無人駕駛航空器系統工程專業建設

［摘 要］ 隨著社會的不斷發展，我國無人機技術也在不斷進步，近些年無人機在我國多個領域的應用變得越來越廣泛，使得社會對無人駕駛航空器系統工程專業的人才需求變得越來越迫切。基于創新就業導向，探討了無人駕駛航空器系統工程專業的建設以及教育改革的相關問題，并且從以下幾個方面提出了相關建議，為無人機專業建設提供參考：聚焦行業需求，加強實踐教學；積極推廣校企合作，熟悉新型技術；提高教師實踐水平，完善人才培養體系。

［關鍵詞］ 無人駕駛；教育改革；創新就業

［基金項目］ 2022—2024年中國交通教育研究會教育科學研究課題“以創新就業為導向的無人機駕駛航空器系統工程專業建設及教育改革研究”（JT2022YB325）；2022年度中國民航大學校級教育教學改革與研究項目“面向民航強國的無人駕駛航空器系統工程專業人才培養模式探索與實踐”（CAUC-2022-C1-001）

［作者簡介］ 楊永剛（1978—），男，吉林四平人，工學博士，中國民航大學交通科學與工程學院教授，碩士生導師，主要從事無人機安全研究；楊正全（1977—），男，山東濟寧人，理學博士，中國民航大學交通科學與工程學院副教授，碩士生導師，主要從事無人機集群研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）29-0077-04 ［收稿日期］ 2023-06-29

隨著無人機技術的不斷發展，我國無人機發展前景十分廣闊。中國航空綜合技術研究所副總工程師舒振杰稱，中國在無人智能領域已經掌握了多項核心技術，在高清晰度圖像和視頻傳輸、紅外成像和激光雷達等方面，我國無人機光學技術已經處于全球領先地位［1］。目前，無人機已經在我國農業、電力、物流配送、環境監測及災害救援等領域得到應用。隨著無人機技術的不斷升級和應用場景的不斷拓展，未來無人機將會在更多領域得到廣泛應用。

無人駕駛航空器系統工程是指利用無人飛行器技術平臺，搭載各類傳感器和任務設備，用于完成一定任務或功能的飛行器系統。在無人駕駛航空器系統工程專業中，學生除了學習飛行器設計原理、航空電子技術、自動控制原理以及圖像處理等基礎知識外，還學習到無人機的規章制度、飛行安全管理及飛行器性能評估等專業知識，并通過實踐訓練和實驗課程獲得實踐技能和實踐經驗，以確保無人機在實際應用中的安全性和有效性。此外，專業涉及多個學科領域，目標是培養掌握無人機相關理論知識和實踐技能的高級工程技術人才，使其能夠獨立從事無人駕駛航空器系統的設計、測試、運行及日常維護等工作，因此對人才綜合素質要求較高，所以我們需要對傳統教育思路進行改革研究，以滿足目前社會對無人駕駛航空器系統工程專業的人才需求。

由于無人機技術飛速發展及其應用范圍不斷擴大，無人駕駛航空器系統工程專業的就業前景十分廣闊，因此對掌握無人駕駛航空器系統設計、開發與控制的專業人才需求也在增加，其就業領域較為廣泛，如：（1）航空航天領域，畢業生可以在航空公司或航空器制造商從事無人機的設計、測試、維護及運營等工作；（2）國防軍事領域，畢業生可以在國防科研院所、軍隊部隊或軍工企業從事技術研發、系統集成等工作；（3）智慧交通領域，畢業生可以在城市交通管理部門、智能交通企業等機構從事無人駕駛交通系統的開發、測試及運營管理等工作。此外，物流、農業、醫療救援等對人才需求較高，所以這些專業具有良好的就業前景和發展潛力。

在新時代國家推進高等教育改革的新工科背景下，新工科對高級工程技術人才的知識結構交叉融合能力、技術創新能力等提出了更高的要求［2］。因此，無人駕駛航空器系統工程專業強調培養學生專業知識和運用技術相結合的能力、從事無人駕駛航空器飛行控制系統設計與開發、運行組織與保障相關工作的能力及創新能力。

