基于智能汽車競賽的教學(xué)改革研究

曾鶴瓊 胡 駿

(1.武漢工商學(xué)院信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430065；2.湖北生物科技職業(yè)學(xué)院計算機系，湖北 武漢 430070)

全國大學(xué)生智能汽車競賽是以智能汽車為研究對象的一項學(xué)科競賽，競賽兼具科學(xué)性、趣味性，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽之一。該競賽有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識運用能力、工程實踐能力、創(chuàng)新精神和協(xié)作精神，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛能。

全國大學(xué)生智能汽車競賽要求學(xué)生團隊作戰(zhàn)，整個比賽包括：硬件電路設(shè)計、機械安裝、軟件設(shè)計、賽車軟硬件調(diào)試、現(xiàn)場比賽等多個環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在整個競賽過程中體驗到工程項目開發(fā)研究的全過程。競賽所涵蓋的專業(yè)知識豐富，主要包括：電子電路技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機技術(shù)、自動控制技術(shù)等。

1 我校參加智能汽車競賽概況

武漢工商學(xué)院自2011年起已連續(xù)參加7屆全國大學(xué)生智能汽車競賽，參賽隊伍數(shù)量每年都能得到保證，參賽成績也有了突破性提高。2015年獲得國家二等獎一項、華南賽區(qū)一等獎一項、華南賽區(qū)三等獎一項；2016年獲得華南賽區(qū)二等獎一項；2017年獲得華南賽區(qū)二等獎兩項。參賽規(guī)模的保證和比賽成績的提升體現(xiàn)了我校對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重視程度。為了更好的促進競賽成績，有必要將競賽與相關(guān)課程教學(xué)相結(jié)合，以賽促教、以賽促學(xué)，對原來的課程教學(xué)進行改革，不斷完善相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，更好的培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

2 智能汽車競賽促進學(xué)生能力提高

2.1 促進學(xué)生能力的培養(yǎng)

智能汽車競賽的整個競賽過程是很繁瑣的，學(xué)生會遇到很多問題，而所有的問題都要求參賽的學(xué)生通過分析，自己找到解決的方法。整個過程所涉及的知識內(nèi)容多而廣，參賽的學(xué)生必須通過自學(xué)學(xué)習(xí)智能汽車競賽中所需要的其他專業(yè)的相關(guān)知識，并且能將自學(xué)的知識運用到實際中。參賽過程必須團隊協(xié)作完成，團隊成員分工合作，遇到任何問題都能互相協(xié)作，很好的溝通，并將問題一一解決。通過競賽，培養(yǎng)了學(xué)生良好的分析和解決問題的能力、團隊合作和溝通能力、自學(xué)能力，同時使學(xué)生個人的工程實踐能力得到了很好的提高，也使學(xué)生有了更強的責(zé)任感。

2.2 提高學(xué)生考研率和就業(yè)率

我校以往參加過大學(xué)生智能汽車競賽的學(xué)生，在畢業(yè)應(yīng)聘工作的時候非常受招聘單位的歡迎，基本上都能找到很好的工作，在就業(yè)單位也能有非常出色的表現(xiàn)，在公司主要從事設(shè)計方面的工作，薪酬也較高。另外，參加過智能汽車競賽的學(xué)生在考研的過程中，具有較高的復(fù)習(xí)效率，能夠堅持學(xué)習(xí)，克服各種困難，基本都能取得研究生考試初試的好成績。在研究生考試的復(fù)試階段，因為他們具有較好的學(xué)習(xí)和研究能力，可以在讀研期間很好的配合導(dǎo)師完成相關(guān)科研項目，所以受到專業(yè)導(dǎo)師的青睞，這些學(xué)生在考研的時候基本都能順利考入理想學(xué)校，并在讀研期間都得到了導(dǎo)師的一致好評。智能汽車競賽使學(xué)生的科研能力得到提高，他們在學(xué)校學(xué)生項目的申報和畢業(yè)論文的撰寫中也具有絕對的優(yōu)勢。以往參加過智能汽車競賽的學(xué)生在每屆的學(xué)生中都是最優(yōu)秀的學(xué)生，他們在學(xué)習(xí)中總是能起到很好的帶頭作用，畢業(yè)后，他們也成了優(yōu)秀畢業(yè)生的典范。

