无人机应用技能大赛与无人机应用技术专业人才培养模式探索

王卉，王力登，王古常，张猷，陈博

（武昌职业学院，湖北武汉 430202）

到2035年，我国要逐渐形成涵盖载人在内的无人航空运输服务体系，形成一批具有世界领先水平的航空制造、飞行监控、运营服务等无人机企业。2022年1月，中国民用航空局、国家发改委、交通运输部共同印发了《“十四五”民用航空发展规划》，明确要求加大力度鼓励无人机技术创新发展壮大，不断规范法律法规体系，大力开拓优质服务，积极创新无人机产业发展[1]。2020年2月，我国又追加了16种新职业，由人力资源和社会保障部、国家市场监督管理总局、国家统计局联合向社会公布。其中，“无人机安装维修工”“无人机飞手”正式加入国家职业分类目录[2]。在推动无人机技术快速发展的诸多利好政策的鼓励和支持下，为加快无人机应用高级人才的培养，高等职业院校承担着培养技术创新型、综合应用型优秀人才的职责。自2018年开始，部分高职院校成立了无人机技术应用学院，并积极响应行业内举办的相关竞赛活动。竞赛的具体内容使得实验室的建设有了标准，竞赛的规则和评分标准促进了课程体系的优化，教学计划和教学内容不断与社会需求相结合，进一步完善专业教学，从而提高无人机应用技术课程的质量。

一、无人机大赛的现状分析

全国和省级无人机创新与应用技能大赛至今大多已成功举行4届，参与院校众多，反响较好。笔者对比赛的分类和具体内容进行了分析，总结出无人机大赛的具体现状。

（一）校企结合的比赛设计内容新颖、涵盖面广

我国无人机形象选拔赛自2015年创办，由搜狐主办，主要反映参赛选手的飞行技能、素材选取能力以及剪辑能力。创办于2018年的一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛之首届无人机应用技能大赛，主要由无人机行业长期致力于校企合作的远洋航空科技（天津）有限公司承办。第一届大赛的设置已与企业密切接轨，比赛共分为5个环节，分别是无人机理论知识模块、多旋翼的装配技能、多旋翼以及穿越机的操作技能、多旋翼物流货物抓取与投递、最终的答辩展示，用于测验参赛选手的基础理论知识、分析判断能力以及解决实际问题的综合能力。2019年创办的无人机创新设计大赛由中国无人机产业创新联盟牵头，汇聚了一批领军企业和专家，大赛聚焦无人机精密物流行业应用方向。之后几届应用技能大赛以及无人机创新设计大赛的操作技能更是紧跟行业应用，如无人机编队飞行表演、模拟电力巡检、模拟操纵飞行、自主设计程序完成巡线、定点抓取抛投等。2021年一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛之无人机技术应用技能竞赛新增了设计创新赛项，参赛人员根据负载自行设计无人机动力系统并进行路演，演讲内容包含产品理论依据、设计依据、基本功能描述、未来适用场景定位等。我国穿越机赛事起步稍晚，从2018年逐步发展，主要分为竞速类和技巧类，主流的赛事包含DRL、WDG、X-Fly等，既有竞速赛，也有技巧类比赛项目，如耐力、花式表演，获得了国内外穿越机玩家的较高关注。与专业技术相结合的应用类比赛涵盖了无人机的外业飞行和内业数据处理，如2020年举办的航空摄影测量类大赛“南方测绘杯”“中纬杯”等，大多围绕航空倾斜影像进行单体化三维建模、裸眼三维测图、无人机机载激光雷达点云数据处理等[3]。虽然本科高校及高职院校参赛队伍的规模较大，但是以上赛项和具体内容也做到了基本覆盖。

（二）以进一步提升高校学生的创新能力、就业能力为前提

学校可以用竞赛成绩检验学生的学习成果，以竞赛促学习。通过竞赛，学生可以反思在平时学习中存在的不足，也可以探索这项技术的创新与应用，提高创新能力。我校学生参加了2021一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛，取得了优异的成绩，激发了学生的探索兴趣。无人机应用、创新设计等竞赛紧密贴合无人机各行业的最新发展和应用。省级、国家级和世界大赛是校企合作、产教融合的重要渠道。不少龙头企业都积极参与到赛事的创建以及赛项的打磨中，不少企业参与了职业院校的实验室共建、课程体系的构建或优化。竞赛加强了高校与企业的联系，促进了学生之间的交流[4]。通过校企合作平台[5]，高校可以对人才培养方案和课程体系进行进一步优化，企业也可以更好地开展技术创新和科研成果的转化。比赛的评分标准应该逐步贴合行业的规范性要求，使参赛选手的比赛成绩能准确地反映其综合素养和学习效果。从学生角度来看，外出参赛不仅拓宽了学生的视野，也培养了学生的创新思维，进一步提高了学生独立思考的能力和临场应变能力，从而达到提高学生的综合素质的目的。

二、培养无人机应用技术专业人才的路径[6]

（一）多举办院级技能大赛，营造大赛氛围

按照“以赛促学，以学促训，赛教结合”的理念，武昌职业学院每学期定期举办院级技能竞赛，激发学生的学习兴趣，营造尊重技能和才能的良好氛围。技能大赛的覆盖范围要广泛。教师要鼓励学生积极参与技能大赛，使学生能够正确认识到熟练掌握技能操作的重要性，促使学生进一步加强专业技能训练，不断提高实操能力。武昌职业学院要真正发挥竞赛的实效，使院级技能竞赛成为学校育才、服务社会的“磨刀石”。