一、目前我國高校無人駕駛航空器系統工程專業相關課程存在的問題

（一）師資力量比較薄弱，教師團隊中缺乏專業骨干

2013年我國僅有兩所院校設立了與無人機相關的專業，2016年教育部新增了“無人駕駛航空器系統工程”專業。無人駕駛航空器系統工程專業的建設需要教學團隊具備相關領域的研究深度和豐富的教學經驗，確保教學內容和行業需求緊密結合。目前，我國僅有十余所高校開設了這門專業，但均處于起步階段，存在的首要問題是師資力量較為薄弱。從事相關理論課程教學的教師主要來自航空航天相關專業和機電類專業，相關實踐課程教學的教師更多是來自從事航模運動的教練員或運動員［3］。部分高校沒有配置足夠數量的資深講師和教授，存在一定數量的教師水平與質量參差不齊的現象，難以為學生提供更加精準的科學指導和實踐經驗。

（二）專業課程教材較少，沒有全面涵蓋前沿新興技術

由于無人機專業開設時間較短，國內現有配套教材相對較少［4］。目前，我國無人駕駛航空器系統工程專業常見的主要教材包括：《無人機系統設計》《無人機空氣動力學與飛行原理》及《飛行器控制分析與設計》等，大多數專著是國外相關書籍的翻譯，如《系統工程原理與實踐》《系統工程中的實踐創造與創新》等。部分高校的課程體系更新換代速度較慢，課程中也沒有全面涵蓋該領域前沿的新興技術。

（三）理論和實踐課程設置不合理，忽略了與實際應用的緊密結合

部分高校總是注重理論課時的分配，而忽略實踐課時，這就使得理論和實踐不夠統一，在學生還沒有進行實踐時就已經開始淡忘理論知識。而且對此專業的學生來說，在教學中，需要學習無人機飛行的基礎理論，以及各種建模、仿真和控制算法，并且要運用到無人機系統的設計和開發中，進行實際的測試和驗證。所以，對此專業的學生來說，理論聯系實際是非常重要的。只有懂得如何將理論知識應用于實踐中，才能不斷地改進和完善無人駕駛航空器系統，更好地了解無人機技術的發展趨勢和最新應用，為今后從事相關工作做好充分準備。

二、目前我國高校無人駕駛航空器系統工程專業教學過程中存在的問題及解決方法

（一）存在的問題

從目前來看，傳統“無人機”課程主要以教師講授知識為主，教學過程中缺少開放性和探索性，學生缺乏參與其中的機會，同時也容易使學生在學習中產生枯燥乏味情緒。學生雖然都記住了老師講授的內容、方法，但缺少實踐應用的機會，沒有真正地掌握其中要領。

（二）解決方法

教學過程中，要注重調動學生的積極性，通過放映視頻和小組討論等方式，讓學生更好地融入課堂；學習中，要注重實踐課程的安排，如無人機操控原理與訓練、多旋翼無人機自動駕駛系統實踐等。鼓勵學生利用所學知識參加科研競賽、創新創業大賽等，鍛煉和強化學生的實踐能力。

在人才培養機制方面，考慮到無人駕駛航空器系統工程專業階段性的學習特點，通過基礎知識學習、核心課程學習、專業實習及學科競賽和科學研究等多種方式，從簡單到復雜，從基礎到專業，形成逐層遞階的多層次的人才培養體系，全面提升學生的創新實踐能力，全方位培養學生的協同能力。

三、我國高校無人駕駛航空器系統工程專業教學思路

（一）闡述培養優勢及就業前景和就業去向，鼓勵學生設定目標

無人駕駛航空器系統工程專業知識體系全面，在教學中注重培養學生的實踐能力，開設的主要專業課程都有與其相應的專業實踐課程。經過系統化學習、實踐，學生能領會且掌握本專業領域的相關知識和技能，在就業及升學中占據主動優勢。無人機行業處于蓬勃發展階段，人才需求量大，就業時薪資待遇較為優厚。

無人駕駛航空器系統工程專業的畢業生就業前景廣闊，主要就業方向包括航空航天院所，從事無人機及其他航空器、航天器的研發設計；無人機設計制造企業，從事無人機的設計、測試等；一些無人機技術應用領域，如遙感和航空管理部門等。

