無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的探究與實(shí)踐
——以昌吉學(xué)院為例

張 建 于曉燕 孫 杰 郝浩博 李 行

昌吉學(xué)院航空學(xué)院，新疆 昌吉 831100

在新科技的引領(lǐng)下，無(wú)人航空器已成為信息技術(shù)的新寵。所以無(wú)人機(jī)技術(shù)已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保、影視航拍、電力能源巡檢、國(guó)土測(cè)繪、消防救災(zāi)、安全防務(wù)、氣象環(huán)保監(jiān)控、物流派送等領(lǐng)域。

2016年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，對(duì)高校和職業(yè)學(xué)校學(xué)生給予社會(huì)支持，開(kāi)辦無(wú)人機(jī)相關(guān)人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)技術(shù)和管理創(chuàng)新人才資源培訓(xùn)。但在無(wú)人機(jī)行業(yè)快速增長(zhǎng)的背后，人才缺乏的矛盾日益顯現(xiàn)，經(jīng)中國(guó)AOPA預(yù)測(cè)，在未來(lái)，每年將需要30萬(wàn)低空無(wú)人機(jī)操作領(lǐng)域的技術(shù)人員以每年20～30%的速度進(jìn)行持續(xù)不斷遞增。2015年，教育部高等職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)目錄明確了無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)。據(jù)最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)已有逾二百所院校申辦了無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)，并已正式招生。2017年12月，工信部發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)和規(guī)范民用無(wú)人航空載具制造業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中普通高等院校設(shè)立無(wú)人機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)得到政府相關(guān)部門(mén)的支持。高校無(wú)人機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)得到政府的鼓勵(lì)和肯定。為了適應(yīng)本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，國(guó)內(nèi)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)對(duì)無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的需求得到滿(mǎn)足，加快專(zhuān)業(yè)建設(shè)的步伐，培養(yǎng)滿(mǎn)足行業(yè)、企業(yè)所需高端技能型專(zhuān)門(mén)人才。

一、人才需求分析

隨著我國(guó)無(wú)人機(jī)行業(yè)快速發(fā)展，很多中小企業(yè)投資民用無(wú)人機(jī)行業(yè)領(lǐng)域，促進(jìn)和推廣了無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。由于無(wú)人機(jī)經(jīng)濟(jì)、安全和流動(dòng)性，許多地區(qū)的企業(yè)單位對(duì)無(wú)人機(jī)需求量也很大。經(jīng)調(diào)研：我國(guó)無(wú)人機(jī)制造商數(shù)量有200多家，進(jìn)入新疆發(fā)展市場(chǎng)70多家企業(yè)。新疆作為中國(guó)棉花的生產(chǎn)基地，植保無(wú)人機(jī)的需求數(shù)量迅速增長(zhǎng)。相比較而言，無(wú)人機(jī)一次性只能載重20公斤，卻可以噴灑30畝到40畝地的農(nóng)藥，8分鐘到10分鐘就能完成。與傳統(tǒng)噴灑方法相比，植物防護(hù)無(wú)人機(jī)噴灑具有精度高、滲透性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，植保無(wú)人機(jī)不僅節(jié)省了時(shí)間和精力，作業(yè)效率有了很大程度上的提高，而且節(jié)約農(nóng)藥使用量，作業(yè)更安全、對(duì)環(huán)境污染少。

同樣，新疆作為能源大省，新疆的天然氣、石油、煤炭、電力資源富饒，石油管線(xiàn)，天然氣管線(xiàn)，高壓輸電線(xiàn)進(jìn)行巡檢維護(hù)可以通過(guò)無(wú)人機(jī)完成。利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢維護(hù)，不僅巡檢維護(hù)作業(yè)效率高，巡檢維修人員的人身安全可以得到保障，而且節(jié)約巡檢維護(hù)成本。

文獻(xiàn)［1］提出無(wú)人機(jī)人才培養(yǎng)模式四個(gè)方面的建議：一是加深校企合作，協(xié)同育人；二是堅(jiān)持以賽促學(xué)，以賽促教；三是完善課程設(shè)置體系；四是加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)教師隊(duì)伍建設(shè)。文獻(xiàn)［2］提出無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)以行業(yè)應(yīng)用為導(dǎo)向進(jìn)行設(shè)置。文獻(xiàn)［3］提出新工科背景下無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用與人才培養(yǎng)。文獻(xiàn)［4］分析了植保無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才需求。文獻(xiàn)［5］提出了新工科背景下，通過(guò)無(wú)人機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)來(lái)完善人才培養(yǎng)模式。文獻(xiàn)［6］闡述無(wú)人機(jī)執(zhí)照和崗位職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)專(zhuān)業(yè)課程體系進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)［7］闡述了校企合作模式下無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的意義和建設(shè)成果。本文通過(guò)昌吉學(xué)院的辦學(xué)定位角度考慮，充分調(diào)研昌吉州地區(qū)產(chǎn)業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才需求，結(jié)合航空學(xué)院無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才辦學(xué)現(xiàn)狀，提出對(duì)于航空學(xué)院無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的方案。

