基于人工智能和STEAM教育的無人機專業人才培養模式研究

鐘佩儀

摘 要 近年來，無人機領域的高速發展使得對無人機應用技術人才的需求日益增加，因此促進對無人機應用技術人才培養和教育是無人機行業持續發展的重要保障。本文以桂林航天工業學院為例，通過分析無人機應用技術專業人才培養的現狀，提出了融合人工智能和STEAM教育理念的創新教學方式，加強專業引導，加深校企合作的幾點建議，全面提升學生的專業素養和創新創業精神，培養適應時代發展和社會需求的無人機應用技術人才。

關鍵詞 無人機 人工智能 STEAM教育 人才培養

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.021

Abstract In recent years， the rapid development of the UAV field has made the demand for UAV application technology talents increasing. Therefore， promoting the training and education of UAV application technology personnel is an important guarantee for the sustainable development of the UAV industry. Taking Guilin University of Aerospace Technology as an example， this paper puts forward some innovative teaching methods that integrate artificial intelligence and STEAM education concepts， strengthens professional guidance， and deepens the suggestions of school-enterprise cooperation. Enhance students' professionalism and innovative entrepreneurial spirit， and cultivate drone application technical talents that adapt to the development of the times and social needs.

Keywords UAV; artificial intelligence; SETAM education; talent training

0 引言

無人機應用技術是一個新興的綜合性專業，主要培養低空無人機飛行技術，熟練操控低空無人機進行各種飛行作業的應用技能，以及掌握航天電子信息技術的基本理論。近年來，無人機的迅速發展，無人機的功能越發強大，可應用于航拍、邊防、環境監測、地質勘測、氣象檢測、森林防火、海事巡邏等眾多領域。無人機的廣泛應用推動了無人機產業的發展，但是我國對于無人機應用技術的人才培養是相對滯后的。因此，無人機應用技術專業人才的培養和教育是促進無人機行業健康持續發展的重要保障，是解決我國民用無人機駕駛員匱乏問題的主要手段。[1]然而傳統的照本宣科的教學方式已經不能滿足新興專業的教學需求了，因此以人工智能為切入點的STEAM教育理念成為了高等院校培養我國新時代創新創業人才的教育趨勢。[2]

1無人機應用技術專業的現狀與不足——以桂林航天工業學院為例

自2010年來，由于無人機領域的蓬勃發展許多院校開設了無人機相關專業，旨在培養我國民用無人機應用服務領域的人才。但是由于是一個新興專業，在無人機專業建設方面還是存在很多的缺陷和不足，比如無人機專業課程設置的不完善、師資隊伍薄弱，沒有系統化的創新創業人才培養模式等等。

（1）無人機應用技術專業課程設置的不完善。一個成熟的專業課程設置往往是需要長時間的反復實踐改革，最后摸索出一套適用于本專業學生的完善的課程設置體系。而無人機應用技術專業作為一個新興的專業，發展的時間并不長，正處于一個摸索的階段，很多課程設置都是沿用與其相近的一些專業的課程設置，并沒有形成一套嚴謹的針對無人機應用服務領域的課程。由于沿用其他專業的課程設置導致專業基礎課相對偏多，導致專業應用實踐課程的設置相對偏少，達不到培養無人機服務應用領域人才的目標。而且在教材的使用方面，目前還沒有針對無人機應用技術專業的一整套教材。所以當設置一些專業性比較強的課程的時候也會因為沒有與之相匹配的教材使得課堂效果大打折扣。

（2）師資隊伍力量薄弱。由于無人機應用技術是一個近幾年才開始的專業，無人機專業教師的匱乏導致師資隊伍是由相關性強的其他專業的教師組成，比如飛行器專業、控制工程等專業的老師組成。其他專業教師轉化成無人機專業教師需要在原有的知識層面上拓展更多與無人機教育相關的內容，并且要不斷修訂無人機專業的教學大綱、人才培養方案，與學生不斷磨合，結合社會人才需求，培養出應用型高等人才。師資力量也相對薄弱，教授、副教授等高級教師的占比比較小，主要是以講師和助教組成。師資力量的薄弱同時也制約著專業的發展。因此培養教師、引進高等人才成為了促進專業發展的關鍵之一。

（3）沒有系統的創新創業人才培養模式。在黨的十九大報告中，習近平總書記對于人才培養方面強調了“倡導創新文化，培養造就一大批具有國際水平的戰略科技人才，科技領軍人才、青年科技人才和高水平創新團隊”。[3]并且教育部在《關于做好2016屆全國普通高等學校畢業生就業創業工作的通知》中明確指出，從2016年起所有高校都要設置創新創業教育課程，對全體學生開發開設創新創業教育必修課和選修課，納入學分管理。[4]培養大學生的創新創業精神已經成為了我國高等教育重要的一部分，因此國內各大高校也紛紛開設了大學生創新創業活動，培養與社會接軌、畢業后能快速適應社會工作的大學生。

無人機應用技術專業是無人機領域的快速發展應運而生的一個新興專業，在培養過程中更要注重學生的創新創業精神的培養，人才培養方案中應當設立一個系統性的創新創業人才培養模式，使得畢業生能快速投入無人機領域的工作當中去。然而新的應用領域、新的專業設置、師資隊伍力量的薄弱等因素使得目前還沒有一個系統的創新創業人才培養模式。更多時候只是沿用高校開設創新創業相關的課程，比如“大學生職業發展與就業指導”、“大學生創新創業項目指導”等課程。這樣的課程只是簡單介紹相關理論和一些創業經驗，并沒有針對性、專業性的培養目標，不具備創新性和專業特色，達不到培養創新創業性人才的目標。

