摘 要：在智能車輛工程領(lǐng)域，編程能力對(duì)于解決復(fù)雜工程問題和汽車電子控制系統(tǒng)開發(fā)至關(guān)重要。C語(yǔ)言作為基礎(chǔ)編程語(yǔ)言，在智能車輛相關(guān)的嵌入式系統(tǒng)、汽車電子控制單元（ECU）編程等方面廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的C語(yǔ)言課程教學(xué)往往脫離智能車輛工程實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確，難以將所學(xué)知識(shí)有效應(yīng)用于專業(yè)領(lǐng)域?；贠BE（成果導(dǎo)向教育）理念，研究結(jié)合智能車輛工程專業(yè)需求對(duì)C語(yǔ)言課程教學(xué)進(jìn)行改革，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和構(gòu)建多元化考核體系，有效提升了學(xué)生運(yùn)用C語(yǔ)言解決智能車輛工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐素養(yǎng)與創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：OBE理念 智能車輛工程 C語(yǔ)言 教學(xué)改革 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng) 多元化考核

1 緒論

隨著智能車輛工程的快速發(fā)展，汽車電子控制系統(tǒng)日益復(fù)雜，對(duì)編程能力的要求不斷提高。C語(yǔ)言作為嵌入式系統(tǒng)和汽車電子控制單元（ECU）開發(fā)的核心語(yǔ)言，其教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生的專業(yè)能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)《中國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》顯示，我國(guó)汽車電子產(chǎn)業(yè)規(guī)模到2025年有望突破1.2萬(wàn)億元，對(duì)掌握C語(yǔ)言編程技能的智能車輛工程人才需求巨大。然而，傳統(tǒng)C語(yǔ)言課程教學(xué)存在以下問題。

教學(xué)內(nèi)容脫離實(shí)際：偏重語(yǔ)法講解，缺乏與智能車輛工程應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生難以將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

教學(xué)方法單一：以講授為主，缺乏互動(dòng)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

考核體系不完善：重視期末考試，忽視過程性評(píng)價(jià)和綜合能力考核，無(wú)法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

針對(duì)這些問題，研究基于OBE理念，結(jié)合智能車輛工程專業(yè)需求，對(duì)C語(yǔ)言課程教學(xué)進(jìn)行改革，旨在構(gòu)建以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，提升學(xué)生的編程能力和工程實(shí)踐素養(yǎng)。

2 OBE理念在智能車輛工程專業(yè)C語(yǔ)言教學(xué)中的應(yīng)用原則

2.1 以智能車輛工程專業(yè)需求為導(dǎo)向確定教學(xué)目標(biāo)

OBE理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，明確教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)改革的基礎(chǔ)。通過深入分析智能車輛工程專業(yè)對(duì)C語(yǔ)言編程能力的需求，設(shè)定以下教學(xué)目標(biāo)。

知識(shí)目標(biāo)：掌握變量、選擇語(yǔ)句、控制語(yǔ)句、函數(shù)等C語(yǔ)言基礎(chǔ)語(yǔ)法和編程規(guī)范，理解其在智能車輛工程中的應(yīng)用場(chǎng)景。

能力目標(biāo)：具備運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行汽車電子控制系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)采集與處理、算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的能力。能夠解決程序開發(fā)過程中的問題。

素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)工程實(shí)踐素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.2 反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與方法

基于確定的教學(xué)目標(biāo)，從智能車輛工程實(shí)際應(yīng)用案例出發(fā)，反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與方法，確保教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)用性。

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：基礎(chǔ)語(yǔ)法與工程案例結(jié)合，在講解變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符等基礎(chǔ)語(yǔ)法時(shí)，引入智能車輛工程中的實(shí)際參數(shù)（如車速、轉(zhuǎn)速、溫度等）作為示例。例如，通過計(jì)算汽車制動(dòng)距離公式，講解浮點(diǎn)型變量和算術(shù)運(yùn)算符的應(yīng)用。

函數(shù)與模塊設(shè)計(jì)：以汽車電子控制單元中的功能模塊（如燃油噴射控制、點(diǎn)火控制等）為例，講解函數(shù)的定義、調(diào)用和模塊化編程思想。設(shè)計(jì)燃油噴射控制函數(shù)，包含噴油量計(jì)算、噴油時(shí)刻控制等子函數(shù)，實(shí)現(xiàn)模塊化編程。

