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校企合作、产教融合背景下中等职业学校无人机专业实训基地建设的实践*
——以集美工业学校为例

2021-12-05柴源

福建轻纺 2021年9期
关键词:实训室校企实训

柴源

(集美工业学校,福建 厦门 361022)

无人机进入到民用领域早于2019年,全国各地涌现出大量的无人机应用型人才的岗位需求,为助力厦门及周边地区产业发展,为周边无人机企业提供高素质的技能型人才,2017年集美工业学校(下称:学校)智能控制产业系依托电工电子、智能控制两大专业群,在现有资源整合的基础上,摸索建设无人机专业的道路。最初,专业名称为电工电子技术(无人机方向)、无人机应用技术,直至2019年确定为无人机操控与维护(下称:无人机专业)。2019年教育部在研究确定的《中等职业学校专业目录》增补专业中加入了无人机操控与维护专业(083300),方向包括:无人机装配、无人机修理、无人机应用、无人机操控四大方向。

集美工业学校无人机专业是在调研兄弟院校无人机专业的建设成果,走访周边地区无人机企业,了解企业的岗位需求的基础上建立,秉承“产教融合、校企合作”的原则,遵循与地区无人机企业互利共赢,共同成长的目标,与各个合作企业从人才培养方案探索、课程搭建、师资队伍培养、实训基地建设、教学管理体系的建立五个维度进行深度合作。

本文通过对集美工业学校无人机专业校企共建实训基地建设的成效、经验等方面进行阐述,以期为中职无人机专业实训基地建设提供参考。

1 校企共建实训基地的意义

校企合作的实训基地具有最真实的生产环境与职场环境,是职业技能培训的最佳场所,同时也将成为学生就业创业、员工技能提升等生产、科研的孵化场所[1]。

无人机专业是一门实践性极强的专业,配置合理的实训基地是专业课程开展的必要条件。无人机作为一门专业进入到中职院校不过短短3年时间,无人机专业体系的建设进程相较于整个无人机行业的发展速度而言相对落后,因此通过校企共建无人机实训基地,可拉近课堂与生产实际的距离,并将行业中主流技术及设备融入实践教学环节中,提高无人机应用岗位需求的对口率。

2 校企共建实训基地的具体内容

学校无人机专业采用“无人机操控技术+行业应用”的进阶式无人机应用型技能人才培养模式,开设“无人机飞行训练”“无人机装配与调试”“无人机航拍与后期处理”“无人机测绘”“无人机编程技术”等理实一体化课程,校企共建实训基地包含:无人机室内飞行实训室、无人机室外飞行训练场、无人机装配实训室、无人机专业机房等,并采购、研发相应的无人机及配套设备。

2.1 无人机飞行技能实训基地

通过前期调研全国各地AOPA培训机构以及率先开设无人机相关专业的兄弟院校后,学校领导与专业教师归纳出无人机飞行技能训练的三大环节:模拟器飞行、室内穿越机飞行训练、多旋翼无人机外场训练等,即理虚实一体化教学。

学校整合校内外资源,利用现有机房开展无人机模拟器飞行训练科目,与合作企业翼飞天途航空科技有限公司共同为学校实训楼北侧空旷区申请空域作为外场飞行训练场,申请专项资金用于无人机室内飞行实训室的建设、无人机实训平台的开发,外场飞行无人机的采购。

2.1.1 无人机室内飞行实训室

室内穿越机飞行训练在整个飞行技能训练过程中时间最长,是学生从模拟器到真实操控无人机转变的重要阶段,通过这一环节训练树立正确的飞行安全意识,改变模拟飞行时坏习惯,且穿越机相比与外场飞行的无人机,有着体积小、造价低、易维修等优点。

学校与合作企业北京尼尔瓦修科技有限公司,以全国各地AOPA培训机构的穿越机室内飞行训练室为基础,建设室内飞行实训室占地140 m2,按照功能区分为:理论学习区、设备整理区、飞行训练区三个部分。

