摘 要 文章探討了基于職業(yè)勝任力的課程開發(fā)和教學設計，以實現(xiàn)無人駕駛航空器系統(tǒng)工程專業(yè)課程能力建設的目標。在國內無人機崗位需求調研的基礎上，構建了無人機專業(yè)人才職業(yè)勝任力模型；基于勝任力，提出從能力到課程“雙線”培養(yǎng)的課程開發(fā)反向設計，實現(xiàn)知識傳授與能力培養(yǎng)的雙軌培養(yǎng)。該方案已于2020年全面實施，結果表明，基于勝任力的方法是有效的、可持續(xù)的，并且可以定制以解決快速發(fā)展的無人機專業(yè)中對人員職業(yè)能力的需求，對其他工科專業(yè)基于勝任力的人才培養(yǎng)具有一定的借鑒作用。

關鍵詞 無人機；無人駕駛航空器系統(tǒng)工程；課程開發(fā)；勝任力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.26.020

Innovative Design and Practice of Undergraduate UAV Teaching

Based on Professional Competence

QI Fuqiang， MENG Mingyuan， ZHANG Xiaoyang， CHEN Shuning

（School of Transportation Science and Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300）

Abstract The article explores the development and instructional design of courses based on professional competence， in order to achieve the goal of capacity building for unmanned aerial vehicle system engineering courses. Based on the research on the demand for drone positions in China， a professional competency model for drone professionals has been constructed; Based on competency， propose a reverse design for curriculum development that focuses on the dual track cultivation of abilities and courses， achieving a dual track cultivation of knowledge transmission and ability development. The program has been fully implemented in 2020， and the results show that the competency based approach is effective， sustainable， and can be customized to meet the demand for personnel professional competence in the rapidly developing unmanned aerial vehicle profession. It has a certain reference value for competency based talent cultivation in other engineering majors.

Keywords unmanned aerial vehicle （UAV）; Unmanned Aerial Vehicle System Engineering; curriculum development; competency

近年來，無人機專業(yè)人員需求旺盛，但無人機專業(yè)人才的培養(yǎng)并未跟上無人機行業(yè)迅速發(fā)展的步伐，尤其是無人機相關工作崗位未能引入科學培養(yǎng)的專業(yè)人才，而是依賴企業(yè)或行業(yè)的非系統(tǒng)化培訓進而操作復雜的無人機系統(tǒng)[1]。無人機行業(yè)亟須具備遠遠超過最低監(jiān)管要求能力的專業(yè)人員來確保符合安全和法律要求的運行[2]。

目前國內有200余所高校開設了無人機?？茖I(yè)，幾十所高校開設了本科專業(yè)，對于人才培養(yǎng)開展了有益探索，但仍面臨培養(yǎng)目標不明確、課程體系不完善、師資隊伍薄弱等現(xiàn)實問題[3-4]，尤其是還缺乏對無人機專業(yè)畢業(yè)生所期望的更高層次學習成果和能力的研究。十幾年來，高等教育出現(xiàn)了新的趨勢，尤其是“新工科”體現(xiàn)了我國全面提升學生能力教育的新方向。這與國外倡導的基于能力的教育（CBE）趨勢基本一致[5]。盡管CBE的概念和界限經常模糊不清，但普遍認為 CBE 的特點是發(fā)展明確定義的能力、為實現(xiàn)這些能力制訂課程圖，以及與能力相匹配的評估過程[6]。此類能力通常與雇主和專業(yè)所定義的勞動力需求相關聯(lián)，即該領域工作的從業(yè)者所重視的特定知識、技能和能力 （KSA）[7]。課程由指定的、有組織的學習活動組成，旨在為學生提供 KSA和綜合體驗，從而獲得學位所需的能力[8]。2013 年美國教育部為高等教育機構發(fā)布了指南，指南明確大學可以根據(jù)學生對“能力”的掌握情況為學生提供指導，也就是讓學生知道需求是什么和能做什么；另外從完成學分到能力證明的轉變已在美國的大學中實施，并提供基于能力的專業(yè)學位和證書[9]。

在無人機專業(yè)人員培養(yǎng)的背景下，專業(yè)能力概念的論述多集中在對工作場所專業(yè)人士的期望上，而不是學習過程上。因此，本研究將系統(tǒng)地將能力與學生學習聯(lián)系起來，在探討無人機職業(yè)能力需求的基礎上，開展基于職業(yè)勝任力的培養(yǎng)方案與課程反向設計，為無人駕駛航空器系統(tǒng)工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)提供科學指導。

