農(nóng)業(yè)類高職院校《無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)》專業(yè)實(shí)訓(xùn)資源建設(shè)研究

樊衛(wèi)國

摘要：隨著工業(yè)4.0的提出，智能制造、智能機(jī)器人都是未來工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。無人機(jī)作為空中機(jī)器人在各行各業(yè)發(fā)揮著巨大作用，怎樣培養(yǎng)出無人機(jī)應(yīng)用技能型人才成為該專業(yè)面臨最大問題，該文以實(shí)訓(xùn)資源建設(shè)入手，剖析其對人才培養(yǎng)、專業(yè)建設(shè)的重要作用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)4.0;無人機(jī);實(shí)訓(xùn)資源;人才培養(yǎng)

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0117-02

1國內(nèi)外無人機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

“無人機(jī)”是當(dāng)下最炙手可熱的名詞，其全稱是“無人機(jī)駕駛飛機(jī)”英文縮寫（UAv）。無人機(jī)是由無線電設(shè)備遙控通過自動駕駛儀自主控制飛行姿態(tài)的非載人飛行器。無人機(jī)的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)20年代，從1917年第一架無人機(jī)問世至今發(fā)展已有近百年，伴隨控制技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、慣導(dǎo)技術(shù)的迅猛，無人機(jī)在軍用、民用市場大放光彩。20世紀(jì)80年代日本雅馬哈公司著力研發(fā)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)市場的植保無人機(jī)，1987年雅馬哈R50面世標(biāo)志著無人機(jī)技術(shù)正式面向民用市場。

國內(nèi)無人機(jī)最早由西北工業(yè)大學(xué)研究出一款無人機(jī)“D-4”，該無人機(jī)主要應(yīng)用于航拍、地質(zhì)勘測、自然災(zāi)害監(jiān)測等民用市場。迄今為止國內(nèi)無人機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)百余家，有極飛、大疆等整機(jī)制造廠家，也有拓攻、零度等研究飛行控制器的科技型公司，可以說無人機(jī)技術(shù)伴隨著智能制造技術(shù)在中國市場蓬勃發(fā)展。無論軍用市場還是民用市場，中國是繼美國之后全球第二大生產(chǎn)制造國。

截至2018年數(shù)據(jù)顯示，目前從全球無人機(jī)市場產(chǎn)值從2013年的21億美元，擴(kuò)大至250億美元，年復(fù)合增長率達(dá)到44%。2018年全球民用無人機(jī)銷量為140萬架，其中專業(yè)級無人機(jī)銷量占42%，消費(fèi)機(jī)銷量占58%。中國民用無人機(jī)銷售規(guī)模已經(jīng)達(dá)到140億元。主要分部在農(nóng)林植保、電力巡線、地理測繪、警用安防等熱門鄰域。伴隨無人機(jī)產(chǎn)值擴(kuò)大，對于無人機(jī)人才需求也呈現(xiàn)井噴式爆發(fā)。

2無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)資源建設(shè)存在的問題

2.1人才培養(yǎng)方案目標(biāo)不明確導(dǎo)致課程體系設(shè)置不科學(xué)

與如火如荼發(fā)展的無人機(jī)市場相反的卻是無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)脫節(jié)，據(jù)某求職招聘網(wǎng)站統(tǒng)計，2018年國內(nèi)無人機(jī)飛手人才需求量達(dá)到20萬左右，目前國內(nèi)飛手不足4萬。國內(nèi)至少70%的企業(yè)很難尋找到專業(yè)對口的無人機(jī)專業(yè)技術(shù)人才，尤其在無人機(jī)飛控研發(fā)、機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計等專業(yè)性較強(qiáng)的崗位更是求賢若渴。

應(yīng)無人機(jī)行業(yè)發(fā)展需求，教育部于2015年正式新增“無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)（專業(yè)代碼560610）。然而因?yàn)樵搶I(yè)屬于新型技術(shù)，并無傳統(tǒng)專業(yè)可以參考借鑒導(dǎo)致在制定人才培養(yǎng)方案時無從著手，絕大多數(shù)高職院校制定人才培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置部分以市場上培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的航空器擁有者及駕駛員協(xié)會認(rèn)證（AOPA）或者中國航空運(yùn)動協(xié)會認(rèn)證（ASFC）等為藍(lán)本，將無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才專業(yè)設(shè)置成“飛手培訓(xùn)”課程。一葉障目的理解造成對該專業(yè)人才培養(yǎng)錯誤定位，將本應(yīng)集無線電通信技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)等復(fù)雜的融合專業(yè)變成簡單的“無人機(jī)飛手”專業(yè)。培養(yǎng)出該專業(yè)人才除飛行職業(yè)技能符合市場需求之外，其他職業(yè)技能仍然無法滿足企業(yè)需求。同時由于人才培養(yǎng)制定的偏差導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)室建設(shè)無從下手，經(jīng)過調(diào)查95%以上的高職院校僅有組裝調(diào)試實(shí)訓(xùn)室，學(xué)生經(jīng)過實(shí)訓(xùn)僅能完成飛行器的組裝與調(diào)試，對于無人機(jī)技術(shù)無法充分理解。