引入工程相關(guān)庫(kù)函數(shù)與工具：介紹用于串口通信、定時(shí)器控制、中斷處理的庫(kù)函數(shù)，以及常用的數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù)在汽車動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算中的應(yīng)用。例如，使用math.h庫(kù)中的sin、cos函數(shù)計(jì)算車輛懸掛系統(tǒng)的響應(yīng)特性。

教學(xué)方法創(chuàng)新：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，將課程劃分為多個(gè)與智能車輛工程相關(guān)的項(xiàng)目任務(wù)，如汽車油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)模擬等，引導(dǎo)學(xué)生通過分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫代碼、調(diào)試優(yōu)化等完整過程完成項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目任務(wù)書明確功能需求、技術(shù)指標(biāo)和交付物要求。

小組協(xié)作學(xué)習(xí)：組織學(xué)生以小組形式開展項(xiàng)目實(shí)踐，每組3-5人，明確分工與協(xié)作要求，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作能力。采用角色輪換機(jī)制，確保每位學(xué)生都能體驗(yàn)不同崗位職責(zé)。

案例教學(xué)：引入智能車輛工程中的實(shí)際案例，如汽車智能防撞系統(tǒng)、汽車電子控制系統(tǒng)等，通過分析案例需求、設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)方法，加深學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言在工程中應(yīng)用的理解。選取特斯拉Autopilot系統(tǒng)部分代碼作為案例，解析其算法實(shí)現(xiàn)邏輯。

2.3 持續(xù)改進(jìn)教學(xué)過程

建立完善的教學(xué)質(zhì)量反饋與持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，確保教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提升。

反饋渠道多元化：通過課堂問卷、作業(yè)反饋、項(xiàng)目實(shí)踐報(bào)告等方式收集學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核體系的意見和建議。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、項(xiàng)目實(shí)踐成果等，反思教學(xué)中存在的問題和不足。邀請(qǐng)企業(yè)專家參與課程評(píng)價(jià)，從行業(yè)需求和實(shí)際應(yīng)用角度提出改進(jìn)建議。

持續(xù)改進(jìn)措施：根據(jù)反饋結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，增加新的工程案例和項(xiàng)目任務(wù)，確保教學(xué)內(nèi)容的前沿性和實(shí)用性。例如，新增新能源汽車電池管理系統(tǒng)編程案例，融入最新的電池狀態(tài)估算算法。針對(duì)反饋中反映的問題，改進(jìn)教學(xué)方法，如增加互動(dòng)環(huán)節(jié)、引入在線學(xué)習(xí)平臺(tái)（建設(shè)C語(yǔ)言慕課資源，包含微課視頻和在線編程練習(xí)）等，提高教學(xué)效果。根據(jù)反饋結(jié)果，優(yōu)化考核體系，增加過程性評(píng)價(jià)比重，完善評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（制定詳細(xì)的代碼規(guī)范評(píng)分細(xì)則和項(xiàng)目答辯評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)），確?？己梭w系的科學(xué)性和公正性。

3 智能車輛工程專業(yè)C語(yǔ)言課程教學(xué)改革的具體措施

3.1 結(jié)合智能車輛工程實(shí)際應(yīng)用優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

將C語(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法知識(shí)講解與智能車輛工程實(shí)際應(yīng)用案例緊密結(jié)合，幫助學(xué)生理解語(yǔ)法知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用場(chǎng)景。

變量與數(shù)據(jù)類型：以車輛的行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油箱液位等實(shí)際參數(shù)為例，講解整型、浮點(diǎn)型等數(shù)據(jù)類型的應(yīng)用。設(shè)計(jì)車速采集程序，演示不同數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ)范圍和精度差異。

運(yùn)算符與表達(dá)式：結(jié)合汽車制動(dòng)距離計(jì)算、燃油消耗率估算等實(shí)際公式，講解算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符和邏輯運(yùn)算符的應(yīng)用。通過編寫制動(dòng)距離計(jì)算函數(shù)，展示運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性。

控制結(jié)構(gòu)：以汽車故障診斷系統(tǒng)中的故障碼讀取與解析流程為例，講解順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。在故障碼解析程序中，if-else多分支結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)不同的故障碼進(jìn)行分類處理，而while循環(huán)結(jié)構(gòu)則可實(shí)現(xiàn)對(duì)一系列故障碼的持續(xù)讀取與解析，直至完成所有故障信息的處理。

數(shù)組：以車載CAN總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為例，講解一維數(shù)組、二維數(shù)組、多維數(shù)組、字符數(shù)組等知識(shí)點(diǎn)，在CAN總線數(shù)據(jù)采集與解析程序中，多種數(shù)組方式被用于存儲(chǔ)和解析不同控制器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的管理也因此得以有效實(shí)現(xiàn)，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

