桂林航天工業(yè)學(xué)院汽車與交通工程學(xué)院 閆 軍 張瑞賓 龍?jiān)茲?/p>

一、概述

隨著電子信息、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)與汽車工業(yè)的深度融合，汽車技術(shù)正朝著電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化的智能網(wǎng)聯(lián)汽車方向發(fā)展。2018年工業(yè)和信息化部印發(fā)的《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》中明確提出，到2020年實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)融合的突破，具備高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景規(guī)模的應(yīng)用。然而，目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車人才培養(yǎng)嚴(yán)重滯后，各大專業(yè)院校存在開設(shè)專業(yè)少、技術(shù)應(yīng)用類課程少、缺少成熟的教學(xué)設(shè)施、資源與教材脫節(jié)等一系列嚴(yán)重的問題。作為培養(yǎng)人才的重要課程，智能網(wǎng)聯(lián)汽車新技術(shù)是新能源、車輛和汽車服務(wù)工程專業(yè)必修的一門課程，本課程知識(shí)面廣、重點(diǎn)難點(diǎn)較多，融合了車輛、電子、計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)化等諸多課程知識(shí)點(diǎn)，更加需要理論與實(shí)踐的配合才能賦予學(xué)生更深入的理解。目前由于智能網(wǎng)聯(lián)汽車課程存在的一系列問題，導(dǎo)致無法真正培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，不能很好地實(shí)現(xiàn)本門課程設(shè)置之初的目的。針對(duì)這種現(xiàn)象，本文以“1+X證書”制度為背景，提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車與汽車單片機(jī)課程融合的改革思路，探討構(gòu)建一種新的課程融合體系，切實(shí)提高學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)，為汽車行業(yè)全力打造書證融通的高層次應(yīng)用型人才。

二、智能網(wǎng)聯(lián)汽車課程教學(xué)中存在的問題

（一）課程內(nèi)容偏重理論知識(shí)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車課程在教學(xué)過程中主要分為理論教學(xué)和實(shí)踐兩部分，兩者的學(xué)時(shí)數(shù)大約為4：1，以理論知識(shí)的介紹為主。學(xué)生著重于傳感器原理、無線通信技術(shù)、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、ADAS輔助系統(tǒng)特性等知識(shí)點(diǎn)的掌握，主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)使用某技術(shù)應(yīng)用能力的基本要求。然而，這方面的知識(shí)既多且雜，學(xué)生只是能夠在概念上得到理解，究竟各種技術(shù)在智能汽車中如何工作、實(shí)際中如何應(yīng)用、最終目標(biāo)如何完成，這些教學(xué)目的尚無法滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)多是演示性實(shí)驗(yàn)（教師做學(xué)生看），創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)驗(yàn)比重非常少。學(xué)生在實(shí)踐過程中只能觀察到各種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所表現(xiàn)出來的效果，具體內(nèi)部各環(huán)節(jié)的運(yùn)行過程以及相關(guān)的流程卻不得而知。實(shí)踐環(huán)節(jié)的薄弱直接導(dǎo)致了學(xué)生在完成本門課程的學(xué)習(xí)后，只是了解了部分技術(shù)的原理，掌握了一堆新名詞以及英文縮寫，卻沒有真正動(dòng)手實(shí)現(xiàn)過某類傳感器或車載通信技術(shù)的具體工程應(yīng)用，更加無法利用所學(xué)知識(shí)構(gòu)建一個(gè)新的汽車電子設(shè)計(jì)思路。此外，即使學(xué)生熟悉了演示環(huán)節(jié)，能夠按照教師教學(xué)過程講授的知識(shí)在理論上完成了車輛的維護(hù)保養(yǎng)、檢測(cè)維修以及各種傳感器、執(zhí)行器和車載網(wǎng)絡(luò)的故障檢修，按照“1+X證書”的分級(jí)制度來看，上述工作只是勉強(qiáng)達(dá)到了初級(jí)工程師的素養(yǎng)，因?yàn)樵诮虒W(xué)過程中，學(xué)生缺乏相應(yīng)的動(dòng)手能力，缺少對(duì)ECU相關(guān)控制原理的理解，根本無法真正處理相對(duì)復(fù)雜的故障難題，最終只能止步于這個(gè)階段，無法獲得更進(jìn)一步的提升。

