無人機應用技能大賽與無人機應用技術專業人才培養模式探索

王卉，王力登，王古常，張猷，陳博

（武昌職業學院，湖北武漢 430202）

到2035年，我國要逐漸形成涵蓋載人在內的無人航空運輸服務體系，形成一批具有世界領先水平的航空制造、飛行監控、運營服務等無人機企業。2022年1月，中國民用航空局、國家發改委、交通運輸部共同印發了《“十四五”民用航空發展規劃》，明確要求加大力度鼓勵無人機技術創新發展壯大，不斷規范法律法規體系，大力開拓優質服務，積極創新無人機產業發展[1]。2020年2月，我國又追加了16種新職業，由人力資源和社會保障部、國家市場監督管理總局、國家統計局聯合向社會公布。其中，“無人機安裝維修工”“無人機飛手”正式加入國家職業分類目錄[2]。在推動無人機技術快速發展的諸多利好政策的鼓勵和支持下，為加快無人機應用高級人才的培養，高等職業院校承擔著培養技術創新型、綜合應用型優秀人才的職責。自2018年開始，部分高職院校成立了無人機技術應用學院，并積極響應行業內舉辦的相關競賽活動。競賽的具體內容使得實驗室的建設有了標準，競賽的規則和評分標準促進了課程體系的優化，教學計劃和教學內容不斷與社會需求相結合，進一步完善專業教學，從而提高無人機應用技術課程的質量。

一、無人機大賽的現狀分析

全國和省級無人機創新與應用技能大賽至今大多已成功舉行4屆，參與院校眾多，反響較好。筆者對比賽的分類和具體內容進行了分析，總結出無人機大賽的具體現狀。

（一）校企結合的比賽設計內容新穎、涵蓋面廣

我國無人機形象選拔賽自2015年創辦，由搜狐主辦，主要反映參賽選手的飛行技能、素材選取能力以及剪輯能力。創辦于2018年的一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽之首屆無人機應用技能大賽，主要由無人機行業長期致力于校企合作的遠洋航空科技（天津）有限公司承辦。第一屆大賽的設置已與企業密切接軌，比賽共分為5個環節，分別是無人機理論知識模塊、多旋翼的裝配技能、多旋翼以及穿越機的操作技能、多旋翼物流貨物抓取與投遞、最終的答辯展示，用于測驗參賽選手的基礎理論知識、分析判斷能力以及解決實際問題的綜合能力。2019年創辦的無人機創新設計大賽由中國無人機產業創新聯盟牽頭，匯聚了一批領軍企業和專家，大賽聚焦無人機精密物流行業應用方向。之后幾屆應用技能大賽以及無人機創新設計大賽的操作技能更是緊跟行業應用，如無人機編隊飛行表演、模擬電力巡檢、模擬操縱飛行、自主設計程序完成巡線、定點抓取拋投等。2021年一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽之無人機技術應用技能競賽新增了設計創新賽項，參賽人員根據負載自行設計無人機動力系統并進行路演，演講內容包含產品理論依據、設計依據、基本功能描述、未來適用場景定位等。我國穿越機賽事起步稍晚，從2018年逐步發展，主要分為競速類和技巧類，主流的賽事包含DRL、WDG、X-Fly等，既有競速賽，也有技巧類比賽項目，如耐力、花式表演，獲得了國內外穿越機玩家的較高關注。與專業技術相結合的應用類比賽涵蓋了無人機的外業飛行和內業數據處理，如2020年舉辦的航空攝影測量類大賽“南方測繪杯”“中緯杯”等，大多圍繞航空傾斜影像進行單體化三維建模、裸眼三維測圖、無人機機載激光雷達點云數據處理等[3]。雖然本科高校及高職院校參賽隊伍的規模較大，但是以上賽項和具體內容也做到了基本覆蓋。

