智能網聯汽車課程建設探索

郭樹滿 周 瑜 張華偉 郭朋彥 白鵬飛

（1.華北水利水電大學機械學院 河南·鄭州 450002；2.云南交通運輸職業學院智慧交通學院 云南·昆明 650300）

為了實現國家汽車制造強國夢和交通強國夢，2015年5月國務院印發了《中國制造2025》的通知，通知中明確將智能網聯汽車列入國家智能制造未來十年發展的重點領域，到2025年要掌握自動駕駛的各項關鍵技術[1]。2019年9月發布了《交通強國建設綱要》，剛要中指出要加強智能網聯汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協同）研發，形成自主可控完整的產業鏈。2020年2月，國家發改委等11部門聯合印發了《智能汽車創新發展戰略》，戰略中規劃了智能汽車發展的近期、遠期戰略愿景和六大具體建設任務，構建智能汽車的中國標準體系，實現汽車強國戰略目標。

眾所周知，智能網聯汽車是近幾年隨著汽車的智能化和網聯技術的發展而發展起來的新興行業，國內大部分高校開設的專業還是以培養傳統汽車人才為主，只有少數高校切合市場的需求，對專業、培養方案和課程體系及時進行了調整，但這些學校培養的人才數量和市場對智能汽車人才巨大的需求相差甚遠，已成為制約該行業發展的最大瓶頸，據預測，在未來4-5年，新能源及智能網聯汽車應該可以占到汽車保有量的25%左右，相關的人才缺口會達到幾十萬甚至上百萬的數量級別[2]。

為了解決智能網聯汽車行業快速發展和技術人才供不應求的矛盾，加快推進高校人才的培養，教育部2018年4月發布了《高等學校人工智能創新行動計劃》文件，將提升高校人工智能領域科技創新、人才培養和服務國家需求的能力作為重要工作內容，作為培養人才第一要務的高校，理應也責無旁貸的承擔起培養智能網聯汽車人才的重任。

1 智能網聯汽車課程建設存在的問題分析

智能網聯汽車涉及汽車、控制、通訊、AI、大數據、云計算等知識，涵蓋內容多，覆蓋面廣，人才匱乏的主要原因在于缺乏能夠培養專業智能網聯汽車人才的對口專業。因此，建設新型智能網聯汽車專業以適應產業發展，成為亟待解決的事情[3]。但在實踐過程中存在以下亟待解決的主要問題：

1.1 課程體系調整滯后

目前許多高校的課程體系還是以傳統汽車行業為主的學科設置，但在智能網聯汽車時代，對人才的需求和以往不同，更多地集中在車聯網、智能駕駛、自動駕駛、無人駕駛、控制算法和人工智能等新領域。即便是一些已經開設智能車輛工程相關學科的高校，由于此領域的技術創新主要是由企業驅動，高校培養的人才與企業實際用人需求之間仍然存在一定的脫節。當前，由于開設智能網聯汽車專業的高校較少，可借鑒的課程體系不多，培養大綱、課程體系、評價體系等的制定需要探索研究。

1.2 高層次專業教師匱乏

智能網聯汽車涉及感知、通訊、定位、決策規劃和控制等。因此，只有那些對各環節都熟悉的復合型人才才能真正理解智能網聯系統。而當前，全智能網聯汽車行業缺乏人才，更缺乏具有博士學歷的高層次人才。目前，汽車專業的任課老師都是傳統汽車專業方向畢業的，不具備智能網聯汽車所要求的綜合知識，這是目前該專業發展存在的最大問題。

1.3 高質量教材偏少

教材是教學內容的主要載體，是教學重要依據、培養人才的重要保障，而智能網聯汽車是近幾年發展起來的新興行業，目前市面的書籍主要針對技術原理介紹或某一技術具體開發應用，具備理論性和系統性可作為教材的書籍較少，全國優秀教材、國家級規劃教材幾乎沒有。

1.4 實驗設備缺乏

目前，傳統汽車的教學實驗設備相對完善，而智能網聯汽車方面的教學實驗設備缺乏，這些設備不但比較昂貴，需要投入更多的資金建設實驗室，而且缺少適用于智能網聯汽車本科生培養的實踐教學設備。

