農業類高職院校《無人機應用技術》專業實訓資源建設研究

樊衛國

摘要：隨著工業4.0的提出，智能制造、智能機器人都是未來工業、農業發展的風向標。無人機作為空中機器人在各行各業發揮著巨大作用，怎樣培養出無人機應用技能型人才成為該專業面臨最大問題，該文以實訓資源建設入手，剖析其對人才培養、專業建設的重要作用。

關鍵詞：工業4.0;無人機;實訓資源;人才培養

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0117-02

1國內外無人機技術發展狀況

“無人機”是當下最炙手可熱的名詞，其全稱是“無人機駕駛飛機”英文縮寫（UAv）。無人機是由無線電設備遙控通過自動駕駛儀自主控制飛行姿態的非載人飛行器。無人機的發展可以追溯到20世紀20年代，從1917年第一架無人機問世至今發展已有近百年，伴隨控制技術、電子技術、通信技術、慣導技術的迅猛，無人機在軍用、民用市場大放光彩。20世紀80年代日本雅馬哈公司著力研發應用于農業市場的植保無人機，1987年雅馬哈R50面世標志著無人機技術正式面向民用市場。

國內無人機最早由西北工業大學研究出一款無人機“D-4”，該無人機主要應用于航拍、地質勘測、自然災害監測等民用市場。迄今為止國內無人機生產制造企業百余家，有極飛、大疆等整機制造廠家，也有拓攻、零度等研究飛行控制器的科技型公司，可以說無人機技術伴隨著智能制造技術在中國市場蓬勃發展。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制造國。

截至2018年數據顯示，目前從全球無人機市場產值從2013年的21億美元，擴大至250億美元，年復合增長率達到44%。2018年全球民用無人機銷量為140萬架，其中專業級無人機銷量占42%，消費機銷量占58%。中國民用無人機銷售規模已經達到140億元。主要分部在農林植保、電力巡線、地理測繪、警用安防等熱門鄰域。伴隨無人機產值擴大，對于無人機人才需求也呈現井噴式爆發。

2無人機應用技術專業實訓資源建設存在的問題

2.1人才培養方案目標不明確導致課程體系設置不科學

與如火如荼發展的無人機市場相反的卻是無人機應用技術人才培養脫節，據某求職招聘網站統計，2018年國內無人機飛手人才需求量達到20萬左右，目前國內飛手不足4萬。國內至少70%的企業很難尋找到專業對口的無人機專業技術人才，尤其在無人機飛控研發、機體結構設計等專業性較強的崗位更是求賢若渴。

應無人機行業發展需求，教育部于2015年正式新增“無人機應用技術”專業（專業代碼560610）。然而因為該專業屬于新型技術，并無傳統專業可以參考借鑒導致在制定人才培養方案時無從著手，絕大多數高職院校制定人才培養方案中的課程設置部分以市場上培訓機構的航空器擁有者及駕駛員協會認證（AOPA）或者中國航空運動協會認證（ASFC）等為藍本，將無人機應用技術人才專業設置成“飛手培訓”課程。一葉障目的理解造成對該專業人才培養錯誤定位，將本應集無線電通信技術、微電子技術、計算機技術、自動化技術等復雜的融合專業變成簡單的“無人機飛手”專業。培養出該專業人才除飛行職業技能符合市場需求之外，其他職業技能仍然無法滿足企業需求。同時由于人才培養制定的偏差導致實訓室建設無從下手，經過調查95%以上的高職院校僅有組裝調試實訓室，學生經過實訓僅能完成飛行器的組裝與調試，對于無人機技術無法充分理解。

2.2專業師資隊伍短缺造成實訓課程設置簡單重復

無人機是一門新型跨專業學科，除少數航空類專業的本科類院校開設類似專業外，其他類別院校沒有開設此專業致使該專業師資隊伍嚴重短缺。目前高職院校以采用計算機專業、機電專業、自動化專業等轉師資共同組建無人機應用技術專業。由于缺乏航空類背景使得專業特色短時間內無法體現，不同專業教師對該專業認知如同盲人摸象比較片面。在實訓課程設置時又各自偏向于自己擅長專業，學生的實訓課程又變成諸如“C語言程序開發”“電工電子技術”“單片機技術”等。因為師資是非航空院校專業人才造成各學科之間本應該存在的交叉幾乎全無，導致實訓課程設置較為簡單，一般多為其他專業的基礎實訓課程堆砌。即使開設部分無人機特色實訓課程也以《無人機組裝調試》《無人機飛行》《無人機故障檢測》等既簡單又往往重復度極高的課程堆積。任課教師時常會覺得實訓課程過于簡單，為了飽滿課時而無謂的拉長課時。

