農(nóng)林類專業(yè)增設(shè)無人機(jī)專業(yè)方向的實(shí)踐探索
——以福建三明林業(yè)學(xué)校為例

(福建三明林業(yè)學(xué)校汽車專業(yè)教學(xué)部，福建三明 365001)

隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸滲透到各行各業(yè)中。其中，無人機(jī)在農(nóng)林類領(lǐng)域的應(yīng)用獲得了突破性進(jìn)步，無人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保、苗圃病蟲害防治、林業(yè)資源調(diào)查、森林病蟲害防治、森林火災(zāi)巡查與監(jiān)測等方面廣泛應(yīng)用，大大減少了人力的投入，提高了管理效益。無人機(jī)技術(shù)創(chuàng)新無論在促進(jìn)農(nóng)林業(yè)發(fā)展還是提升農(nóng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)價值等方面都有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

隨著我國民用無人機(jī)各應(yīng)用領(lǐng)域市場份額的劇增以及整個無人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，形成了以無人機(jī)產(chǎn)業(yè)為中心的崗位群，致使無人機(jī)人才短缺現(xiàn)狀逐漸凸顯。為了滿足市場的需求，適應(yīng)社會的發(fā)展，福建三明林業(yè)學(xué)校開設(shè)了農(nóng)業(yè)機(jī)械使用與維護(hù)(無人機(jī)方向)專業(yè)和現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)(無人機(jī)方向)專業(yè)，同時成立了無人機(jī)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，將無人機(jī)應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中。

一、無人機(jī)專業(yè)方向建設(shè)的實(shí)踐

(一)深化產(chǎn)教融合、校企合作，以現(xiàn)代學(xué)徒制理念為導(dǎo)向開展人才培養(yǎng)

1.加強(qiáng)校企合作，實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合進(jìn)行專業(yè)建設(shè)、共同發(fā)展

福建三明林業(yè)學(xué)校與福建協(xié)創(chuàng)科技有限公司、深圳盛禾無人飛機(jī)科技有限公司、北京中量智匯科技有限公司、福建森飛農(nóng)業(yè)科技有限公司等省內(nèi)外10多家農(nóng)林業(yè)無人機(jī)相關(guān)企業(yè)簽訂合作辦學(xué)協(xié)議，并就無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)研發(fā)、共建實(shí)訓(xùn)基地和人才培訓(xùn)等方面進(jìn)行了深入探討，達(dá)成了共識，實(shí)現(xiàn)了校企共同發(fā)展。

2.引企入校，實(shí)施“校中廠，廠中?！比瞬排囵B(yǎng)模式

“校中廠，廠中?！笔切Ｆ蠛献鞯纳疃饶Ｊ?，也是專業(yè)建設(shè)的有效途徑。根據(jù)企業(yè)反饋的社會人才需求[1]，2016年以來，福建三明林業(yè)學(xué)校與福建協(xié)創(chuàng)科技有限公司、福建森飛農(nóng)業(yè)科技有限公司簽訂校企合作協(xié)議，貼合職業(yè)崗位人才需求進(jìn)行專業(yè)培養(yǎng)，提高學(xué)校教學(xué)水平的同時，提升畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量和崗位勝任力，具體做法如下。

(1)共建合作管理機(jī)制

為保證引入企業(yè)的正常運(yùn)行，校企雙方根據(jù)合作協(xié)議要求，分工合作，共同對企業(yè)進(jìn)行管理。福建三明林業(yè)學(xué)校主要負(fù)責(zé)引入企業(yè)的后勤保障，如學(xué)生實(shí)訓(xùn)場地及各種設(shè)施的正常使用；企業(yè)方主要負(fù)責(zé)對外經(jīng)營活動，如組織生源、吸引客戶等。雙方各派駐管理人員1名，分別代表校企雙方進(jìn)行合作事務(wù)的協(xié)商與交流。

(2)共建課程體系

福建三明林業(yè)學(xué)校專業(yè)教師與合作企業(yè)技術(shù)人員共同制訂課程設(shè)置方案。在無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及人才需求情況調(diào)研報告基礎(chǔ)上，學(xué)校結(jié)合企業(yè)具體情況，構(gòu)建了基于以典型工作任務(wù)為載體的課程體系，開設(shè)了“無人機(jī)操控”“無人機(jī)組裝與調(diào)試”“無人機(jī)植保技術(shù)”“無人機(jī)航拍技術(shù)”等課程，充分體現(xiàn)了課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性。

(3)共建教師團(tuán)隊(duì)