2 智能網聯汽車課程建設

要解決當前智能網聯汽車領域人才缺乏的問題，作為承擔人才培養重任的高校，應從學科建設、專業設置、課程體系等方面應盡快調整和修訂人才培養方案，以適應市場對人才的需求。與此同時，智能網聯汽車企業也要積極參與到高校人才培養的過程中來，以專家的身份參與高校人才培養方案的制定，以校企實習、創新基地共建，項目依托，聯合研發等多方式合作，使產學研深度融合，為行業輸送更多高質量優秀人才。

基于此，應以“新工科”建設為契機，以OBE理念為核心，從培養課程體系調整、教學大綱制定、教師綜合能力提升、課程思政、課程目標達成度、完善評價體系、持續改進、實驗室建設等方面建設智能網聯汽車專業。

2.1 課程體系重構

專業課程體系的構建應堅持以學生為中心，以社會需求為導向，優化課程結構，建設多層次、多元化課程模塊，增加選修課程占比，圍繞人才培養目標，滿足當前社會需求的應用型課程體系，應邀請專業負責人、骨干教師、校外同行專家、企業單位專家參與人才培養方案制定和課程體系構建，從通識教育課、學科基礎課、工程基礎課、專業核心課、專業選修課、集中實踐教學、拓展教育等方面優化課程體系，要充分體現車輛智能化和網聯化的融合，在保留當前車輛專業核心課的基礎上（機械控制理論、汽車理論、汽車構造、汽車設計、汽車實驗學等）[4]，增加專業選修課程（智能網聯汽車、大數據應用基礎、云計算基礎等）。同時，增加智能網聯內容的集中實踐教學環節。

2.2 教學大綱制定

教學大綱是課程教學活動的綱領，是落實課程教學目標達成的基石。制定大綱時，應緊緊圍繞工程教育專業認證的成果導向理念（OBE），即以學生的學習效果為導向，著眼于培養學生能力、面向市場需求。從課程教學目標、課程目標與畢業要求支持關系、課程內容與課程目標的支持關系、課程目標評價方法與課程目標達成度評價方法等方面制定教學大綱，課程的教學目標由專業的畢業要求、課程體系、課程的自身特點共同決定。在課程知識目標基礎上應添加素質及德育等思政教育目標。課程目標的建立和持續改進要結合由校內的任課教師、專業負責人、教學督導、應屆畢業生、課程目標達成度評價結果等構成的內部評價結果及由用人單位、企業專家、行業內專家、往屆畢業生構成的外部評價結果[5]。

2.3 教材建設

2018年4月教育部印發了《高等學校人工智能創新行動計劃》的通知，通知中計劃的重點任務之一是加強教材建設。指出要加快人工智能領域科技成果和資源向教育教學轉化，推動人工智能重要方向的教材和在線開放課程建設，特別是人工智能基礎、機器學習、神經網絡、模式識別、計算機視覺、知識工程、自然語言處理等主干課程的建設，推動編寫一批具有國際一流水平的本科生、研究生教材和國家級精品在線開放課程；將人工智能納入大學計算機基礎教學內容。從國家層面推進智能網聯汽車教材的建設，組織行業資深人士編寫適合本科生、研究生教學的教材。當前，教材的質量逐年提高，近幾年內會有更多的高質量教材可供選擇。

2.4 智能網聯課程思政設計

“課程思政”是各課門課程任課老師在授課過程中，將國家主流意識形態所倡導的道德要求、價值觀念、思想認識和政治理念有機融入教學過程，以間接內隱的方式傳遞給受教者，使其成長為符合國家發展要求的合格人才的教育教學理念[6]。智能網聯課程講授時，要充分挖掘每一章節所蘊含的工程哲學思想、思政教育內涵，從不同角度、不同層次融入思政教育元素，將思政教育貫穿于整個課程學習中，實現全過程育人。培育和弘揚民族精神，培養學生家國情懷，激發學生創新思維和創新意識，養成勇于克服困難的精神；樹立良好的職業道德、正確人生觀、世界觀及價值觀；培養學生嚴謹務實的職業意識、愛崗敬業和團隊協作的工作作風，塑造學生正確的消費觀、審美觀、人生觀、世界觀、價值觀等。

