農林類專業增設無人機專業方向的實踐探索
——以福建三明林業學校為例

(福建三明林業學校汽車專業教學部，福建三明 365001)

隨著無人機技術的快速發展，無人機的應用已經逐漸滲透到各行各業中。其中，無人機在農林類領域的應用獲得了突破性進步，無人機技術在農業植保、苗圃病蟲害防治、林業資源調查、森林病蟲害防治、森林火災巡查與監測等方面廣泛應用，大大減少了人力的投入，提高了管理效益。無人機技術創新無論在促進農林業發展還是提升農林業產業經濟價值等方面都有著極為重要的現實意義。

隨著我國民用無人機各應用領域市場份額的劇增以及整個無人機產業鏈的不斷成熟，形成了以無人機產業為中心的崗位群，致使無人機人才短缺現狀逐漸凸顯。為了滿足市場的需求，適應社會的發展，福建三明林業學校開設了農業機械使用與維護(無人機方向)專業和現代林業技術(無人機方向)專業，同時成立了無人機技術服務團隊，將無人機應用于農林業生產實踐中。

一、無人機專業方向建設的實踐

(一)深化產教融合、校企合作，以現代學徒制理念為導向開展人才培養

1.加強校企合作，實現校企聯合進行專業建設、共同發展

福建三明林業學校與福建協創科技有限公司、深圳盛禾無人飛機科技有限公司、北京中量智匯科技有限公司、福建森飛農業科技有限公司等省內外10多家農林業無人機相關企業簽訂合作辦學協議，并就無人機應用技術研發、共建實訓基地和人才培訓等方面進行了深入探討，達成了共識，實現了校企共同發展。

2.引企入校，實施“校中廠，廠中?！比瞬排囵B模式

“校中廠，廠中校”是校企合作的深度模式，也是專業建設的有效途徑。根據企業反饋的社會人才需求[1]，2016年以來，福建三明林業學校與福建協創科技有限公司、福建森飛農業科技有限公司簽訂校企合作協議，貼合職業崗位人才需求進行專業培養，提高學校教學水平的同時，提升畢業生的就業質量和崗位勝任力，具體做法如下。

(1)共建合作管理機制

為保證引入企業的正常運行，校企雙方根據合作協議要求，分工合作，共同對企業進行管理。福建三明林業學校主要負責引入企業的后勤保障，如學生實訓場地及各種設施的正常使用；企業方主要負責對外經營活動，如組織生源、吸引客戶等。雙方各派駐管理人員1名，分別代表校企雙方進行合作事務的協商與交流。

(2)共建課程體系

福建三明林業學校專業教師與合作企業技術人員共同制訂課程設置方案。在無人機應用領域及人才需求情況調研報告基礎上，學校結合企業具體情況，構建了基于以典型工作任務為載體的課程體系，開設了“無人機操控”“無人機組裝與調試”“無人機植保技術”“無人機航拍技術”等課程，充分體現了課程的職業性、實踐性和開放性。

(3)共建教師團隊

通過“校中廠”的教學模式，企業選派能工巧匠作為學校的兼職教師，彌補學校教師實踐經驗不足的欠缺。通過“廠中校”的教學模式，福建三明林業學校邀請企業專家對專業教師開展實踐專題講座，向他們傳授實踐經驗。同時，教師還定期進入企業進行實踐鍛煉，提高自己的專業水平。

(4)共同開展教學活動

12月13日，在支付寶開放日上海站上，支付寶宣布推出一款全新的刷臉支付產品—— “蜻蜓”，直接將刷臉支付的接入成本降低80%。今后無論是大的醫院、超市、餐廳、品牌零售店，還是路邊的便利店、夫妻店甚至菜市場，刷個臉就能把錢付了。

福建三明林業學校運用現代學徒制教學理念，不斷完善現代學徒制的管理制度，定期舉行學徒制拜師活動，現場簽師徒協議，讓學生切身了解企業的人才需求標準，激發學生的學習熱情，真正達到校企合作、產教融合的目的[2]。2017年12月，福建三明林業學校無人機專業1613班學生在福建協創科技有限公司無人機基地開展了為期2周的跟崗實習。實習期間，學生在師傅的指導下，掌握了無人機的組裝、調試、維修和飛行操控技巧，了解了無人機的構造、飛行原理等專業基本知識，提升了學生的專業素養，鍛煉了學生的動手能力。

