蘇挺超　陳陽鍵

摘要：本文從多軸無人機業(yè)發(fā)展的未來和多軸無人機技能型人才的短缺及人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀出發(fā)，說明目前在高校多軸無人機專業(yè)職業(yè)教育所存在的師資、教材、范式問題，分析了在高等院校建設(shè)現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室的必要性，探討了現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室建設(shè)的目標(biāo)及其實現(xiàn)多軸無人機技能培養(yǎng)目標(biāo)的途徑，并對現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室的建設(shè)進行規(guī)劃和設(shè)計。

關(guān)鍵詞：高等教育；多軸無人機；實訓(xùn)室；教學(xué)模式；建設(shè)模式

中圖分類號：G40 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）18-0230-02

1多軸無人機技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)需求

多軸無人機是眾多無人駕駛飛機的其中一種，是利用無線電遙控（含遠(yuǎn)程駕駛） 、預(yù)設(shè)程序控制和（或） 基于機載傳感器自主飛行的可重復(fù)使用不載人飛行器。[1]由于技術(shù)不斷發(fā)展、操作人員相對安全，而使用和維護成本低廉，多軸無人機從軍用領(lǐng)域“飛入尋常百姓家”的民用商業(yè)領(lǐng)域，進而衍生出對制造、使用、維護等相關(guān)方面專業(yè)技術(shù)人才的巨大需求，這也為相關(guān)高職院校提供了難得的發(fā)展機遇。

作為一個實操技能和高新技術(shù)緊密聯(lián)系的領(lǐng)域，我國高教的配套教育速度十分緩慢，這就直接導(dǎo)致了行業(yè)人才的缺損。隨著我國開放低空空域的相關(guān)政策的公布，各界對多軸無人機專業(yè)人才的需求日益增加。然而，全日制多軸無人機專業(yè)在高教界仍是空白，而很多選修課程的知識背景都是由其他科目轉(zhuǎn)化來的，存在一定的局限性。而且，既有理論，又有實踐工作經(jīng)驗的師資力量極為缺乏。相對于公辦高校，民辦的培訓(xùn)機構(gòu)近幾年才興起，總體而言，各機構(gòu)起點不均起步較晚，人才培養(yǎng)缺口大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了未來社會對人才的需要。

鑒于多軸無人機自身的系統(tǒng)復(fù)雜性和任務(wù)設(shè)備多樣性，不應(yīng)僅將多軸無人機看作一架人工操作的簡單飛行器，而應(yīng)該將其視為一種先進的跨學(xué)科復(fù)雜系統(tǒng)。高等教育的專業(yè)設(shè)置，也應(yīng)在操作手培訓(xùn)等少數(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上，緊密圍繞多軸無人機系統(tǒng)性極強的特點，在機體、動力、能源、飛行設(shè)備與任務(wù)設(shè)備等的制造與維護方面，建設(shè)更加完整的高等院校多軸無人機專業(yè)體系[2]。

2高校多軸無人機教育面臨的問題

2.1 師資問題

我國高教界的多軸無人機教育剛剛起步，教師大多從計算機、電子、無線電、機械、通訊等科目兼職或轉(zhuǎn)職，只接受過短時間的培訓(xùn)，理論方面的知識不夠系統(tǒng)和全面，實操方面的經(jīng)驗也不足。教學(xué)中，教師往往重理論輕實操，授課內(nèi)容與當(dāng)今社會的實際商業(yè)應(yīng)用存在一定程度的脫節(jié)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能。

2.2 教材問題

多軸無人機的教材是課程體系的核心，是確保教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。但國內(nèi)現(xiàn)時的官方教材編寫才剛剛起步，民辦培訓(xùn)機構(gòu)教材的選用也存在著指定相應(yīng)廠商的“趨利性”問題，這些都嚴(yán)重制約著多軸無人機專業(yè)職業(yè)教育的發(fā)展。

