汽車電子綜合實訓(xùn)平臺建設(shè)與教學(xué)改革實施探索

江學(xué)煥 隋紀(jì)祥 彭國生 程詩卿 程登良 黃海波

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，湖北 十堰 442000）

1 引言

隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化和電動化產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，汽車電子行業(yè)對通信互聯(lián)、軟硬件實現(xiàn)、智能AI、汽車測控、機電控制和動力電源管理等技術(shù)的需求不斷提升，汽車電子行業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)、研發(fā)水平、創(chuàng)新能力已無法滿足行業(yè)發(fā)展需要，人才陷入短缺困境。[1,2]根據(jù)我校辦學(xué)定位，開展汽車電子綜合實訓(xùn)是將理論思維與實踐應(yīng)用能力相結(jié)合的橋梁，是綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。[3]汽車電子綜合實訓(xùn)課程是結(jié)合汽車電子特色和電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)需求開展的一門綜合實訓(xùn)課。課程以行業(yè)熱點無人駕駛汽車為背景，以智能小車為載體，將嵌入式系統(tǒng)、硬件電路設(shè)計、LabVIEW開發(fā)等技術(shù)相結(jié)合，提升學(xué)生綜合創(chuàng)新實踐能力。經(jīng)過10余年的發(fā)展和建設(shè)，該課程已成為一門課程目標(biāo)明確、符合工程教育理念、教學(xué)資源豐富、能夠有效支撐人才培養(yǎng)要求的集中實踐課程。本文通過搭建汽車電子綜合實訓(xùn)平臺，實施一系列教學(xué)改革探索，并在實際教學(xué)中應(yīng)用，取得了良好的教學(xué)效果。

2 汽車電子綜合實訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 課程教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容

根據(jù)我?！皥猿帧こ探逃貧w工程’理念，圍繞和拓展汽車產(chǎn)業(yè)鏈，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實、工程實踐能力強、具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識的專門應(yīng)用型人才”的辦學(xué)定位，學(xué)生完成本課程學(xué)習(xí)后，達(dá)到以下目標(biāo)：

知識目標(biāo)：以汽車電子領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的微處理器軟硬件系統(tǒng)為載體，系統(tǒng)掌握其基本架構(gòu)、工作原理和應(yīng)用方法。

能力目標(biāo)：能夠使用現(xiàn)代工具，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，科學(xué)地開展實驗，具備工程問題的思維推理、分析運算和歸納總結(jié)的能力；能夠靈活運用理論知識和工程技術(shù)方法完成各項設(shè)計任務(wù)；具備一定的自主學(xué)習(xí)能力、溝通能力和團隊合作能力。

素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生崇高的科學(xué)觀，堅定對國家的制度自信、文化自信和歷史認(rèn)同，培養(yǎng)服務(wù)于建設(shè)汽車大國、汽車電子強國的工匠精神。

2.2 教學(xué)中存在的問題

（1）課程內(nèi)容與行業(yè)需求脫節(jié)，講授知識陳舊。

（2）信息技術(shù)與工程實踐教學(xué)的深度融合，給教學(xué)模式和方法帶來挑戰(zhàn)。

（3）教學(xué)平臺老舊，教學(xué)資源有限，學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的開放性、創(chuàng)新性、高階性被限制。

（4）工程實踐課程思政有待加強。

3 汽車電子綜合實訓(xùn)平臺建設(shè)

（1）課程整合，重塑課程內(nèi)容，解決教授內(nèi)容與行業(yè)脫節(jié)問題

依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案確定課程目標(biāo)，重塑課程內(nèi)容，解決原有汽車電子實踐教學(xué)體系不完整、不系統(tǒng)等問題，構(gòu)建分層遞進、有序銜接的特色協(xié)同育人實踐教學(xué)體系；解決實踐教學(xué)內(nèi)容交叉重疊、不成體系的問題，優(yōu)化實驗課程結(jié)構(gòu)和設(shè)計，建設(shè)理實一體的汽車電子特色實踐教學(xué)體系。解決高校實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊、人才培養(yǎng)脫離企業(yè)行業(yè)需求的問題，構(gòu)建多源信息觸發(fā)的課程體系更新體系與機制，強化課程內(nèi)容及人才培養(yǎng)與企業(yè)行業(yè)需求的符合度。