函數(shù)與模塊化編程：以自動(dòng)駕駛路徑規(guī)劃模塊為例，境界函數(shù)的定義、參數(shù)傳遞、返回值等知識(shí)應(yīng)用。通過將自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要根據(jù)地圖數(shù)據(jù)、傳感器信息規(guī)劃行駛路徑。將路徑規(guī)劃算法封裝為函數(shù)，接收起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)和障礙物信息，返回最優(yōu)路徑。這不僅體現(xiàn)了模塊化編程的思想，還有助于提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，為自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了有力支持。

3.2 采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與小組協(xié)作學(xué)習(xí)

3.2.1 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法實(shí)施

將整個(gè)C語(yǔ)言課程劃分為多個(gè)與智能車輛工程相關(guān)的項(xiàng)目任務(wù)，每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)包含明確的功能需求與技術(shù)指標(biāo)。

汽車油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：要求學(xué)生運(yùn)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)油耗數(shù)據(jù)采集（模擬傳感器輸入）、計(jì)算（基于油耗模型）、顯示（LCD模擬）以及超限報(bào)警（閾值判斷）等功能。項(xiàng)目要求數(shù)據(jù)采集誤差小于2%，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間小于1s。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)模擬：要求學(xué)生運(yùn)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的PID控制算法，模擬不同工況（怠速、加速、減速）下的轉(zhuǎn)速控制效果。項(xiàng)目要求轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)態(tài)誤差小于50rpm，超調(diào)量小于10%。

汽車燈光控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：先引入汽車燈光控制的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景作為引導(dǎo)案例，講解其中涉及的C語(yǔ)言知識(shí)點(diǎn)（如IO端口操作、定時(shí)器控制等），然后讓學(xué)生根據(jù)引導(dǎo)案例完成汽車燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。項(xiàng)目要求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光燈切換、轉(zhuǎn)向燈閃爍等功能，閃爍頻率誤差小于5%。

項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生通過分析問題、設(shè)計(jì)算法、編寫代碼、調(diào)試優(yōu)化等完整過程完成項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決問題能力和創(chuàng)新思維。采用“任務(wù)分解-方案設(shè)計(jì)-代碼實(shí)現(xiàn)-測(cè)試驗(yàn)證-優(yōu)化改進(jìn)”五步教學(xué)法。

3.2.2 小組協(xié)作學(xué)習(xí)組織

組織學(xué)生以小組形式開展項(xiàng)目實(shí)踐，每組3-5人，明確分工與協(xié)作要求。例如，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)模擬項(xiàng)目中，小組成員分別負(fù)責(zé)不同功能模塊（如進(jìn)氣控制模塊、燃油噴射模塊、點(diǎn)火控制模塊等）的編程實(shí)現(xiàn)，然后進(jìn)行模塊集成與整體調(diào)試。通過小組協(xié)作，學(xué)生不僅能夠相互學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)溝通與協(xié)作能力。

3.3 構(gòu)建多元化考核評(píng)價(jià)體系

3.3.1 突出過程性考核

改變傳統(tǒng)以期末考試成績(jī)?yōu)橹鲗?dǎo)的考核方式，增加過程性考核比重，全面考察學(xué)生在C語(yǔ)言學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)與能力提升。過程性考核包括以下幾個(gè)方面。

平時(shí)作業(yè)完成情況：評(píng)價(jià)學(xué)生作業(yè)的正確性、規(guī)范性和創(chuàng)新性。

課堂參與度：評(píng)價(jià)學(xué)生在課堂上的提問質(zhì)量、討論貢獻(xiàn)和互動(dòng)情況。采用課堂表現(xiàn)積分制，設(shè)置加分項(xiàng)和扣分項(xiàng)。

項(xiàng)目實(shí)踐過程中的表現(xiàn)：評(píng)價(jià)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中的代碼質(zhì)量、調(diào)試能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等。

通過過程性考核，及時(shí)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度與問題，促使學(xué)生注重平時(shí)學(xué)習(xí)積累與能力培養(yǎng)。

