襲鵬 霍聰 張樹龍 高霄鵬 黃政

［摘 要］ 為適應(yīng)新形勢下高等教育變革的趨勢，滿足無人裝備工程專業(yè)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求，海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院擬成立無人裝備創(chuàng)新實踐俱樂部，圍繞無人裝備設(shè)計制造、模塊組裝、性能調(diào)試、操控指揮、任務(wù)策略等內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)員對無人裝備專業(yè)知識的理解與應(yīng)用，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力和實踐能力，致力于打造俱樂部服務(wù)教學(xué)的改革基地、無人裝備工程專業(yè)的人才培養(yǎng)拓展基地。

［關(guān)鍵詞］ 無人裝備；創(chuàng)新；實踐；人才培養(yǎng)；俱樂部

［作者簡介］ 襲 鵬（1990—），男，山東淄博人，工學(xué)博士，海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院講師，主要從事船舶流體動力性能研究；霍 聰（1989—），男，河北保定人，工學(xué)博士，海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院副教授（通信作者），主要從事高性能船水動力學(xué)研究。

［中圖分類號］ G640 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）16-0013-05 ［收稿日期］ 2022-04-29

一、建設(shè)背景

進(jìn)入新時代，世界軍事變革突飛猛進(jìn)，對軍事院校培養(yǎng)軍事人才和辦好軍事教育提出了更高的要求［1］。海上無人裝備由于不受人類生理因素限制，可承擔(dān)有人裝備難以完成的任務(wù)，是國家海上軍事力量的重要組成部分。為了更好地建設(shè)和發(fā)展海上無人裝備，無人裝備工程專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。無人裝備工程專業(yè)的人才培養(yǎng)具有特殊性：其一，海上無人裝備涉及多學(xué)科門類，涵蓋平臺總體、電子技術(shù)、導(dǎo)航定位、指揮控制、任務(wù)策略、人工智能等諸多方面的專業(yè)知識，無人裝備工程學(xué)員需要掌握豐富的專業(yè)知識，在學(xué)習(xí)過程中面臨極大的學(xué)習(xí)壓力。其二，海上無人裝備的使用，要求學(xué)員具備理論聯(lián)系實際及解決工程問題的實踐能力［2］。其三，高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的高級人才［3］，對于無人裝備工程專業(yè)而言更是如此，具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的軍事人才是無人裝備充分發(fā)揮力量的基礎(chǔ)。

為了更好地滿足無人裝備工程專業(yè)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求，海軍工程大學(xué)艦船與海洋學(xué)院擬成立無人裝備創(chuàng)新實踐俱樂部，努力構(gòu)建多元化、多層次的開放教學(xué)訓(xùn)練體系和全方位、多維度的綜合創(chuàng)新實踐體系。

基于以興趣觸動需求、以需求牽引知識的理念，致力于把俱樂部打造成學(xué)員求索知識的“快樂課堂”，充分激發(fā)學(xué)員的求知欲望，讓學(xué)員在探索未知的過程中，暢享知識帶來的成就感。俱樂部具備學(xué)員進(jìn)行模型搭建、組裝、調(diào)試、操控的軟硬件條件，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)在學(xué)員實踐能力培養(yǎng)方面的不足，有助于為學(xué)員營造良好的創(chuàng)新實踐氛圍，提高創(chuàng)新能力和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)員寶貴的創(chuàng)新思維和探索精神。

綜上所述，以無人裝備創(chuàng)新實踐俱樂部為平臺的教學(xué)模式，有助于調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)員深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，彰顯個性品質(zhì)，提升創(chuàng)新能力和實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和探索精神，在開放育人、全程育人中發(fā)揮重要作用。

二、建設(shè)目標(biāo)及總體思路

艦船與海洋學(xué)院始終緊盯培養(yǎng)目標(biāo)，致力于將俱樂部打造成無人裝備工程專業(yè)的教學(xué)訓(xùn)練改革基地和人才培養(yǎng)創(chuàng)新基地。依托俱樂部平臺，圍繞無人裝備設(shè)計制造、模塊組裝、性能調(diào)試、操控指揮、任務(wù)策略、戰(zhàn)法研究等內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)員對無人裝備專業(yè)知識的理解與應(yīng)用，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力和實踐能力；保證學(xué)員畢業(yè)后對裝備不陌生、對工作能勝任、對困難敢挑戰(zhàn)、對未知有創(chuàng)新，為充分發(fā)揮海上無人裝備力量打下堅實的人才基礎(chǔ)。

