游戲教學(xué)法在無人機(jī)飛行訓(xùn)練教學(xué)中的應(yīng)用

王雨峰 馮園

摘 要：無人機(jī)飛行訓(xùn)練是無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的核心課程，包括無人機(jī)的模擬飛行及實操，是學(xué)生從菜鳥蛻變成飛手的重要環(huán)節(jié)。由于飛行難度大、訓(xùn)練強(qiáng)度高、過程漫長而枯燥，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，筆者把游戲教學(xué)法引入訓(xùn)練中，設(shè)置闖關(guān)任務(wù)，開展個人、小組及班級內(nèi)積分爭奪賽，舉辦航空攝影、航拍等趣味比賽，讓學(xué)習(xí)充滿樂趣，有效提升了訓(xùn)練效果。

關(guān)鍵詞：游戲教學(xué)法 無人機(jī) 飛行訓(xùn)練教學(xué)應(yīng)用

隨著航拍技術(shù)、遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)作為一門新興的綜合性技術(shù)，在我國國防建設(shè)、地質(zhì)勘測、電網(wǎng)巡視、高速公路巡查、氣象檢測、森林防火、海事巡邏等軍用與民用技術(shù)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，成為提高效率和提升產(chǎn)業(yè)規(guī)模水平發(fā)展的重要工具。今年4月，《全國技工院校專業(yè)目錄（2018年修訂）》在交通類新增無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，而筆者學(xué)校于2016年與企業(yè)合作，率先在技工院校內(nèi)開設(shè)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，開設(shè)無人機(jī)飛行原理與結(jié)構(gòu)、飛行訓(xùn)練、組裝、調(diào)試、維修等核心課程，旨在培養(yǎng)掌握無人機(jī)操控技術(shù)，并能夠運(yùn)用無人機(jī)理論與技術(shù)快速分析與解決工作任務(wù)的高技能人才。學(xué)生畢業(yè)后推薦從事航測、航拍、植保、地質(zhì)探測、無人機(jī)操控手、維護(hù)維修人員、地勤人員、搭載設(shè)備操控人員、數(shù)據(jù)處理人員等工作。

一、開設(shè)無人機(jī)飛行訓(xùn)練的課程意義及教學(xué)難度

無人機(jī)飛行訓(xùn)練是無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)核心課程，包括無人機(jī)模擬飛行訓(xùn)練、室外四軸無人機(jī)訓(xùn)練和7公斤六軸無人機(jī)（考試標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型）訓(xùn)練三個階段。訓(xùn)練內(nèi)容是根據(jù)中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會（AOPA）多旋翼駕駛員的實踐考核要求制定的，即用遙控器操控7公斤以上的六軸無人機(jī)起飛、降落并在空中完成360度慢速旋轉(zhuǎn)及水平8字飛行（如下圖），要求自旋漂移不超過0.5米，8字按照軌跡飛行，并且沒有明顯掉高。

無人機(jī)飛行訓(xùn)練是學(xué)生從菜鳥蛻變成飛手至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生面對無人機(jī)復(fù)雜飛行環(huán)境時，做到沉著冷靜、精準(zhǔn)穩(wěn)定地操控?zé)o人機(jī)。

但是操控?zé)o人機(jī)安全穩(wěn)定飛行是一個比較復(fù)雜、漫長而枯燥的學(xué)習(xí)過程，訓(xùn)練強(qiáng)度大，對飛手有非常高的要求。為避免因操控不嫻熟造成炸機(jī)等損失，無人機(jī)模擬飛行訓(xùn)練是必備基礎(chǔ)，不僅能最大限度地提高無人機(jī)訓(xùn)練效能，更能降低無人機(jī)教學(xué)訓(xùn)練成本，避免意外經(jīng)濟(jì)損失。由于技工院校生源較差，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力參差不齊，學(xué)習(xí)態(tài)度欠佳，急于求成，且傳統(tǒng)課程安排很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，因此導(dǎo)致學(xué)生模擬訓(xùn)練不認(rèn)真、實操訓(xùn)練進(jìn)步慢的局面，難以保證教學(xué)質(zhì)量與飛行安全。

為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，可以把游戲教學(xué)法引入無人機(jī)飛行訓(xùn)練的教學(xué)中，設(shè)置闖關(guān)任務(wù)，開展個人、小組及班級內(nèi)積分爭奪賽，舉辦航空攝影、航拍等趣味比賽，讓學(xué)習(xí)充滿樂趣，提升訓(xùn)練效果，進(jìn)而有效提高學(xué)生的專業(yè)操作技能。

二、游戲教學(xué)法的定義

游戲教學(xué)法即教師根據(jù)教學(xué)大綱、教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，以游戲的形式設(shè)計并開展教學(xué)，使學(xué)生在輕松的氛圍中，在歡快的活動中，或在激烈的競爭中，不知不覺地學(xué)會核心知識、掌握關(guān)鍵技能的教學(xué)方法。簡單地說，游戲教學(xué)法就是將“游戲”與“教學(xué)”兩者巧妙地結(jié)合在一起，從而有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法。游戲法通常有一定情節(jié)和競賽成分，內(nèi)容與形式多樣，目的在于充分發(fā)揮學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性，以突出學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。