3.3.2 期末考核項(xiàng)目化

期末考核采用項(xiàng)目設(shè)計(jì)與答辯的形式，要求學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)與智能車輛工程相關(guān)的C語(yǔ)言編程項(xiàng)目。項(xiàng)目?jī)?nèi)容可由學(xué)生根據(jù)自身興趣與專業(yè)方向自選，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的汽車尾氣排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)CO、HC等排放物濃度）、模擬汽車變速器換擋控制邏輯（基于車速和油門信號(hào)）等。學(xué)生需要提交完整的項(xiàng)目報(bào)告（包含項(xiàng)目需求分析、設(shè)計(jì)思路、代碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試結(jié)果等內(nèi)容），并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答辯展示。教師根據(jù)項(xiàng)目的創(chuàng)新性（采用創(chuàng)新指數(shù)評(píng)分表）、可行性（功能實(shí)現(xiàn)完整度）、代碼規(guī)范性（采用代碼規(guī)范檢查工具）以及學(xué)生的答辯表現(xiàn)（表達(dá)能力、邏輯清晰度）等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.3.3 引入學(xué)生自我評(píng)價(jià)和同伴評(píng)價(jià)

在考核體系中引入學(xué)生自我評(píng)價(jià)和同伴評(píng)價(jià)，增強(qiáng)評(píng)價(jià)的全面性和客觀性。學(xué)生自我評(píng)價(jià)有助于培養(yǎng)學(xué)生的自我監(jiān)控和自我調(diào)整能力；同伴評(píng)價(jià)有助于學(xué)生了解同伴的優(yōu)點(diǎn)和不足，促進(jìn)共同進(jìn)步。采用“自我評(píng)價(jià)報(bào)告-同伴互評(píng)量表-教師綜合評(píng)價(jià)”三元評(píng)價(jià)體系。

4 教學(xué)改革實(shí)踐效果與案例分析

4.1 實(shí)踐效果

C語(yǔ)言課程教學(xué)在實(shí)施上述改革措施后，取得了顯著的教學(xué)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與積極性提高，課堂參與度增強(qiáng)，主動(dòng)提問與討論的氛圍更加濃厚。學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，課后自學(xué)和實(shí)驗(yàn)時(shí)間增加。編程能力與工程實(shí)踐素養(yǎng)提升，在項(xiàng)目實(shí)踐過程中，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)C語(yǔ)言知識(shí)靈活運(yùn)用于智能車輛工程實(shí)際問題解決。部分學(xué)生能夠創(chuàng)新性地引入新的算法和技術(shù)，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力增強(qiáng)，通過小組協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何與他人合作，共同完成任務(wù)。在項(xiàng)目答辯和展示過程中，學(xué)生的表達(dá)能力和溝通技巧得到鍛煉。

4.2 案例分析

以“汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)模擬項(xiàng)目”為例，該項(xiàng)目要求學(xué)生運(yùn)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的PID控制算法。項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生需要完成以下任務(wù)。

需求分析：明確轉(zhuǎn)速控制范圍、穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量等指標(biāo)。

算法設(shè)計(jì)：選擇PID控制算法，確定比例、積分、微分系數(shù)。

代碼實(shí)現(xiàn)：編寫PID控制函數(shù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速采集、控制量計(jì)算和輸出。

調(diào)試優(yōu)化：通過仿真測(cè)試，調(diào)整PID參數(shù)，優(yōu)化控制效果。

項(xiàng)目實(shí)施后，學(xué)生提交的控制系統(tǒng)在模擬工況下表現(xiàn)出良好的控制性能。數(shù)據(jù)顯示，轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)態(tài)誤差平均值為32rpm（低于項(xiàng)目要求的50rpm），超調(diào)量平均值為6.8%（低于項(xiàng)目要求的10%）。通過該項(xiàng)目，學(xué)生不僅掌握了PID控制算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法，還學(xué)會(huì)了如何根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)優(yōu)，有效提升了工程實(shí)踐能力和問題解決能力。

5 結(jié)論與展望

基于OBE理念的智能車輛工程專業(yè)C語(yǔ)言課程教學(xué)改革，緊密圍繞智能車輛工程專業(yè)需求，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法與考核評(píng)價(jià)體系等措施，有效提升了學(xué)生運(yùn)用C語(yǔ)言解決智能車輛工程實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐素養(yǎng)與創(chuàng)新思維。在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中取得了良好的效果，為智能車輛工程專業(yè)人才的編程能力培養(yǎng)提供了有力支撐。未來(lái)，隨著智能車輛工程技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，C語(yǔ)言課程教學(xué)改革還需持續(xù)探索與完善，以更好地適應(yīng)行業(yè)對(duì)智能車輛工程專業(yè)人才編程技能的新要求。

基金項(xiàng)目：質(zhì)量工程項(xiàng)目，J1124020，《高級(jí)程序C語(yǔ)言》實(shí)踐驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新改革。

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