基于娛樂興趣型無人機競賽的應用型本科院校創新實驗班人才培養模式研究

潘宇　莫沛　梁偉鄯　梁喜辛

摘 要 本項目針對應用型本科院校自動化類相關專業學生的基礎特點，探索建立創新實驗班，以娛樂興趣型無人機為載體，通過構建“學科與校企產學研競賽、科技創新創業項目、社會實踐活動、校園科技文化體系建設”四大平臺互助的科技創新能力培養新模式，對其進行研究與實踐。

關鍵詞 創新實驗班 娛樂興趣型無人機 競賽為引

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.026

Research on Application-oriented Universities Talent Training Mode of Innovative Experimental Class Based on Entertainment Interest UAV Competition

PAN Yu[1]， MO Pei[1]， LIANG Weishan[1]， LIANG Xixin[2]

（[1] Department of Electrical and Computer Engineering， Liuzhou Institute of Technology， Liuzhou， Guangxi 545616;

[2] School of Resources and Environment， Beibu Gulf University， Qinzhou， Guangxi 535011）

Abstract This project is aimed at the basic characteristics of automation-related majors in applied undergraduate colleges， explores the establishment of innovative experimental classes， uses entertainment and interest-type drones as the carrier， and builds "disciplines and school-enterprise industry-university-research competitions， technological innovation and entrepreneurship projects， and social practical activities， campus science and technology and cultural system construction" four platforms mutual assistance new mode of cultivating scientific and technological innovation ability， research and practice it.

Keywords innovative experimental class; entertainment interest UAV; competition

1 項目研究背景

培養大學生的科技創新創業能力，是我國高等教育的重要課題。當前，我國大學生科技創新創業能力仍相對較差，傳統教育存在諸多不利于科技創新創業能力培養的因素;地方普通高校科技創新氛圍差，應用型本科院校尤為明顯;現有的高校人才培養評價體系不利于對大學生科技創新能力的培養。

我校是應用技術性學院轉型發展的試點學校，定位為以培養創新技能型人才為主，這就為問題的研究與實踐提供了好機會。我院自動化類相關專業具有較強的理論性與實踐性，實踐活動是完成培養創新創業能力的重要教學環節。每年各類學科競賽、大學生創新創業項目及校企聯合的企業競賽等市校科技文化活動，為大學生的科技創新能力的培養提供了良好的項目支持及實踐的機會，但是這些資源分配較分散，不能形成合力，對形成持續的培養較難，又阻礙了其自身創新創業能力的發展與提高。為了集中各類競賽與創新創業項目等優勢資源和優秀指導教師，為了實現創新人才培養的模式，發現和培養未來領軍人物潛質的學生，突破傳統的基于知識的教育模式，探索和實踐基于創新能力的教育理念。項目研究校企產學研自動化類創新班，研究與實踐創新人才培養模式，以此為典范推動其他相關專業推廣應用。

2 項目研究的主要內容

2.1 研究目標

本項目針對應用型本科院校自動化類相關專業學生的基礎特點，探索建立創新實驗班，通過構建“學科競賽與校企產學研競賽、科技創新創業項目、社會實踐活動、校園科技文化體系建設”四大平臺互助的學生科技創新能力培養新模式，達到“以競賽為牽引，著力提高創新創業能力;以科技創新活動為抓手，有力培養創新意識;以服務社會的實踐活動為契機，有力培養服務意識;以科技文化體系建設為載體，著力營造校園科技創新氛圍”的效果，提出一套創新實驗班的人才培養方案。創新班的設立思路主要包括以下兩個方面：一是建立一套完整的創新人才培養體系;二是制定一系列規范的、可操作性強的管理方法和實施準則：包括創新班理論課程、競賽、項目、科技活動的融合教學，社會實踐和科研創新創業項目管理等。

2.2 研究的基本觀點與思路

以娛樂性電子科技作品如航拍多軸飛行器等為載體，依照“招新選拔—入門培訓—分類制作—組裝調試—競賽現場經驗培養（或飛行培訓）—競賽應用”的基本思路，通過組織科技協會的活動為主導，指導教師為輔，興趣型學習培養模式，引導學生共同完成DIY飛行器等作品的設計制作，并學會飛行使用。使學生在學習的過程中有玩的樂趣，也在玩的過程中愉快的學習，以趣味性提高學生的積極性，調動自主學習的主觀能動性。從娛樂性電子科技作品如航拍多軸飛行器等作品入手，激發學生的學習興趣，從而進行興趣學習培養，使學生既可學習到相應知識，又可以提高實踐動手能力和競賽參賽水平，達到了實用技術型大學的培養目標。

2.3 研究的創新人才培養模式的主要內容

競賽的培訓工作是長期和循環重復的過程，有較長的延續性。本項目以娛樂性電子科技作品如航拍多軸飛行器等為例，學生進入實驗室和科技協會后，讓學生保持足夠的興趣，潛心的堅持學習下去，研究出了一套較適合的創新性應用型人才的培養模式。具體實施方法如圖1所示：