二、專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀及定位

（一）專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀

隨著無(wú)人機(jī)在各行各業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)無(wú)人機(jī)的人才需求數(shù)量急劇增長(zhǎng)。盡管很多院校開(kāi)設(shè)了無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)，無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)的辦學(xué)還存在一定的缺陷。無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)的課程、課時(shí)設(shè)置不夠合理，教師的專(zhuān)業(yè)水平有待提高，專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容理論聯(lián)系實(shí)際還不夠，校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地的建設(shè)還不夠完善等。解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵是加快無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新。

（二）專(zhuān)業(yè)定位

國(guó)家對(duì)高校開(kāi)設(shè)無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的大力支持，新疆無(wú)人機(jī)市場(chǎng)對(duì)無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才供不應(yīng)求，因此昌吉學(xué)院航空學(xué)院開(kāi)設(shè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)有重要意義和發(fā)展前景。培養(yǎng)無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才，要求培養(yǎng)掌握具有無(wú)人機(jī)應(yīng)用飛行、無(wú)人機(jī)維修維護(hù)等所必備的能力。培養(yǎng)能夠從事無(wú)人機(jī)制造、維修、維護(hù)、操控等專(zhuān)業(yè)崗位的高素質(zhì)技能型人才。為昌吉州乃至全疆無(wú)人機(jī)應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域提供更好、更快捷、更安全和更智能的服務(wù)。

1.課程建設(shè)定位

結(jié)合專(zhuān)業(yè)發(fā)展目標(biāo)要求，建設(shè)精品課程以及精品資源共享課程，同時(shí)帶動(dòng)無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)其他主干專(zhuān)業(yè)課程的建設(shè)。

2.師資隊(duì)伍建設(shè)定位

培養(yǎng)打造專(zhuān)兼職結(jié)構(gòu)合理的“雙師”師資隊(duì)伍，提升無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)教師的教學(xué)水平，提高產(chǎn)業(yè)服務(wù)能力。力求打造一支具有一定影響、具有省級(jí)水平的專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

3.實(shí)踐教學(xué)建設(shè)定位

建立能全方位模擬無(wú)人機(jī)操控、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、維護(hù)、維修等操作的實(shí)訓(xùn)室；拓展與校外實(shí)訓(xùn)基地的深度合作，完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量監(jiān)控與評(píng)價(jià)機(jī)制；采取“走出去，請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的方式，派學(xué)生小分隊(duì)到合作企業(yè)進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)，邀請(qǐng)具有無(wú)人機(jī)應(yīng)用技能的企業(yè)主管及業(yè)務(wù)骨干到校傳授行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)產(chǎn)教融合。

三、專(zhuān)業(yè)實(shí)施改革

以昌吉學(xué)院為例，昌吉學(xué)院的辦學(xué)目標(biāo)是以培養(yǎng)高水平高層次高素質(zhì)應(yīng)用型人才，服務(wù)于昌吉地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高水平應(yīng)用型大學(xué)。創(chuàng)辦無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)可以服務(wù)于昌吉州地方產(chǎn)業(yè)有旅游、農(nóng)業(yè)、電力、石油等行業(yè)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)施系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)圖

