职校无人机操作与维护专业建设方案

一、建设背景

 推进“中国制造2025”“互联网+”,发展战略性新兴产业,促进经济转型升级,是国家核心发展战略。建设新兴科技领域新增专业是职业学校与时俱进,感知产业变化培养具有时代先进性人才的具体体现,无人机作为国家重点发展产业,发展前景广阔,行业人才需求紧迫。

根据工信部2017年发布的《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》,到2020年,民用无人机产业持续快速发展,产值达到600亿元,年均增速40%以上。到2025年,民用无人机产值达到1800亿元,年均增速25%以上。而且民用无人机拥有规模不亚于军用无人机的巨大市场。未来的无人机将集成更多的机器人技术和更先进的算法,装备更多的传感器,加载更多的任务载荷设备,接入外部网络,智能化地完成各种复杂的任务。

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。典型的无人机系统由飞行平台、动力装置、航电系统、任务载荷系统、地面系统、综合保障系统等组成。按用途来看,可以分为军用无人机和民用无人机两大类,其中民用无人机一般又分为消费级无人机及工业级无人机。随着航空科技进步和信息技术快速发展,极大地推动了无人机系统跨越发展。近年来,在信息化战争的趋势下,无人机等新型装备需求大幅提升,无人机年产值(含采购)逐年增长,到2028年产值预计达到147.98亿美元,2019年-2028年年产值(含采购)复合增长率为5.36%。

此外,全球民用无人机市场也实现了快速增长,从2015年的215亿元人民币增长至2019年的657亿元人民币,预计到2024年增长至4157亿元人民币,年复合增长率将达43.03%。

近年来,不论是军用无人机还是民品无人机均发挥着重要作用,受到各国政府高度重视,对其需求量呈不断扩大态势。不过,中航无人机在竞争力方面略显不足,存在一定程度的经营风险,还需进一步突破窘境,才能尽快在景气向上的赛道争取更多的份额。随着应用场景的不断拓展,工业无人机实现快速发展,预计到2021年中国工业无人机市场规模将首次超过消费级无人机,成为民用无人机细分领域的主要市场。到2024年我国工业无人机市场规模将增长至1507.85亿元,占中国民用无人机市场规模比例由2015年的19%上升至约73%,2015年-2024年年均复合增长率达54.52%。

民用无人机用途极为广泛,未来市场主要集中于农林植保、影视航拍、电力巡检等领域。借鉴美国对民用无人机监管逐步放松的历程,以及国内民用无人机政策的规范和低空空域改革的深化,我国民用无人机行业将呈现爆发式增长。

国内无人机发展现状。我国民用无人机产品销售和服务总体市场规模2018年达到110.9亿元,2020年达到465亿元,2025年将达到750亿元;其中,航拍及娱乐仍是最大的应用领域,市场规模有望达300亿元。

二、建设思路与目标

基于以上描述,显示无人机的经济性、安全性、易操作性,在很多民用领域对无人机都有着旺盛的需求,然而作为新兴科技类专业,院校在建设无人机相关专业前期,普遍面临优质教学资源不丰富、专业师资力量不雄厚、实训环节与场景不明确、实习就业渠道不畅通等相关问题。

1、建设思路

近年来,国家陆续出台了《关于深化产教融合的若干意见》等文件,根据文件有关精神,紧扣学校周边省份及全国各地区无人机行业对技能型人才的需求,坚持“以服务为宗旨,以就业为导向”的办学指导思想,继续深化工学结合的教学改革,深度凝练无人机职业教育特色,努力打造无人机职业教育品牌,整体提升专业发展水平,全面提高人才培养质量,将无人机操控与维护技术专业建设成为能够适应无人机行业高速发展要求、校企深度融合、专业服务产业能力较强的品牌专业。为国家提供更多技术型的人才,再创学校美好的明天!

2、建设目标

明晰人才培养目标,加强校企合作,深化工学结合的人才培养模式改革,推进校企双方全面对接;加强学生实践动手能力及无人机飞行能力培养,组织学生进行无人机专业飞行训练,推动实践教学改革,强化实践育人;转变培养方式,推行任务驱动、项目导向等学做一体的教学模式,激发学生的兴趣和潜能;通过校企合作,建设形成数量充足、结构合理、德技双馨的专业教学团队;建立用人单位、学生及其家长共同参与的第三方人才培养质量评价体系,实施第三方评价;推进中等和高等职业教育衔接,探索技能型人才系统培养的制度和形式,促进中等和高等职业教育协调发展。