無人裝備創(chuàng)新實踐俱樂部的活動開展將圍繞以教學(xué)為中心、以學(xué)員為主體、以興趣拓展為牽引、以能力培養(yǎng)為主線、以創(chuàng)新實踐為驅(qū)動、以校風(fēng)校訓(xùn)為抓手的總體建設(shè)思路，與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，與實操訓(xùn)練緊密聯(lián)系，培樹學(xué)員創(chuàng)新思維，強(qiáng)化學(xué)員綜合能力，塑造學(xué)員信仰品質(zhì)，努力提升教學(xué)育人效果。

（一）以興趣愛好為根本牽引，實現(xiàn)興趣與創(chuàng)新的有機(jī)融合

創(chuàng)新是非常困難的，正如習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上指出的：“創(chuàng)新從來都是九死一生?！保?］在創(chuàng)新的道路上，少不了冷漠孤獨，少不了挫折荊棘。而興趣可以為創(chuàng)新人才提供越挫越勇、屢敗屢戰(zhàn)的勇氣和底氣。通過興趣驅(qū)動，方可激發(fā)創(chuàng)新的原動力。

俱樂部活動充分考慮學(xué)員興趣所在，基于以興趣觸動需求、以需求牽引創(chuàng)新的理念，使學(xué)員在興趣中挖掘知識、拓寬視野、培養(yǎng)求知品質(zhì)、提高創(chuàng)新能力，將俱樂部打造成培養(yǎng)無人裝備創(chuàng)新人才的搖籃。

（二）以能力培養(yǎng)為首要任務(wù)，全面提升學(xué)員綜合能力

俱樂部活動系統(tǒng)性強(qiáng)、覆蓋面廣，僅依靠個人的力量難以完成，需要學(xué)員分工協(xié)作，讓學(xué)員深刻理解團(tuán)隊分工和合作的重要性，從而培養(yǎng)學(xué)員的團(tuán)隊合作能力。同時，在合作過程中，閉門造車是無法解決問題的，需要學(xué)員不斷進(jìn)行溝通、協(xié)調(diào)甚至爭論，給學(xué)員帶來表達(dá)能力的巨大提升。

通過俱樂部活動深度融合專業(yè)知識與實踐操作，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂缺乏實踐操作的短板，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)員的實踐動手能力；學(xué)員在實踐活動過程中，主體地位得到彰顯，有助于提升學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力。

此外，俱樂部將以自我管理作為運(yùn)轉(zhuǎn)模式，由學(xué)員承擔(dān)管理角色，保證俱樂部正常運(yùn)轉(zhuǎn)并順利開展活動，充分提高學(xué)員自我管理的能力。

（三）以創(chuàng)新實踐為核心驅(qū)動，借競賽之東風(fēng)揚(yáng)創(chuàng)新之帆

2007年1月，《教育部 財政部關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見》就質(zhì)量工程建設(shè)明確提出，繼續(xù)開展大學(xué)生競賽活動，重點資助在全國具有較大影響和廣泛參與面的大學(xué)生競賽活動，激發(fā)大學(xué)生的興趣和潛能，培養(yǎng)大學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識和創(chuàng)新精神［5］。

對此，俱樂部圍繞全國海洋航行器設(shè)計與制作大賽、中國智能船艇挑戰(zhàn)賽、全國大學(xué)生智能汽車競賽、中國機(jī)器人大賽、中國高校智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽、國際水中機(jī)器人大賽及全國大學(xué)生機(jī)器人大賽RoboMaster機(jī)甲大師賽等與專業(yè)相關(guān)的賽事進(jìn)行專項攻堅［6］，以競賽活動為契機(jī)，鼓勵學(xué)員進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)作，將知識與實踐結(jié)合起來，切實提高實踐動手能力。俱樂部也將圍繞競賽內(nèi)容開展專題講座、創(chuàng)新研討、技能培訓(xùn)、經(jīng)驗交流、成果展示等活動，全面提高俱樂部成員的科學(xué)素養(yǎng)和應(yīng)用能力。

