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•栏目编辑:刘玺丨****************智能网汽车背景下的车辆专业教学改革和探索
汽车探索♦文/山西王虹霞高瑞娟谷志朋王欲进
在现如今,新一代信息通信技术以及人工智能技术正在高速 发展,智能网联汽车作为这些新技术集成的载体,将成为新一轮 产业转型升级的重要标志和依托。我国十分重视智能网联汽车的 发展,并出台了一系列政策以促进智能网联汽车的快速发展,以求 在新一轮产业转型升级中争得先机。2019年9月,国务院发布了 《交通强国建设纲要》,《纲要》中提出在今后的发展中要进一步 加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同:)的发展;同年 12月,工信部对《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》公 开征求意见,进一步明确了未来我国智能网联汽车的量产规模、商业化应用范围等发展目标。2020年2月,国家发革委等11部 委联合印发《智能汽车创新发展战略》,明确提出了建设中国标 准的智能汽车的发展方向、实现智能汽车强国的战略目标,提出:实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动 驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用,并清晰规划了技术创 新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全等六大 体系重点任务。
但是,智能网联汽车产业的快速发展和相关技术人才缺失之 间的矛盾日益突出。为了加快智能网联汽车人才培养与储备,我 国教育部先后发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关 于推进新工科研
究与实践项目的通知》、《高等学校人工智能创 新行动计划》等一系列政策文件,均将完善智能网联汽车相关领 域人才培养体系作为了重要工作内容。因此,探索智能网联汽车 新工科课程模式、推动多学科交叉复合型新工科专业建设、形成 智能网联汽车专业人才培养体系、培养智能网联汽车专门人才不 仅是响应国家政策的号召,同时也是市场所需。
然而,智能网联汽车是一个近年来新兴的前沿科学,现阶段 国内高校尚缺少相关课程,课程体系急需建立和完善,本文将在 太原学院机电与车辆工程系现有专业汽车服务工程的基础上,以 《汽车智能化技术》课程为载体,探索研究《智能网联汽车背景下 的车辆专业教学改革》项目的可行性以及创新点。
一、专业课程体系构建
专业课程体系的构建应围绕专业人才培养目标,符合当前市 场需求的应用型本科车辆工程课程体系,本项目依靠咨询专家教 授、外聘企业专家的方式,充分发挥校企合作的企业优势,以《汽 车智能化技术》课程为依托探索智能网联类课程的体系构建。1.课程体系优化
在课程体系开发的过程中,要充分体现车辆智能化和网联化 的融合,在保留当前车辆专业精品课程的基础上(如汽车理论等),增加专业课程(如智能网联汽车关键技术等)。专业课程体系的优 化设计如表1所示。其中,学科基础课程中的自动控制原理等作为 专业核心课程的前续课程,保证学生能够理解并
掌握智能网联车 和智能车辆相关的专业基础知识。
表1专业课程优化设计
环节课程
学科基础课程
信息处理技术;
C程序设计;
电工电子技术;
自动控制原理;
单片机应用
核心课程
汽车构造;
汽车理论;
汽车电器与电控技术;
汽车设计
拓展课程
智能网联汽车关键技术;
大数据应用基础;
云计算基础;
大学生创业指导
实践环节
汽车底盘零部件设计;
智能汽车设计创新;
传感器标定与测试
企业实习
2.在线课程设计
由于智能网联汽车研究较为前沿,学生难以将其与实际相结 合,从而容易降低对问题自主探索的兴趣。此外,该课程可用的成 熟教材较少,导致传统教学中以教材为主的教学方式难以施行。因此,经过对智能网联汽车相关专业课程内容的分析,结合在线 课程内容结构化的要求,设计了智能网联汽车的在线课程,分8个 模块进行。第一部分:智能网联汽车概述,主要介绍智能网联汽车 的定义及内涵,激发学生对智能网联汽车技术的兴趣,并对智能 网联汽车的技术和架构有一个总体把握;第二部分:智能网联汽 车感知技术,主要介绍智能网联汽车的环境感知技术;第三部分:车联网技术,介绍车内网、车际网、车云网相关知识;第四部分:高精地图和定位技术,主要介绍北斗导航、G P S定位技术;第五 部分:智能决策和行车路径规划,主要介绍多传感器融合技术、车 辆行为预测及决策技术;第六部分:智能网联汽车线控技术;第七 部分:智能网联汽车大数据技术;第八部分:智能网联汽车信息安 全技术。