(5)共建考評制度

福建三明林業學校與企業聯合制定專業實訓期間的考評方案。該考評方案參照企業的崗位培養要求進行設置，既保證了實踐教學任務的順利完成，又有針對性地提高了學生的專業技能，最終實現學生職業技能對接崗位需求的目標[3]。

(6)聯合設立UTC無人機培訓中心(unmanned aerial systems training center，UTC)，提高學生實踐操作技能水平

2018年7月，福建三明林業學校與福建森飛農業科技有限公司聯合辦學，成立了UTC慧飛無人機應用技術培訓中心。同年10月，與福建慧飛無人機應用技術培訓中心成立了三明分校，開展慧飛無人機植保初級班培訓，20余名學生通過了UTC無人駕駛的專業理論考試和實操技能考核，提高學生實踐操作技能水平。

(二)完善課程體系建設，提高人才培養的系統性

農業機械使用與維護專業和現代林業技術專業的無人機方向課程設置分為公共基礎課程、專業基礎課程、專業核心課程、專業選修課程、綜合實訓課程5類[4]。其中，專業基礎課程有“機械基礎”“電子技術基礎”“測量學基礎”“無人機基本知識”“空氣動力學”“遙感技術”“飛行原理與構造”“無人機組裝與調試”等；專業核心課程有“無人機森林病蟲害防治技術”“無人機森林資源調查技術”“無人機植保技術”“無人機測繪技術”“無人機森林防火巡查與監測技術”等。福建三明林業學校組織骨干教師編寫了無人機相關教材，建立了課程資源庫，如“無人機植?！闭n程PPT、教學視頻以及《無人機應用技術》教材，既解決了中職院校開設相關專業時急需專業教材的燃眉之急，又為中職院校順利開設無人機應用技術相關專業提供重要的技術指導。

(三)加強實訓室建設，改善實習條件

2016年底，福建三明林業學校完成無人機實訓室建設。實訓室設有無人機組裝區、無人機維護區、無人機調試區、無人機充電區和無人機展示區[5]，配備有3臺植保機、3臺大中型多旋翼無人機、4架航拍機、30架組裝四軸飛行器、航模飛行器、地面站、接收器、電腦模擬飛行系統及無人機搭載設備，能夠滿足教學實訓及技術服務的需求。

(四)加強師資隊伍建設，提升教師的無人機技術水平

為了提升服務區域經濟、行業企業發展、生態文明建設、鄉村振興的能力，福建三明林業學校進一步加強師資隊伍建設。2016年，學校委派2名機械類專業教師到騰云航空科技(深圳)有限公司學習，該公司為學校培訓2名AOPA(航空器擁有者及駕駛員協會)超視距駕駛員；2017年，學校獲得福建省航空護林總站1名免費培訓AOPA超視距駕駛員的名額；2018年，學校組織12名教師參加UTC培訓，其中無人機植保教員5名，UTC無人機植保操作員7名。另外，福建三明林業學校還成立了無人機技術服務團隊，利用無人機專業優勢，積極服務三農。比如，服務團隊協同福建中量智慧科技有限公司開展市防汛抗旱骨干人員無人機應用培訓暨練兵比武大賽工作；為汽車水下鋸和速援破窗器發明實驗進行航拍攝影，并登上中央電視臺的相關報道；利用測繪無人機為福建省尤溪縣西城鎮林業站的林木采伐圖斑進行了核查。

二、無人機專業方向建設的特色與創新

(一)勇于創新，率先開設無人機專業方向

(二)加強無人機技術研發，服務現代林業

2017年，福建三明林業學校與深圳市盛禾無人機科技有限公司共同研制出無人機杉木授粉裝置適用掛件，并申請了實用新型專利“一種無人機授粉風機防抖裝置”“一種無人機授粉進粉控制裝置”“一種無人機授粉防結塊裝置”“一種無人機授粉出粉構件”4項。另外，福建三明林業學校與深圳市盛禾無人機科技有限公司將第一代單噴管授粉掛件進行了技術改進，升級后的第二代雙噴管授粉掛件的噴粉量、噴粉速度均可控，有效地提高了山地杉木種子園的授粉效率及種子產量。

