“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”課程教學(xué)實(shí)踐探討

陳小波

摘 要 針對(duì)“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”課程具有內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少、理論強(qiáng)、實(shí)踐難等特點(diǎn)，分析課程教學(xué)過程中存在的多種問題，從教學(xué)手段、課程內(nèi)容和考核方式等角度，提出項(xiàng)目化教學(xué)模式、改進(jìn)多媒體教學(xué)效果、融入現(xiàn)代教育理念、精心組織教學(xué)內(nèi)容、完善課程考核方式等手段，有效增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提升課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 智能網(wǎng)聯(lián)汽車 人工智能 課程教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.02.047

Discussion on Teaching Practice of

"Introduction to Intelligent Networked Vehicle"

CHEN Xiaobo

（Institute of Automobile Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang， Jiangsu 212013）

Abstract In view of the characteristics of "Introduction to intelligent network connected vehicle" course， such as more content， less class hours， strong theory and difficult practice， this paper analyzes various problems existing in the course teaching process， and puts forward project-based teaching mode， improving multi-media teaching effect， integrating modern education concept， carefully organizing teaching content and perfecting course assessment methods from the perspectives of teaching means， course content and assessment methods. It can effectively enhance students' learning interest and enthusiasm， stimulate students' creativity， cultivate students' ability to analyze and solve problems， improve the teaching quality and efficiency， and achieve good teaching effect.

Keywords intelligent networked vehicle; artificial intelligence; course teaching practice

智能網(wǎng)聯(lián)汽車[1]是智能汽車與車聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，通過先進(jìn)的車載傳感器、控制器和執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以與人、車、路和后臺(tái)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能和高效的行駛。根據(jù)《中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車人才發(fā)展報(bào)告》，我國(guó)汽車行業(yè)智能汽車人才總量不足2萬人，人才的匱乏嚴(yán)重制約了我國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，需要大量具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才投身于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研究與應(yīng)用之中。[2]據(jù)此，江蘇大學(xué)車輛工程專業(yè)開設(shè)的“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”課程通過系統(tǒng)介紹智能網(wǎng)聯(lián)汽車的基礎(chǔ)理論和算法，使學(xué)生全面了解相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求和技術(shù)變革，滿足當(dāng)今社會(huì)對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的人才需求。

1 課程性質(zhì)和特點(diǎn)

“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”涉及車輛工程、人工智能、信息通訊、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、電子、電氣等學(xué)科，是一門典型的多學(xué)科交叉、且處于快速發(fā)展的課程。課程涉及的主要內(nèi)容包括：智能網(wǎng)聯(lián)汽車的定義與分級(jí)、體系框架與發(fā)展趨勢(shì)、以及具有代表性的多個(gè)子系統(tǒng)，如：環(huán)境感知子系統(tǒng)、無線通信子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、導(dǎo)航定位子系統(tǒng)、決策與控制子系統(tǒng)等。不同于車輛工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的傳統(tǒng)課程， [3]如機(jī)械振動(dòng)、汽車構(gòu)造、工程制圖等，“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”具有顯著的學(xué)科交叉融合特點(diǎn)，該課程需要學(xué)生具有人工智能、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、電工電子、控制等多專業(yè)的理論基礎(chǔ)，又需要具備較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力，尤其是編程能力。該課程具有內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少、理論強(qiáng)、實(shí)踐難等特點(diǎn)。因此，需要在教學(xué)過程中，根據(jù)該課程的上述特點(diǎn)制定相應(yīng)的教學(xué)方案。[4]

2 課程教學(xué)中存在的問題

目前針對(duì)“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”課程的教學(xué)，以教師系統(tǒng)講授為主，教學(xué)形式比較單一，由于課程涉及的知識(shí)面廣、學(xué)時(shí)少，需要教師在較短時(shí)間內(nèi)向?qū)W生傳授豐富的課程知識(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)方法存在很多缺點(diǎn)，容易導(dǎo)致課堂氣氛乏味、學(xué)生學(xué)習(xí)效率低等問題，無法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。[5]首先，教學(xué)方式仍然以教師講授知識(shí)為主，學(xué)生處于被動(dòng)接受地位，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，影響學(xué)習(xí)效率。然后，教材內(nèi)容與學(xué)科前沿存在一定程度滯后，學(xué)生無法捕捉智能網(wǎng)聯(lián)汽車領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)，難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。最后，課程考核方式單調(diào)，主要以期末試卷考試為主，容易導(dǎo)致學(xué)生通過課程內(nèi)容的生硬記憶獲得高分，而實(shí)際分析問題、解決問題的能力并未提高。