2.3 學(xué)校教育問題

目前，在國內(nèi)市場急需的是全方位的多軸無人機服務(wù)專才，絕不僅僅是會某種機型的操作或者某一零部件流水線生產(chǎn)的一線技術(shù)工人。在當(dāng)前大家都處于“搶先機、爭蛋糕”的心態(tài)下，國內(nèi)官方和民辦的多軸無人機專業(yè)教育尚處于企業(yè)引領(lǐng)的“戰(zhàn)國時代”，其在教學(xué)模式、理念、資源建設(shè)等的探索上下的功夫不夠，仍是采用國外的培訓(xùn)模式，缺乏本土化的研究和側(cè)重點，培養(yǎng)出的多軸無人機人才與國內(nèi)實際需求脫節(jié)，難以適應(yīng)國內(nèi)的行業(yè)需求。

3現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室建設(shè)的目標(biāo)及實現(xiàn)多軸無人機技能培養(yǎng)目標(biāo)的途徑

3.1 現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室建設(shè)的總體目標(biāo)

按照高等院校的教育特性，現(xiàn)代實訓(xùn)室的建設(shè)核心是以培養(yǎng)具有較強實踐能力的運作和管理層人才[3]。多軸無人機實訓(xùn)室的學(xué)員將來的就業(yè)方向應(yīng)該以多軸無人機企業(yè)、多軸無人機商務(wù)運作公司的復(fù)合型多軸無人機生產(chǎn)、操作和營運人才為主。學(xué)生通過線上線下的學(xué)習(xí)、在實踐中培養(yǎng)能力，同時不斷地參加頂崗式的社會實習(xí)，從而逐步達(dá)到當(dāng)前業(yè)界的真正需要。

3.2 現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室的設(shè)計

1） 從整體多軸無人機系統(tǒng)的角度，讓學(xué)生理解多軸無人機核心組成技術(shù)及多軸無人機商業(yè)運用理念；

2） 通過具體的作業(yè)流程演練提高學(xué)員多軸無人機操作能力和全方位多軸無人機飛控水平；

3） 配備先進、實用的多軸無人機技術(shù)及設(shè)備，鍛煉學(xué)員的多軸無人機組裝及研發(fā)的操作水平。

3.3 實現(xiàn)多軸無人機技能培養(yǎng)目標(biāo)的途徑

1）研發(fā)課程，制作教學(xué)資源。從現(xiàn)時多軸無人機的技術(shù)縱深以及學(xué)生的學(xué)習(xí)能力兩個緯度來綜合考慮，實訓(xùn)室建設(shè)的前期工作應(yīng)該聚焦如下兩方面：第一、確立多軸無人機的硬件技術(shù)門檻；第二、確立多軸無人機的軟件技術(shù)門檻。在技術(shù)門檻得以確認(rèn)之后，課程針對多軸無人機的專業(yè)知識、無人機組裝、無人機調(diào)試、無人機飛行訓(xùn)練等主要內(nèi)容進行建設(shè)，合理組織案例，提供系統(tǒng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以線上線下課程資源包的形式組合供學(xué)員學(xué)習(xí)。課程以真三維虛擬演播室和實景拍攝為主要手段，以提高青少年實際動手能力為主要目標(biāo)，對無人機的理論知識和動手技能進行普及和提高。

鑒于現(xiàn)時國內(nèi)相關(guān)課程尚屬空白，課程的建設(shè)應(yīng)該是個迭代的過程，應(yīng)從實踐的視角出發(fā)，先通過大量的文獻調(diào)研、技術(shù)比較等前期工作初步總結(jié)出多軸無人機的課程建設(shè)模式，并在此工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實際環(huán)境，研究并探索出一套行之有效的建設(shè)方案，同時重點根據(jù)課程建設(shè)對應(yīng)的一系列線上線下資源，然后在具體的小范圍教學(xué)實踐中反復(fù)驗證、調(diào)整我們的建設(shè)方案、教學(xué)模式和教學(xué)資源，并最終形成成果。

