基于娱乐兴趣型无人机竞赛的应用型本科院校创新实验班人才培养模式研究

潘宇　莫沛　梁伟鄯　梁喜辛

摘 要 本项目针对应用型本科院校自动化类相关专业学生的基础特点，探索建立创新实验班，以娱乐兴趣型无人机为载体，通过构建“学科与校企产学研竞赛、科技创新创业项目、社会实践活动、校园科技文化体系建设”四大平台互助的科技创新能力培养新模式，对其进行研究与实践。

关键词 创新实验班 娱乐兴趣型无人机 竞赛为引

中图分类号：G642                                  文献标识码：A   DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.026

Research on Application-oriented Universities Talent Training Mode of Innovative Experimental Class Based on Entertainment Interest UAV Competition

PAN Yu[1]， MO Pei[1]， LIANG Weishan[1]， LIANG Xixin[2]

（[1] Department of Electrical and Computer Engineering， Liuzhou Institute of Technology， Liuzhou， Guangxi 545616;

[2] School of Resources and Environment， Beibu Gulf University， Qinzhou， Guangxi 535011）

Abstract This project is aimed at the basic characteristics of automation-related majors in applied undergraduate colleges， explores the establishment of innovative experimental classes， uses entertainment and interest-type drones as the carrier， and builds "disciplines and school-enterprise industry-university-research competitions， technological innovation and entrepreneurship projects， and social practical activities， campus science and technology and cultural system construction" four platforms mutual assistance new mode of cultivating scientific and technological innovation ability， research and practice it.

Keywords innovative experimental class; entertainment interest UAV; competition

1 项目研究背景

培养大学生的科技创新创业能力，是我国高等教育的重要课题。当前，我国大学生科技创新创业能力仍相对较差，传统教育存在诸多不利于科技创新创业能力培养的因素;地方普通高校科技创新氛围差，应用型本科院校尤为明显;现有的高校人才培养评价体系不利于对大学生科技创新能力的培养。

我校是应用技术性学院转型发展的试点学校，定位为以培养创新技能型人才为主，这就为问题的研究与实践提供了好机会。我院自动化类相关专业具有较强的理论性与实践性，实践活动是完成培养创新创业能力的重要教学环节。每年各类学科竞赛、大学生创新创业项目及校企联合的企业竞赛等市校科技文化活动，为大学生的科技创新能力的培养提供了良好的项目支持及实践的机会，但是这些资源分配较分散，不能形成合力，对形成持续的培养较难，又阻碍了其自身创新创业能力的发展与提高。为了集中各类竞赛与创新创业项目等优势资源和优秀指导教师，为了实现创新人才培养的模式，发现和培养未来领军人物潜质的学生，突破传统的基于知识的教育模式，探索和实践基于创新能力的教育理念。项目研究校企产学研自动化类创新班，研究与实践创新人才培养模式，以此为典范推动其他相关专业推广应用。

2 项目研究的主要内容

2.1 研究目标

本项目针对应用型本科院校自动化类相关专业学生的基础特点，探索建立创新实验班，通过构建“学科竞赛与校企产学研竞赛、科技创新创业项目、社会实践活动、校园科技文化体系建设”四大平台互助的学生科技创新能力培养新模式，达到“以竞赛为牵引，着力提高创新创业能力;以科技创新活动为抓手，有力培养创新意识;以服务社会的实践活动为契机，有力培养服务意识;以科技文化体系建设为载体，着力营造校园科技创新氛围”的效果，提出一套创新实验班的人才培养方案。创新班的设立思路主要包括以下两个方面：一是建立一套完整的创新人才培养体系;二是制定一系列规范的、可操作性强的管理方法和实施准则：包括创新班理论课程、竞赛、项目、科技活动的融合教学，社会实践和科研创新创业项目管理等。

2.2 研究的基本观点与思路

以娱乐性电子科技作品如航拍多轴飞行器等为载体，依照“招新选拔—入门培训—分类制作—组装调试—竞赛现场经验培养（或飞行培训）—竞赛应用”的基本思路，通过组织科技协会的活动为主導，指导教师为辅，兴趣型学习培养模式，引导学生共同完成DIY飞行器等作品的设计制作，并学会飞行使用。使学生在学习的过程中有玩的乐趣，也在玩的过程中愉快的学习，以趣味性提高学生的积极性，调动自主学习的主观能动性。从娱乐性电子科技作品如航拍多轴飞行器等作品入手，激发学生的学习兴趣，从而进行兴趣学习培养，使学生既可学习到相应知识，又可以提高实践动手能力和竞赛参赛水平，达到了实用技术型大学的培养目标。

2.3 研究的创新人才培养模式的主要内容

竞赛的培训工作是长期和循环重复的过程，有较长的延续性。本项目以娱乐性电子科技作品如航拍多轴飞行器等为例，学生进入实验室和科技协会后，让学生保持足够的兴趣，潜心的坚持学习下去，研究出了一套较适合的创新性应用型人才的培养模式。具体实施方法如图1所示：

