體化、多層次、開放式”的實踐教學課程體系和堅實的實踐教學平臺，發揮校局企協同育人的優勢，實現專業教育與創新教育相互融合和促進。

一、引言

習近平總書記在視察空軍航空大學無人機實驗室時指出：“現在各種無人機系統大量出現，無人作戰正在深刻改變戰爭面貌。要加強無人作戰研究，加強無人機專業建設，加強實戰化教育訓練，加快無人機應用和指揮人才培養”。由此可見，加強無人機在各個領域、各個行業的專業化建設已經迫在眉睫。警用無人機已在公安工作中深度應用，公安院校作為培養實戰人才的主體，需充分發揮教學研究優勢，加強警用無人機人才培養體系和課程體系建設。但目前公安無人機相關專業人才缺乏，對全面實施科技強警戰略尤為不利。本文以新工科為牽引從教學體系、教學模式、教學方法等方面進行研究，構建“跨界融合”的協同教學團隊，發揮校局企協同育人的優勢，以學生能力為導向創新教學方法，吸收行業專家參與、實戰單位參與課程教學內容改革，形成“調結構、提質量、強師資、建體系”的教學體系。探索新型教學模式改革，將思政教育引入教學，采用大數據分析進行精準督學，探索案例式、SPOC-CI、模塊化、虛擬仿真教學方法，形成課堂內外聯動、虛實空間融合、線上線下教學融合的教育教學新業態。研究培養學生的專業實踐能力，建立科學合理的“一體化、多層次、開放式”實踐教學課程體系和堅實的實踐教學平臺。將研發新型實踐教學內容融入無人機實戰技能大比武和無人機創新技能競賽項目進行研究，使技能比武和教學緊密結合，增大了創新培養的受益面，實現專業教育和創新教育的有機融合、相互促進。

二、建立面向警務實戰應用的教學模式和方式

警用無人機的發展已度過起步階段，并逐漸朝著更成熟、更專業的方向發展。比如在治安巡查和風險排查方面，可借助警用無人機對復雜地貌進行偵查與監控；比如在刑事偵查和取證方面，警用無人機搭載熱紅外攝像頭對案發現場的溫度進行識別，可盡快發現制毒窩點；比如在應急處置和安保防控方面，通過無人機影像提取數據信息，為重大活動安保任務和應急處突事件提供技術支持。而在當前技術層面，實戰的理想化與現實技術，還存在不小的差距，因此警用無人機要創新應用人才培養要圍繞新功能人才培養層面，進一步做好“理論—實踐、線上—線下、培訓—實戰”三結合。

（一）建立“理論—實踐”案例式教學模式。要培養能夠為各類警務活動貢獻力量的無人機專業人才，首先要對目前該行業對人才的需求有深入了解。根據當前公安實戰部門的需求，有針對性地開展相關專業課程，重新確立符合當下及未來發展需求的課程體系。在培訓過程中做到專業技能與實戰需求、教學理論相匹配，推動井架聚焦警務實戰應用需求的交叉學科理論體系重構。將無人機基礎知識與警務實戰應用能力有機銜接融合，重新構建“知識—技術—能力—素質”框架，不再只注重飛行技巧，對無人機常用的搭載設備，如熱紅外成像儀、機載激光雷達等設備也要進行培訓。根據不同警種，加入相關技能的培訓，將無人機空中圖像采集技術、現場勘查、三維建模的應用等技術進行疊加，讓學生和民警不再只是表面地了解應用，而是學以致用。通過制定訓練課綱，確保訓練教材與公安現行重點工作任務同步，做到同步進行。

（二）構建“線上線下”校局企合作平臺。在應用型本科院校中，用人單位評價畢業生的職業素養和工作能力，深刻地影響著教學思路的調整。公安院校教學科研的根本出發點和落腳點就是服務公安工作，警用無人機教學研究也必須遵循此原則。因此，影響教改成效的關鍵因素是雙方能否在人才培養目標、教學內容和教學任務等方面達成一致意見。企業在無人機方面也有先進技術、設備與專業人才，學校更是可以借助公司的優勢，共同參與人才培養。發揮校局企協同育人的優勢，三方在教學內容、教學方式等教學理念上形成合力，建立健全集教學、訓練、科研、實戰為一體的警務無人機教學體系。