三、游戲教學(xué)法在無人機(jī)飛行訓(xùn)練中的應(yīng)用

要成為一名優(yōu)秀的飛手，不僅需要眼明手快，或是建立生理反射，更需要一個正確的教學(xué)系統(tǒng)和堅持不懈的有效飛行訓(xùn)練。因此，只要設(shè)置確定合理教學(xué)系統(tǒng)，并從一開始就重點培養(yǎng)學(xué)生掌握固定操控模式，那么每一個學(xué)生都能被訓(xùn)練成為一名合格的無人機(jī)駕駛員。

1.合理設(shè)置闖關(guān)任務(wù)

無人機(jī)飛行訓(xùn)練核心內(nèi)容是360度慢速旋轉(zhuǎn)及水平8字飛行，其中360度慢速旋轉(zhuǎn)考核無人機(jī)懸停技術(shù)，是飛行的核心基礎(chǔ)，更是其他飛行技巧的基石，對后續(xù)進(jìn)階飛行訓(xùn)練有事半功倍的效果。水平8字飛行要求無人機(jī)分別完成左側(cè)畫圓和右側(cè)畫圓，最終航跡形成一個“8”字，目的是培養(yǎng)學(xué)生操控?zé)o人機(jī)時動作的協(xié)調(diào)性，熟練各項操作，做到收放自如，克服面對無人機(jī)時的緊張感。因此，水平8字是無人機(jī)操控從入門到精通的分水嶺。

為了把整個訓(xùn)練過程模擬成一個通關(guān)游戲，筆者依據(jù)無人機(jī)飛行訓(xùn)練內(nèi)容，細(xì)化訓(xùn)練模塊及進(jìn)階任務(wù)單（如表1和表2所示），編制無人機(jī)飛行訓(xùn)練的校本教材。其中無人機(jī)模擬飛行訓(xùn)練包括定點懸停、進(jìn)階懸停及水平8字飛行訓(xùn)練三大模塊，無人機(jī)操控飛行訓(xùn)練包括對尾懸停、360度自旋及外場航線飛行訓(xùn)練三大模塊。每個任務(wù)單設(shè)有學(xué)習(xí)目標(biāo)、訓(xùn)練內(nèi)容、操作技巧提示、學(xué)習(xí)記錄及思考等教學(xué)環(huán)節(jié)，有助于學(xué)生及時總結(jié)經(jīng)驗、交流分享，促進(jìn)小組及班級的集體成長。

2.開展個人、小組及班級內(nèi)積分爭奪賽

班級的學(xué)生按5～6人一組進(jìn)行合理分組，每組選拔一名組長。由組長帶領(lǐng)組員根據(jù)任務(wù)單開展闖關(guān)訓(xùn)練，指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)考核與監(jiān)督。每個任務(wù)均設(shè)有個人積分及小組獎勵，個人或小組在規(guī)定時間內(nèi)提前通關(guān)，可獲得不同的速度獎勵。小組以任務(wù)單開展組內(nèi)比賽，每組每周推薦2人，組織班級內(nèi)競技比賽，按名次給予不同積分獎勵。學(xué)生個人及小組的最終積分作為其本課程的核心評價標(biāo)準(zhǔn)，以此激發(fā)學(xué)生“學(xué)、比、趕、幫、超”的熱情，促進(jìn)小組團(tuán)隊協(xié)作、班級公平競爭，提高學(xué)生訓(xùn)練實效，使學(xué)生真正掌握無人機(jī)操控的基本技能。

3.舉辦航空攝影、航拍等趣味比賽

為了實現(xiàn)“學(xué)以致用、用以促學(xué)、學(xué)用相長”的目標(biāo)，充分發(fā)揮學(xué)校無人機(jī)實訓(xùn)條件優(yōu)勢，學(xué)校每年組織全校的航空攝影、航拍等趣味比賽。學(xué)生在比賽中不僅需要掌握嫻熟的基本技能，更要學(xué)習(xí)攝影構(gòu)圖、視角選取、視頻拍攝穩(wěn)定等知識與技能，及在復(fù)雜的飛行環(huán)境中如何做到靈活機(jī)動。因此，通過比賽的實踐鍛煉，學(xué)生操控?zé)o人機(jī)的技能得到有效鞏固與提升。

四、實踐結(jié)果

經(jīng)過一年多的教學(xué)實踐，游戲教學(xué)法深受學(xué)生好評，讓原本枯燥無味的訓(xùn)練成為任務(wù)難度遞增的闖關(guān)游戲，且更加注重實踐運(yùn)用能力，調(diào)動學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)和實踐訓(xùn)練的積極性；以小組協(xié)作促使互幫互學(xué)、互勉互勵，充分保障學(xué)生的主體地位，提供了學(xué)生展示自我的平臺，培養(yǎng)了學(xué)生合作與公平競爭的意識；學(xué)生在游戲比拼中磨煉技術(shù)，提升無人機(jī)操控能力，蛻變成為一名優(yōu)秀的飛手。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：王雨峰，江蘇省交通技師學(xué)院；馮園，鎮(zhèn)江第一外國語學(xué)校）