無人機裝備教學(xué)研究與實踐

劉軍輝+蔣曉瑜+汪熙

摘 要 針對裝甲機械化部隊嚴(yán)重缺乏無人機使用與維護的專業(yè)人才而導(dǎo)致裝備作戰(zhàn)性能效能難以發(fā)揮的實際情況，我院在深入研究無人機裝備崗位能力素質(zhì)特點的基礎(chǔ)上，面向部隊開設(shè)了“無人機運用與維護”繼續(xù)教育專業(yè)。經(jīng)過多年的教學(xué)研究與實踐探索，不僅取得了一系列的教學(xué)科研成果，建立了無人機裝備教學(xué)培訓(xùn)體系，并實踐形成了“理論基礎(chǔ)、專項技能、模擬飛行、運用與維修”遞進式培訓(xùn)模式，為部隊培養(yǎng)了一批急需的無人機運用與維護高水平人才。

關(guān)鍵詞 無人機 裝備 教學(xué)研究

中圖分類號：G718 文獻標(biāo)識碼：A

0引言

隨著我陸軍信息化建設(shè)發(fā)展的逐步深入，大量無人機裝備已經(jīng)列裝部隊，并在進一步擴大列裝范圍。但由于無人機裝備組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)含量高、部隊嚴(yán)重缺乏專業(yè)的無人機使用操作與維護人才，造成裝備處于長期閑置狀態(tài)，不僅難以發(fā)揮無人機裝備的作戰(zhàn)效能，也無法促進新裝備與人的有機結(jié)合，有效促進戰(zhàn)斗力的提高與戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變。針對這些特點與要求，部隊急需培養(yǎng)熟悉無人機裝備操作使用與維護保養(yǎng)的專門人才。學(xué)院作為主要面向裝甲機械化部隊培養(yǎng)生長軍官與繼續(xù)教育的基地，緊跟部隊裝備信息化建設(shè)的發(fā)展，為適應(yīng)部隊急需培養(yǎng)無人機裝備運用與維護專門人才的這一迫切要求，于2011年5月，面向全軍裝甲機械化部隊新開設(shè)“無人機運用與維護”繼續(xù)教育專業(yè)正式創(chuàng)建并首次開班。同時，在本科和研究生相關(guān)課程中開設(shè)了有關(guān)無人機裝備理論與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并在本科學(xué)員第二課堂活動中組建了“無人機飛行俱樂部”，極大提高了本科學(xué)員無人機裝備素養(yǎng)與信息素養(yǎng)。本文主要介紹近年來取得的主要教學(xué)研究成果和經(jīng)驗做法。

1無人機裝備教學(xué)取得的主要成果

從我院首次成立無人機教學(xué)專業(yè)以來，不斷深入完善各個方面的人才培養(yǎng)工作，經(jīng)過多年的建設(shè)與積累，取得的主要建設(shè)成果有：

1.1緊貼無人機裝備崗位能力素質(zhì)要求，制定并完善了無人機裝備培訓(xùn)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和系列課程標(biāo)準(zhǔn)

在對無人機裝備作戰(zhàn)運用與技術(shù)保障特點進行科學(xué)論證分析，結(jié)合裝備實際崗位需求，認(rèn)真研究軍械工程學(xué)院等軍校有關(guān)無人機專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，精心籌劃，不斷修訂完善，于2011年制定了學(xué)院首個“無人機運用與維護”的人才培養(yǎng)方案以及課程體系。該培養(yǎng)方案遵循從理論基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)、專業(yè)技能、綜合實踐相結(jié)合的教學(xué)模式。制定并逐步完善了無人機裝備教學(xué)的相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)。主要包括《無人機系統(tǒng)導(dǎo)論》、《現(xiàn)代戰(zhàn)場偵察技術(shù)》、《無人機系統(tǒng)構(gòu)造與原理》、《無人機系統(tǒng)使用與維護》、《無人機模擬飛行訓(xùn)練》、《無人機飛行訓(xùn)練》等課程標(biāo)準(zhǔn)。