（2）自研汽車電子特色、拓展性強的積木式汽車電子綜合實訓(xùn)平臺

結(jié)合汽車電子行業(yè)學(xué)生培養(yǎng)需求和汽車電子綜合實訓(xùn)理實一體化訓(xùn)練要求，教學(xué)團隊歷時一年，自制開發(fā)了汽車電子綜合實訓(xùn)平臺，該平臺集成30余種汽車電子中常用功能模塊，積木式架構(gòu)，可擴展性強，人手一套，并設(shè)計撰寫了實驗手冊、實驗例程和錄制了教學(xué)視頻。該自制汽車電子綜合實訓(xùn)平臺可緩解緊張的教學(xué)資源，且功能與行業(yè)需求接軌，用于訓(xùn)練學(xué)生的軟硬件設(shè)計應(yīng)用實踐能力，對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的開放性、創(chuàng)新性、高階性起到了很關(guān)鍵的支撐作用。

圖1 自研積木式汽車電子綜合實訓(xùn)平臺框架及實物

（3）課程配套資源及平臺建設(shè)

線下建設(shè)開放共享的理實一體化實驗平臺，配備有全套常用儀器設(shè)備，可同時容納260余人，實驗室全天開放；線上建設(shè)網(wǎng)站資源，內(nèi)容涵蓋學(xué)情分析與調(diào)查問卷、實訓(xùn)項目介紹視頻、知識點視頻及例程資料、項目分解任務(wù)作業(yè)等。通過線上學(xué)情收集與分析、作業(yè)情況、學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生的學(xué)情，系統(tǒng)反饋學(xué)生的基礎(chǔ)情況、學(xué)習(xí)情況，教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和成長曲線，針對性地開展教學(xué)，實現(xiàn)個性化教學(xué)。[4]通過線上個性化推送知識點，讓不同知識水平的學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)查漏補缺，學(xué)生可以隨時隨地進行線上學(xué)習(xí)，最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

（4）思政育人貫穿全程

線上設(shè)置課程思政題庫和課程思政知識庫，工程實踐項目設(shè)計人文關(guān)懷、設(shè)計人員與客戶溝通、職業(yè)素養(yǎng)等考核維度。課堂教學(xué)中引入工程案例，引導(dǎo)學(xué)生注重工程實踐技能學(xué)習(xí)，關(guān)注客戶和市場需求。實訓(xùn)過程中注意安全用電、安全使用儀器設(shè)備工具等。引導(dǎo)學(xué)生具備國際視野，樹立大國工匠之精神。

圖2 線上線下實踐平臺體系

圖3 線上線下思政育人體系

4 教學(xué)改革探索與實踐

4.1 教學(xué)設(shè)計

（1）課前，通過線上問卷、師生交流討論等環(huán)節(jié)開展課題介紹和學(xué)情調(diào)研及分析，并根據(jù)學(xué)情分析結(jié)論，制定針對性的教學(xué)計劃，線上推送知識點資料，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，查漏補缺。

（2）課中，根據(jù)教學(xué)進度安排學(xué)生線上預(yù)習(xí)相關(guān)知識、資料查閱、學(xué)習(xí)每個環(huán)節(jié)中容易出錯的問題及解決方案，提交每個環(huán)節(jié)的訓(xùn)練作業(yè)，線下開展項目原理的講解、項目方案的設(shè)計引導(dǎo)、軟件操作的演示、軟硬件實現(xiàn)的講解與演示、系統(tǒng)調(diào)試指導(dǎo)及驗收答辯等。