2人工智能和STEAM教育理念培養大學生創新創業模式研究

2.1 人工智能和STEAM教育理念的重要意義

在中國共產黨第十九次全國代表大會報告中，習近平總書記強調“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，在中高端消費、創新引領、綠色低碳、共享經濟、現代供應鏈、人力資本服務等領域培育新增長點，形成新動能”。在科學技術的快速發展中，人工智能賦予了科研工作的很多可能性，無人機、無人車、智能機器人等人工智能產物早已深入現代社會生活中，越來越多的人從事研究人工智能，我國也強調了人工智能的先進性和重要性。因此人工智能教育不再是天方夜譚的話題，人工智能教育成為了教育領域中的趨勢。人工智能是一個綜合性的科技領域，包括計算機科學、心理學和哲學三大學科的知識內容，主要是代替人類完成以下比較復雜繁瑣的工作，解放人類的勞動力。

STEAM教育是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、數學（Mathematics）、藝術（Art）綜合起來的教學理念。將幾門基礎學科綜合在一起，為學生提供一個跨學科的多元化學習實踐的機會，培養學生的科研修養和探究能力。2016年底，教育部頒布《教育信息化“十三五”規劃》，其中提出了要加強信息技術在跨學科學習（STEAM教育）的應用。因此以人工智能為切入點的STEAM教育理念成為了高等院校培養我國新時代創新創業人才的教育趨勢。

人工智能與STEAM教育理念的結合可以為學生提供綜合性、應用性、創新性和極具挑戰性的學習氛圍。由于涵蓋了很多學科知識，學習過程中不再是單一方面由教師傳遞知識，學習過程需要發揮想象力和創造力。因此整個課程的學習是大大激發了學生的學習興趣、訓練了學生的綜合能力、培養創新精神、挖掘學生的潛力，促進大學生的全面發展。人工智能的高速發展使得對相關的專業人才需求也日益增加。對于新興的無人機產業，相關的無人機應用型人才需求是非常大，因此在設置無人機專業的高等院校中，人工智能與STEAM教育結合的教育理念更應提上日常，培養適應我國時代發展的創新創業型人才。

2.2 人工智能和STEAM教育理念培養創新創業人才的措施

（1）創新教學形式，融合人工智能和STEAM教育理念。無人機專業首先是一個新興的專業，其次主要培養從事無人機領域的應用型人才。因此在教學形式上就應該摒棄掉傳統的照本宣科地教學方式，融合人工智能和STEAM教育理念，提升學生的綜合能力、動手能力，在完成課程設置的項目中學會團隊合作，在項目實踐中感受人工智能和科研的魅力，進一步提升學生對無人機領域的興趣，未來更好地加入無人機領域中去。

（2）加強專業引導，培養學生的專業素養。在大學生就業情況中，有一個普遍的現象，從事的專業領域和學習的專業領域相差甚遠。很多大學生在校期間只是一味地學習學生設置的課程，對自己所學的專業的認識不夠深入，導致就業過程中沒有把握好自己專業的優勢，甚至放棄本專業從事其他專業領域的工作。高校應該加強對無人機專業的引導，融合人工智能和STEAM教育于教學活動中，制定系統性的課程體系，讓該專業的學生接觸到人工智能在無人機領域當中的應用，注重學生的編程基礎、團隊合作完成項目的精神，培養學生對無人機領域的濃厚興趣，深入了解無人機專業，有利于畢業后從事無人機領域的工作。

（3）加深校企合作，為學生提供創新創業機會。無人機領域是一個發展相當快速的行業，傳統的教學模式沒有辦法滿足專業教學的需求了。高校應該加強與相關無人機領域、人工智能領域的企業合作，將最先進的研究技術、主流的應用技術帶到教學中去。學校可以和企業合作，通過進廠參觀和技術人員教學等方式傳授經驗和知識，也可以和企業技術人員組成團隊共同完成一些研究項目，提高學生的實踐能力。

3結語

無人機領域的高速發展促進了高校建設新興專業，同時也帶來了專業建設的挑戰。本文以桂林航天工業學院為例，通過分析無人機應用技術專業人才培養的現狀，提出了融合人工智能和STEAM教育理念的創新教學方式，加強專業引導，加深校企合作的建議，推進無人機專業的建設發展，培養適應時代發展的創新創業型人才。

參考文獻

[1] 張洪.“無人機+”背景下民用無人機產業人才教育培訓思考[J].民航管理，2018.329（03）：48-51.

[2] 汪靈枝，周優軍，吳建生.機器人教育內涵式培養大學生創新創業能力研究[J].廣西科技師范學院學報，2018.33.133（03）：57-60.

[3] 新華網.習近平：決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產黨第十九次全國代表大會的報告[EB/OL].（2017-10-27）[2017-10-18].http：/www.xinhuanet.com/politics/19cpcnc/2017-10/27/.

[4] 王棟.電子信息類創新創業課程開發的探索與實踐[J].輕工科技，2016（12）：180-181.