（二）以進一步提升高校學生的創新能力、就業能力為前提

學?？梢杂酶傎惓煽儥z驗學生的學習成果，以競賽促學習。通過競賽，學生可以反思在平時學習中存在的不足，也可以探索這項技術的創新與應用，提高創新能力。我校學生參加了2021一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽，取得了優異的成績，激發了學生的探索興趣。無人機應用、創新設計等競賽緊密貼合無人機各行業的最新發展和應用。省級、國家級和世界大賽是校企合作、產教融合的重要渠道。不少龍頭企業都積極參與到賽事的創建以及賽項的打磨中，不少企業參與了職業院校的實驗室共建、課程體系的構建或優化。競賽加強了高校與企業的聯系，促進了學生之間的交流[4]。通過校企合作平臺[5]，高校可以對人才培養方案和課程體系進行進一步優化，企業也可以更好地開展技術創新和科研成果的轉化。比賽的評分標準應該逐步貼合行業的規范性要求，使參賽選手的比賽成績能準確地反映其綜合素養和學習效果。從學生角度來看，外出參賽不僅拓寬了學生的視野，也培養了學生的創新思維，進一步提高了學生獨立思考的能力和臨場應變能力，從而達到提高學生的綜合素質的目的。

二、培養無人機應用技術專業人才的路徑[6]

（一）多舉辦院級技能大賽，營造大賽氛圍

按照“以賽促學，以學促訓，賽教結合”的理念，武昌職業學院每學期定期舉辦院級技能競賽，激發學生的學習興趣，營造尊重技能和才能的良好氛圍。技能大賽的覆蓋范圍要廣泛。教師要鼓勵學生積極參與技能大賽，使學生能夠正確認識到熟練掌握技能操作的重要性，促使學生進一步加強專業技能訓練，不斷提高實操能力。武昌職業學院要真正發揮競賽的實效，使院級技能競賽成為學校育才、服務社會的“磨刀石”。

學校要鼓勵學生組建興趣小組和與無人機相關的社團。無人機專業的學生可以結合專業特色和專業特點，以專業技能為基本內容，在學校自愿組建無人機學生社團[7]。教師可以協助、指導無人機俱樂部，將理論知識學習與教學、模擬飛行訓練、多旋翼飛行訓練、跨平面競技飛行訓練、固定翼特技飛行訓練、航拍、航模制作、組裝、調試維護等專業技能演練作為社團活動的基本內容。根據學院的課程體系，教師積極引導學生建立興趣小組[8]，確定了無人機飛行原理組、穿越機組、固定翼組、多旋翼組、航拍組、編隊飛行組和維護組的大致方向，并選擇了組長。在對團體有了初步了解后，俱樂部成員可以自由選擇團體。在組長的帶領下，俱樂部成員定期開展相關理論知識學習、飛行演練、維修等培訓，積極培養自主學習能力和管理能力。小組長可以分階段收集、上報學習成果，并安排學員輪換，使全體成員全面掌握小組的相關知識和技能，從而達到提高綜合素質的目的。根據篩選，教師可以選擇一些有想法、有激情、熱愛無人機專業的學生。學生以創業團隊的形式一起學習，完成實踐項目，共同進步，共同提高。

（二）以競賽為目的，積極支持并組織大學生參加無人機大賽與自主創業和創新

在教學過程中，教師要培養學生的興趣和愛好，選擇有想法、有能力的學生，積極為他們創造機會，這有助于學生投身于更高水平的專業活動中。在平時的學習中，教師要擔任比賽導師，積極鼓勵和組織學生參加校級、省級和國家級無人機比賽。從2018年至今，無人機應用技術專業的重大成果包括：2020中科浩電—無人機編程飛行大賽（線上）獲得三等獎、2020一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽無人機應用技能遠程研判大賽國內賽獲得二等獎、2021一帶一路暨金磚國家技能發展與技術創新大賽佛山國際賽之無人機技術應用技能大賽國內賽獲得二等獎。除此以外，學生還可以積極參與教員的科技創新項目和科研課題，學生也可以自主創業。教師鼓勵校內學生以社團為依托，發起無人機相關項目的開發運營，例如，繪制3D打印穿越機個性化配件，根據需求定制組配調試穿越機、多旋翼和固定翼、外接航拍活動、穿越機類的賽道設計與制作。教師要培養學生的創新思維和實踐能力，引導學生形成正確的經營方針和經營理念，提高學生的組織能力和決策能力。教師要總結比賽過程中的心路歷程，將創新實踐內容和科研成果引入相關專業課程的課堂教學中，深入分析和研究“以競賽促教學，以競賽促學習，競爭與課堂教學相結合”的教學模式[9]。