3 智能汽車競賽促進教學(xué)改革

3.1 整合課程，建設(shè)課程群

智能汽車競賽所涉及到的內(nèi)容較多，基本涵蓋了電信和通信專業(yè)的所有課程，根據(jù)競賽和競賽培訓(xùn)的需要，可以將現(xiàn)有的課程體系進行一定的整合，建設(shè)相應(yīng)的課程群，這樣可以使課程建設(shè)有更好的效果，也使師資力量得到更好的保證。

將整個課程體系中重要的課程進行劃分，將課程的教學(xué)內(nèi)容進行梳理后，整合課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)。第一，電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、高頻電子線路、電子工藝等課程，建設(shè)以“電路設(shè)計”為教學(xué)主線的課程群。第二，數(shù)字電路、EDA、FPGA等課程，建設(shè)以“FPGA”為教學(xué)主線的課程群。第三，C語言程序設(shè)計、單片機原理與應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用、數(shù)字信號處理、圖像處理、嵌入式原理、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等課程，建設(shè)以“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”為主線的課程群。以上三個課程群的建設(shè)，可以將有限的教學(xué)資源進一步優(yōu)化，進而促進大學(xué)生智能汽車競賽，進一步提高學(xué)生的應(yīng)用型能力。

3.2 改革理論教學(xué)方法

目前教師在教授智能汽車競賽相關(guān)課程時，往往因為課程課時的限制或考慮多數(shù)學(xué)生的基礎(chǔ)問題，只是教授基本內(nèi)容，而不會重點講述真正涉及智能汽車的關(guān)鍵知識點，并且現(xiàn)有的教學(xué)方法主要是一味灌輸學(xué)生知識，學(xué)生只是感受到知識的堆積，并不能將理論與實際聯(lián)系起來，從而出現(xiàn)了高分低能的現(xiàn)象，這樣非常不利于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教育初衷。因此，需要改革現(xiàn)有的理論教學(xué)方法，教師在教授理論知識時，可以從智能汽車競賽的實際項目中提煉出相關(guān)問題，將問題導(dǎo)入課程教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和實踐中認真思考問題，通過各種不同的方式找到解決問題的方法，在解決問題的過程中，教師再將涉及相關(guān)課程的理論知識點加以講解，并且適當(dāng)擴大范圍分析其實際應(yīng)用，學(xué)生不光對理論知識點有了更為深入的認識，也將理論和實際很好的聯(lián)系在一起，理論課程不再是簡單的灌輸，學(xué)生學(xué)習(xí)效果也會更好。

3.3 改革實驗教學(xué)模式

目前智能汽車競賽相關(guān)課程設(shè)置的實驗多為驗證性實驗，能較好的驗證各門課程中重要的理論知識點，實驗箱上已經(jīng)把需要的各種電路模塊固化，學(xué)生只需要將各個模塊用導(dǎo)線進行連接即可。整個實驗過程學(xué)生都是按照實驗指導(dǎo)書上的步驟進行機械性的操作，被動的完成驗證性實驗內(nèi)容，學(xué)生沒有自己發(fā)揮的空間。學(xué)生雖然熟悉整個實驗的流程，但是如果學(xué)生不去認真思考，努力探究其實驗原理，學(xué)生的收獲往往很少，最重要的是很多學(xué)生本來就對相關(guān)理論課程的學(xué)習(xí)缺少興趣，如果總是重復(fù)這樣驗證性的實驗，就會使這部分學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)更沒有興趣。這些實驗基本都是固定的硬件、固定的程序，在這樣的實驗環(huán)境中，學(xué)生相互之間存在嚴重的抄襲現(xiàn)象，以至于實驗做完了，多數(shù)學(xué)生并沒有真正掌握我們要求的實驗知識。電信和通信專業(yè)的這些理論課都是實踐性很強的課程，教學(xué)時最好能在教授理論課的同時開展相應(yīng)的課程實驗，并在教學(xué)過程中把抽象的理論知識與實際現(xiàn)象聯(lián)系起來，這樣才能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使理論教學(xué)不再是枯燥的知識講述。所以有必要將驗證性的實驗進行改革，改變學(xué)生被動做實驗的現(xiàn)象，讓學(xué)生在實驗中發(fā)揮主體作用，培養(yǎng)學(xué)生更為科學(xué)的思維方式，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。