(三)擴展無人機技術應用，服務區域經濟

福建三明林業學校發揮專業優勢，應用無人機技術，服務區域經濟建設。

第一，在福建省尤溪縣西城鎮，對發生的米櫧天然林大面積竹節蟲病蟲害進行無人機噴藥防治，減少了用藥量，節約了成本費用，提高了工作效率，維護了生態平衡。

第二，在福建省洋口國有林場和福建省沙縣官莊國有林場，采用無人機開展山地杉木種子園輔助授粉，減少了花粉用量，節約成本費用，提高了坐果率，并總結出杉木種子園無人機以滑石粉為授粉介質的關鍵技術。

第三，在永安市貢川鎮，開展無人機森林火場監測、火場巡查，并采用多旋翼無人機，搭載高清攝像頭和專業紅外探測任務載荷，在距地面火頭上空200m高度對地面火場進行實時監測與巡查，獲取的圖像數據實時傳回地面，為防火指揮部提供準確的火場地理坐標、火場邊界、火場面積等指標。

第四，在三明市三元區紅印山開展無人機搭載滅火彈投擲，同時進行空中投放撲救森林火災，極大地提高了滅火精度，確保了消防人員安全，實現了快速及低成本滅火[6]。

第五，在福建省尤溪縣，采用航拍測繪無人機，對西城鎮林業站的林木采伐圖斑進行核查。

第六，在三明市三元區樓源國有林場和南平市順昌洋口國有林場苗圃開展病蟲防治，有效預防了幼苗病害的發生、控制了已發病幼苗的病情。

三、無人機專業方向建設取得的成效

福建三明林業學校作為全省第一所開設無人機專業方向的中職院校，得到了省市領導及20多所中職院校同行的一致好評。中央電視臺、三明電視臺、東南網等多家媒體對學校無人機在林業上的應用作了宣傳報道。

(一)無人機相關科技項目獲得立項并取得一定成果

2017年，福建三明林業學校申報的“無人飛機在森林消防及林業苗圃的應用研究”項目獲福建省林業廳批準立項。2018年10月，學校承擔的林業廳科技項目“無人機在森林消防及林業苗圃的應用研究”通過驗收，專家組一致認為該項目各項研究任務完成較好，研究成果具有較高的創新性，值得大力推廣應用。

(二)提升了無人機的服務能力

福建三明林業學校無人機技術服務團隊利用專業優勢，積極服務社會、服務三農。服務團隊協同福建中量智慧科技有限公司為市防汛抗旱骨干人員開展無人機應用培訓暨練兵比武大賽；應中央電視臺科教頻道“我愛發明”欄目組的邀請，協助汽車水下鋸和速援破窗器發明實驗進行現場航拍攝影；利用測繪無人機對福建省尤溪縣西城鎮林業站的林木采伐圖斑進行核查。王龍繁、張勝威等5名學生利用暑假到寧化縣開展農林植保服務；黃天平、林旺寶2名學生到福建省尤溪縣推廣農林類植保無人機使用服務，其中林旺寶同學成為了尤溪航空植保服務站無人機的駕駛操作員。

另外，福建三明林業學校無人機專業方向的師生還應邀到三明市三中、八中、十中進行無人機表演，推動了中小學科普教育活動的深入開展。

(三)助力海峽兩岸林業博覽會

2018年，福建三明林業學校無人機專業服務團隊參與了以“林業改革促進鄉村振興”為主題的第十四屆海峽兩岸林業博覽會。參展期間，學校展出了多款自主研發的植保無人機、巡查與檢測裝置無人機，受到了各級領導與中外客商的關注。

(四)教研成果顯著

福建三明林業學校無人機課題組撰寫的、發表在《江蘇林業科技》期刊上的論文“無人機在米櫧蟲害防治中的應用與效果研究”，在福建林學會學術研討會上獲得一等獎；論文“無人機搭載滅火彈在森林防火中的應用研究”發表在《林業勘察設計》上。福建三明林業學校無人機課題組還編寫了《無人機應用技術》(適用于農林業)及《無人機基本操作手冊》教材，為林業類中職院校特別是農林類中職院校的學生及農民提供技術支撐。

總之，福建三明林業學校開設的農業機械使用與維護(無人機方向)專業和現代林業技術(無人機方向)專業，將無人機應用到了農林業生產實踐中，取得了良好的成效。今后將加大無人機在林業生產、研發上的力度，如藥機一體、病蟲害監測等方面的研發，繼續發揮無人機技術團隊的優勢，更好地服務三農、助力鄉村振興戰略。