（三）實現“培訓—實戰”訂單式教育需求模式。根據公安機關用人標準和崗位要求，實行定向培養、合力育人的訂單式教育模式，與用人單位簽訂人才培養協議。當前，我國警用無人機人才稀缺，可以采用此模式進行人才定向培養，有利于解決課程教學內容與崗位需求的不匹配問題。具體地說，就是在無人機課程教育過程中，院校可以與公安部門、相關機構合作，發揮雙向資源優勢，在人才培養方面，進行無人機課程的聯合教學實訓與聯合考核驗收，加強實戰場景應用教學，掌握技能更適應崗位需求，從而提高教學質量。公安部門也可以在院校中找到合適的綜合性人才。

三、開發體系化的教學內容與教學流程

要培養能夠為警務工作貢獻力量的無人機專業人才，首先要深入了解該行業對人才的需求。根據當前公安實戰部門的需求，有針對性地開展相關專業課程，重新確立符合當下需求的課程體系。在教學過程中做到專業技能與實戰需求、教學理論相匹配，合理設置理論課知識，除飛機技能外，加入無人機常用的搭載設備，如熱紅外成像儀、機載激光雷達等培訓。也可以將無人機空中圖像采集技術、現場勘查、三維建模的應用等作為選修課進行疊加，培養綜合性警務人才。

（一）堅持理論性“第一課堂”。警用無人機的發展就是為了更好地為公安工作服務，而院校的無人機專業在設計課程內容，要針對無人機駕駛操作、常用掛載使用和常用實戰應用場景性等方面進行教學。首先，在訓練中打牢飛行基礎，對無人機的飛行技能、系統操縱和相關理論知識都能熟練掌握。其次，針對不同的實戰需求，設計不同層次的教學內容，開展不同的訓練課目，如運用傾斜攝影技術重建案發現場三維模型、運用熱紅外成像技術勘查現場等，滿足公安工作三維360°空中全景偵察。公安院校在教學方面要成立專門的無人機教研組，定時開展集體備課參觀實踐等教研組活動，反復探討教材內容和案例，不斷創新教研方式，交流經驗，提高教師的教學質量。

（二）堅持大賽型“第二課堂”。警用無人機屬于專業級的無人駕駛航空器，在培訓課程中，除了要精準掌握設備本身的操控外，更關鍵的是無人機警務技戰術的培訓。參加公安警用無人機實戰技能大比武、無人機創新技能大賽，以賽促學、以賽促教正是解決之道。以賽促學，健全學生知識結構。通過參加無人機大賽，促使學生主動學習無人機最新的技術和方法，了解無人機行業的動態和應用和實戰應用場景，使理論知識結構得到健全并升華，提升學生的創新能力。以賽促教，提升教師教學水平。通過參與大賽，提升教師對于行業發展的感知度，打造“雙師型”教師隊伍，促進教學方法改進和教學質量的提升。通過大賽還可以培養學生的團結協作能力，全面提升綜合素質。

（三）堅持專家型“第三課堂”。聘請無人機專家和指導老師來校授課，對提升無人機專業課程師資力量的教學效果有很大幫助。一是通過研討不同警種的任務需求，聘請實戰部門經驗豐富的民警走進課堂，加入學校無人機教學團隊，以實戰需求為出發點，有助于提高教學內容建設。二是企業擁有眾多有豐富理論知識和成功案例的人才，可以聘請其走進校園，對學生和民警進行有效的指導，能對學生和民警的專業知識產生重大積極影響。校企合作的另一優勢在于，學生和民警可以進入無人機公司一線學習，公司有專業化的教學場景和經典實戰應用案例，對專業知識培養有極大的幫助。

四、以學生能力為本，創新教學方式

要打破傳統教學方式，探索新型教學模式改革，將思政教育引入教學，采用大數據分析進行精準督學，探索案例式、SPOC-CI、模塊化、虛擬仿真教學方法，形成課堂內外聯動、虛實空間融合、線上線下教學融合的教育教學新業態。