2.2專業(yè)師資隊(duì)伍短缺造成實(shí)訓(xùn)課程設(shè)置簡單重復(fù)

無人機(jī)是一門新型跨專業(yè)學(xué)科，除少數(shù)航空類專業(yè)的本科類院校開設(shè)類似專業(yè)外，其他類別院校沒有開設(shè)此專業(yè)致使該專業(yè)師資隊(duì)伍嚴(yán)重短缺。目前高職院校以采用計算機(jī)專業(yè)、機(jī)電專業(yè)、自動化專業(yè)等轉(zhuǎn)師資共同組建無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。由于缺乏航空類背景使得專業(yè)特色短時間內(nèi)無法體現(xiàn)，不同專業(yè)教師對該專業(yè)認(rèn)知如同盲人摸象比較片面。在實(shí)訓(xùn)課程設(shè)置時又各自偏向于自己擅長專業(yè)，學(xué)生的實(shí)訓(xùn)課程又變成諸如“C語言程序開發(fā)”“電工電子技術(shù)”“單片機(jī)技術(shù)”等。因?yàn)閹熧Y是非航空院校專業(yè)人才造成各學(xué)科之間本應(yīng)該存在的交叉幾乎全無，導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)課程設(shè)置較為簡單，一般多為其他專業(yè)的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)課程堆砌。即使開設(shè)部分無人機(jī)特色實(shí)訓(xùn)課程也以《無人機(jī)組裝調(diào)試》《無人機(jī)飛行》《無人機(jī)故障檢測》等既簡單又往往重復(fù)度極高的課程堆積。任課教師時常會覺得實(shí)訓(xùn)課程過于簡單，為了飽滿課時而無謂的拉長課時。

2.3教學(xué)過程側(cè)重理論，無法充分發(fā)揮無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室功能

因以上種種原因?qū)е陆處熞?guī)劃課程時理論占比較重，面對諸如《空氣動力學(xué)和飛行力學(xué)》《無人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計》《無人機(jī)通信與導(dǎo)航》等難度較大課程，針對高職類學(xué)生理論知識薄弱的特性，本該通過提高學(xué)生動手實(shí)踐能力，通過數(shù)據(jù)建模、無人機(jī)仿真飛行等實(shí)訓(xùn)手段模擬分析無人機(jī)相關(guān)結(jié)構(gòu)及通信技術(shù)卻變成為純理論課程。教師授課方式生硬，學(xué)生上課一知半解。該航空類專業(yè)課程本能夠體現(xiàn)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)特色的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)成為空白，實(shí)訓(xùn)資源當(dāng)然無法滿足學(xué)生對于專業(yè)課程的理解。

3加強(qiáng)“產(chǎn)教融合”，建設(shè)農(nóng)業(yè)類特色無人機(jī)實(shí)訓(xùn)資源

通過對國內(nèi)已經(jīng)開設(shè)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的職業(yè)院校調(diào)研以及無人機(jī)相關(guān)行業(yè)的企業(yè)走訪座談，以企業(yè)的視角審視市場發(fā)展、對專業(yè)技術(shù)人才需求。針對以上高職院校的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)存在的問題。根據(jù)教育部職業(yè)教育與成人教育司2叭7年底國辦印發(fā)的《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》指導(dǎo)思想。以市場需求為導(dǎo)向，以產(chǎn)教融合為突破口，從以下三個方面著力建設(shè)無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室，體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)類高校辦學(xué)特色。