学校要鼓励学生组建兴趣小组和与无人机相关的社团。无人机专业的学生可以结合专业特色和专业特点，以专业技能为基本内容，在学校自愿组建无人机学生社团[7]。教师可以协助、指导无人机俱乐部，将理论知识学习与教学、模拟飞行训练、多旋翼飞行训练、跨平面竞技飞行训练、固定翼特技飞行训练、航拍、航模制作、组装、调试维护等专业技能演练作为社团活动的基本内容。根据学院的课程体系，教师积极引导学生建立兴趣小组[8]，确定了无人机飞行原理组、穿越机组、固定翼组、多旋翼组、航拍组、编队飞行组和维护组的大致方向，并选择了组长。在对团体有了初步了解后，俱乐部成员可以自由选择团体。在组长的带领下，俱乐部成员定期开展相关理论知识学习、飞行演练、维修等培训，积极培养自主学习能力和管理能力。小组长可以分阶段收集、上报学习成果，并安排学员轮换，使全体成员全面掌握小组的相关知识和技能，从而达到提高综合素质的目的。根据筛选，教师可以选择一些有想法、有激情、热爱无人机专业的学生。学生以创业团队的形式一起学习，完成实践项目，共同进步，共同提高。

（二）以竞赛为目的，积极支持并组织大学生参加无人机大赛与自主创业和创新

在教学过程中，教师要培养学生的兴趣和爱好，选择有想法、有能力的学生，积极为他们创造机会，这有助于学生投身于更高水平的专业活动中。在平时的学习中，教师要担任比赛导师，积极鼓励和组织学生参加校级、省级和国家级无人机比赛。从2018年至今，无人机应用技术专业的重大成果包括：2020中科浩电—无人机编程飞行大赛（线上）获得三等奖、2020一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛无人机应用技能远程研判大赛国内赛获得二等奖、2021一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛佛山国际赛之无人机技术应用技能大赛国内赛获得二等奖。除此以外，学生还可以积极参与教员的科技创新项目和科研课题，学生也可以自主创业。教师鼓励校内学生以社团为依托，发起无人机相关项目的开发运营，例如，绘制3D打印穿越机个性化配件，根据需求定制组配调试穿越机、多旋翼和固定翼、外接航拍活动、穿越机类的赛道设计与制作。教师要培养学生的创新思维和实践能力，引导学生形成正确的经营方针和经营理念，提高学生的组织能力和决策能力。教师要总结比赛过程中的心路历程，将创新实践内容和科研成果引入相关专业课程的课堂教学中，深入分析和研究“以竞赛促教学，以竞赛促学习，竞争与课堂教学相结合”的教学模式[9]。

（三）以竞赛促进学习，探索校企互动的多途径培养，并以此优化人才培养方案

无人机技术应用学院自2018年成立以来，就积极主动与企业开展合作。无人机技术应用学院先后与武汉天际航信息科技有限公司、旭日蓝天（武汉）科技有限公司 、湖北晓科技有限公司等多家知名企业签订了校企合作协议。校企主要着眼于培养高素质技能型优秀人才、产教深度融合、校企优势互补共赢进行合作。学院联合企业积极对学生开展多渠道培训，并打造双创教师队伍。合作企业多次派高级工程师到学校授课指导，为学生的创新创业、技能竞赛提供了思路和方向。通过参赛，我们明白了要想促进无人机应用技术专业取得更好的发展，必须将课堂教学与市场发展、企业需求结合起来，并以此为依据来优化人才培养方案，提高学生的就业竞争力。

（四）以竞赛促教学，进一步提高教师的专业技能和技术水平[9]

在课堂教学中，教师不仅要具备扎实的理论基础，而且要注重课堂教学的实用性和专业知识的前沿性。在日常教学中，教师只有及时更新教学观念，并不断研究教学方法，才能高效地完成课堂教学任务。从2020年初开始，经济发展变得缓慢，人们的出行存在诸多不便，教师外出参加展会以及与兄弟院校进行交流的机会变得越来越少，导致教师对无人机新兴行业发展的敏感度变得迟钝，出现了教学手段相对不够新颖、课堂教学内容没能及时更新、信息优化不够等问题。“以竞赛促教学，以竞赛促学习，竞争与课堂教学相结合”教学模式的提出，对教师的专业知识有了更明确的要求。高职院校要想更快、更好地实现市场化人才培养目标，就要以大赛为切入点，快速完成“双师型”教师队伍的建设。通过参赛，我们也较好地完成了与其他院校之间的切磋和沟通交流，总结了同行的优秀经验，并及时改进了自身在发展过程中存在的不足，实现共同进步[10]。教研室要求在比赛前，全体带队教师集体研讨参赛的规格书，并仔细讨论参赛重点及注意事项，积极参加赛前培训，努力提高专业技能。虽然我校教师的授课任务较重、日常工作繁忙，但比赛结束后，无论比赛的最终成绩如何，全体带队教师都必须对比赛中出现的问题进行总结和反思，并与教研室一起讨论优化方案，最终将可操作的赛项内容、新的行业趋势、行业规范和行业标准及时更新至课堂教学中，提升教学水平，达到提高学生的动手实操能力、培养出更多综合型优秀人才的目的。

三、结论

通过参加无人机行业的相关比赛，我校学生的理论水平和动手实践能力有了非常明显的提高，教师的专业洞察力、专业判断力和教学水平也有了明显的提高。在指导学生参加技能竞赛后，教师更加注重教学模式的及时更新，更加注重与企业的联系，能及时关注各个比赛网站和行业的新动态。通过参加与专业相关的比赛，教师加快了“以竞赛促教学，以竞赛促学习，竞争与课堂教学相结合”的新教学模式的探索和研究，使学校能紧跟时代发展步伐。教师积极创新人才培养模式，使培育出来的学生能利用所学知识在社会上具有较强的社会竞争力。