谷志茹 胡久松 黃曉峰 黎朝暉 李軍軍

[摘 要] “車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是湖南工業(yè)大學交通工程學院信息工程專業(yè)開設的一門具有專業(yè)特色的核心課程，是省級雙一流專業(yè)重點建設課程。課程對學生能力培養(yǎng)的一個重要目標是：能夠根據(jù)明確的需求，設計出針對智能交通領域復雜工程問題的解決方案，并在設計中綜合利用無線通信和車聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識、新技術，體現(xiàn)創(chuàng)新意識。經(jīng)過對教學過程的思考設計和反復檢驗，課程整合跨學科理論知識，并分解為具有復雜工程問題特征的項目，圍繞這些復雜工程問題，設計和組織課堂教學，建立包含過程與成果、認知與行為的持續(xù)評估體系，激發(fā)學生對學習的責任感與主動性。

[關鍵詞] 復雜工程問題;車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng);培養(yǎng)目標;課程體系;研究性教學

[基金項目] 2019年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“以創(chuàng)新能力為導向通網(wǎng)模塊組復雜工程實踐課程建設”;2020年度湖南省學位與研究生教育改革研究項目“湖南省內(nèi)高校理工科碩士研究生科研創(chuàng)新能力的診斷及優(yōu)化研究”（2020JGZD056）;2019年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“軌道交通產(chǎn)業(yè)校企合作人才培養(yǎng)模式的探索與實踐”;2020年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“面向區(qū)域功率器件產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研究與實踐”（HNJG-2020-0582）

[作者簡介] 谷志茹（1979—），女，新疆烏魯木齊人，博士，湖南工業(yè)大學交通工程學院副教授（通信作者），主要從事通信系統(tǒng)研究。

[中圖分類號] G642.0? ? ? [文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）32-0156-04? ? [收稿日期] 2021-01-18

復雜工程問題是工程教育認證持續(xù)關注的問題。工程教育的主要目標就是要培養(yǎng)學生能夠深入運用工程原理和各種工程知識，分析和解決復雜工程問題。為了實現(xiàn)這一目標，工程專業(yè)必須解決三個問題：如何選擇、準備或設計用于工程師培養(yǎng)的復雜工程問題;如何圍繞復雜工程問題設計和實施主要教學環(huán)節(jié)，如課程設計、綜合設計、項目參與、企業(yè)學習、畢業(yè)設計等;如何把復雜工程問題所需要的工程原理和各種工程知識，在主要教學環(huán)節(jié)中得到充分深入的運用，以培養(yǎng)學生分析、解決復雜工程問題的能力。

湖南工業(yè)大學開辦信息工程專業(yè)，立足于株洲先進軌道交通裝備和新能源汽車國家級產(chǎn)業(yè)集群，面向車載電子電器和智能交通系統(tǒng)等關鍵領域，以培養(yǎng)多學科交叉復雜工程問題的解決能力為目標。這里的復雜工程問題是復雜的社會、經(jīng)濟和技術有機結(jié)合的綜合系統(tǒng)，是多個相互制約和相互影響信息系統(tǒng)有機結(jié)合而形成的具有明確目標的整體，符合中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會界定的“復雜工程問題”特征。本專業(yè)所考慮的復雜工程問題，應具備下述特征1內(nèi)容，并同時具備下述特征2～7的部分或全部內(nèi)容。

特征1：問題的解決需要綜合深入地運用包括數(shù)理知識、工程基礎、電子電路、通信系統(tǒng)與信息處理等專業(yè)領域的知識，經(jīng)過分析得到解決。

特征2：問題的解決需要涉及多方面的技術、工程和其他因素，相互間可能有一定沖突。

特征3：需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性。

特征4：問題的解決有賴于新方法和新技術的運用，而無法僅靠常用或傳統(tǒng)的方法加以解決。

特征5：問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)標準和規(guī)范中。

特征6：問題相關各方利益不完全一致。

特征7：具有較高的綜合性，包含多個相互關聯(lián)的子問題。

“車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是信息工程專業(yè)為高年級學生開設的，實施“多元化”教學方法和“多層次”質(zhì)量評價標準的一門課程。本課程將根據(jù)課程特點，圍繞如上7個特征設計復雜工程項目，并基于這些項目實施課程教學。

一、“車聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)課程特點

“車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”培養(yǎng)目標和教學大綱明確，學習本課程應達到如下知識和能力目標。

1.基于無線通信和無線通信的基礎知識，可對車聯(lián)網(wǎng)方面的應用需求進行分析，提出相應的解決方案，對短程和中程無線網(wǎng)絡鏈路進行設計，并對設計方案的性能效果進行評估。

2.能將通信、信息、網(wǎng)絡及電子技術的知識綜合應用，以實現(xiàn)復雜工程系統(tǒng)設計、分析，培養(yǎng)解決復雜工程問題的能力。

課程教學大綱明確提出，本課程學生能力培養(yǎng)的一個重要目標是：能夠根據(jù)明確的需求，設計出針對智能交通領域復雜工程問題的解決方案，并在設計中綜合利用無線通信和車聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識、新技術，體現(xiàn)創(chuàng)新意識。圍繞這一培養(yǎng)目標，本課程要解決的重點問題如下。

以該課程及課程實踐設計復雜工程問題的組織、實施和考核指標，研究本科生“復雜工程教學”體系的實施策略與途徑，建立該體系有效運轉(zhuǎn)的保障機制。即根據(jù)課程的培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容和學情分析，設計復雜工程問題;圍繞復雜工程問題設計和實施課程的主要教學環(huán)節(jié);強調(diào)按學生個人興趣、需要和水平進行教學與學習的變革，建立包含過程與成果、認知與行為的持續(xù)評估體系，并反饋回課程教學環(huán)節(jié)，從而檢驗和調(diào)整教學過程的組織、實施。所以，分析課程的特點至關重要。

如圖1所示，“車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”的先修課程包括電磁場與電磁波、通信電子線路、通信原理與數(shù)據(jù)通信、通信網(wǎng)絡技術，車聯(lián)網(wǎng)課程設計是“車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”的三周綜合課程設計?！败嚶?lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是為信息工程專業(yè)大四學生開設的，具有專業(yè)和行業(yè)特色的理論與實踐結(jié)合的課程。學生有一定的動手能力和學習能力，但還有待加強，大部分學生學習目標逐漸明確，愿意接受畢業(yè)前專業(yè)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學生已學完相關數(shù)學課程，有一定的數(shù)學基礎，完成專業(yè)基礎課程的學習，為本課程中各種應用知識和技術的掌握奠定了基礎?！败嚶?lián)網(wǎng)系統(tǒng)”的課堂教學內(nèi)容包括7章：前3章主要講解車聯(lián)網(wǎng)基本概念、發(fā)展和基礎知識;第4～6章主要論述車聯(lián)網(wǎng)專業(yè)通信技術，包括DSRC、ZigBee和C-V2X車聯(lián)網(wǎng)通信技術;第7章講解具體的應用。在課程實踐部分，基于車聯(lián)網(wǎng)理論知識，設計具有復雜工程問題的實踐項目。