三、建设内容

为了扎实有序推进校企合作、产教融合工作,根据学校实际情况,无人机职业教育共建活动分步开展,阶段推进,活动共分为两个阶段:实训室建设阶段和社会服务阶段。

1、无人机实训室建设目标

无人机实训室是无人机类相关专业重要的教学实训基地,拥有先进的实训仪器设备与多种无人机机型。主要承担无人机系统导论、无人机模拟操纵技术、无人机组装与调试技术、无人机发动机技术、无人机自动驾驶技术、传感器与检测技术等多门无人机相关课程的实训教学任务。同时支持学生开展无人机相关竞赛和科技创新活动,为学生提供技术开发和职业技能培训。最终本实训室将建成集教学实训、技术培训、职业技能鉴定、技术推广与职业素质培养多功能为一体的校内实训基地,依托实训基地人力资源和设备条件,开拓实训、培训等服务功能。

中航恒拓智能科技河北有限公司依托强大的研发背景和产品优势,与全国多个地方的职业院校采取校企合作模式,建立无人机实训实验室,面向国内外无人机领域培养高素质、高新技术人才。通过建立学科共建实训室、实训基地等项目配合专业课程同步授课,理论与实践知识相结合,提升教学质量与学生的动手能力。

2、无人机实训室建设预期成果

1)建设具有全国特色的无人机标准实训室;

2)建立全国先进的无人机职业教育人才培养体系;

3)推动无人机专业和无人机产教融合基地建设;

4)参加各类竞赛并争取优异成绩。

3、无人机实训室功能组成

无人机实训室建设本着实用为主,技术领先的原则,充分考虑信息技术与教育领域业务的深度融合,依托开源系统和相关技术,搭建无人机实训、教学需要的软、硬件环境,学生通过在教师指导下将无人机的实训教学与社会发展需求对接,以此来实现学生动手实践能力、开发能力和就业能的提升。无人机实训室功能主要包含理论教学、编程竞赛、基础实训、实操飞行、职业证书五个方面。

无人机拆装调实训室

无人机飞行应用实训室

4、实施工学结合人才培养模式

坚持育人为本,德育为先,把立德树人作为根本任务,针对行业特点,强化职业道德和职业精神培养,培养学生吃苦精神,热爱行业,立志奋斗在无人机行业第一线,实现人生价值。牢固树立 “百年大计,质量第一”,全心全意为人民服务的思想,一切都要向人民负责,向用户负责。结合职业素质培养,举办“职业技能展示周”、“无人机文化艺术节”等,将专业发展、学生作品、无人机企业文化、职业道德、校友成果等内容进行展示,并以简单易懂的形式展现在教学过程和教学环

5、无人机实训室建设具体任务

(1)课程体系建设

建立科学合理的课程体系。适应人才培养目标的要求,打破传统学科体系,确立与无人机专业相适应的教学标准,形成以能力培养为核心,知识、能力、素质并重的课程体系,通过课内教学与实习实训一体化,实现教学过程的职业性和开放性。同时,以行业标准为尺度,积极推进“四化”(目标化驱动、模块化教学、项目化实践、企业化管理)教学,从而形成理论与实践的真正接合。

(2)师资队伍建设

通过校企合作,建立有效的团队合作教学机制,推进校企之间技术研讨和经验交流的制度化建设,提高师资队伍素质,优化师资队伍的知识结构。通过“培养、引进、聘用、调整”等途径,加强对专业带头人、骨干教师和青年教师的培养,引进急需的高层次专业人才,有计划的派出专职教师到国内无人机企业“学习锻炼”,有目标地聘请无人机企业的行业专家、能手进行“专题指导”。努力提高 “双师”素质教师的比例,从而建设一支专业理论功底厚、实践应用能力强,社会影响大,具有良好职业道德、专兼结合的适应我校教育发展需要的双师结构的教师队伍。

(3)实训基地建设

按照“校企联手,双向互动”的基本思路,在现有的实训室基础上,合理规划建设符合人才培养标准的更多的实训室,筹建校内现代化的无人机实训中心和校内飞行训练场,以满足教师和学生们教学和科研的需求。

无人机实训室各模块设备组成(详见附件清单)

无人机实训室设备技术参数(详见附件技术参数表)

(4)专业技能大赛

依据教育部全国职业院校技能大赛项安排,及时调整无人机专业技能大赛赛项结构,秉持“以赛促学、以赛促教”的理念,完善校级、市级、省级和国家级学生职业技能大赛管理,以及大赛奖励方案,确保该专业在全省技能大赛的领先地位,发挥大赛对专业建设的引领和对实践教学水平提升的带动作用,不断提高专业人才培养质量。

6、实施步骤

(1)一阶段:针对不同职业岗位群进行职业能力分析,通过就业企业岗位情况开展针对不同岗位群的核心课程体系建设,力争形成核心课程的校本课程。实验实训教师具有中级专业技术职务或高级职业资格、技能等级证书。完善学生管理制度,深入开展系列化主题德育活动,深入开展社团建设;