（二）傳統(tǒng)汽車單片機(jī)課程與智能網(wǎng)聯(lián)課程相互割裂

汽車單片機(jī)課程與智能網(wǎng)聯(lián)汽車新技術(shù)課程作為兩門獨(dú)立的專業(yè)課程，一般來說是分別由兩名不同的教師教授，教學(xué)計(jì)劃不同甚至授課教師都有可能來自不同的學(xué)院。這種情況下，教師之間缺乏有效溝通，教學(xué)過程將兩門課程相互割裂，無法實(shí)現(xiàn)兩門課程共有知識(shí)點(diǎn)的融合。此外，傳統(tǒng)的汽車單片機(jī)課程在實(shí)踐課程中設(shè)置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，基本是與傳統(tǒng)汽車相關(guān)的課程設(shè)計(jì)，如汽車車窗控制電路設(shè)計(jì)、車燈控制電路設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模型的設(shè)計(jì)等。這些內(nèi)容與智能網(wǎng)聯(lián)汽車的相關(guān)性不強(qiáng)、設(shè)計(jì)難度低、網(wǎng)絡(luò)資源豐富、對(duì)學(xué)生缺乏挑戰(zhàn)性和吸引力，并且無法與較為先進(jìn)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)形成互補(bǔ)，最終導(dǎo)致兩門課程知識(shí)點(diǎn)相互孤立，與其他課程出現(xiàn)脫節(jié)，無法形成系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)技能。

三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車與單片機(jī)課程融合的探討

智能網(wǎng)聯(lián)汽車與單片機(jī)課程之間的融合包括了理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩方面的同步改革，理論方面從單純地講授智能網(wǎng)聯(lián)汽車?yán)碚撝R(shí)向多課程內(nèi)容融合實(shí)施，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面通過改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加智能車輛的相關(guān)器件，最終達(dá)到完成綜合性更高課程設(shè)計(jì)的目的。通過上述兩方面的改革，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化教學(xué)體系、完善教學(xué)大綱、獲取“1+X”智能網(wǎng)聯(lián)職業(yè)能級(jí)證書，最終達(dá)到培養(yǎng)新能源環(huán)境下復(fù)合型人才的目的，具體執(zhí)行流程如圖1所示。

圖1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車與單片機(jī)課程改革實(shí)施路徑示意圖

（一）改變智能網(wǎng)聯(lián)汽車教學(xué)思路

首先，需要對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車教程中涉及的各種傳感器、無線通信和車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，重點(diǎn)講解當(dāng)前使用范圍較為廣泛、在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常接觸、能夠應(yīng)用到實(shí)際工作生活中的技術(shù)，刪減那些已經(jīng)過時(shí)、應(yīng)用范圍較小的知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于未來大有發(fā)展前途的技術(shù)和領(lǐng)域，可以以論文或者文獻(xiàn)綜述的作業(yè)形式，讓學(xué)生自己去查找相關(guān)的資料進(jìn)行了解。

其次，要將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加大課件和教案實(shí)例講解的比例，引入網(wǎng)絡(luò)資源中的視頻和圖片深化相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。另外，可將課堂講授內(nèi)容與實(shí)物相結(jié)合，在課堂邊教授邊演示其原理，最好能夠讓學(xué)生參與其中，通過問答與交流的方式完成對(duì)課程內(nèi)容的理解。

最后，在講述智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的過程中，要將已學(xué)的課程內(nèi)容進(jìn)行融會(huì)貫通，如C語言、單片機(jī)、電子和車載網(wǎng)絡(luò)等，以達(dá)到幫助學(xué)生梳理系統(tǒng)知識(shí)脈絡(luò)、構(gòu)建整體知識(shí)框架的目的。該門課程的考試環(huán)節(jié)，應(yīng)該增加跨學(xué)科綜合應(yīng)用知識(shí)的考核，并將考核結(jié)果作為評(píng)判學(xué)生學(xué)習(xí)是否達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)之一。

（二）改革傳統(tǒng)汽車單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的理論教學(xué)要求，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，購(gòu)買新的實(shí)驗(yàn)箱，增加智能車實(shí)驗(yàn)中相關(guān)傳感器和通信器件采購(gòu)，如具備溫度、濕度、加速度、氣體、磁場(chǎng)、光學(xué)以及超聲波等傳感器，以及具備CAN、FlexRay、LIN、Wi-Fi等總線通信接口的平臺(tái)，既滿足了單片機(jī)教學(xué)的內(nèi)容，又可以兼顧智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐應(yīng)用。此外，需要重新設(shè)計(jì)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加設(shè)計(jì)關(guān)于傳感器和通信接口等知識(shí)點(diǎn)的比例。如表1所示，在現(xiàn)有單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上，增加智能網(wǎng)聯(lián)汽車的知識(shí)點(diǎn)。