2.3.1招贤纳士

结合科技协会——科e的招新活動来进行，再招新宣传展示中，以协会中老队员自己DIY的飞行器展示、飞行表演、新生体验式参与为主，指导教师组织的科技讲座为辅，多种方式有机的结合来引起新生的兴趣和参与，使学生既要知道好玩，也要对以后学习本专业的知识有初步的了解，既达到了引导式学习，又达到了新生入学教育的目标，对感兴趣的学生可建议加入科e协会来进一步的学习。

2.3.2入门培训

通过选拔，引导科e协会的学生进入创新实验室，组成创新实验班，然后对学生进行入门式兴趣展示性教学指导，使学生基本上了解多轴航拍飞行器，并且对飞行器所运用到的相关课程知识有认识。

2.3.3模块制作

航拍多轴飞行器的学习模块涉及飞行控制器、云台控制器、图像传输模块、夜航灯模块、高度加速度检测模块等。其中专业知识有单片机、数字处理技术、检测传感器等，综合知识较强，而不同模块涉及的专业知识难度不一，参与学生从大一到大四均有，学生的知识面和专业技术水平不一，常规的教学式培训，很难顾及所有学生。需要根据学生的知识储备、学习能力、动手能力及相关特长进行分类分层次培训，将不同模块的设计任务分配给不同层次的学生。创新实验班学生每三人一组，组员采用老队员与新队员、不同专业的有机结合，达到大家共同学习的目的。指导老师参与设计制作指导，先完成飞行器各个模块的制作。

2.3.4组装调试

主要通过以老带新的方式，完成多轴航拍飞行器各模块的组装与基础调试工作，指导老师作为辅助，指导飞行器调试过程中出现问题的处理方法，以及优化的方向和建议。

2.3.5飞行培训

在老队员或指导老师的指导下，新生DIY的飞行器首先完成初步飞行测试，提出飞行调节参数的建议，优化飞行稳定性和飞行质量。再通过飞行操作培训和模拟飞行的联合培养，结合省市校系各级组织的科技活动，展示飞行表演与应用，来锻炼飞行技能，达到一定技能后可参加无人机比赛，来提升自己的综合能力。

2.3.6学以致用

以多轴航拍飞行器为载体，通过以老带新的方式，逐渐参与指导老师的校企合作实践项目，提高动手能力，做到学以致用，创造更多价值。

2.4 研究的新人才培养模式的实践效果

创新实验班学生，参加2017-2019年的大学生电子设计竞赛，全部通过了竞赛的校赛选拔，并参加区赛，获全国一等奖1项、区二等奖8项，区三等奖7项，参与人数历届猛增，积极性好。参加2018-2019年广西高校无人机大赛，获得了一等奖1项，二等奖2项和三等奖5项，表现较好。2018年电赛某小组设计的基于图像处理的板球平衡系统获得了某企业较好的评价，为下一步将该技术应用的工业生产打下了良好的基础。

3 结论

从大学生电子设计竞赛及无人机大赛的内容出发，结合本校相关专业学生特点，通过实施与总结经验，提出学生科研创新能力培养模式的一套创新举措及相关课程的改革建议。通过航拍多轴飞行器为载体，组织科e协会的活动为主导，引导学生进入创新实验室，组建创新实验班和学习兴趣小组，指导教师为辅，采用兴趣型学习培养模式，引导学生完成DIY飞行器设计与飞行表演，使学生在学中玩乐，在玩乐中学习，也使科技协会和创新实验室真正成为提高大学生实践能力、创新能力的平台，达到了实用型大学的培养目标。

本项目以近几年兴起的多轴航拍飞行器为载体，有较前沿的技术。同时多轴飞行器目前普及性还不够广，对于大部分人来说仍然很新奇。以多轴飞行器为载体，能够很好的调动学生的学习积极性，同时设计过程中具有极大的趣味性。多轴航拍器中包含较多的理论知识，基本都涉及电控类专业大学四年的所有理论知识，也涉及机械类专业、汽车类专业的相关知识。在应用方面，惠及的学科专业和学生面较广。

基金项目：本文系广西民办教育科学规划课题 （2017MB21）、广西高等教育本科教学改革工程项目（2017JGB521）以及广西科技大学鹿山学院教学改革项目（2017JGZ004）支持

参考文献

[1] 许一男，金永镐.高校工学类创新班教学体系的构建与探索[J].科技创新导报，2014，（30）：136.

[2] 黄道平，胥布工，乔连芝.产学研结合创新人才培养模式探索与实践[J].电气电子教学学报，2012，34（4）：11-12.

[3] 马琼雄.基于竞赛的独立学院机电创新班项目教学探讨[J].中国科技信息，2012（13）：141.