3.4 改革考試模式

目前現(xiàn)有的課程考試形式和內(nèi)容相對單一，一般智能汽車競賽相關(guān)課程都是只進行筆試的考試，考核的內(nèi)容是書本上的重要理論知識，很多學(xué)生都是在考試前突擊死記硬背，并沒有真正的掌握相關(guān)課程知識。所以可以適當(dāng)?shù)母淖儾糠终n程的考試形式，將實驗或者部分實踐中的表現(xiàn)加入考試成績的測評中，用更為豐富的方式檢查學(xué)生掌握知識的程度，這樣可以更為真實的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也能給學(xué)生一些學(xué)習(xí)壓力，而不再是臨時抱佛腳應(yīng)付考試。對于實踐能力的考核可以設(shè)置更為靈活的方式，學(xué)生自行組隊，根據(jù)自己的興趣選擇設(shè)置不一樣的課題，這樣可以防止學(xué)生之間的抄襲現(xiàn)象，讓學(xué)生在完成課題的過程中學(xué)習(xí)到實踐中真正需要的能力，教師可以在整個過程中對每個階段給予評分。

3.5 智能汽車競賽納入實踐教學(xué)課程

目前大學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的最大問題就是興趣，缺少興趣，使得大學(xué)生活變得沒有方向，通過參加智能汽車競賽，學(xué)生可以將學(xué)習(xí)的理論知識與實際結(jié)合起來，他們從自己的作品中發(fā)現(xiàn)自身的價值，培養(yǎng)了他們更為濃厚的學(xué)習(xí)興趣。這樣學(xué)生就會將原來頹廢的大學(xué)生活變得更有意義，有了自己明確的目標(biāo)，就會充分利用一切可以利用的課余時間，解決自己遇到的每個問題，學(xué)習(xí)也會變得更有效果。

為了更好的組織智能汽車競賽，提高學(xué)生參加競賽的熱情，也減少學(xué)生選修課程的負擔(dān)，可以將智能汽車競賽納入信息工程學(xué)院實踐教學(xué)體系中，學(xué)生可以選擇自愿的形式報名參加，指導(dǎo)教師組織相關(guān)競賽培訓(xùn)，學(xué)生在規(guī)定時間完成規(guī)定任務(wù)即可獲得相應(yīng)實踐課程的學(xué)分。如果學(xué)生在競賽中獲得獎勵，在原有基礎(chǔ)學(xué)分的基礎(chǔ)上，還可以給學(xué)生相應(yīng)的創(chuàng)新學(xué)分，這樣可以更好的吸引學(xué)生參與到智能汽車競賽中來。

[1] 葉夢君，胡長暉，張先鶴等.智能車競賽在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中的探索與實踐[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014,(04).

[2] 王正剛，王冠凌，顧梅.基于智能車競賽的電子技術(shù)課程教學(xué)改革研究[J].銅仁學(xué)院學(xué)報,2017,(06).

[3] 楊海柱，劉潔，徐錦舉.智能汽車競賽對提高學(xué)生創(chuàng)新能力的研究[J].實驗室研究與探索,2013,(11).