1.2編著了無人機裝備教學(xué)系列教材

經(jīng)過多年的艱辛努力，緊貼裝備實際，緊貼無人機操作與維護崗位能力要求，編著了《無人機系統(tǒng)導(dǎo)論》、《現(xiàn)代戰(zhàn)場偵察技術(shù)》、《無人機系統(tǒng)構(gòu)造與原理》、《無人機系統(tǒng)使用與維護》、《無人機模擬飛行訓(xùn)練》、《無人機飛行訓(xùn)練》系列教材。其中《現(xiàn)代戰(zhàn)場偵察技術(shù)》2011年于國防大學(xué)出版社公開出版。同時，在無人機裝備教學(xué)研究與實踐過程中，積累總結(jié)教學(xué)成果，逐步完善了相關(guān)裝備操作使用教范。經(jīng)過規(guī)范化的教材體系，滿足了理論教學(xué)、專業(yè)技能教學(xué)與綜合訓(xùn)練的教學(xué)要求，提高了教學(xué)效率與質(zhì)量。

1.3自主研制了無人機裝備教學(xué)虛擬訓(xùn)練和半實物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)

充分利用信息與通信工程專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，利用計算機技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機仿真等技術(shù)，自主研制了“xxx系列無人機原理與結(jié)構(gòu)仿真演示系統(tǒng)”，實現(xiàn)對該型無人機彈射裝置、地面站、飛行控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、偵察系統(tǒng)的三維演示及教學(xué)。并且與工廠聯(lián)合開發(fā)了“xxx系列無人機模擬飛行訓(xùn)練系統(tǒng)”，實現(xiàn)了在專業(yè)教室模擬飛行訓(xùn)練教學(xué)。開發(fā)研制了“xxx型系列無人機虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)”，該系統(tǒng)具有虛擬拆裝、虛擬檢測與虛擬維修訓(xùn)練功能；可設(shè)置無人機系統(tǒng)故障，提供虛擬檢測儀器，給出故障檢測流程，并提供修理步驟與方法。培訓(xùn)人員可通過該系統(tǒng)的訓(xùn)練，提高無人機維修技能。

1.4新建無人機運用與維護專業(yè)教室

為了加強無人機裝備教學(xué)，學(xué)院于2012年建成了無人機運用與維護專業(yè)教室。該專業(yè)教室配置了“無人機虛擬教學(xué)系統(tǒng)”、“無人機模擬飛行訓(xùn)練系統(tǒng)”、“無人機半實物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)”、“無人機實裝教學(xué)系統(tǒng)”，以及相應(yīng)的配套資源。具備可容納32人同時進行教學(xué)訓(xùn)練的能力，可實現(xiàn)從理論授課、虛擬訓(xùn)練、模擬飛行、半實物仿真訓(xùn)練、實裝檢測與維修等方面的教學(xué)與科研。每年承擔(dān)“無人機運用與維護”專業(yè)，共7門課程的理論教學(xué)與部分實踐教學(xué)任務(wù)。

1.5鍛煉了一支高水平的無人機裝備教學(xué)隊伍

通過到部隊鍛煉、到工廠學(xué)習(xí)、編寫教材、集體備課等多種途徑，培養(yǎng)了一支懂無人機原理又懂飛行訓(xùn)練的高素質(zhì)教學(xué)團隊。注重教學(xué)與科研的深層次融合，以及科研成果在教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用，鍛煉出來一支有自身特色、在部隊有重要影響和知名度的高水平研究型教學(xué)團隊。完成了 “無人機圖像導(dǎo)航定位技術(shù)研究”、“無人機地面電子穩(wěn)像系統(tǒng)研究”、“無人機檢測維修設(shè)備與修理指南研制”等無人機有關(guān)的科研項目。團隊成員在近五年獲得學(xué)院級以上教學(xué)成果獎3項，軍隊科技進步二等獎1項，三等獎3項，發(fā)表科研學(xué)術(shù)論文30多篇。

