无人航空载具设计基础双创示范课程建设研究

2021-04-15岳源

课程教育研究 2021年41期

【摘要】为了响应国家“大创创业、万众创新”的号召，高等院校的课程设计类教学建设应该有新思路。在“無人航空载具设计”的课程设计建设中，教师通过小组化出题、互动式考核革新了传统课程设计的模式，同时结合第二课堂充分发挥了“以赛促学”的特点，规避了课程设计上呆板单一的问题。结合开源性、创新性的指导思想，课程设计建设初步满足了学生不同阶段的不同需求，提高了学生积极性。通过这次课程建设的研究，为未来无人机专业人才培养提供了有益的探索。

【关键词】无人航空载具创新创业人才培养

【基金项目】中央高校教育教学改革专项资金（编号：E2021016）;民航局教育人才类项目“民用无人机集群应用技术实验室建设”（编号：14002600100017J173）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）41-0133-03

一、引言

2014年9月的夏季达沃斯论坛上，国务院总理李克强公开发出“大众创业、万众创新”的号召[1]，这是我国推进创新2.0时代的创新驱动发展战略的关键标志。“双创”进高校是双创活动的关键环节。对于应用型高校，实践类课程是进行学生“双创”教育的最好平台[2-5]。因此，探索双创示范课程的建设对应用型大学至关重要。

二、应用型大学课程建设特点

（一）新时期下应用型大学的特点

习近平总书记在党的十九大上强调：“经过长期努力，中国特色社会主义进入了新时代，这是我国发展新的历史方位。”[6]这个论断是对中国特色社会主义的总结，也是对全国各行各业发展形式的判断，这一判断具体到应用型大学尤其有特殊内涵。

由教育部、国家发展改革委、财政部2015年10月联合发布《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》[7]。从这一指导意见发布开始，应用型大学进入快速发展的阶段。经过5年多的发展，应用型大学有这样的特点：一是专业特色鲜明。按照应用型大学建设的高等院校都在某一行业或某几个行业上有着特色突出的专业。以中国民用航空飞行学院为例，该校泛航空类专业有着鲜明的特色。二是相应市场需求快速。本着抓住新产业、新业态和新技术发展机遇的指导思想。应用型大学在这一时期里，面向新产业积极开始新专业。这种思想的指导下，中国民用航空飞行学院建设了无人驾驶航空器系统工程专业。

与此同时，应用型大学也面临着两大短板：一方面，面向新专业，人才培养方案尚不成熟，有待探索;另一方面，建设新专业时，为学生提供的“双创”平台不够。综上，面向新时期的发展需要，应用型大学在建设新专业时需要探索训练学生的创新思维，提高学生的实践能力和创新能力。

（二）无人航空载具设计课程建设的特点

无人驾驶航空器系统工程专业（下文简称“无人机专业”）从2017年起开设，是教育部备案和审批设置的普通高等学校本科专业，属于工学类中的航空航天类。无人机专业要求学生具备较强的实践能力和创新能力。这使得课程设计类实践课程在专业建设中应受到足够的重视。应该探索无人航空载具设计实践课程就很必要。

无人航空载具设计实践课程主要通过学生参与到无人航空载具的设计工作中来，让学生对无人航空载具有初步的认识，对无人航空载具的总体设计思路有全面的认识，对无人航空载具各个系统之间的关系有清楚的认知。但是目前该课程的建设受制于客观事实存在以下问题：

（1）缺乏可借鉴的建设思路

传统的课程设计都有成熟的实验指导书，学生容易接收，教师容易安排教学进度。现在的无人航空载具设计实践课程有其开放性、新开设的特点，没有统一的实验指导书。学生在课程设计伊始有较强的畏难情绪。

（2）学生前期专业知识积累不够

由于本课程设计开设时，学生还缺乏专业知识。需要一边学习一边实践，这对学生的课程设计开展增加了难度。如果教师不能及时掌握学生学习态度的变化，从而采取积极手段，那么教学效果会很差。

（3）打分制考核手段太简单

一般课程设计都采用“课程报告”对其课程成绩进行考核。这种考核会使得学生两极分化极其严重。通常是若干学生完成报告后，剩余同学进行抄袭。这表现在课程报告上就是“名字几十个，报告两三样”。更有甚至，学生在网上购买他人作品作为自己的报告，这就完全丧失了课程的意义。

综上，应该探索新的课程设计教学模式，从而指导学生根据教学大纲与所学知识，开展创新性的学习，让学生在实践的过程中巩固自己的知识，在实践的过程中验证自己的观点，在实践的过程中激发自己的灵感。这要求教师在指导学生在课程设计中参加双创活动时，要避免在越俎代庖和甩手掌柜这两种极端情况发生。但是，如何让学生既发挥自己的主动性，又能够科学地进行创新创业活动。所以，探索如何使教学相长在双创活动中有效融合，提高创新创业活动的含金量，是双创示范课程建设的主要工作。