表1 課程融合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容例程表

通過教師提前在課堂中對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的預(yù)演以及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上的試做，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)這兩門課程的融會(huì)貫通。在完成課程中每一個(gè)小型知識(shí)點(diǎn)的融合后，將綜合性更高的汽車單片機(jī)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容作為所有知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性融合就顯得非常重要。此時(shí)，教師可以提前設(shè)計(jì)一定數(shù)量的參考題目，學(xué)生根據(jù)參考題目進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展內(nèi)容需要囊括單片機(jī)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的重要知識(shí)點(diǎn)。如表2所示，在給出參考題目的基礎(chǔ)上，學(xué)生提出的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

表2 課程設(shè)計(jì)拓展表

相比于教師給出固定題目，通過這種方式有助于提高學(xué)生的積極性和自主性，從選題開始就讓學(xué)生參與其中，更加能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，促使學(xué)生對(duì)自己感興趣的技術(shù)進(jìn)行深入研究。

（三）加強(qiáng)學(xué)生培養(yǎng)方案的優(yōu)化

單片機(jī)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)是兩門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，需要提高這兩門課程實(shí)踐部分的課時(shí)，增加學(xué)生動(dòng)手環(huán)節(jié)的課時(shí)量。建議這兩門課程的教學(xué)由一名教師擔(dān)任，若是兩名教師，則需要在該門課程開課前共同制訂教學(xué)計(jì)劃，充分溝通，使兩門課程環(huán)環(huán)相扣。日常理論教學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)由各科教師獨(dú)自完成，課程設(shè)計(jì)部分則由兩門課程的任課教師共同指導(dǎo)學(xué)生完成。學(xué)校教學(xué)部門、任課教師以及學(xué)生都要有打破傳統(tǒng)教育和學(xué)習(xí)模式的理念，學(xué)校應(yīng)該鼓勵(lì)教師采用更加靈活的教學(xué)方法，教學(xué)主管部門應(yīng)修訂教師教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系；任課教師要適應(yīng)教學(xué)方式的變革，積極提高自身的業(yè)務(wù)水平以及綜合知識(shí)能力；學(xué)生應(yīng)該在教師引導(dǎo)下逐步接受新的教學(xué)方法，克服自身的逆反情緒。三方共同協(xié)作，逐步完成智能網(wǎng)聯(lián)汽車與單片機(jī)課程教學(xué)體系的優(yōu)化與教學(xué)大綱的完善，最終實(shí)現(xiàn)當(dāng)代新能源環(huán)境下復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

（四）引入“1+X”智能網(wǎng)聯(lián)技能等級(jí)證書制度

“1+X證書”制度是將職業(yè)技能培訓(xùn)與專業(yè)人才培養(yǎng)深度融合的一種創(chuàng)新性制度設(shè)計(jì)。職業(yè)技能培訓(xùn)是高專業(yè)性、強(qiáng)實(shí)踐性的工作，在應(yīng)用型本科開展職業(yè)技能培訓(xùn)，作為理論課程的補(bǔ)充是非常必要的。通過引入“1+X證書”制度，采用企業(yè)培訓(xùn)教師、教師培訓(xùn)學(xué)生的模式，既彌補(bǔ)了教師在實(shí)踐教學(xué)方面的欠缺，幫助其更加深入理解理論知識(shí)，又增加了學(xué)生對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程的興趣。此外，將課程考核模式由原來的筆試轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生通過努力獲取相應(yīng)“1+X”智能網(wǎng)聯(lián)職業(yè)技能等級(jí)證書的方式，以此作為考核學(xué)生是否通過該門課程的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。這樣做不僅增加了學(xué)生未來就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，而且減輕了學(xué)生的考試壓力，使其能夠?qū)⒂邢薜臅r(shí)間和精力投入真正有意義的地方。

隨著智能駕駛汽車逐漸成為現(xiàn)實(shí)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車與單片機(jī)課程的融合已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩的教學(xué)改革方向，其核心思想是幫助學(xué)生將多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行融合，構(gòu)建汽車與交通工程相關(guān)專業(yè)的系統(tǒng)知識(shí)架構(gòu)，真正達(dá)到學(xué)以致用、以用促學(xué)、學(xué)用結(jié)合的效果。結(jié)合當(dāng)下比較前沿的“1+X證書”書證融通的制度模式，積極探索適合應(yīng)用型人才的產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的培養(yǎng)方式，滿足汽車新能源和智能汽車類專業(yè)課程改革的深層次要求，培養(yǎng)更符合當(dāng)前時(shí)代發(fā)展需要的人才。