理论学习区位于实训室前段,占地50 m2,配备有电子黑板、讲台、课桌椅等,用于教师点评、发布任务、课堂研讨等理论部分教学工作的开展。设备整理区位于实训室中段,工作台上配有无人机维修工具、电池防爆箱、电池平衡充电器及充电器电源等,用于训练用穿越机日常维护、电池的充放电及保养等。

飞行训练区位于实训室后段,是学生出穿越机飞行训练的主要场所,可进行:起降、八位悬停、自旋、“米”字航线飞行、“8”字航线飞行等科目的飞行训练。该区域由18个面积为4 m2的单人训练工位组成,每个工位四周均有可升降的防护网,用以拦截飞出工位范围外的训练用穿越机。地面的航线由工位上方安装的投影灯根据训练要求投影出,可根据训练科目的要求排列组合,最大可变换为两个32 m2的飞行空间,防护网、航线也能跟随变化,从而让有限的室内空间能容纳更多的室内飞行训练科目,工位四周的防护网也能更好地保护学生的人身安全。

2.1.2 无人机实训平台

无人机实训平台是学校与校企合作企业北京尼尔瓦修科技有限公司联合开发的一套用于记录学生无人机飞行训练过程、评价训练效果、管理成绩的系统。

硬件部分:包括训练用无人机(穿越机、外场多旋翼无人机),通过对无人机飞控的二次开发,飞行过程中可飞控将传感器数据发送至自动评分系统中,为过程性评价分析提供数据。

软件部分:是一个飞行训练自动评分系统,能实时自动记录每个学员日常飞行训练数据及考试成绩,并对无人机飞行训练结果进行自动打分评估、统计分析飞行数据及考试成绩,辅助教学质量的评定,并针对每个学生提出技能改进、提升建议指导。

同时实训平台还具备以下辅助功能:⑴提供可实时监测飞行训练实验室内信息的物联网综合信息网络平台,以辅助高质量的教学管理。⑵学生身份识别及信息管理:实现对每个学生身份的自动化信息管理,并与飞行训练评分系统进行自动匹配。⑶训练监控管理:实时观察每一个专用训练位的学员训练情况,辅助高质量的教学安排。⑷设备管理:对室内外无人机训练设备及相关配件进行自动化统计,便于教学设备管理与维护。

2.2 无人机装配实训室

无人机装配实训室,由一间电子装配实训改造而来,用于开展无人机装配与调试课程以及日常训练时无人机的维修与保养。实训室配工作台和常规的无人机装配与维修工具以及调试无人机用的计算机。

无人机装配与调试,课程采用项目式教学。其中包括动力系统、飞控系统、通讯链路系统、任务载荷系统的等分项目,并将无人机系统与结构的理论知识融于无人机装配与维护的实践教学中,让学生在学中干、干中学,在学练中理解理论知识、掌握技能,激发学生学习的热忱,增强学生的学习兴趣,学生边学边练边积极总结,达到事半功倍的教学效果。

2.3 无人机行业应用实训机房

无人机专业课程中有部分课程需要计算机机房的支持。在专业开设初期人才培养计划的重点是培养具备无人机操控技能的飞手,但是,随着无人机应用行业的发展及校企合作的加深,学校了解到无人机飞手的生存空间在不断缩小,培养会飞行、懂应用的无人机专业人才是无人机行业未来发展的趋势。结合无人机应用型企业的特点,学校确立了两个重点应用方向:一无人机航空摄影及后期影视处理、无人机航空测绘;二开设“无人机编程技术”课程,以无人机为平台学习python语言,培养学生的编程思维,引入人工智能的概念。