（三）以競賽促進學習，探索校企互動的多途徑培養，并以此優化人才培養方案

無人機技術應用學院自2018年成立以來，就積極主動與企業開展合作。無人機技術應用學院先后與武漢天際航信息科技有限公司、旭日藍天（武漢）科技有限公司 、湖北曉科技有限公司等多家知名企業簽訂了校企合作協議。校企主要著眼于培養高素質技能型優秀人才、產教深度融合、校企優勢互補共贏進行合作。學院聯合企業積極對學生開展多渠道培訓，并打造雙創教師隊伍。合作企業多次派高級工程師到學校授課指導，為學生的創新創業、技能競賽提供了思路和方向。通過參賽，我們明白了要想促進無人機應用技術專業取得更好的發展，必須將課堂教學與市場發展、企業需求結合起來，并以此為依據來優化人才培養方案，提高學生的就業競爭力。

（四）以競賽促教學，進一步提高教師的專業技能和技術水平[9]

在課堂教學中，教師不僅要具備扎實的理論基礎，而且要注重課堂教學的實用性和專業知識的前沿性。在日常教學中，教師只有及時更新教學觀念，并不斷研究教學方法，才能高效地完成課堂教學任務。從2020年初開始，經濟發展變得緩慢，人們的出行存在諸多不便，教師外出參加展會以及與兄弟院校進行交流的機會變得越來越少，導致教師對無人機新興行業發展的敏感度變得遲鈍，出現了教學手段相對不夠新穎、課堂教學內容沒能及時更新、信息優化不夠等問題?！耙愿傎惔俳虒W，以競賽促學習，競爭與課堂教學相結合”教學模式的提出，對教師的專業知識有了更明確的要求。高職院校要想更快、更好地實現市場化人才培養目標，就要以大賽為切入點，快速完成“雙師型”教師隊伍的建設。通過參賽，我們也較好地完成了與其他院校之間的切磋和溝通交流，總結了同行的優秀經驗，并及時改進了自身在發展過程中存在的不足，實現共同進步[10]。教研室要求在比賽前，全體帶隊教師集體研討參賽的規格書，并仔細討論參賽重點及注意事項，積極參加賽前培訓，努力提高專業技能。雖然我校教師的授課任務較重、日常工作繁忙，但比賽結束后，無論比賽的最終成績如何，全體帶隊教師都必須對比賽中出現的問題進行總結和反思，并與教研室一起討論優化方案，最終將可操作的賽項內容、新的行業趨勢、行業規范和行業標準及時更新至課堂教學中，提升教學水平，達到提高學生的動手實操能力、培養出更多綜合型優秀人才的目的。

三、結論

通過參加無人機行業的相關比賽，我校學生的理論水平和動手實踐能力有了非常明顯的提高，教師的專業洞察力、專業判斷力和教學水平也有了明顯的提高。在指導學生參加技能競賽后，教師更加注重教學模式的及時更新，更加注重與企業的聯系，能及時關注各個比賽網站和行業的新動態。通過參加與專業相關的比賽，教師加快了“以競賽促教學，以競賽促學習，競爭與課堂教學相結合”的新教學模式的探索和研究，使學校能緊跟時代發展步伐。教師積極創新人才培養模式，使培育出來的學生能利用所學知識在社會上具有較強的社會競爭力。