（四）以校風(fēng)校訓(xùn)為重要抓手，塑造學(xué)員崇高的信仰品質(zhì)

院校培養(yǎng)高素質(zhì)新型軍事人才必須牢牢扭住培育優(yōu)良校風(fēng)這個基礎(chǔ)工程，牢牢扭住思想政治建設(shè)這個根本建設(shè)。

“嚴(yán)謹(jǐn)、求實、拼搏、創(chuàng)新”是我校的校訓(xùn)，也是我校校風(fēng)的集中體現(xiàn)。俱樂部的訓(xùn)練既可以鍛煉學(xué)員嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的作風(fēng)，又可以培樹學(xué)員拼搏創(chuàng)新的精神品質(zhì)，是校風(fēng)校訓(xùn)入腦入心的重要媒介。

此外，在俱樂部活動過程中，指導(dǎo)教員堅定的理想信念、道德情操對于學(xué)員信仰的引導(dǎo)，嚴(yán)格的治學(xué)要求、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度對于學(xué)員科學(xué)精神的培樹，發(fā)現(xiàn)困難、解決困難的作風(fēng)對于學(xué)員披荊斬棘、百折不撓品質(zhì)的樹立都有重要的作用，是一堂鮮活的思想政治教育課。

三、存在的問題

對于軍事院校而言，俱樂部教學(xué)模式的開展存在一些問題，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

第一，學(xué)員自由支配時間少是俱樂部活動開展的障礙。軍校學(xué)員需要嚴(yán)格遵守軍事化作息制度、服從軍事化管理，因此，學(xué)員可自由支配的時間非常有限。俱樂部的學(xué)習(xí)訓(xùn)練時間難以固定和保證，增加了俱樂部活動開展的難度。

第二，課業(yè)學(xué)習(xí)與興趣愛好之間的矛盾。學(xué)員在校期間的學(xué)業(yè)壓力較大，興趣愛好的拓展受到極大的限制。尤其在大一期間，基礎(chǔ)課程相對集中，學(xué)員訓(xùn)練時間緊張，缺少足夠的時間參與俱樂部的學(xué)習(xí)。然而，高年級學(xué)員在接觸俱樂部后，往往會發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)不夠深入，難以支撐俱樂部項目的順利開展，會花費(fèi)相當(dāng)多時間用來“補(bǔ)課”，拖慢了創(chuàng)新實踐部分的進(jìn)度，擠占了學(xué)員興趣拓展的時間和空間。

第三，學(xué)員多樣化對指導(dǎo)工作帶來了挑戰(zhàn)。參加俱樂部活動的學(xué)員來自不同年級、不同專業(yè)，其知識水平、知識結(jié)構(gòu)、知識層次不盡相同，在學(xué)習(xí)過程中接受知識的速度、知識學(xué)習(xí)的進(jìn)度也存在明顯差異，普適性教學(xué)并不適合俱樂部活動。因此，針對俱樂部學(xué)員多樣化的特點，因材施教，針對具體問題開展靶向性指導(dǎo)，對于俱樂部指導(dǎo)教員而言是一項挑戰(zhàn)。

四、實踐路徑

為了更好地解決以上問題，結(jié)合俱樂部建設(shè)目標(biāo)及總體思路，我院著重針對硬件條件和訓(xùn)練體系進(jìn)行了細(xì)致研究、深化建設(shè)，力求為學(xué)員在俱樂部獲得最大收益保駕護(hù)航。

（一）搭建全面的硬件體系

俱樂部充分利用教學(xué)資源條件，配備了全面的硬件資源。目前，俱樂部共由四塊教學(xué)訓(xùn)練場地構(gòu)成，分別是俱樂部主體房間、高性能計算機(jī)群房間、3D打印機(jī)房間及船模試驗水池。

俱樂部主體房間劃分了不同的功能模塊，功能模塊劃分如圖1所示。在自主學(xué)習(xí)區(qū)，配備4臺電腦供學(xué)員開展自主學(xué)習(xí)軟件、編程或進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀、材料撰寫等工作；在問題研討區(qū)，配備教學(xué)一體機(jī)，方便師生演示和闡述，高效討論、溝通；實踐操作區(qū)是學(xué)員進(jìn)行模型搭建、安裝、調(diào)試的區(qū)域，配備有姿態(tài)儀、傳感器、雷達(dá)模塊、光電模塊、螺旋槳、電源模塊等各類工具；模型展示區(qū)主要用于模型的展示與存放，提升學(xué)員的榮譽(yù)感。