2.3教學過程側重理論，無法充分發揮無人機實訓室功能

因以上種種原因導致教師規劃課程時理論占比較重，面對諸如《空氣動力學和飛行力學》《無人機結構與系統設計》《無人機通信與導航》等難度較大課程，針對高職類學生理論知識薄弱的特性，本該通過提高學生動手實踐能力，通過數據建模、無人機仿真飛行等實訓手段模擬分析無人機相關結構及通信技術卻變成為純理論課程。教師授課方式生硬，學生上課一知半解。該航空類專業課程本能夠體現無人機應用技術特色的實訓室建設成為空白，實訓資源當然無法滿足學生對于專業課程的理解。

3加強“產教融合”，建設農業類特色無人機實訓資源

通過對國內已經開設無人機應用技術專業的職業院校調研以及無人機相關行業的企業走訪座談，以企業的視角審視市場發展、對專業技術人才需求。針對以上高職院校的實訓室建設存在的問題。根據教育部職業教育與成人教育司2叭7年底國辦印發的《關于深化產教融合的若干意見》指導思想。以市場需求為導向，以產教融合為突破口，從以下三個方面著力建設無人機實訓室，體現出農業類高校辦學特色。

3.1深化產教融合，校企合作共建無人機實訓資源

以培養市場需求職業技能型人才為目標，將優質企業生產制造技術融入教學環節中。企業生產制造技術代表著社會先進生產力，因此融人生產制造的實際不僅可以提高學生實際動手能力，同時對于提高學生綜合素質有很大幫助。因此在諸如《機械加工》《機械制圖》的課程中，緊緊圍繞無人機相關零部件機械加工技術這一重點。建設實訓室時充分考慮到企業實際生產環節所用的相關設備，從工藝復雜度、精度、系列化程度等多維度作為采購實訓設備的技術指標，旨在告別傳統實訓課程簡單，實訓成果無法用于生產應用。在實訓教學過程中，對于關鍵技術從企業聘請工程師作為實訓指導教師，解決學生實際操作困難的同時。與專職教師充分溝通，共同編制實訓指導書、開發教學資源庫等有效手段，科學高效的培養實用技能型人才。

3.2豐富實訓課程內涵，充分發揮實訓室功能

經過大量的市場調研及專家論證，不難發現作為無人機應用技術專業學生的實訓內容僅僅滿足“裝、飛、改、調”是遠不能滿足無人機企業、行業的需求。因此在重新制定的課程體系標準中，按照人才培養目標能力分層思想將“裝、飛、改、調”重新細化課程標準并且最終落實在實訓環節，將功能簡單的組裝實訓內容調整為基于STM32F103RCT6 Lanuchpad開發的統一教學平臺，該平臺最大特點在于兼容TI MSP430/MSP432MCU，融合主流先進技術包括無人機傳感器技術、飛控技術、通信技術等。學生通過系統化的實訓平臺完成各項實訓內容后，不僅滿足學生組裝與調試的基本需求，同時對于學有余力的學生提供了強大的開發入門實訓內容，結合無人機的傳感元器件、通訊元器件等將一門實訓課程衍生多門出跨學科融合。在人才培養的課程設置方面將原先相對獨立的課程做出全面融合，學生學習的不再是一門單獨的課程，而是有機的融合。

3.3突出農業特色，提高“服務三農”思想，延伸實訓資源

針對農業類高職院校以農為本，服務三農的辦學指導思想。對于培養無人機應用技術人才也應充分發揮農業特色。在構建課程體系時，增加《植保技術》《農業氣象學》等特色實訓課程資源。結合目前無人機在農業發揮著巨大作用，在建立校內實訓基地的同時努力構建校外實訓基地，先后與江蘇南北地區典型代表農業生產基地建立校外實訓基地。學生將在校學習的無人機技術充分應用在農業生產中，不僅發揮高校服務地方經濟的屬性，同時體現農業類高校服務三農的理念。并且在實際生產環節中遇到的問題，總結成為寶貴的實訓素材，最終通過整理歸檔豐富實訓課程內容。

4結束語

綜上所述，無人機應用技術是一門新興專業，面對龐大的人才需求，怎樣培養出具有扎實理論功底、較強動手能力的技能型人才，對于開設該專業的院校提出較高要求。通過對行業的深入了解制定出較為科學的人才培養方案，以學校辦學宗旨為本構建切實有效的實訓資源，是高職院校發展該專業的重要法寶。