三、双创课程建设的探索

以无人航空载具设计基础课程设计为例，双创课程建设从课程创新建设和第二课堂创新平台建设两方面着手建设。基础课程创新建设主要包括课程设计题目的建设、课程设计考核机制设计两个方面。第二课堂创新平台建设主要包括校内竞赛组织和参与国内比赛两个方面。课堂内和课堂外相互支撑、相互反哺，一方面提高了上课效率，一方面增强了学生的获得感。

（一）基础课程创新的建设

基础课程创新的建设主要围绕“无人航空载具设计基础课程设计”展开。其本质要求是实践类课程在课堂内的教学模式更新。针对上面所提课程设计存在的问题，教师进行了下列革新：

（1）课程设计题目的建设

无人航空载具设计基础课程设计建设的目的在于引导学生充分运用自己所学知识，积极主动地解决问题，因此题目设计不能太窄。以无人航空载具设计而言，其涉及范围包括无人航空载具的飞控系统、电气系统、通信系统、载具总体设计、载荷系统等多个系统，所以可以围绕这些系统开展来确定设计题目。考虑到本课程设计是无人机专业学生第一个课程设计，可以选择这些系统的一个方向为题。以载具总体设计为例，可以将其细分为1kg级固定翼无人机总体设计方案、低速无人机机翼详细设计、机身详细设计、尾翼详细设计等。这样可以使得学生在有限的学时中尽可能地对自己所做的内容熟悉起来。同时，由于选题增多后，每个学生可以选择的余地就增大了。这样自然就形成一到两人的小组，增加了课程的趣味性，降低了学生互相抄袭的风险。

（2）课程设计考核机制设计

為了达到更好的教学效果，应该对课程设计的考核机制进行更新。针对课程设计题目的建设特点，课程设计考核机制采取“现场答辩和报告打分”相结合的方式。先通过“现场答辩”环节让学生呈现其作品的思路和细节，再通过“报告打分”环节了解学生对作品的完成度。指导教师为了学生达到较好的考核结果，也能积极参与到引导学生的工作中来，从而避免“开课见一面，后面全失踪”的现象。

（二）第二课堂创新平台的建设

（1）“双创活动”的开展

通过课程设计的平台，加快学生和教师的熟悉程度。通过这个过程，激发一部分学生对专业的兴趣，选择合适的创新点开展各个级别的“双创活动”。学生可以有依托地进行创新创业活动对课程设计已做初步研究的问题进行深层次研究。例如，学生在进行1kg级别固定翼无人机总体设计方案研究中，就无人机的机翼折叠问题进行深入讨论，初步提出了基于速度的自适应折叠机构设计方案，下一步拟根据这个方案申请校级“大学生创新创业基金”。

（2）“创新杯”系列飞行器设计比赛的开展

“以赛促学”也是促进学生高效学习的方法。“无人航空载具设计基础课程设计”中积极瞄准无人机专业对口比赛。以“创新杯”未来飞行器设计大赛为典型的系列飞行器设计比赛和本课程设计联系紧密。因此，课程设计伊始，就相关比赛积极向学生宣传。组织、指导学生将课程设计作品提炼成比赛作品，取得了良好的结果。

四、课程建设成效

（一）大学生创新创业项目的成果

依托本次课程设计，申报校级“大学生创新创业项目”2项，2项全部获批。现阶段正是积极进行阶段。

（二）飞行器设计类比赛的成果

依托本次课程设计，组织了一次校级无人机设计比赛。选出一等奖2个，二等奖3个，充分调动了学生的积极性。之后组织学生参加四川省组织的“纵横杯”无人机设计大赛，在首次参赛的情况下获得二等奖1个，三等奖5个的好成绩。

五、总结

“双创”活动是我国进行高等教育改革的有力抓手。将“双创”活动和课程建设充分结合起来有助于发挥教师和学生两个积极性，有利于利用课堂时间和课外时间两个时间，有益于提高学生理论知识和实践知识两个水平。这样的探索为其他应用型大学的课程设计建设提供了有价值的参考。

参考文献：

[1]李克强出席全国大众创业万众创新活动周并发表重要讲话推动大众创业万众创新向纵深发展持续增强经济发展韧性和内生动力[J].中国科技产业，2020（11）：7.

[2]孙文琦，蒙长玉，王文剑.应用型高校大学生创新创业能力培养课程体系研究[J].现代教育管理，2020（7）：75-81.