通過“校中廠”的教學(xué)模式，企業(yè)選派能工巧匠作為學(xué)校的兼職教師，彌補(bǔ)學(xué)校教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的欠缺。通過“廠中校”的教學(xué)模式，福建三明林業(yè)學(xué)校邀請企業(yè)專家對專業(yè)教師開展實(shí)踐專題講座，向他們傳授實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時，教師還定期進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐鍛煉，提高自己的專業(yè)水平。

(4)共同開展教學(xué)活動

12月13日，在支付寶開放日上海站上，支付寶宣布推出一款全新的刷臉支付產(chǎn)品—— “蜻蜓”，直接將刷臉支付的接入成本降低80%。今后無論是大的醫(yī)院、超市、餐廳、品牌零售店，還是路邊的便利店、夫妻店甚至菜市場，刷個臉就能把錢付了。

福建三明林業(yè)學(xué)校運(yùn)用現(xiàn)代學(xué)徒制教學(xué)理念，不斷完善現(xiàn)代學(xué)徒制的管理制度，定期舉行學(xué)徒制拜師活動，現(xiàn)場簽師徒協(xié)議，讓學(xué)生切身了解企業(yè)的人才需求標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，真正達(dá)到校企合作、產(chǎn)教融合的目的[2]。2017年12月，福建三明林業(yè)學(xué)校無人機(jī)專業(yè)1613班學(xué)生在福建協(xié)創(chuàng)科技有限公司無人機(jī)基地開展了為期2周的跟崗實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)期間，學(xué)生在師傅的指導(dǎo)下，掌握了無人機(jī)的組裝、調(diào)試、維修和飛行操控技巧，了解了無人機(jī)的構(gòu)造、飛行原理等專業(yè)基本知識，提升了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，鍛煉了學(xué)生的動手能力。

(5)共建考評制度

福建三明林業(yè)學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合制定專業(yè)實(shí)訓(xùn)期間的考評方案。該考評方案參照企業(yè)的崗位培養(yǎng)要求進(jìn)行設(shè)置，既保證了實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的順利完成，又有針對性地提高了學(xué)生的專業(yè)技能，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生職業(yè)技能對接崗位需求的目標(biāo)[3]。

(6)聯(lián)合設(shè)立UTC無人機(jī)培訓(xùn)中心(unmanned aerial systems training center，UTC)，提高學(xué)生實(shí)踐操作技能水平

2018年7月，福建三明林業(yè)學(xué)校與福建森飛農(nóng)業(yè)科技有限公司聯(lián)合辦學(xué)，成立了UTC慧飛無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)中心。同年10月，與福建慧飛無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)中心成立了三明分校，開展慧飛無人機(jī)植保初級班培訓(xùn)，20余名學(xué)生通過了UTC無人駕駛的專業(yè)理論考試和實(shí)操技能考核，提高學(xué)生實(shí)踐操作技能水平。

(二)完善課程體系建設(shè)，提高人才培養(yǎng)的系統(tǒng)性

農(nóng)業(yè)機(jī)械使用與維護(hù)專業(yè)和現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)專業(yè)的無人機(jī)方向課程設(shè)置分為公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)選修課程、綜合實(shí)訓(xùn)課程5類[4]。其中，專業(yè)基礎(chǔ)課程有“機(jī)械基礎(chǔ)”“電子技術(shù)基礎(chǔ)”“測量學(xué)基礎(chǔ)”“無人機(jī)基本知識”“空氣動力學(xué)”“遙感技術(shù)”“飛行原理與構(gòu)造”“無人機(jī)組裝與調(diào)試”等；專業(yè)核心課程有“無人機(jī)森林病蟲害防治技術(shù)”“無人機(jī)森林資源調(diào)查技術(shù)”“無人機(jī)植保技術(shù)”“無人機(jī)測繪技術(shù)”“無人機(jī)森林防火巡查與監(jiān)測技術(shù)”等。福建三明林業(yè)學(xué)校組織骨干教師編寫了無人機(jī)相關(guān)教材，建立了課程資源庫，如“無人機(jī)植?！闭n程PPT、教學(xué)視頻以及《無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)》教材，既解決了中職院校開設(shè)相關(guān)專業(yè)時急需專業(yè)教材的燃眉之急，又為中職院校順利開設(shè)無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)相關(guān)專業(yè)提供重要的技術(shù)指導(dǎo)。

(三)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)，改善實(shí)習(xí)條件

2016年底，福建三明林業(yè)學(xué)校完成無人機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)。實(shí)訓(xùn)室設(shè)有無人機(jī)組裝區(qū)、無人機(jī)維護(hù)區(qū)、無人機(jī)調(diào)試區(qū)、無人機(jī)充電區(qū)和無人機(jī)展示區(qū)[5]，配備有3臺植保機(jī)、3臺大中型多旋翼無人機(jī)、4架航拍機(jī)、30架組裝四軸飛行器、航模飛行器、地面站、接收器、電腦模擬飛行系統(tǒng)及無人機(jī)搭載設(shè)備，能夠滿足教學(xué)實(shí)訓(xùn)及技術(shù)服務(wù)的需求。