3 提高課程教學(xué)效果的措施

3.1 項(xiàng)目化教學(xué)模式

針對(duì)“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”課程內(nèi)容的廣泛性和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為主線，采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，依據(jù)實(shí)際智能網(wǎng)聯(lián)汽車的多個(gè)子系統(tǒng)，如環(huán)境感知子系統(tǒng)、決策控制子系統(tǒng)等，歸納對(duì)應(yīng)的核心教學(xué)模塊，將理論知識(shí)與實(shí)踐能力整合為不同的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)有效融合理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)模式。例如，針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車環(huán)境感知子系統(tǒng)，可以將該部分設(shè)計(jì)為理論與實(shí)踐相結(jié)合的項(xiàng)目，理論部分介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)原理，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)實(shí)的理論素養(yǎng)，實(shí)踐部分要求學(xué)生動(dòng)手搭建簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊行人或車輛的自動(dòng)識(shí)別，并通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新問題，培養(yǎng)學(xué)生在解決實(shí)際問題中的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3.2 改進(jìn)多媒體教學(xué)效果

為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)多媒體課件制作具有較高要求。首先，課件要能覆蓋課程的主要內(nèi)容、符合教學(xué)大綱要求，保證教學(xué)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性，同時(shí)，課件需要突出重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，便于學(xué)生系統(tǒng)理解并掌握課程知識(shí)。其次，課件要具有表達(dá)形式豐富、交互性好、趣味性強(qiáng)的特點(diǎn)，能有效吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生好奇心，幫助學(xué)生建立學(xué)好該課程的自信心。因此，要求多媒體課件既能符合課程教學(xué)目標(biāo)又能豐富多彩、具有很好的吸引力。例如，有的教學(xué)內(nèi)容適合以圖表形式展示，以幫助學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，有的則適合以視頻動(dòng)畫形式講解，以增加課程內(nèi)容的趣味性。

3.3 融入現(xiàn)代教育理念

為增強(qiáng)課堂氣氛、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，可以融合多種現(xiàn)代教育理念，提升教學(xué)效果。可以根據(jù)不同內(nèi)容采用不同教學(xué)手段。例如，講授智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系結(jié)構(gòu)時(shí)，有條件情況下可通過參觀實(shí)車的方式進(jìn)行，比單一板書或多媒體課件的方式更能提高學(xué)習(xí)興趣;對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的各個(gè)子系統(tǒng)，可采用啟發(fā)引導(dǎo)式的教學(xué)方法，幫助學(xué)生更好認(rèn)識(shí)不同子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理和功能。教師也可采用課堂討論、角色互換等綜合教學(xué)模式，將學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)思考和學(xué)習(xí)。通過師生互動(dòng)，不僅能有效提高學(xué)生的參與度，從而積極思考問題、解決問題，而且也鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言組織和口頭表達(dá)能力。

3.4 精心組織教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的精心選擇和組織是良好教學(xué)效果的基礎(chǔ)。由于智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展日新月異，新理論、新技術(shù)層出不窮，教材難以反映學(xué)科前沿，無法充分激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲，最終影響教師的教學(xué)效果。首先，為降低教材內(nèi)容滯后帶來的影響，可以廣泛收集智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的前沿資料，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行組織，讓學(xué)生了解最尖端的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，與時(shí)俱進(jìn)。例如，可通過案例教學(xué)方式向?qū)W生介紹百度在北京的無人駕駛出租車試乘活動(dòng)，不僅能開闊學(xué)生視野，而且提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;還可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展熱點(diǎn)和相關(guān)企業(yè)。

3.5 完善課程考核方式

通過綜合評(píng)價(jià)方式反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，綜合評(píng)價(jià)包括課程平時(shí)考核和期末考核。平時(shí)考核是通過定期對(duì)每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目所涉及的理論知識(shí)點(diǎn)掌握情況和實(shí)踐效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在期末考核中，可以擬定多個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)主題，如激光雷達(dá)數(shù)據(jù)分析、視覺車輛檢測(cè)、智能決策與路徑規(guī)劃等，學(xué)生根據(jù)自己的興趣自由組合為多個(gè)小組，每個(gè)小組選定一個(gè)主題，組內(nèi)的同學(xué)進(jìn)行任務(wù)分工，如資料收集、程序設(shè)計(jì)、主題匯報(bào)，現(xiàn)場(chǎng)答疑、報(bào)告撰寫等，最終從資料收集整理能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力等多個(gè)角度對(duì)每組的整體表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分。

4 結(jié)論

針對(duì)“智能網(wǎng)聯(lián)汽車概論”課程特點(diǎn)，深入分析課程教學(xué)中存在的問題，為在有限課時(shí)內(nèi)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到課程目標(biāo)，提出項(xiàng)目化教學(xué)模式、改進(jìn)多媒體教學(xué)效果、融入現(xiàn)代教育理念、精心組織教學(xué)內(nèi)容、完善課程考核方式等手段，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，取得預(yù)期的教學(xué)效果。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（61773184）

參考文獻(xiàn)

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