2.3.1招賢納士

結合科技協會——科e的招新活動來進行，再招新宣傳展示中，以協會中老隊員自己DIY的飛行器展示、飛行表演、新生體驗式參與為主，指導教師組織的科技講座為輔，多種方式有機的結合來引起新生的興趣和參與，使學生既要知道好玩，也要對以后學習本專業的知識有初步的了解，既達到了引導式學習，又達到了新生入學教育的目標，對感興趣的學生可建議加入科e協會來進一步的學習。

2.3.2入門培訓

通過選拔，引導科e協會的學生進入創新實驗室，組成創新實驗班，然后對學生進行入門式興趣展示性教學指導，使學生基本上了解多軸航拍飛行器，并且對飛行器所運用到的相關課程知識有認識。

2.3.3模塊制作

航拍多軸飛行器的學習模塊涉及飛行控制器、云臺控制器、圖像傳輸模塊、夜航燈模塊、高度加速度檢測模塊等。其中專業知識有單片機、數字處理技術、檢測傳感器等，綜合知識較強，而不同模塊涉及的專業知識難度不一，參與學生從大一到大四均有，學生的知識面和專業技術水平不一，常規的教學式培訓，很難顧及所有學生。需要根據學生的知識儲備、學習能力、動手能力及相關特長進行分類分層次培訓，將不同模塊的設計任務分配給不同層次的學生。創新實驗班學生每三人一組，組員采用老隊員與新隊員、不同專業的有機結合，達到大家共同學習的目的。指導老師參與設計制作指導，先完成飛行器各個模塊的制作。

2.3.4組裝調試

主要通過以老帶新的方式，完成多軸航拍飛行器各模塊的組裝與基礎調試工作，指導老師作為輔助，指導飛行器調試過程中出現問題的處理方法，以及優化的方向和建議。

2.3.5飛行培訓

在老隊員或指導老師的指導下，新生DIY的飛行器首先完成初步飛行測試，提出飛行調節參數的建議，優化飛行穩定性和飛行質量。再通過飛行操作培訓和模擬飛行的聯合培養，結合省市校系各級組織的科技活動，展示飛行表演與應用，來鍛煉飛行技能，達到一定技能后可參加無人機比賽，來提升自己的綜合能力。

2.3.6學以致用

以多軸航拍飛行器為載體，通過以老帶新的方式，逐漸參與指導老師的校企合作實踐項目，提高動手能力，做到學以致用，創造更多價值。

2.4 研究的新人才培養模式的實踐效果

創新實驗班學生，參加2017-2019年的大學生電子設計競賽，全部通過了競賽的校賽選拔，并參加區賽，獲全國一等獎1項、區二等獎8項，區三等獎7項，參與人數歷屆猛增，積極性好。參加2018-2019年廣西高校無人機大賽，獲得了一等獎1項，二等獎2項和三等獎5項，表現較好。2018年電賽某小組設計的基于圖像處理的板球平衡系統獲得了某企業較好的評價，為下一步將該技術應用的工業生產打下了良好的基礎。

3 結論

從大學生電子設計競賽及無人機大賽的內容出發，結合本校相關專業學生特點，通過實施與總結經驗，提出學生科研創新能力培養模式的一套創新舉措及相關課程的改革建議。通過航拍多軸飛行器為載體，組織科e協會的活動為主導，引導學生進入創新實驗室，組建創新實驗班和學習興趣小組，指導教師為輔，采用興趣型學習培養模式，引導學生完成DIY飛行器設計與飛行表演，使學生在學中玩樂，在玩樂中學習，也使科技協會和創新實驗室真正成為提高大學生實踐能力、創新能力的平臺，達到了實用型大學的培養目標。

本項目以近幾年興起的多軸航拍飛行器為載體，有較前沿的技術。同時多軸飛行器目前普及性還不夠廣，對于大部分人來說仍然很新奇。以多軸飛行器為載體，能夠很好的調動學生的學習積極性，同時設計過程中具有極大的趣味性。多軸航拍器中包含較多的理論知識，基本都涉及電控類專業大學四年的所有理論知識，也涉及機械類專業、汽車類專業的相關知識。在應用方面，惠及的學科專業和學生面較廣。

基金項目：本文系廣西民辦教育科學規劃課題 （2017MB21）、廣西高等教育本科教學改革工程項目（2017JGB521）以及廣西科技大學鹿山學院教學改革項目（2017JGZ004）支持

參考文獻

[1] 許一男，金永鎬.高校工學類創新班教學體系的構建與探索[J].科技創新導報，2014，（30）：136.

[2] 黃道平，胥布工，喬連芝.產學研結合創新人才培養模式探索與實踐[J].電氣電子教學學報，2012，34（4）：11-12.

[3] 馬瓊雄.基于競賽的獨立學院機電創新班項目教學探討[J].中國科技信息，2012（13）：141.