基于人工智能和STEAM教育的无人机专业人才培养模式研究

钟佩仪

摘 要 近年来，无人机领域的高速发展使得对无人机应用技术人才的需求日益增加，因此促进对无人机应用技术人才培养和教育是无人机行业持续发展的重要保障。本文以桂林航天工业学院为例，通过分析无人机应用技术专业人才培养的现状，提出了融合人工智能和STEAM教育理念的创新教学方式，加强专业引导，加深校企合作的几点建议，全面提升学生的专业素养和创新创业精神，培养适应时代发展和社会需求的无人机应用技术人才。

关键词 无人机 人工智能 STEAM教育 人才培养

中图分类号：G642                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2019.07.021

Abstract In recent years， the rapid development of the UAV field has made the demand for UAV application technology talents increasing. Therefore， promoting the training and education of UAV application technology personnel is an important guarantee for the sustainable development of the UAV industry. Taking Guilin University of Aerospace Technology as an example， this paper puts forward some innovative teaching methods that integrate artificial intelligence and STEAM education concepts， strengthens professional guidance， and deepens the suggestions of school-enterprise cooperation. Enhance students' professionalism and innovative entrepreneurial spirit， and cultivate drone application technical talents that adapt to the development of the times and social needs.

Keywords UAV; artificial intelligence; SETAM education; talent training

0 引言

无人机应用技术是一个新兴的综合性专业，主要培养低空无人機飞行技术，熟练操控低空无人机进行各种飞行作业的应用技能，以及掌握航天电子信息技术的基本理论。近年来，无人机的迅速发展，无人机的功能越发强大，可应用于航拍、边防、环境监测、地质勘测、气象检测、森林防火、海事巡逻等众多领域。无人机的广泛应用推动了无人机产业的发展，但是我国对于无人机应用技术的人才培养是相对滞后的。因此，无人机应用技术专业人才的培养和教育是促进无人机行业健康持续发展的重要保障，是解决我国民用无人机驾驶员匮乏问题的主要手段。[1]然而传统的照本宣科的教学方式已经不能满足新兴专业的教学需求了，因此以人工智能为切入点的STEAM教育理念成为了高等院校培养我国新时代创新创业人才的教育趋势。[2]

1无人机应用技术专业的现状与不足——以桂林航天工业学院为例

自2010年来，由于无人机领域的蓬勃发展许多院校开设了无人机相关专业，旨在培养我国民用无人机应用服务领域的人才。但是由于是一个新兴专业，在无人机专业建设方面还是存在很多的缺陷和不足，比如无人机专业课程设置的不完善、师资队伍薄弱，没有系统化的创新创业人才培养模式等等。

（1）无人机应用技术专业课程设置的不完善。一个成熟的专业课程设置往往是需要长时间的反复实践改革，最后摸索出一套适用于本专业学生的完善的课程设置体系。而无人机应用技术专业作为一个新兴的专业，发展的时间并不长，正处于一个摸索的阶段，很多课程设置都是沿用与其相近的一些专业的课程设置，并没有形成一套严谨的针对无人机应用服务领域的课程。由于沿用其他专业的课程设置导致专业基础课相对偏多，导致专业应用实践课程的设置相对偏少，达不到培养无人机服务应用领域人才的目标。而且在教材的使用方面，目前还没有针对无人机应用技术专业的一整套教材。所以当设置一些专业性比较强的课程的时候也会因为没有与之相匹配的教材使得课堂效果大打折扣。

（2）师资队伍力量薄弱。由于无人机应用技术是一个近几年才开始的专业，无人机专业教师的匮乏导致师资队伍是由相关性强的其他专业的教师组成，比如飞行器专业、控制工程等专业的老师组成。其他专业教师转化成无人机专业教师需要在原有的知识层面上拓展更多与无人机教育相关的内容，并且要不断修订无人机专业的教学大纲、人才培养方案，与学生不断磨合，结合社会人才需求，培养出应用型高等人才。师资力量也相对薄弱，教授、副教授等高级教师的占比比较小，主要是以讲师和助教组成。师资力量的薄弱同时也制约着专业的发展。因此培养教师、引进高等人才成为了促进专业发展的关键之一。

（3）没有系统的创新创业人才培养模式。在党的十九大报告中，习近平总书记对于人才培养方面强调了“倡导创新文化，培养造就一大批具有国际水平的战略科技人才，科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队”。[3]并且教育部在《关于做好2016届全国普通高等学校毕业生就业创业工作的通知》中明确指出，从2016年起所有高校都要设置创新创业教育课程，对全体学生开发开设创新创业教育必修课和选修课，纳入学分管理。[4]培养大学生的创新创业精神已经成为了我国高等教育重要的一部分，因此国内各大高校也纷纷开设了大学生创新创业活动，培养与社会接轨、毕业后能快速适应社会工作的大学生。

无人机应用技术专业是无人机领域的快速发展应运而生的一个新兴专业，在培养过程中更要注重学生的创新创业精神的培养，人才培养方案中应当设立一个系统性的创新创业人才培养模式，使得毕业生能快速投入无人机领域的工作当中去。然而新的应用领域、新的专业设置、师资队伍力量的薄弱等因素使得目前还没有一个系统的创新创业人才培养模式。更多时候只是沿用高校开设创新创业相关的课程，比如“大学生职业发展与就业指导”、“大学生创新创业项目指导”等课程。这样的课程只是简单介绍相关理论和一些创业经验，并没有针对性、专业性的培养目标，不具备创新性和专业特色，达不到培养创新创业性人才的目标。