1.6為部隊培養(yǎng)了多批無人機使用與維護專門人才

從2011年5月“無人機運用與維護”繼續(xù)教育專業(yè)開班以來，目前已經(jīng)有三屆培訓(xùn)班學(xué)員100余人順利畢業(yè)。經(jīng)過培訓(xùn)，學(xué)員基礎(chǔ)理論扎實、飛行技能嫻熟、維護保養(yǎng)專業(yè)，迅速成為部隊急需的無人機崗位專門人才，在部隊演習(xí)和比武中取得優(yōu)異的成績。有效促進了無人機裝備戰(zhàn)斗力的生成。

2主要經(jīng)驗與創(chuàng)新

針對部隊無人機運用與維護人才緊缺的實際需求，創(chuàng)建了系列無人機裝備教學(xué)培訓(xùn)體系；提出并實踐了“理論基礎(chǔ)、專項技能、模擬飛行、運用與維修”遞進式培訓(xùn)模式；打造了一支研究型無人機裝備教學(xué)團隊；創(chuàng)建了多樣化的裝備教學(xué)手段與方法；探索了裝備培訓(xùn)的開放辦學(xué)模式。為部隊培養(yǎng)了一批急需的無人機運用與維護高水平人才，為部隊無人機戰(zhàn)斗力的形成發(fā)揮了重要作用。

2.1創(chuàng)建了無人機裝備教學(xué)培訓(xùn)體系

通過對部隊無人機裝備的作戰(zhàn)運用與技術(shù)保障需求分析，制定并逐步完善形成了包含人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)、文字教材、多媒體課件、模擬教學(xué)系統(tǒng)、半實物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)、維修檢測設(shè)備與指南、實際教學(xué)裝備等一套完整的無人機教學(xué)培訓(xùn)體系。以教學(xué)研究引領(lǐng)教學(xué)改革，圍繞如何提高學(xué)員無人機運用與維護能力進行了大量卓有成效的工作，針對課程的教學(xué)目的、教學(xué)模式、教學(xué)方法等進行系統(tǒng)深入的探索與實踐。

2.2提出了并實踐形成了“理論基礎(chǔ)、專項技能、模擬飛行、運用與維修”遞進式培訓(xùn)模式

緊扣部隊對實戰(zhàn)人才的需求，在提升學(xué)員理論水平的同時著重強化學(xué)員的實際動手能力，為此不斷研究改進教學(xué)培訓(xùn)模式，確立了理論基礎(chǔ)、模擬飛行、航模飛行、實裝運用相結(jié)合的培訓(xùn)模式。通過無人機系統(tǒng)導(dǎo)論的學(xué)習(xí)，學(xué)員初步掌握無人機系統(tǒng)及作戰(zhàn)運用的基本知識。在模擬飛行環(huán)節(jié)，學(xué)員將進行無人機的起飛、降落、航線飛行實踐，初步具備了無人機運用能力。航模運用環(huán)節(jié)，學(xué)員利用價格低廉的航模來代替無人機進行飛行訓(xùn)練，重點培養(yǎng)其操控?zé)o人機的能力。當(dāng)學(xué)員圓滿完成上述訓(xùn)練之后，將進行實裝無人機的訓(xùn)練。通過模擬飛行、航模飛行、實裝運用的培訓(xùn)模式，學(xué)員學(xué)習(xí)效率高，無人機運用技能提升顯著，同時也極大的降低了裝備風(fēng)險，節(jié)省訓(xùn)練經(jīng)費。

同時在無人機運用與維修保養(yǎng)方面，課題組提出飛行訓(xùn)練與維修培訓(xùn)在時間和空間上自然滲透的教學(xué)模式，即在培訓(xùn)中采用裝備分組承包制，學(xué)員在飛行訓(xùn)練中可以自主地隨時針對飛機的各種故障進行檢測維修，把檢測維修訓(xùn)練自然地融入到飛行訓(xùn)練中，不僅提高了培訓(xùn)效率，而且提高了學(xué)員愛護裝備的責(zé)任心。