（二）學習基礎知識，打好專業基礎

無人駕駛航空器系統工程專業主要研究無人機的各個組成系統，包括無人機的氣動外形、結構系統、自動駕駛系統、導航系統及任務載荷系統等，以及各系統之間的組織協調關系。所學內容涵蓋了航空、機械、電子、通信及軟件等方面，學生在學習專業課程之前必須打好專業基礎。我們可以將無人駕駛航空器系統工程課程設置在大二學期，大一學期開設專業導論，學習和專業相關的基礎內容，打好專業知識學習的基礎；大二學期開設專業課程，學習專業技能知識，鼓勵學生參加學科競賽；大三學期開設實驗技能培訓；大四學期學生在教師指導下進行論文的撰寫或完成畢業設計等，提高學生的科研能力和學術水平。

（三）專業課程和實踐課程并重

專業課程學習中，一方面積極引導學生加強基礎知識的掌握，通過實習、實訓提高學生自身基礎能力；另一方面，通過參加相關學科的全國大學生競賽鍛煉學生的綜合實踐能力，如全國無人機創新技能大賽、中國國際飛行器設計挑戰賽等，鼓勵學生積極參與到教師的研究和應用課題中，通過工程項目實踐經驗豐富自己。同時，加強校企合作，持續推進校企聯合培養的人才培養模式，提供專業化實踐教學條件，從多方面、多層次培養學生的專業技能、應用技術和創新精神。

四、我國高校無人駕駛航空器系統工程專業教育改革的建議

（一）聚焦行業需求，加強實踐教學

無人駕駛航空器系統工程專業是一門具有廣泛性、系統性、復雜性的課程，對人才的綜合素質要求較高，也具有較高的實踐性。所以在教學中，必須重視實踐教學環節。例如，為學生配備相關實驗室和實驗設備，提供實踐培訓和科研方面的支持，以及增加實踐課時，如真機模擬、實驗項目環節等，通過實踐操作提高學生的技能水平。在理論教學中，通過引入現實案例，緊密結合無人機研究現狀和在實際中的應用，引導學生對目前無人機研究領域的熱點問題和關鍵技術進行思考和探討。

教師在教學中引入創新創業教育，啟發學生的創業意識，鍛煉學生的創業能力。教師團隊定期指導無人機專業的學生投入創新創業實踐活動，積極引導學生參加各種大學生創新創業競賽，鼓勵學生利用所學知識研發出更加實用的無人機產品。

隨著無人機應用范圍不斷擴大，對相關專業人才的需求也在不斷增長。為了更好地滿足行業發展需求和社會對人才的需要，我們應把教育目標和行業需求緊密結合，調整課程設置，注重培養學生的實踐能力，讓學生具備更強的適應能力和競爭力。

（二）積極推廣校企合作，熟悉新型技術

校企合作、產教融合是專業發展保持與時俱進、提升專業人才培養質量的重要保障［5］。對于無人機專業來說，產業環境變化非常迅速，與相關航空航天企業、科研院校及相關部門建立合作交流機制是雙贏模式，也是其教學改革和培養學生實習就業能力的重要環節，這可以讓高校和企業間相互促進、共同發展，同時達到產學研結合、人才培養與技術創新的積極互動。目前，我國高校無人駕駛航空器系統工程專業與企業間的合作日益緊密，越來越多的高校開始通過與企業合作完善教學體系，實現產學研緊密結合，為學生未來就業打下良好基礎。

校企合作能夠為無人機專業的學生提供更多實踐機會，鞏固理論知識，提升實踐能力和技能水平，彌補缺少實踐機會的不足。部分高校陸續與無人機相關企業建立聯合實習基地，一些企業專門為大學生開設相關實習和創新創業計劃等，更好地增強了學生的實踐能力。通過在企業的實踐，也能夠培養學生的創新能力、團隊協作能力及溝通能力等綜合素質，并且校企合作也能夠讓學生更熟悉行業背景、了解行業需求和發展趨勢，讓學生所學能夠更加貼近實際應用。