(2)二阶段:完善外聘行业专家资源库,定期组织行业专家进行座谈,督导课程建设进度与进程;

(3)三阶段:进行专业带头人、名师工作室建设,尝试专业带头人三年审核机制,力求带头人体系健康发展。

7、无人机实训室社会服务阶段

(1)主要目标:

申报民用无人机驾驶员培训机构合格证;组建无人机应急抢险队,服务地方应急救援;组建学生航拍队,为城市、热门景区等进行无人机航拍与宣传服务;组建行业应用服务团队,与警局展开无人机行业应用协同合作。

(2)具体任务:

a)、申报《民用无人机驾驶员培训职业教育培训中心合格证》资质。

社会培训预期收益:一年开办5期无人机驾照培训,一期培训20人,全年100人,按1.2万元/人,预期效益120万元,成本仅只有20%。

b)、组建无人机应急抢险队,服务地方应急救援。对全市火灾、水灾,地质灾害以及疫情防治等社会公共安全进行指挥、侦察、抢险、救援等,无人机作为智能无人化工作的代表,其有高效无休的工作能力、零接触的工作特点,成为应急救援和疫情传播的防控利器。

预期效益:社会公共服务项目,主要给教师和学生提供社会实践机会,学校获取最大的社会效益,提高学校的声誉。

c)组建学生航拍队、商业集群表演队,为城市、热门景区等进行无人机航拍与宣传服务。学生利用自身所学知识及专业技能服务于社会。

预期效益:社会公共服务项目,既提升了师生自身的专业技术水平,又增强了服务意识。将理论与实践相结合,职业教育与社会服务相融合,提升专业社会服务能力,同时也是将职业教育向社会进行广泛宣传的良好机会。

d)组建行业应用服务团队,与警局展开无人机行业应用协同合作。借助无人机技能优势协助警局完成任务,维护社会治安,保障人民安全。为服务社会贡献力量。

预期效益:社会公共服务项目,活动旨在提高学生的综合素质,增强学生的思想建设和能力建设,丰富团队学生的专业知识,锻炼学生服务社会的能力,通过实践来实现人生价值。

四、组织保障

为了无人机职业教育共创共建活动顺利开展,按照“把握时间节点、突出阶段重点,加强工作督办、落实工作保障”的要求,需要加强组织保障、后勤保障。

(一)成立领导小组。以学校为主体成立共创共建活动领导小组,负责活动的组织协调、检查督办、阶段验收等工作,领导小组下设协调组、资料组、后勤组等工作组,保障共创共建活动扎实有效地推进。

(二)把握节点,突出关键,步步为营。教师培训是前提,兴趣活动是基础,设备设施是关键,“1+X”证书是动力,起步确定结果。

五、预期成效

通过各阶段项目的实施,使无人机专业在办学实力、教学质量、管理水平、办学效益和辐射能力等方面有较大提高,特别在创新人才培养模式、教师队伍、提高社会服务能力等方面取得明显进展,提升社会认可度。

在专业人才培养模式改革、课程建设、实训基地建设、教学资源库建设、教学团队建设等方面形成一套适合区域经济与行业发展特点、可供同类专业借鉴和应用的专业建设方案范例。对相关专业群及学校整体发展起到引领辐射作用。全面推进以学生为主体的教学模式改革,强化学生实践能力、创新精神和终身学习能力,提高人才培养质量,增强学生的就业竞争力,毕业生职业资格获取率达100%,就业率达97%以上。

中航恒拓智能科技河北有限公司创立于2014年,专门致力于教育、科研无人机领域,主要提供面向教育教学及科研、竞赛的人工智能+无人机解决方案及相关配套产品。主要产品及服务包括面向教育的无人机实训平台、无人机创客实验室解决方案、无人机实训实验室解决方案、职业院校无人机应用技术专业建设方案、无人机产教融合实训基地建设等,为各类教育机构提供无人机教育、实训实践、竞赛及学科建设多一站式服务。

公司具有强大的技术团队,于 2016 年在北京成立研发中心,与多家知名高校和研究机构合作,目前拥有专利及软件著作权数十项,2019 年被认定为为高新技术企业,现已与多所院校合作设立无人机专业、成立无人机工程实验室,提供了大量教学和比赛用无人机。

公司与国内多所知名院校就实验室共建、产品研发与测试、学生实训等诸多方面展开深如合作。先后与北京交通大学、北京理工大学、北京航空航天大学、清华大学、中科院自动化所等单位在技术研究和产品研发等方面进行深入合作。同时与北京威斯博、慧伊创新科技、河北蚁人电子等多家企业合作进行联合研发和设计,发挥各方优势,快速提升产品水平和企业综合竞争力。