1 無人機專業(yè)人才的職業(yè)能力分析

當前和未來的勞動力需求是無人機專業(yè)大學生職業(yè)能力培養(yǎng)的基礎導向。收集國內主要招聘網(wǎng)站涉及無人機的招聘信息2272條，經文本挖掘與分析，確定無人機本科專業(yè)學生能力，如圖1所示。

第1―3層：個人效能、學術能力和工作場所能力三個層級構成了個人基礎能力，也是大學生成為無人機職員所需要的基礎能力。第4―5層：航空核心技術能力、無人機專業(yè)能力兩個層級構成了專業(yè)能力，也是從事航空、無人機行業(yè)所需的行業(yè)能力。專業(yè)能力可滿足大學生在航空、無人機行業(yè)的各相關職業(yè)之間的就業(yè)需求。最高層代表了職業(yè)相關的綜合能力。無人機專業(yè)人員在長期工作中，其專業(yè)技能不斷向高度專業(yè)化發(fā)展的同時，其各種能力也綜合發(fā)展，促進其在職業(yè)活動中的創(chuàng)新與發(fā)展，取得更好的工作績效。

1.1 個人效能

個人效能處在模型的最底端，其代表了個人屬性，即：態(tài)度和能力兩個方面，僅靠大學教育可能會存在不足，需要在家庭、學校和工作場所得到學習和加強。包括：責任心與嚴謹態(tài)度、正直與可靠、安全與道德、人際交往能力、終身學習能力等。

1.2 學術能力

學術能力是主要在學校中學習的關鍵能力，可適用于工科相關行業(yè)和職業(yè)，包括：科學、技術、工程、數(shù)學、計算機技能、批判性和分析性思維等方面。

1.3 工作場所能力

工作場所能力代表一般職業(yè)中所需的動機、特質，以及自我管理等方面，適用于許多相關的職業(yè)，包括：團隊合作、規(guī)劃與組織、問題分析與決策、創(chuàng)新與發(fā)明、業(yè)務基礎知識等。

1.4 航空核心技術能力

航空核心技術能力代表了比無人機行業(yè)更廣泛的航空業(yè)內跨部門的通用知識和技能，建立在較低層級所代表的能力之上，也構成了無人機專業(yè)能力的基礎，其包括：航空基礎、設計與開發(fā)、產品與零件制造、航空維保、項目管理等。

1.5 無人機專業(yè)能力

無人機專業(yè)能力代表了航空業(yè)細分行業(yè)——無人機行業(yè)的核心能力，表明從事無人機行業(yè)具體職業(yè)和工作所需的相關知識及技能，包括：無人機法規(guī)、系統(tǒng)研發(fā)、軟件開發(fā)、操控技術、裝調與維修、運行組織與保障、數(shù)據(jù)收集與分析等。

1.6 職業(yè)相關能力

職業(yè)相關能力既包括把握組織的使命及動員人們圍繞這個使命奮斗的組織管理能力（領導能力），也包括在高風險環(huán)境中做出合理的道德決策的能力（工程倫理）[10]，應對工作挑戰(zhàn)而提高工作效率和質量的創(chuàng)新能力，以及不斷提升自身能力和自我管理等能力。

2 培養(yǎng)方案與課程反向設計

無人駕駛航空器系統(tǒng)本科專業(yè)培養(yǎng)方案設計圍繞以下兩個問題展開：①需要哪些內容來支持課程能力的發(fā)展？②哪些教學策略和方法對培養(yǎng)能力最有效？

無人機職業(yè)能力標準是確定無人駕駛航空器系統(tǒng)工程本科專業(yè)學生職業(yè)勝任力的關鍵依據(jù)，而針對各能力組、子能力的能力績效說明則為人才培養(yǎng)提出了具體的指導，并作為課程內容設計與能力評估的依據(jù)來反向指導專業(yè)課程體系的設計。

基于Bloom的學習層級分類法，即三個學習層級：基礎、應用和執(zhí)行[11]，無人駕駛航空器系統(tǒng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)設置兩條主線：專業(yè)活動與職業(yè)活動，如圖2（p60）所示。專業(yè)活動以基礎學科課程、專業(yè)學科課程、專業(yè)實踐、專業(yè)實習四大類課內活動貫穿于大學八個學期中，屬學習的基礎階段，支持學生探索基礎知識和基本技能。職業(yè)活動以專業(yè)競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、“1+X”職業(yè)證書獲取及科學研究為主要的課外活動，逐步提升學生的真實工程體驗，屬學習的應用和執(zhí)行層面，學生通過概念知識庫和技能并將其應用于實際任務，著眼于提升無人機行業(yè)特定職位或某些領域的能力。