2人工智能和STEAM教育理念培养大学生创新创业模式研究

2.1 人工智能和STEAM教育理念的重要意义

在中国共产党第十九次全国代表大会报告中，习近平总书记强调“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，在中高端消费、创新引领、绿色低碳、共享经济、现代供应链、人力资本服务等领域培育新增长点，形成新动能”。在科学技术的快速发展中，人工智能赋予了科研工作的很多可能性，无人机、无人车、智能机器人等人工智能产物早已深入现代社会生活中，越来越多的人从事研究人工智能，我国也强调了人工智能的先进性和重要性。因此人工智能教育不再是天方夜谭的话题，人工智能教育成为了教育领域中的趋势。人工智能是一个综合性的科技领域，包括计算机科学、心理学和哲学三大学科的知识内容，主要是代替人类完成以下比较复杂繁琐的工作，解放人类的劳动力。

STEAM教育是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）、艺术（Art）综合起来的教学理念。将几门基础学科综合在一起，为学生提供一个跨学科的多元化学习实践的机会，培养学生的科研修养和探究能力。2016年底，教育部颁布《教育信息化“十三五”规划》，其中提出了要加强信息技术在跨学科学习（STEAM教育）的应用。因此以人工智能为切入点的STEAM教育理念成为了高等院校培养我国新时代创新创业人才的教育趋势。

人工智能与STEAM教育理念的结合可以为学生提供综合性、应用性、创新性和极具挑战性的学习氛围。由于涵盖了很多学科知识，学习过程中不再是单一方面由教师传递知识，学习过程需要发挥想象力和创造力。因此整个课程的学习是大大激发了学生的学习兴趣、训练了学生的综合能力、培养创新精神、挖掘学生的潜力，促进大学生的全面发展。人工智能的高速发展使得对相关的专业人才需求也日益增加。对于新兴的无人机产业，相关的无人机应用型人才需求是非常大，因此在设置无人机专业的高等院校中，人工智能与STEAM教育結合的教育理念更应提上日常，培养适应我国时代发展的创新创业型人才。

2.2 人工智能和STEAM教育理念培养创新创业人才的措施

（1）创新教学形式，融合人工智能和STEAM教育理念。无人机专业首先是一个新兴的专业，其次主要培养从事无人机领域的应用型人才。因此在教学形式上就应该摒弃掉传统的照本宣科地教学方式，融合人工智能和STEAM教育理念，提升学生的综合能力、动手能力，在完成课程设置的项目中学会团队合作，在项目实践中感受人工智能和科研的魅力，进一步提升学生对无人机领域的兴趣，未来更好地加入无人机领域中去。

（2）加强专业引导，培养学生的专业素养。在大学生就业情况中，有一个普遍的现象，从事的专业领域和学习的专业领域相差甚远。很多大学生在校期间只是一味地学习学生设置的课程，对自己所学的专业的认识不够深入，导致就业过程中没有把握好自己专业的优势，甚至放弃本专业从事其他专业领域的工作。高校应该加强对无人机专业的引导，融合人工智能和STEAM教育于教学活动中，制定系统性的课程体系，让该专业的学生接触到人工智能在无人机领域当中的应用，注重学生的编程基础、团队合作完成项目的精神，培养学生对无人机领域的浓厚兴趣，深入了解无人机专业，有利于毕业后从事无人机领域的工作。

（3）加深校企合作，为学生提供创新创业机会。无人机领域是一个发展相当快速的行业，传统的教学模式没有办法满足专业教学的需求了。高校应该加强与相关无人机领域、人工智能领域的企业合作，将最先进的研究技术、主流的应用技术带到教学中去。学校可以和企业合作，通过进厂参观和技术人员教学等方式传授经验和知识，也可以和企业技术人员组成团队共同完成一些研究项目，提高学生的实践能力。

3结语

无人机领域的高速发展促进了高校建设新兴专业，同时也带来了专业建设的挑战。本文以桂林航天工业学院为例，通过分析无人机应用技术专业人才培养的现状，提出了融合人工智能和STEAM教育理念的创新教学方式，加强专业引导，加深校企合作的建议，推进无人机专业的建设发展，培养适应时代发展的创新创业型人才。

参考文献

[1] 张洪.“无人机+”背景下民用无人机产业人才教育培训思考[J].民航管理，2018.329（03）：48-51.

[2] 汪灵枝，周优军，吴建生.机器人教育内涵式培养大学生创新创业能力研究[J].广西科技师范学院学报，2018.33.133（03）：57-60.

[3] 新华网.习近平：决胜全面建成小康社会夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利——在中国共产党第十九次全国代表大会的报告[EB/OL].（2017-10-27）[2017-10-18].http：/www.xinhuanet.com/politics/19cpcnc/2017-10/27/.

[4] 王栋.电子信息类创新创业课程开发的探索与实践[J].轻工科技，2016（12）：180-181.