(四)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提升教師的無人機(jī)技術(shù)水平

為了提升服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、行業(yè)企業(yè)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興的能力，福建三明林業(yè)學(xué)校進(jìn)一步加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。2016年，學(xué)校委派2名機(jī)械類專業(yè)教師到騰云航空科技(深圳)有限公司學(xué)習(xí)，該公司為學(xué)校培訓(xùn)2名AOPA(航空器擁有者及駕駛員協(xié)會)超視距駕駛員；2017年，學(xué)校獲得福建省航空護(hù)林總站1名免費(fèi)培訓(xùn)AOPA超視距駕駛員的名額；2018年，學(xué)校組織12名教師參加UTC培訓(xùn)，其中無人機(jī)植保教員5名，UTC無人機(jī)植保操作員7名。另外，福建三明林業(yè)學(xué)校還成立了無人機(jī)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，利用無人機(jī)專業(yè)優(yōu)勢，積極服務(wù)三農(nóng)。比如，服務(wù)團(tuán)隊(duì)協(xié)同福建中量智慧科技有限公司開展市防汛抗旱骨干人員無人機(jī)應(yīng)用培訓(xùn)暨練兵比武大賽工作；為汽車水下鋸和速援破窗器發(fā)明實(shí)驗(yàn)進(jìn)行航拍攝影，并登上中央電視臺的相關(guān)報道；利用測繪無人機(jī)為福建省尤溪縣西城鎮(zhèn)林業(yè)站的林木采伐圖斑進(jìn)行了核查。

二、無人機(jī)專業(yè)方向建設(shè)的特色與創(chuàng)新

(一)勇于創(chuàng)新，率先開設(shè)無人機(jī)專業(yè)方向

(二)加強(qiáng)無人機(jī)技術(shù)研發(fā)，服務(wù)現(xiàn)代林業(yè)

2017年，福建三明林業(yè)學(xué)校與深圳市盛禾無人機(jī)科技有限公司共同研制出無人機(jī)杉木授粉裝置適用掛件，并申請了實(shí)用新型專利“一種無人機(jī)授粉風(fēng)機(jī)防抖裝置”“一種無人機(jī)授粉進(jìn)粉控制裝置”“一種無人機(jī)授粉防結(jié)塊裝置”“一種無人機(jī)授粉出粉構(gòu)件”4項(xiàng)。另外，福建三明林業(yè)學(xué)校與深圳市盛禾無人機(jī)科技有限公司將第一代單噴管授粉掛件進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，升級后的第二代雙噴管授粉掛件的噴粉量、噴粉速度均可控，有效地提高了山地杉木種子園的授粉效率及種子產(chǎn)量。

(三)擴(kuò)展無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)

福建三明林業(yè)學(xué)校發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢，應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)，服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

第一，在福建省尤溪縣西城鎮(zhèn)，對發(fā)生的米櫧天然林大面積竹節(jié)蟲病蟲害進(jìn)行無人機(jī)噴藥防治，減少了用藥量，節(jié)約了成本費(fèi)用，提高了工作效率，維護(hù)了生態(tài)平衡。

第二，在福建省洋口國有林場和福建省沙縣官莊國有林場，采用無人機(jī)開展山地杉木種子園輔助授粉，減少了花粉用量，節(jié)約成本費(fèi)用，提高了坐果率，并總結(jié)出杉木種子園無人機(jī)以滑石粉為授粉介質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)。

第三，在永安市貢川鎮(zhèn)，開展無人機(jī)森林火場監(jiān)測、火場巡查，并采用多旋翼無人機(jī)，搭載高清攝像頭和專業(yè)紅外探測任務(wù)載荷，在距地面火頭上空200m高度對地面火場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測與巡查，獲取的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時傳回地面，為防火指揮部提供準(zhǔn)確的火場地理坐標(biāo)、火場邊界、火場面積等指標(biāo)。

第四，在三明市三元區(qū)紅印山開展無人機(jī)搭載滅火彈投擲，同時進(jìn)行空中投放撲救森林火災(zāi)，極大地提高了滅火精度，確保了消防人員安全，實(shí)現(xiàn)了快速及低成本滅火[6]。