能力不是在單一課程中作為一個整體教授的，而是在整個課程體系中呈現(xiàn)。以“5.無人機專業(yè)能力”為例，依據(jù)能力組、子能力及能力績效設置7類專業(yè)課程，以支撐無人機研發(fā)與設計、無人機運行組織與保障兩個專業(yè)方向，如表1（p61）所示。無人機研發(fā)與設計是本專業(yè)的重要方向之一，以無人機軟、硬件開發(fā)為對象，重點培養(yǎng)學生無人機系統(tǒng)、無人機軟件的研發(fā)與設計能力。無人機組織與保障方向，其涵蓋通用航空法規(guī)、空域規(guī)劃與管理、通用航空生產組織與管理、無人機政策與法規(guī)等民航特色課程。

3 能力評估

學生展示課程能力的重要方式是學生通過他們的學習成果和過程提供證據(jù)證明、證明他們是如何發(fā)展的，以及需要進一步學習的方面。因此，在課程能力考核方面，以學習成果作為評估學生能力的方法，要求學生以課程作業(yè)中的學習成果（包括報告、論文、實物作品、軟件等形式）提供證據(jù)，以表明獲得和掌握課程的程度。課程能力評估包括以下方面。

3.1 能力證明

學生至少需提交一個學習成果來證明對每種能力的掌握程度。這個成果以所學知識為基礎，經個人或團隊努力完成，以涵蓋與能力組相關的任何特定能力。學習成果可以是任何技術支持的報告、論文、實物、軟件等的書面文檔、鏈接等。

3.2 自我評價

學生針對課程學習提供一份簡短的反思性陳述，描述他們的能力以及所選成果如何展示每種能力的成就，以及學生對自己每項能力的成就進行評分：1 = 未能達到能力，2 = 能力的邊際成就，3 =足夠的能力成就，4 = 高于平均水平的能力成就，5 = 模范成就的能力。

3.3 課程評估

任課教師完成課程質量分析報告，針對當前學期課程建設、授課、學生培養(yǎng)等方面進行總結和建議，以不斷改進與提高課程能力培養(yǎng)水平。專業(yè)負責人及課群組對學生學習成果及課程質量分析報告進行檢查與分析，開展教學研討，交流課程中學生能力培養(yǎng)存在的問題及有益做法，反復論證、動態(tài)調整課程建設。

4 結語

無人機工作崗位需求的變化和新應用要求大學教育中需將新的知識納入全面的專業(yè)課程。為此，本文提出基于勝任力的課程體系構建，設計了一個理論框架來指導基于能力的課程開發(fā)和實施。

在無人機專業(yè)課程中所掌握的能力可以為設計無人駕駛航空器系統(tǒng)工程教育和專業(yè)框架提供良好的基礎。專業(yè)能力包括在無人機工作中取得成功所需的廣泛知識、技能和能力，即個人效能、學術能力、工作場所能力、航空核心技術能力、無人機專業(yè)能力和職業(yè)相關的綜合能力。盡管不期望每一位無人機工作者在實際工作環(huán)境中執(zhí)行七個能力組中涵蓋的所有職能，但仍需要對所需的所有職能和技能有廣泛的了解，才能成為一名勝任崗位的工作人員。確定的專業(yè)能力可以用作高校、招聘單位之間的統(tǒng)一標準，以培養(yǎng)未來的無人機專業(yè)人員，并且可以用于支持招聘、績效管理和職業(yè)規(guī)劃。

“雙線”跨學科培養(yǎng)方案以專業(yè)活動與職業(yè)活動為兩條人才培養(yǎng)主線，即：專業(yè)活動以課內活動為主，屬學習的基礎階段，支持學生探索基礎知識和基本技能；職業(yè)活動以課外活動為主，屬學習的應用和執(zhí)行層面，著眼于提升無人機行業(yè)特定職位或某些領域的能力。進一步基于專業(yè)能力組、子能力和能力績效，反向設計課程體系以支持無人機研發(fā)與設計、無人機法規(guī)與管理兩個專業(yè)方向的能力培養(yǎng)。

*通信作者：齊福強

基金項目：天津市教育科學規(guī)劃項目“面向天津無人機產業(yè)發(fā)展的無人駕駛航空器系統(tǒng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式與實施路徑研究”（CIE210182）；天津市教委科研計劃項目“天津市無人機行業(yè)發(fā)展規(guī)律及其專業(yè)人才供給機制研究”（2021SK040）。

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