（3）課后，通過線上問卷、師生交流討論、專家聽課反饋、報告批閱、學(xué)生成績達(dá)成度分析等環(huán)節(jié)開展教學(xué)效果的評測與持續(xù)改進。線上線下混合式教學(xué)，結(jié)合課程思政，引導(dǎo)學(xué)生積極向上，充分利用線上線下資源，提升學(xué)習(xí)效果。

4.2 教學(xué)方法改革

采用項目驅(qū)動法、情景模擬教學(xué)、PBL教學(xué)、案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提高學(xué)習(xí)積極性。[5,6]比如項目驅(qū)動法，我們以解決車輛無人駕駛中的問題為落腳點。如給出道路與環(huán)境識別的各種方案，學(xué)生通過紅外尋跡和超聲波避障，獲得道路環(huán)境狀態(tài)，收獲成就感，體驗學(xué)習(xí)的快樂。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行情景模擬，比如模擬一個道路場景，自動尋跡，識別路況，并自動尋跡返回起點。

4.3 課程成績評定方式改革

采用多元化的考核方式，針對學(xué)生的多樣性和個體差異，使每個學(xué)生的優(yōu)勢都能得到充分的展示。其中，線上成績占比30%，線下成績占比70%。

（1）平時成績30%（線上開展）：通過學(xué)習(xí)通網(wǎng)站對學(xué)生進行引導(dǎo)、自學(xué)、課后練習(xí)及反饋。課程前后，線上開展問卷和小測驗，開展學(xué)情分析及教學(xué)效果總結(jié)（3%）；觀看線上教學(xué)視頻，完成知識點學(xué)習(xí)及習(xí)題（15%）；在完成每章節(jié)知識點線下教學(xué)后，均留有知識延伸或工程實現(xiàn)作業(yè)，學(xué)生完成后上傳成果到網(wǎng)站，挑戰(zhàn)高階性（12%）。

（2）實物驗收與答辯40%（線下開展）：考察學(xué)生對汽車電子信息系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計方法的掌握情況、查閱文獻(xiàn)的能力、多學(xué)科背景下專業(yè)知識的歸納總結(jié)能力、實踐動手操作能力、測試工具的使用和綜合實驗數(shù)據(jù)的能力等?？疾鞂W(xué)生制作答辯演示文稿的能力，訓(xùn)練學(xué)生在設(shè)計目標(biāo)、技術(shù)方案、技術(shù)路線上的口頭表達(dá)和溝通能力。

（3）實訓(xùn)報告30%（線下開展）：考察學(xué)生通過團隊合作的方式，溝通交流設(shè)計思路、設(shè)計方法和設(shè)計技術(shù)，以書面報告、設(shè)計文稿的形式清晰地表達(dá)汽車電子設(shè)備通信領(lǐng)域的相關(guān)問題。

5 結(jié)語

本文對汽車電子綜合實訓(xùn)課程開展中面臨的問題進行了闡述，針對這些問題探討了我校的綜合實訓(xùn)平臺建設(shè)及教學(xué)改革實施方案，重點研究了課程體系和課程內(nèi)容的優(yōu)化，根據(jù)專業(yè)特色自制了積木式汽車電子實訓(xùn)平臺并搭建了線上線下混合式教學(xué)平臺，實現(xiàn)了教學(xué)組織與實施的全方位改進，為實訓(xùn)課程的開展和提升學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)提供了有力的支撐。本次教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生畢業(yè)工程能力水平顯著提升，學(xué)科競賽成績提升明顯，實習(xí)單位對學(xué)生的工程實踐能力、溝通技能等評價均較高。學(xué)生的責(zé)任感、職業(yè)歸屬感、溝通能力、人文關(guān)懷等綜合能力均得到提升。學(xué)生學(xué)科競賽獲獎50余項，獲批專利20余項。改革方案對實訓(xùn)類課程的混合式教學(xué)開展具有一定的參考。