第五，在福建省尤溪縣，采用航拍測繪無人機(jī)，對西城鎮(zhèn)林業(yè)站的林木采伐圖斑進(jìn)行核查。

第六，在三明市三元區(qū)樓源國有林場和南平市順昌洋口國有林場苗圃開展病蟲防治，有效預(yù)防了幼苗病害的發(fā)生、控制了已發(fā)病幼苗的病情。

三、無人機(jī)專業(yè)方向建設(shè)取得的成效

福建三明林業(yè)學(xué)校作為全省第一所開設(shè)無人機(jī)專業(yè)方向的中職院校，得到了省市領(lǐng)導(dǎo)及20多所中職院校同行的一致好評。中央電視臺、三明電視臺、東南網(wǎng)等多家媒體對學(xué)校無人機(jī)在林業(yè)上的應(yīng)用作了宣傳報道。

(一)無人機(jī)相關(guān)科技項(xiàng)目獲得立項(xiàng)并取得一定成果

2017年，福建三明林業(yè)學(xué)校申報的“無人飛機(jī)在森林消防及林業(yè)苗圃的應(yīng)用研究”項(xiàng)目獲福建省林業(yè)廳批準(zhǔn)立項(xiàng)。2018年10月，學(xué)校承擔(dān)的林業(yè)廳科技項(xiàng)目“無人機(jī)在森林消防及林業(yè)苗圃的應(yīng)用研究”通過驗(yàn)收，專家組一致認(rèn)為該項(xiàng)目各項(xiàng)研究任務(wù)完成較好，研究成果具有較高的創(chuàng)新性，值得大力推廣應(yīng)用。

(二)提升了無人機(jī)的服務(wù)能力

福建三明林業(yè)學(xué)校無人機(jī)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)利用專業(yè)優(yōu)勢，積極服務(wù)社會、服務(wù)三農(nóng)。服務(wù)團(tuán)隊(duì)協(xié)同福建中量智慧科技有限公司為市防汛抗旱骨干人員開展無人機(jī)應(yīng)用培訓(xùn)暨練兵比武大賽；應(yīng)中央電視臺科教頻道“我愛發(fā)明”欄目組的邀請，協(xié)助汽車水下鋸和速援破窗器發(fā)明實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場航拍攝影；利用測繪無人機(jī)對福建省尤溪縣西城鎮(zhèn)林業(yè)站的林木采伐圖斑進(jìn)行核查。王龍繁、張勝威等5名學(xué)生利用暑假到寧化縣開展農(nóng)林植保服務(wù)；黃天平、林旺寶2名學(xué)生到福建省尤溪縣推廣農(nóng)林類植保無人機(jī)使用服務(wù)，其中林旺寶同學(xué)成為了尤溪航空植保服務(wù)站無人機(jī)的駕駛操作員。

另外，福建三明林業(yè)學(xué)校無人機(jī)專業(yè)方向的師生還應(yīng)邀到三明市三中、八中、十中進(jìn)行無人機(jī)表演，推動了中小學(xué)科普教育活動的深入開展。

(三)助力海峽兩岸林業(yè)博覽會

2018年，福建三明林業(yè)學(xué)校無人機(jī)專業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)參與了以“林業(yè)改革促進(jìn)鄉(xiāng)村振興”為主題的第十四屆海峽兩岸林業(yè)博覽會。參展期間，學(xué)校展出了多款自主研發(fā)的植保無人機(jī)、巡查與檢測裝置無人機(jī)，受到了各級領(lǐng)導(dǎo)與中外客商的關(guān)注。

(四)教研成果顯著

福建三明林業(yè)學(xué)校無人機(jī)課題組撰寫的、發(fā)表在《江蘇林業(yè)科技》期刊上的論文“無人機(jī)在米櫧蟲害防治中的應(yīng)用與效果研究”，在福建林學(xué)會學(xué)術(shù)研討會上獲得一等獎；論文“無人機(jī)搭載滅火彈在森林防火中的應(yīng)用研究”發(fā)表在《林業(yè)勘察設(shè)計(jì)》上。福建三明林業(yè)學(xué)校無人機(jī)課題組還編寫了《無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)》(適用于農(nóng)林業(yè))及《無人機(jī)基本操作手冊》教材，為林業(yè)類中職院校特別是農(nóng)林類中職院校的學(xué)生及農(nóng)民提供技術(shù)支撐。

總之，福建三明林業(yè)學(xué)校開設(shè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械使用與維護(hù)(無人機(jī)方向)專業(yè)和現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)(無人機(jī)方向)專業(yè)，將無人機(jī)應(yīng)用到了農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，取得了良好的成效。今后將加大無人機(jī)在林業(yè)生產(chǎn)、研發(fā)上的力度，如藥機(jī)一體、病蟲害監(jiān)測等方面的研發(fā)，繼續(xù)發(fā)揮無人機(jī)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢，更好地服務(wù)三農(nóng)、助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。