2.5 改進教學方式，采用多元混合教學

智能網聯汽車課程教學團隊要積極參加和申報校級精品在線開放課程、校級示范課程以及省級精品在線課程建設，把該課程打造成精品課，同時改進課程教學方式，采用線上、線下等多元混合教學模式。充分利用中國大學慕課、QQ群、智慧樹、騰訊課堂、超星等網絡教學平臺，并在平臺上發布自己所制作的課件、視頻、專題研討、測試、問卷調查等，讓學生根據自己的時間，靈活安排學習計劃。由于智能網聯汽車涉及的通訊、控制比較多，相對比較抽象，難以理解。因此，把做好的視頻課件和學習資料上傳網絡教學平臺，讓學習提前學習、布置任務，采用任務驅動和翻轉課題教學方法，讓學生搜集資料，學習掌握智能網聯關鍵技術的工作原理、組成及控制原理等，積極參與到課堂教學中，提高教學效果。

2.6 建立以OBE達成度進行考核和評價體系

OBE理念的核心在于建立以成果為導向的逆向教學設計流程，教學設計都是為了促進成果的達成，所產生的成果必須是明確而清晰的。通過建立“教學過程質量監督機制”和“課程目標達成度結果分析持續改進”對培養方案及教學環節形成反饋并進行動態調整，以確保培養的人才能夠滿足畢業要求，人才培養目標最終能實現，從而形成人才培養方案設計流程的閉環，人才培養體系得到持續優化。教學過程質量監督機制，對每個教學環節的過程進行監督，對課程達成度進行評價，最終目的是對教學活動、課程大綱、師資隊伍等進行持續地改善[7]。教學實施過程中，教學內容、課堂提問的內容、課后作業及期末考試題每題考點要嚴格對應教學大綱中所對應的課程目標。在課堂教學組織與實施過程中，要對課堂進行教學檢查，一方面是讓教師自查，另一方面是組織督導老師聽課，了解學生對知識掌握情況、作業完成情況、課堂參與情況等以確保課程預定教學目標的實現。每節課結束后，根據學生作業和課堂回答情況，根據教學大綱所確定的課程目標評價方法和評分標準，分析每一個學生的課程目標達成度。課程結束后，根據學生的考試得分情況，分析每題對應的課程目標達成度，結合平時的作業、課堂提問等進而定量綜合分析每個課程目標達成度。同時，根據課程目標及課程教學內容設計問題，針對本課程全體學生進行問卷調查進行定性評價每個課程目標的達成度。根據定量和定性分析的課程目標達成度，分析課程目標存在的主要問題，提出改進措施與建議[8]。

2.7 教師綜合能力提升

從傳統汽車向新能源汽車、智能網聯汽車發展是一個總體趨勢，是科技進步和社會發展的結果，國家從戰略層面發布了一系列相關政策，制定了發展規劃、路線圖和階段目標。作為高校的傳道受業解惑的老師，要順應社會的發展，調整、更新自己的研究方向和知識，提高自己的專業知識水平。在智能網聯汽車人才匱乏的情況下，任課老師要從內部師資隊伍挖掘和培養。一方面，老師們要加強自身學習，只有先裝滿自身一桶水，才能給學生一杯水；另一方面，由于智能網聯汽車課程實踐性很強，單純的理論講授，學生難以理解和掌握，因此，任課老師要加強校企合作，積極參與到相關企業或科研院所的研發和生產中，通過實踐提高自己的專業技能。

2.8 產學研深度融合，加強實驗室建設

國家發展改革委、教育部等6部門印發《國家產教融合建設試點實施方案》，《實施方案》指出，深化產教融合，促進教育鏈、人才鏈與產業鏈、創新鏈有機銜接，是推動教育優先發展、人才引領發展、產業創新發展、經濟高質量發展相互貫通、相互協同、相互促進的戰略性舉措。企業要充分利用高校的智力資源，在當前智能網聯汽車人才急缺的情況下，企業要積極參與高校人才的培養，為培養注入新的活力，培養出更加適合市場需求的人才。應以項目依托、共建等多種模式建設實驗實訓基地及科研教研平臺，高校自身也要加強實驗室建設，在傳統汽車實驗平臺上，自研或外購相關智能網聯設備，完善教學實驗平臺，開展實驗教學，提升學生的實踐能力。

3 結束語

在目前全行業缺乏智能網聯汽車人才的情況下，高校作為培養人才的重要基地，盡快從課程體系優化、教學大綱、課程思政建設、師資隊伍建設、實驗室建設等方面進行課程建設，面對市場需求，培養出更多高質量的人才，緩解人才匱乏局面。