運輸裝備控制與網絡技術課程建設和教學改革探討*

摘" 要" 以運輸裝備控制與網絡技術課程建設為例，從優化課程內容、加強課程資源建設、加大教研教改力度和完善教學團隊幾個方面進行探討。實踐證明，該課程的建設積累了多學科融合型新課程建設經驗，教學改革顯著增強了教學效果。

關鍵詞" 運輸裝備控制與網絡技術；課程建設；一流課程；教學改革

中圖分類號：G642.0" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）23-0067-04

0" 引言

近年來，隨著國家汽車產業的調整升級和軌道交通行業的快速發展，對該領域復合型應用人才的需求不斷提升。為適應行業發展，各高校對于復合型應用人才培養的內容與模式等不斷調整，同時開設和建設一批多學科融合型新課程[1-2]。車載網絡技術類課程是一門基于車輛、電子、通信、計算機等多學科融合型課程，以近年來高速發展的車輛電子控制新技術原理與應用為教學內容，應用前景很強，目前已成為車輛工程、交通運輸類專業的重要專業課程之一。本文以南京工程學院汽車與軌道交通學院的運輸裝備控制與網絡技術課程為例，對多學科融合型新課程的建設與教學改革進行探討，以推進一流課程建設，提高教學質量。

1" 課程建設歷程

南京工程學院運輸裝備控制與網絡技術課程開設于2010年，當時為滿足汽車電子控制新技術的發展，自動化（車輛電子電氣）專業開設新專業必修課，課程名稱暫定為車載網絡系統，教學內容為CAN總線技術原理及其在汽車上的應用基礎。2013年，原自動化（車輛電子電氣）專業合并調整為車輛工程（車輛電子電氣）專業，該課程的教學內容也進一步深入，在原教學內容上逐步增加CAN總線系統測試與設計的教學內容。

當時國內開設此類課程的高校不多，適用教材十分缺乏，只能先翻印教材滿足教學急需，再自編校本教材投入教學使用，最后到筆者自編出版規劃教材《汽車車載網絡技術原理與應用》正式配套教學使用。與此同時，學校積極購置相關實驗設備開設課程實驗，使該課程逐步進入正軌。

2016年，南京工程學院學科專業大調整，取消車輛工程（車輛電子電氣）專業，新設立交通設備與控制工程專業，原車載網絡系統課程為適應專業內涵發展進一步完善，更名為運輸裝備控制與網絡技術，教學內容在原有基礎上進一步拓展列車網絡控制技術原理與應用方面的內容，使該課程的教學內容覆蓋汽車與軌道車輛網絡控制技術，多學科融合性進一步提高，較好地滿足了現代交通設備與控制工程專業人才培養的需要。同時，學校也依托該課程，通過教學內容刪減以兼容車輛工程專業（汽車和城軌模塊）兩個方向開設少學時車輛網絡控制技術內涵的專業選修課的教學需求。

2" 課程建設與教學改革

2.1" 課程建設與教學改革要點分析

多學科融合型新課程的建設過程是一個不斷探索并逐步完善的過程。而運輸裝備控制與網絡技術課程內容涉及車輛、電子、通信、計算機等專業，理論上多學科融合性較強，其前序專業基礎課程有一定的跨度。課程開設過程中又受到近年來學校學科專業調整的影響，針對的教學專業對象也不斷變化，課程建設存在較大難度，對課程實際教學效果也有很大的影響。

在實際教學過程中，筆者發現課程教學效果受學生對前序課程的學習掌握情況影響很大。課程開設初期是針對自動化（車輛電子電氣）專業，教學過程中學生對CAN總線技術原理內容掌握得很好，學生由于前序課程中有關車輛類課程基礎較弱，對課程有關CAN總線在汽車上的應用內容普遍掌握得不好；課程開設中期，授課專業調整為車輛工程（車輛電子電氣）專業，教學過程中學生對有關CAN總線在汽車上的應用內容易于接受，而對課程有關CAN網絡通信原理方面教學內容不易掌握；課程開設后期，授課專業調整為交通設備與控制工程專業，教學過程中學生對有關汽車車載網絡技術原理與應用部分的教學內容普遍掌握得較好，但增補的列車網絡控制技術原理部分因內容跨度較大，使得課程整體的教學效果受到一定影響[3]。

基于以上情況，運輸裝備控制與網絡技術課程加強課程建設十分必要，應從優化課程內容、加強課程資源、加大教研教改和完善教學團隊幾個方面進行。

2.2" 優化課程內容

在近10年的課程教學過程中，課程主要教學內容經歷針對三個不同專業的教學實施過程。一方面受學校學科專業規劃調整的影響，教學實施過程中變化較大，課程內容和側重點反復調整，課程建設進展不夠深入；另一方面可看到隨著技術發展，多學科融合型的課程教學內容是社會發展急需的，這也對課程建設起到促進作用。

基于筆者參與學校課程建設的體會，現有條件下高校在開設學科交叉融合型課程過程中，必須緊密結合自身定位、專業培養目標，從課程目標達成度出發對課程教學內容進行大幅度優化。以運輸裝備控制與網絡技術課程為例，對于偏電類專業、方向，因其前序課程與本課程契合度較好，可以探索進一步加強網絡技術應用、軟硬件設計內容教學，適當補充必要的有關車輛電控系統的基礎知識點；對于偏機類專業、方向，因其前序課程與本課程契合度不佳，可以調整開設本課程的簡化版少學時概述性課程，如以汽車總線、列車總線等課程方式進行，適當拓寬偏機類專業、方向對車輛網絡應用基礎的學習需求；而對于交通設備與控制工程專業的學生畢業后可能從事汽車或軌道車輛行業的實際情況，需要大力研究課程教學中涉及的汽車網絡控制技術與列車網絡控制技術內容跨度大這一難題，在授課內容的學時分配、授課內容核心要點的凝練等問題上進一步探索。