此外，高性能計算機(jī)群房間配備了6臺高性能計算機(jī)，學(xué)員可用來完成模型建模、性能仿真；3D打印機(jī)房間配備了成型尺寸1 m×1 m×1 m的FDM型3D打印機(jī)，用于進(jìn)行模型主體的制造；船模試驗水池尺寸為112 m×64 m×3.5 m，可用于進(jìn)行模型的性能調(diào)試、任務(wù)操控等。俱樂部教學(xué)訓(xùn)練設(shè)備及場地如圖2所示。

（二）規(guī)劃系統(tǒng)的訓(xùn)練體系

為了系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生，俱樂部規(guī)劃了從學(xué)員入學(xué)開始到學(xué)員畢業(yè)結(jié)束的全覆蓋、伴隨式訓(xùn)練流程，主要分為興趣建立、全面培訓(xùn)、工程實踐、綜合創(chuàng)新四階段［7］，如圖3所示。在整個訓(xùn)練體系中，以學(xué)員為主體，俱樂部將采取自主學(xué)習(xí)與集中輔導(dǎo)相結(jié)合、統(tǒng)一訓(xùn)練與單一指導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)訓(xùn)練方式，為學(xué)員保駕護(hù)航。

1.興趣建立，主動學(xué)習(xí)。在學(xué)員入學(xué)階段，集中開展俱樂部宣傳活動，通過展示無人水面艇、無人潛航器、智能無人車等俱樂部成果，使學(xué)員直觀了解無人裝備的特點、功能，并激發(fā)學(xué)員參加俱樂部的興趣。同時，通過簡單的問題引導(dǎo)，挖掘?qū)W員求知和探索的欲望，使學(xué)員充分認(rèn)識到大學(xué)基礎(chǔ)課程的重要性，從而更加認(rèn)真對待基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，打牢知識基礎(chǔ)。

此外，為了豐富學(xué)員的知識儲備，俱樂部將為學(xué)員提供內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，包括網(wǎng)絡(luò)課程、微課、MOOC等，并為學(xué)生自學(xué)提供平臺支撐。學(xué)員在遇到問題時，可依托網(wǎng)絡(luò)資源快速找到問題解決方法。在這個過程中，學(xué)員的學(xué)習(xí)是主動的，并能夠獲得即時并顯著的收獲，可充分激發(fā)學(xué)員的求知欲望，讓學(xué)員在探索未知的過程中，暢享知識帶來的成就感。

2.全面培訓(xùn)，奠定基礎(chǔ)。俱樂部將系統(tǒng)組織知識講座、技能培訓(xùn)、經(jīng)驗分享等活動，從知識、技能、經(jīng)驗等多維度為學(xué)員提供培訓(xùn)，為下一階段學(xué)員獨立解決工程問題奠定堅實的基礎(chǔ)。（1）知識講座。結(jié)合無人裝備工程專業(yè)課程，針對海上無人裝備總體設(shè)計、航行原理、航行控制、通信系統(tǒng)、導(dǎo)航定位、電子探測、任務(wù)規(guī)劃等內(nèi)容開展俱樂部專題知識講座［8］，把枯燥的課本知識與俱樂部實物結(jié)合起來，將俱樂部打造成學(xué)員汲取知識的“快樂課堂”。（2）技能培訓(xùn)。結(jié)合無人裝備工程專業(yè)綜合演練等實操科目，針對性能仿真、模型制造、模塊化設(shè)計及組裝、程序設(shè)計等內(nèi)容進(jìn)行專項技能培訓(xùn)。依托俱樂部配備的高性能計算機(jī)群進(jìn)行模型設(shè)計、性能仿真等訓(xùn)練［9］，依托3D打印機(jī)進(jìn)行模型制造訓(xùn)練，依托無人水面船、無人潛航器、智能無人車、無人機(jī)等無人裝備進(jìn)行組裝、調(diào)試、程序開發(fā)訓(xùn)練。（3）經(jīng)驗分享。邀請競賽獲獎學(xué)員與俱樂部學(xué)員開展座談交流活動，普及競賽知識，分享參賽經(jīng)驗。獲獎學(xué)員一般具備較強(qiáng)的實踐能力，能夠起到良好的榜樣作用，激發(fā)俱樂部學(xué)員的實踐熱情；獲獎學(xué)員寶貴的實踐經(jīng)驗也能為俱樂部學(xué)員提供有益的指導(dǎo)，發(fā)揮事半功倍的效果，幫助俱樂部學(xué)員更快成長。