（一）實現“融合化思政式”教學模式。公安院校培養無人機人才要確保各項素養均要全面可靠。由于無人機的功能和結構特點，在保護人民生命財產的同時，也存在重大安全隱患。一旦駕駛員政治立場發生動搖，泄露無人機所提供的聲畫信息，或者濫用無人機結構上所具有的破壞性，則有可能造成不可挽回的后果。所以培養首要任務就是政治立場堅定。要結合人才培養模式和警用無人機課程特點，研究探索思想政治教育與專業知識體系教育的有機統一，借鑒教育部推廣和警察大學提出的“三全育人”“課程思政”示范專業及課程建設要求，把學生培養成為德才兼備、全面發展的公安專業人才。教學改革要加入“課程思政”元素，從教學目標和教學內容，以及方法手段上都要加入課程思政設計，深入挖掘無人機實戰中的思政元素，梳理本課程蘊含的思想政治教育元素和承載的思想政治教育功能。精心組織教學實施過程及思考、研討問題的設計，多方面體現出加強教學管理的作用。

（二）實現“實戰化案例式”教學模式。教師以案例教學模式引導學生學習研究和解決問題，拓展學生能力，是包含疑難問題的典型教學情境。這種模式具有很強的針對性、實用性和互動性，對學生的問題分析、解決能力和創新精神都能起到啟發參與熱情和促進作用。因此，可建立無人機教學案例庫，選取具有典型性、針對性和啟發性的案例加入教學，將無人機系統理論課程內容與學生認知水平相結合。同時，在進行案例教學時，預設課堂討論方案，充分考慮各種可能出現的問題，做好問題的解決方案，增加案例背景描述的真實性和生動性，使案例與教學內容緊密結合，提高學生的學習積極性和興趣，同時也要有互動情景、多媒體資源、虛擬設備等相配套的教學方法。比如在警用無人機實際教學中可以考慮將案例課堂搬到實戰場景中，從情景再現模擬升級到情景參與及實戰體驗的創新課堂中。

（三）實現“信息化互動式”教學模式。小型限制性網絡課程（SPOC）是繼大型網絡開放課程（MOOC）弊端逐漸顯現后的小型、精細化課程。SPOC-CI教學模式讓學員通過SPOC平臺的線上授課，初步掌握理論體系中的基本概念和簡單案例，然后在線下由教師對重、難點內容進行講解，引導學員在線上或線下以分組協作的方式，主動參與到疑難問題的發現、分析、探究中。滿足學員個性化學習需求，提高學員綜合素質，完成知識的獲取、理解、內化和遷移。本質上是一種混合式教學模式，在無人機系統原理課程重點單元教學中應用SPOC-CI教學模式，可以在線下傳統教學或MOOC線上教學中取長補短，為學員彌補自主學習能力、科學探究能力、團隊協作能力、語言表達能力等方面的不足。同時，充分結合仿真環境的利用，構建以真實設備為基礎，虛擬仿真為核心的“教學—研討—培訓”工學教學交替模式，為學生提供“教學—研討—培訓”一體化的綜合技能培訓。通過實訓室內的虛擬項目和引進的真實企業項目，在“做”中，學生相應的素質和技能都能得到很好的提高。借助警用無人機實訓室，實現真實裝備為基礎，虛擬仿真為核心，切實提高教學效果。

五、結語

當前，對警院無人機專業學生的要求是能夠應用相應技戰術進行無人機防控處置，善于創造性運用戰法、利用高新技術提高警用無人機的警務行動效率和實戰效果，能夠在公安機關從事與無人機相關的警務指揮、警務行動、警務實戰訓練教學的高素質應用型復合型警務人才。警用無人機專業建設，要緊扣公安實戰需求，在培養學員自主學習能力、創新能力、實戰能力、科研能力的同時，提高課堂教學質量。共建校局企聯合培養平臺來加強專業師資隊伍的建設，重視課程思政建設，通過模擬仿真技術讓學員更容易掌握警用無人機飛行原理、安全飛行知識及軟件的專業化操作。公安院校要把警用無人機課程納入重點工程建設，緊密結合不同警種、不同實戰需求，多維度提升警用無人機教學保障和實戰應用能力，研究無人機實戰技能大比武和無人機創新技能大賽項目，結合研發新的實踐教學內容，爭取早日將警用無人機課程建設引入規范化、可持續發展的道路上來。

基金項目：本文系2021～2022年度河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“新工科牽引下警用無人飛行器應用創新人才培養體系構建研究”（課題編號：2021GJJG455）的研究成果。

〔作者單位：中國人民警察大學（廣州）〕