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3.仿真教学平台的构建
为了使学生能够更加理解智能网联汽车的相关技术,零距离 接触前沿技术,并考虑到实验设备的缺乏,搭建仿真教学平台,平 台的搭建分四个阶段进行。
(1) 构建理论教学与数字仿真教学平台,推动新工科教学模式
改革。本阶段将依托我校相关学科优势资源开展智能网联汽车跨
学科理论教学体系创建和数字仿真教学平台构建。梳理并建立符
合智能网联汽车产业需求的人才培养方案和跨学科标准化课程体
系、教材体系和评价体系。搭建与理论教学密切结合的数字仿真
教学平台,形成各关键教学内容的仿真实例。
(2) 构建硬件在环教学平台,促进教学立体化。本阶段将依托“汽
车智能化技术硏究”创新团队,搭建驾驶模拟器、細系统挪'控制
执行系统在环等硬件在环平台,结合智能网联汽车环境感知、决策规
划、控制执行典型算;'研发,建立实驗学实例,可以使学生同时进行
理论学习与实践学习。运用现有的链智纖磁空制硬碰平
台、d S
P A C E
开发系统、C
A N o e
军O A t o s 总线调试I 具等大量的硬件
在环设备,确保本阶段硬件在教学平台建设的顺利搭建。
(3)
构建实车教学平台,建立学生实践能力培养机制。本阶段
将依托我校与北京和绪科技有限公司科技股份有限公司的优势资 源,基于北京和绪汽车虚拟实训中心系列产品、汽车仿真教学软 件(图1),建立智能网联汽车实车教学平台,使得学生可以零距离 接触全球最先进的人工智能科技,自主设计开发自动驾驶程序算 法,推动实车教学平台的实践应用。本阶段将建立学生实践能力 培养机制,在实践研究的基础上进行理论升华。
图1汽车仿真教学软件
(4)智能网联汽车“2+1+1”人才培养模式探索与实践。本阶段 将依托理论教学与数字仿真教学平台、硬件在环教学平台以及实车 教学平台,采用“理论与实践结合”的方式,设计和实现“2+1+1”人 才培养模式。鼓励学生走出课堂、走出传统的教学模式,接触前瞻 技术,从而形成完善的智能网联汽车新工科人才培养体系。
二、 主要特和创新之处
通过以上对《汽车智能技术》课程的体系构建,可得出《智能 网联汽车背景下的车辆专业教学改革和探索》包括以下创新之处。
1. 打造全新的智能网联汽车“一心两翼三平台”教学体系
智能网联汽车涉及多学科交叉,知识体系庞杂,国内高校尚
缺少智能网联汽车相关课程,而现有的教育课程知识陈旧,与实
践和社会需求脱节,相关的理论和实践教学体系急需建立和完
善,本项目的顺利开展将构建一套全新的智能网联汽车跨学科一
体化教学体系。
以《汽车智能化技术》为依托,梳理并建立符合智能网联汽
车产业需求的人才培养方案和跨学科标准化课程体系,建设智能
网联汽车实践教学所需的数字仿真教学平台、硬件在环教学平台
以及实车教学平台,在此基础上建立新型的学业评价方法,形成
智能网联汽车“一心两翼三平台”教学体系。
2. 多平台一体化实践教学体系构建与应用实践
本项目拟建立的课程实践教学平台覆盖数字仿真教学平台、
硬件在环教学平台以及实车教学平台,具有多平台、跨系统的典 型特征,充分、深度结合各个平台的优势资源,可实现智能网联汽 车新工科人才一体化培养体系的构建。
通过采用“一体化”标准,增强课程模块的整体性和系统性,将 理论课程和实践课程有机的联系起来,对新工科学生学习行为内在 特征和行为规律进行分析,并据此从不同层次进行多平台一体化实 践教学
体系构建,充分发挥数字仿真教学平台、硬件在环教学平台 以及实车教学平台的优势,创新的建立“2+1+1”人才培养模式。
三、 总结
本项目结合我校智能网联汽车专业人才培养发展实际,依托 我校现有相关学科和北京和绪科技有限公司在汽车教育方面的优 势资源,构建了智能网联汽车新工科人才培养“一心两翼三平台” 体系,制定了符合智能网联汽车产业需求的人才培养方案和标准 化课程体系,并建立了配套的数字仿真、硬件在环以及实车教学 平台体系,从而培养具备创新能力、产业视角和实践经验的智能 网联汽车专业创新型人才。
同时,本项目的顺利实施将建立智能网联汽车新工科人才培 养的新体系和新模式,能有效地打破课堂与实践的边界,使工科 教育步入以设计、实践及综合为核心的正确轨道上来;形成以学生 为主体的启发式、探究式、研究式教学方法,实现前沿技术引领、
深度学科交叉的多层次人才全过程培养。通过本项目,可以培养 大批适应时代发展和技术变革的智能网联汽车专业创新人才,可 以为推动我国智能网联汽车产业发展、建设汽车强国提供智力支 撑和人才保障。E
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