通過系列活動的開展，學(xué)員能夠充分且全面地掌握獨立承擔(dān)俱樂部項目所需具備的基本知識與技能，為后續(xù)項目研究或參加競賽奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.目標(biāo)驅(qū)動，工程實踐。在第二階段學(xué)習(xí)之后，學(xué)員可結(jié)合個人興趣方向自主設(shè)立目標(biāo)進(jìn)行探索，也可依托學(xué)科競賽針對具體目標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)。

在該階段俱樂部活動中，學(xué)員面臨的是具體的問題或目標(biāo)，需要依托個人和團(tuán)隊的力量完成船型設(shè)計、性能模擬、模型建造、模塊組裝、功能調(diào)試、測試校驗的整套訓(xùn)練流程。首先，學(xué)員自行設(shè)計性能優(yōu)異的船型，借助高性能計算機(jī)群模擬船型性能，然后通過3D打印機(jī)實現(xiàn)船模制造。其次，借助俱樂部試驗平臺完成模型各種元器件的模塊組裝、調(diào)試，實現(xiàn)不同的功能。最后在試驗池中完成測試和校驗。

這個從無到有的過程能夠促使學(xué)員主動思考、解決問題，充分鍛煉學(xué)員獨立分析、獨立設(shè)計、獨立制作、自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)員的獲得感和成就感。在此階段，俱樂部指導(dǎo)教員將根據(jù)各學(xué)員在項目進(jìn)展中遇到的具體問題進(jìn)行針對性的指導(dǎo)，更快地幫助學(xué)員解決問題［10］。

4.結(jié)合部隊，綜合創(chuàng)新。帶領(lǐng)學(xué)員接觸部隊、接觸實裝、接觸訓(xùn)練，督促學(xué)員發(fā)掘和思考無人裝備實際訓(xùn)練中存在的問題以及需要研究的重點方向，以此作為學(xué)員畢業(yè)設(shè)計的研究主題［11］。學(xué)員可充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，對實際問題進(jìn)行研究，并憑借多年來練就的實踐技能實現(xiàn)自己的創(chuàng)新想法。

該階段旨在幫助學(xué)員更好地了解實裝，提前接觸工程實際，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)員主動思考、獨立解決問題的能力，保證學(xué)員畢業(yè)即能勝任工作崗位。

結(jié)語

當(dāng)前，中國特色社會主義進(jìn)入了新時代，在我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中，“堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”被擺在各項規(guī)劃的首要位置。創(chuàng)新能為無人裝備發(fā)展提供不竭動力，創(chuàng)新人才是無人裝備發(fā)展的重要基石。

無人裝備創(chuàng)新實踐俱樂部的成立，為無人裝備創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了實踐平臺，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式提供了新的思路和渠道。學(xué)員的創(chuàng)新品質(zhì)和創(chuàng)新精神將得到充分發(fā)掘與鍛煉，極大地推動海上無人裝備力量生成，對國家無人裝備長遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義。

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Abstract： In order to adapt to the trend of higher education reform under the new situation and meet the training needs of unmanned equipment engineering major to train innovative talents and compound talents， the College of Naval Architecture and Ocean Engineering of Naval University of Engineering plans to set up an Unmanned Equipment Innovation and Practice Club. Through unmanned equipment design and construction， modular assembly， performance debugging， manipulation and command， task strategy， etc.， students understanding and application of professional unmanned equipment knowledge are strengthened， innovation ability and practice ability are improved. The club is committed to be a teaching reform base and training development base for unmanned equipment engineering.

Key words： unmanned equipment; innovation; practice; talent training; club