從圖1可以看出，無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)分為四個(gè)模塊，分別為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)必須課，專(zhuān)業(yè)選修課，專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課。專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課設(shè)有高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理及實(shí)驗(yàn)，機(jī)械制圖與CAD，自動(dòng)控制原理，工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，電工電子技術(shù)，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，傳感器與檢測(cè)技術(shù)；專(zhuān)業(yè)必修課設(shè)有無(wú)人機(jī)導(dǎo)論與飛行法規(guī)，無(wú)人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)與飛行原理，嵌入式技術(shù)與實(shí)驗(yàn)，無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)電機(jī)與電調(diào)，無(wú)人機(jī)通信與導(dǎo)航技術(shù)，無(wú)人機(jī)飛行控制技術(shù)，無(wú)人機(jī)任務(wù)載荷及規(guī)劃，無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試；專(zhuān)業(yè)選修課分為限定選修課和任意選修課，限定選修課有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，無(wú)人機(jī)圖像處理基礎(chǔ)，任意選修課分為四個(gè)方向，每個(gè)專(zhuān)業(yè)方向設(shè)有兩門(mén)課：植保方向設(shè)置植物生長(zhǎng)與保護(hù)技術(shù)和植保無(wú)人機(jī)與施藥技術(shù)，測(cè)繪方向設(shè)置測(cè)繪學(xué)基礎(chǔ)和無(wú)人機(jī)遙感與遙測(cè)技術(shù)，航拍方向設(shè)置攝影技術(shù)和無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)，電力巡線(xiàn)方向設(shè)置有電氣工程基礎(chǔ)和無(wú)人機(jī)電力巡線(xiàn)技術(shù)。

新疆棉花、甜菜、瓜果等農(nóng)產(chǎn)品的大面積種植，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)，需要大量植保無(wú)人機(jī)的人才。開(kāi)設(shè)植保方向無(wú)人機(jī)課程，培養(yǎng)從事植保方向無(wú)人機(jī)人才。新疆地域遼闊，大面積的地質(zhì)勘查，急需測(cè)繪方向的無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才。開(kāi)設(shè)測(cè)繪方向無(wú)人機(jī)課程，剛好可以滿(mǎn)足該方向的人才需求。新疆旅游資源豐富，無(wú)人機(jī)的航拍可以用于旅游行業(yè)，設(shè)置航拍無(wú)人機(jī)相關(guān)課程，可以滿(mǎn)足航拍行業(yè)的無(wú)人機(jī)人才需求。新疆電力資源豐富，大中型特高壓輸電工程的建立，使得西電東送工程變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，電力輸電線(xiàn)路的維護(hù)成為首要解決的問(wèn)題，無(wú)人機(jī)的使用，使得輸電工程變得安全高效。因此在專(zhuān)業(yè)設(shè)置上考慮了電力巡線(xiàn)方向人才的需求，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了電氣工程基礎(chǔ)和無(wú)人機(jī)電力巡線(xiàn)技術(shù)，針對(duì)性地培養(yǎng)電力巡線(xiàn)方向的無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才，來(lái)滿(mǎn)足電力行業(yè)的人才需求。總之，無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才課程的設(shè)置完全根據(jù)新疆產(chǎn)業(yè)和行業(yè)對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才需求進(jìn)行設(shè)置，無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置結(jié)構(gòu)合理，目標(biāo)明確，具有可行性。

昌吉學(xué)院航空學(xué)院專(zhuān)科專(zhuān)業(yè)教學(xué)培養(yǎng)方案，安排學(xué)生在校學(xué)習(xí)四個(gè)學(xué)期，最后兩個(gè)學(xué)期是專(zhuān)業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。專(zhuān)業(yè)改革特色一：人才培養(yǎng)方案中教學(xué)進(jìn)度計(jì)劃安排在校學(xué)習(xí)的每個(gè)學(xué)期安排了兩周的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐，目的為提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，貫徹實(shí)施新疆高等院校教育高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)涵。專(zhuān)業(yè)改革特色二：無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)屬于昌吉學(xué)院航空學(xué)院新專(zhuān)業(yè)，面臨教學(xué)師資匱乏，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)短缺等問(wèn)題，無(wú)人機(jī)應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域范圍廣，結(jié)合新疆以及烏魯木齊昌吉地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局，本專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)四個(gè)方向，前期根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行選擇某一方向，中后期師資隊(duì)伍發(fā)展壯大，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立，四個(gè)方向全面開(kāi)展實(shí)施。

四、總結(jié)

本文分析了新疆及烏昌地區(qū)產(chǎn)業(yè)分布情況以及無(wú)人機(jī)人才需求情況，針對(duì)昌吉學(xué)院航空學(xué)院辦學(xué)情況，探究了無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)方案。提出了無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)方向的進(jìn)行劃分改革辦法。無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量需要進(jìn)一步提高，滿(mǎn)足行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求。

無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)已成為本地區(qū)發(fā)展經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)的緊缺人才型專(zhuān)業(yè)，發(fā)展無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)迫在眉睫。無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)作為航空學(xué)院新辦專(zhuān)業(yè)，為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專(zhuān)業(yè)人才是航空學(xué)院的辦學(xué)宗旨和目標(biāo)。因此，無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的進(jìn)一步改革與完善成為航空學(xué)院無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的首要任務(wù)。