2.3教學(xué)科研高度融合，打造了一支研究型無人機裝備教學(xué)團隊

把多項無人機相關(guān)的科研成果融入教學(xué)，如“無人機檢測維修設(shè)備與修理指南”、“無人機虛擬維修軟件”、“無人機地面電子穩(wěn)像系統(tǒng)”等，其中多項成果獲全軍科技進步獎，極大地提高了學(xué)員學(xué)習(xí)裝備、研究裝備的熱情。集中優(yōu)勢，突出重點，加強教學(xué)與科研的深層次互動，以及科研成果在教學(xué)培訓(xùn)中的應(yīng)用，打造了一支有自身特色、在部隊有重要影響和知名度的高水平研究型教學(xué)團隊。

2.4針對不同教學(xué)對象開展不同樣式的裝備教學(xué)，創(chuàng)建了多樣化的裝備教學(xué)手段與方法

由于無人機裝備教學(xué)在本科、研究生、輪訓(xùn)以及部隊裝備訓(xùn)練的目標(biāo)要求不同，針對不同的教學(xué)目標(biāo)與要求制定了不同的教學(xué)內(nèi)容體系，創(chuàng)新建立了多樣化的教學(xué)手段與方法。對本科學(xué)員，主要采取了課堂講授與“無人機飛行俱樂部”活動以及“學(xué)員科技創(chuàng)新活動”相結(jié)合的方式，使學(xué)員在課堂有限時間內(nèi)掌握無人機裝備的基礎(chǔ)理論和利用充裕的第二課堂活動時間掌握飛行技能，極大地提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣與裝備素養(yǎng)。對研究生主要采取專題講座與科研課題研制相結(jié)合的途徑，使學(xué)員在掌握無人機裝備較深層面的基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，通過研究實踐進一步掌握無人機領(lǐng)域的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，具備相關(guān)領(lǐng)域的科研能力。對輪訓(xùn)學(xué)員和部隊官兵來說，主要是通過理論基礎(chǔ)講授、模擬操作訓(xùn)練、航模飛行訓(xùn)練、實裝操作訓(xùn)練等途徑使學(xué)員掌握裝備的操作使用與維護技能，以滿足適應(yīng)無人機裝備實際崗位能力需求，提高裝備的作戰(zhàn)運用效能和戰(zhàn)斗力的生成。

2.5與研究所、工廠、部隊聯(lián)合，探索了裝備培訓(xùn)的開放辦學(xué)模式

在探索無人機裝備教學(xué)實踐過程中，教研室緊密聯(lián)合總參55所、西安205所、廣州天海翔，以及31、39、65、38集團軍，創(chuàng)新發(fā)展了開放式無人機裝備教學(xué)路子。首先組織了多個批次的教員到廣州天海翔參加了部隊的接裝培訓(xùn)，并與其合作完成了無人機檢測維修設(shè)備與修理指南的研制；到總參55所、無人機總站、西安205所調(diào)研并參與有關(guān)無人機相關(guān)科研課題研究。其次是把這些單位的專家請到我們的課堂直接授課，提高了課堂教學(xué)質(zhì)量和水平。教員與輪訓(xùn)班學(xué)員兵一直保持緊密聯(lián)系與溝通，做到院校與部隊的緊密融合，既幫助部隊解決了困難又促進了院校的裝備教學(xué)，走開了一條院校與部隊開放辦學(xué)的路子。

3總結(jié)

經(jīng)過多年的教學(xué)研究與實踐探索，不僅取得了一系列的教學(xué)科研成果，建立了無人機裝備教學(xué)培訓(xùn)體系，并實踐形成了“理論基礎(chǔ)、專項技能、模擬飛行、運用與維修”遞進式培訓(xùn)模式。研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用到本科、研究生、繼續(xù)教育等多層次教學(xué)中，同時還推廣應(yīng)用到部隊自我組訓(xùn)中，為裝甲機械化部隊無人機運用與維護人才培養(yǎng)做出了應(yīng)有的貢獻。

參考文獻

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