为了满足上述教学内容的需要,学校与校企合作企业广州中海达共建校内实训机房无人机测绘实训室。该机房配备了21台图形工作站,中海达派出工程师为机房的计算机安装并授权在实际生产中常用的软件,包括:3D建模软件pix4d mapper、smart3d以及中海达自主开发的三维测图软件hidata。机房建设完成后,无人机专业的“无人机飞行训练”课的模拟器训练环节、“无人机航拍与后期处理”“无人机测绘”“无人机编程技术”等课程因计算机配置落后难以开展实践教学的问题得到妥善解决。

2.4 实训师资团队

实训指导教师的技能水平和知识储备,是实训组团最核心的竞争力,相比于传统专业,无人机在职业教育领域的资源十分匮乏,招聘无人机科班出身的教师希望渺茫。

鉴于此,学校一方面从内部转化,将肯吃苦的年轻老师“送出去”,到无人机校企合作企业中去学习实际生产经验,了解当今主流的无人机及周边设备是什么,怎么用;送到AOPA、大疆慧飞等机构中培训无人机飞行操控、无人机行业应用等技能。上述举措初见成效,目前我校在编无人机实训指导教师共4人,其中2人于2016年通过了AOPA的超视距驾驶员考核,持有民航局下发的多旋翼无人机超视距驾驶员证,3人参加了大疆慧飞的航拍、航测培训并通过考核。

另一方面,学校也将合作企业的优秀工程师“请进来”,共同参与实训室建设、编写实训教材,担任专业理实一体化课程中实训环节的指导教师,带来现实中生产中最主流的无人机应用技术。

目前学校无人机实训指导教师共8人,其中校内专业教师4人(100%双师型教师),企业外派实训指导教员4人,分别为:无人机飞行训练指导教员师2名、航拍师1名、航空测绘技术人员1名。

3 建设成果

随着实训基地的完善,学校无人机专业的理实一体化课程的开展得到了有力的支撑,实验开出率达100%。

飞行技能方面通过“理虚实”一体化实训教学效果显著,学生参加教育部“1+x无人机驾驶职业技能等级证书(初级)”考核通过率达100%;行业应用方面,实践教学过程中使用真正的主流机型,在企业技术人员的指导下学习航拍、航测作业流程,熟练掌握相关数据处理软件的使用方法。学生将技能转换为成果,为学校航拍、剪辑宣传片,建立校内建筑物数字化三维模型等,学生真正做到了在“学中做,在做中学,以学促做,知行合一”。

学校无人机实训基地面向合作企业开放,为合作企业员工提供了技能培训服务;为培训机构(合作企业)提供训练场所、设备及合法的空域;为行业应用类合作企业分担航拍、航测业务,助力地区无人机行业发展,为合作企业创造经济效应。

同时学校无人机专业与合作企业积极参与政府主导的公益性活动,包括:⑴派出专业教师参加厦门市110义务警航队,参与紧急救援、搜寻任务;⑵响应市总工会的号召,开设无人机应用技术职工学堂,向广大职工提供无人机实践机会;⑶利用现有的实训设备,开展送教下乡活动,为偏远地区的孩子普及无人机基础知识。

4 结语

实训教学是职业教育的重要环节,实训基地是实训教学的实践训练场所[2]。实训基地是集职业教学、社会培训、技能训练、技术研发、技术推广和创业教育实践等职能的校企深度合作的平台,是职业院校人才培养质量的重要保障[3]。

集美工业学校智能控制产业系无人机专业,自2017年开设以来,始终与地区无人机产业紧密结合,注重学生的专业技能实践,为“培养懂飞行、会应用”的高素质无人机应用型人才发挥作用。通过建设无人机飞行技能实训基地和无人机行业应用实训机房,引进企业先进的生产经验、主流的行业设备、优秀的技术人员,拉近了课堂与实际作业环境的距离,在满足无人机专业实训教学工作的同时,实训基地为合作企业、市职工学堂提供技能培训、设备维护等公益性服务,取得了良好效果。学校无人机校企共建实训基地既提高了无人机专业学生的岗位能力,又为地区无人机产业发展助力,达成了双赢的局面。

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