3.1深化產(chǎn)教融合，校企合作共建無人機(jī)實(shí)訓(xùn)資源

以培養(yǎng)市場需求職業(yè)技能型人才為目標(biāo)，將優(yōu)質(zhì)企業(yè)生產(chǎn)制造技術(shù)融入教學(xué)環(huán)節(jié)中。企業(yè)生產(chǎn)制造技術(shù)代表著社會先進(jìn)生產(chǎn)力，因此融人生產(chǎn)制造的實(shí)際不僅可以提高學(xué)生實(shí)際動手能力，同時對于提高學(xué)生綜合素質(zhì)有很大幫助。因此在諸如《機(jī)械加工》《機(jī)械制圖》的課程中，緊緊圍繞無人機(jī)相關(guān)零部件機(jī)械加工技術(shù)這一重點(diǎn)。建設(shè)實(shí)訓(xùn)室時充分考慮到企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)所用的相關(guān)設(shè)備，從工藝復(fù)雜度、精度、系列化程度等多維度作為采購實(shí)訓(xùn)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)，旨在告別傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程簡單，實(shí)訓(xùn)成果無法用于生產(chǎn)應(yīng)用。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，對于關(guān)鍵技術(shù)從企業(yè)聘請工程師作為實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師，解決學(xué)生實(shí)際操作困難的同時。與專職教師充分溝通，共同編制實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、開發(fā)教學(xué)資源庫等有效手段，科學(xué)高效的培養(yǎng)實(shí)用技能型人才。

3.2豐富實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)涵，充分發(fā)揮實(shí)訓(xùn)室功能

經(jīng)過大量的市場調(diào)研及專家論證，不難發(fā)現(xiàn)作為無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容僅僅滿足“裝、飛、改、調(diào)”是遠(yuǎn)不能滿足無人機(jī)企業(yè)、行業(yè)的需求。因此在重新制定的課程體系標(biāo)準(zhǔn)中，按照人才培養(yǎng)目標(biāo)能力分層思想將“裝、飛、改、調(diào)”重新細(xì)化課程標(biāo)準(zhǔn)并且最終落實(shí)在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，將功能簡單的組裝實(shí)訓(xùn)內(nèi)容調(diào)整為基于STM32F103RCT6 Lanuchpad開發(fā)的統(tǒng)一教學(xué)平臺，該平臺最大特點(diǎn)在于兼容TI MSP430/MSP432MCU，融合主流先進(jìn)技術(shù)包括無人機(jī)傳感器技術(shù)、飛控技術(shù)、通信技術(shù)等。學(xué)生通過系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)平臺完成各項(xiàng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容后，不僅滿足學(xué)生組裝與調(diào)試的基本需求，同時對于學(xué)有余力的學(xué)生提供了強(qiáng)大的開發(fā)入門實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，結(jié)合無人機(jī)的傳感元器件、通訊元器件等將一門實(shí)訓(xùn)課程衍生多門出跨學(xué)科融合。在人才培養(yǎng)的課程設(shè)置方面將原先相對獨(dú)立的課程做出全面融合，學(xué)生學(xué)習(xí)的不再是一門單獨(dú)的課程，而是有機(jī)的融合。

3.3突出農(nóng)業(yè)特色，提高“服務(wù)三農(nóng)”思想，延伸實(shí)訓(xùn)資源

針對農(nóng)業(yè)類高職院校以農(nóng)為本，服務(wù)三農(nóng)的辦學(xué)指導(dǎo)思想。對于培養(yǎng)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才也應(yīng)充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)特色。在構(gòu)建課程體系時，增加《植保技術(shù)》《農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》等特色實(shí)訓(xùn)課程資源。結(jié)合目前無人機(jī)在農(nóng)業(yè)發(fā)揮著巨大作用，在建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的同時努力構(gòu)建校外實(shí)訓(xùn)基地，先后與江蘇南北地區(qū)典型代表農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地建立校外實(shí)訓(xùn)基地。學(xué)生將在校學(xué)習(xí)的無人機(jī)技術(shù)充分應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，不僅發(fā)揮高校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的屬性，同時體現(xiàn)農(nóng)業(yè)類高校服務(wù)三農(nóng)的理念。并且在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中遇到的問題，總結(jié)成為寶貴的實(shí)訓(xùn)素材，最終通過整理歸檔豐富實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容。

4結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)是一門新興專業(yè)，面對龐大的人才需求，怎樣培養(yǎng)出具有扎實(shí)理論功底、較強(qiáng)動手能力的技能型人才，對于開設(shè)該專業(yè)的院校提出較高要求。通過對行業(yè)的深入了解制定出較為科學(xué)的人才培養(yǎng)方案，以學(xué)校辦學(xué)宗旨為本構(gòu)建切實(shí)有效的實(shí)訓(xùn)資源，是高職院校發(fā)展該專業(yè)的重要法寶。