2）校企聯(lián)合共同建設(shè)多軸無人機實訓(xùn)室。由于現(xiàn)時無人機種類繁多，出于經(jīng)費的考量，由學(xué)校獨立承擔(dān)各種機型的實訓(xùn)設(shè)備購置是不實際的。在大力發(fā)展模擬控制、三維虛擬實物顯示和實訓(xùn)平臺的同時，校方應(yīng)該與各主流廠商合作，以校企共建的方式來聯(lián)合建設(shè)實訓(xùn)室，從而把商業(yè)企業(yè)領(lǐng)域中實際運用的軟硬件引入到教學(xué)之中。

3）大力開展各種技能大賽。以各種實際運用中的商業(yè)目標(biāo)為比賽內(nèi)容，如限時組裝、維護、安全飛行、航拍、救援、地形測探、農(nóng)藥噴灑、障礙飛行、花式飛行等當(dāng)前各種無人機商業(yè)運用模式，充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的急性型和能動性，促使學(xué)生把內(nèi)在的理論知識轉(zhuǎn)化為實際的操作技能。

4現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室建設(shè)的規(guī)劃與設(shè)計

現(xiàn)代多軸無人機實訓(xùn)室的規(guī)劃與設(shè)計原則是以多軸無人機在現(xiàn)實應(yīng)用場景中業(yè)務(wù)運作流程為基礎(chǔ)，以計算機模擬飛行實時交互訓(xùn)練系統(tǒng)為平臺，以多種構(gòu)型的先進多軸無人機設(shè)備為實操手段；形成一個系統(tǒng)而實用的現(xiàn)代多軸無人機綜合模擬實訓(xùn)室。

我們參照主流多軸無人機研發(fā)企業(yè)和多軸無人機商業(yè)運作企業(yè)的實際情況進行設(shè)計，場地規(guī)劃和布局將既能充分考慮學(xué)校實訓(xùn)場所的實際容積，又能提供多種多軸無人機模擬環(huán)境，如多軸無人機生產(chǎn)加工、多軸無人機動力與能源、多軸無人機傳感器與飛控、多軸無人機雙向數(shù)傳鏈路、多軸無人機圖像傳感器與圖傳航拍等不同教學(xué)環(huán)境，為教學(xué)、培訓(xùn)和科研提供良好的應(yīng)用平臺。常規(guī)設(shè)計方案，將整個實訓(xùn)室按功能劃分為兩個區(qū)域，即綜合實訓(xùn)區(qū)和多媒體教學(xué)區(qū)：1）綜合實訓(xùn)區(qū)平面布局可根據(jù)教學(xué)需要分成若干區(qū)域，如：多軸無人機組裝與測試、多軸無人機飛控編程、多軸無人機模擬飛行、多軸無人機基礎(chǔ)訓(xùn)練飛行、多軸無人機越障飛行、多軸無人機編隊飛行、多軸無人機超視距飛行，多軸無人機航拍等作業(yè)區(qū)域；2）多媒體教學(xué)區(qū)用于綜合演示和知識要點講解，設(shè)置一定數(shù)量的計算機并配備投影顯示和圖傳接收設(shè)備。這一區(qū)域可以與實訓(xùn)區(qū)域相互呼應(yīng)，進行綜合模擬或單獨模擬和演示。

5小結(jié)

隨著科技的發(fā)展和社會的需求，快速發(fā)展的多軸無人機市場正在轉(zhuǎn)化為高等院校難得的發(fā)展機遇。積極開展實訓(xùn)中心的建設(shè)工作，從市場需求出發(fā)，確立軟硬件技術(shù)門檻，開發(fā)線上線下課程資源，結(jié)合企業(yè)共建，以較低的成本、較高的效率培養(yǎng)大量兼有深厚理論功底和動手實踐能力的多軸無人機專業(yè)技術(shù)人才，是高等院校相關(guān)專業(yè)快速發(fā)展的重要途徑。

參考文獻：

[1] 姜靈芝.淺析無人機發(fā)展對高職教育的專業(yè)需求[J].知識經(jīng)濟，2013（11）：164.

[2] 姜靈芝.淺析航模運動在無人機高職教育中的作用[J].新西部（理論版），2013（11）：125.

[3] 曾向陽； 吳猛.高職院校校內(nèi)實訓(xùn)室建設(shè)的思考與實踐[J].實驗室研究與探索，2011（12）：217-221.