（三）提高教師實踐水平，完善人才培養體系

無人駕駛航空器系統工程專業需要理論型教師和實踐型教師，理論型教師為學生講授課程理論內容，實踐型教師引導學生進行實踐研究，培養學生的綜合能力。這要求教師具備較高的實踐能力，教師需要具備扎實的理論基礎和廣泛的實踐經驗，需要熟悉無人機的設計、制造、操作及維護等方面的知識，同時還要關注行業前沿動態和科技發展趨勢，為學生提供全面指導，在學生盡可能獨立思考的基礎上培養學生的自主學習能力。

因此，高校應制定相應的教師教學水平提升政策［6］，建設一批實踐基地，支持無人駕駛航空器系統工程專業的任課教師加強自身專業技能的提升、實踐能力的學習，充分利用假期派出部分教師進行無人機項目實訓。

人才培養是無人駕駛航空器系統工程專業建設及教育改革的核心。只有建立適合學生發展的人才培養機制才能全面培養與無人機專業相關的創新創業人才，這不僅會在之后影響高校本身建設和未來發展，也會影響學生自身的創業成功率［7］。所以我們需要根據無人駕駛航空器系統工程專業的要求建立科學的人才培養機制。通過與行業內的專家及無人機企業探討其對無人機人才需求和質量的建議，積極采納其意見，綜合其建議和本專業的實際要求制訂出合適的人才培養方案。

結語

專業教育改革是推動我們社會前進的重要動力。通過專業教育改革，可以更好地滿足社會對專業人才的需求，更好地滿足社會創新驅動發展的需要，提高國家綜合競爭水平，同時可以確保學生獲得與時俱進的專業知識和綜合素質能力，也可以激發學生的創造力和獨立解決問題的能力。

近些年，無人機已經成為有關領域中的重要應用工具。但隨著無人機的廣泛應用，社會對無人機專業的人才需求也在不斷增加。由于我國高校無人機相關專業開設時間較短，無人機專業教育也較為薄弱，因此推進我國高校無人機專業教育改革就顯得尤為重要。

無人駕駛航空器系統工程專業建設及教育改革是一個長期而系統的過程。我們應該持續關注無人機市場需求，不斷完善人才培養體系，注重學生實踐能力水平、創新思維及團隊協作能力的培養，以培養更多高技術能力、跨學科綜合素質、技能型人才為目標，為我國無人機產業發展做出更大貢獻。

參考文獻

［1］樊巍.中國無人機未來如何“發力”［N］.環球時報，2023-03-13（8）.

［2］齊福強，劉光才.新工科背景下無人機運行風險評估技術課程教學研究［J］.高教學刊，2023，9（6）：125-128.

［3］郝立果，高慧珠，張翔宇，等.基于EPIP教學模式的“無人機技術應用”課程改革的實踐與探索［J］.職業教育研究，2022（11）：80-85.

［4］劉戰合，田秋麗，王曉璐，等.復雜專業背景下無人機系統課程精細化教學探索［J］.教育教學論壇，2018（13）：175-176.

［5］黎聰，謝莉.校企合作背景下物流無人機“雙師型”教師的培養策略［J］.中國物流與采購，2022（18）：69-70.

［6］楊延珍.應用型本科攝影測量教學改革探討［J］.甘肅科技，2021，37（22）：38-40.

［7］田曉光.無人機應用技術專業大學生創新創業人才培養模式研究［J］.科技創業月刊，2018，31（11）：95-97.

The Construction of Unmanned Aerial Vehicle System Engineering Profession： Analysis on Innovative Employment Oriented Education Reform

YANG Yong-gang， YANG Zheng-quan

（College of Transportation Science and Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300， China）

Abstract： With the continuous development of our society， the unmanned aerial vehicle technology is also advancing. In recent years， the use of unmanned aerial vehicle is becoming more and more widespread in several fields in China， which makes the social demand for talents major in unmanned aerial vehicle systems engineering is becoming more and more urgent. This article is oriented on the basis of innovative employment， discusses the issues related to the construction and education reform of the major in unmanned aerial vehicle systems engineering and gives suggestions from the following aspects， providing reference for the construction of unmanned aerial vehicle profession： focus on industry needs and strengthen practical teaching， actively promoting university-enterprise cooperation and knowledge of new technologies， improving the level of teachers practice and refining the talent training systems.

Key words： unmanned driving; education reform; innovative employment