如圖1所示，目前南京工程學院運輸裝備控制與網絡技術課程內容構架包含基礎知識、汽車車載網絡技術、列車車載網絡技術和CAN總線節點設計四個部分，分別對應基礎知識模塊（通信、計算機網絡、總線基礎）、汽車車載網絡模塊（CAN總線原理與應用）、列車車載網絡模塊（TCN總線原理與應用）和應用設計模塊（CAN總線節點軟硬件設計）四個相對獨立的知識模塊，課程內容全面涵蓋主流汽車與列車車載網絡協議的基本原理及其應用、設計。

實施過程中，不同院校或專業方向可根據培養要求組合課程的知識模塊開展教學，以避免這類多學科融合型課程因專業方向調整或課程變化等使具體教學實施過程中課程內容和側重點反復變化而重復建設，具有較強的靈活性。另外，對于自動化類專業和有實際需求的交通設備與控制工程、車輛工程專業學生，可以加大應用設計模塊的選擇，使學生通過課程基本原理的學習能進一步將車輛網絡技術與單片機、電子、控制等知識結合，進而可以完成以CAN總線為主的汽車網絡控制系統設計開發，實現復合型應用人才培養的目標。

2.3" 加強課程資源建設

由于該課程教學內容涉及面廣、綜合性強，且部分知識內容涵蓋較多前序專業基礎課程，加強課程資源建設，尤其是教材建設至關重要。以南京工程學院為例，隨著運輸裝備控制與網絡技術課程教學內容深化，作為課程主要資源的教材，從原翻印教材到自編校本教材，后選用國防工業出版社出版的《汽車車載網絡技術原理與應用》用于課程教學；目前為滿足拓展教學要求，還選用中國電力出版社出版的《列車網絡控制技術原理與應用》作為補充教材。教材征訂和使用不方便，且這幾年新技術的不斷發展使得教材內容也有一定的滯后。

2019年，筆者主講的運輸裝備控制與網絡技術課程獲批南京工程學院一流課程建設項目，該課程建設進入快車道。經過2020年、2021年兩次大幅度調整課程大綱，同時與西安交通大學出版社簽約，將于2022年正式出版《車輛網絡技術》教材，內容涵蓋汽車與列車車載網絡技術基礎和最新應用，為課程的資源建設提供有力支撐。

考慮到教學內容涉及面廣、綜合性強且具有多學科融合性的特點，近三年來在課程教學實施過程中，在超星學習通平臺上逐步構建較為完善的課程網絡資源，一方面可有效利用線上教學平臺的優勢補充線下教學時間和內容的不足，給學生提供豐富的課后自學材料，幫助學生學習，助其突破學習難點；另一方面便于教師網上答疑，加強教師和學生之間的交流互動。

如圖2所示為2021年10月線上教學平臺統計的2018級兩個班69名學生課后自學章節次數情況，從數據可以看出，線上教學資源的構建對于學生課后自主學習確實有益，對于課程教學過程是一個很好的補充。

2.4" 加大教研教改力度

對于運輸裝備控制與網絡技術等一些多學科融合型新課程，需要加大課程建設過程中教研教改的力度，尤其是具體實施環節的持續改進，才能從根本上提高教學質量。近五年多來，筆者主持和參與四項校教研教改項目，在這些項目支持下，不斷探索優化課程實施環節，推進教學改革。

根據前期課程教學過程中發現的問題，結合一流課程建設要求，首先從課程大綱修訂入手，以課程目標達成度為導向，新版課程大綱進一步根據專業特點凝練課程內容重點，在課程教學中融入課程思政理念，強化課程教學過程考核。課程成績評定方式由原來的平時占10%、實驗占20%、考試占70%，調整為平時占15%、實驗占15%、討論課占20%、考試占50%，降低實驗與考試這兩項內容相對固定的評價項目權重，增加平時項目（包含考勤、課堂提問、學習態度、作業）權重以加強對學生平時學習的督導。重點增加討論課環節，討論課以小組協作、教師指導的方式調動學生課后主動學習的積極性。按照教師布置的不同討論題目，各小組完成收集資料、歸納總結、撰寫報告、制作PPT，最后進行課堂匯報與討論，可及時客觀地反映教學的實際效果[4]。

2.5" 完善教學團隊

課程體系建設中教師隊伍建設是教學活動順利開展的重要支撐，一支具備扎實專業理論知識和一定實踐經驗的課程教學團隊是保證課程教學高質量完成的基礎。依托學校一流課程建設項目，筆者在學院的大力支持下，針對課程內容涉及不同專業、多學科融合綜合性較強的特點，以課程負責人身份從學院的交通控制與車輛工程兩個教研室以及實驗中心三個部門整合現有教師資源，組建課程教學團隊，避免目前普遍存在的“懂車的人不懂電，懂電的人不懂車”的尷尬狀況。一方面通過教研教改項目與工程實踐培訓，提升課程教學團隊教師的課程相關理論與實踐水平；另一方面打破傳統的不同專業背景的理論教師與實驗教師各自為戰的狀態，鼓勵多名理論教師與實踐教師適當地參與部分課程內容講授，共同參與教學實施，取長補短[5]。

3" 結束語

多門學科融合型新課程的建設與教學改革任重道遠，南京工程學院的運輸裝備控制與網絡技術課程建設在近10年受學校專業方向變化的影響不斷調整與逐步積累，尤其是近三年，在一流課程建設資助下迅速推進。圖3為學校2016～2018級交通設備與控制工程專業班級課程考核綜合成績統計圖，從圖中可以看出2017、2018級課程教學在經過課程大綱大幅度修訂，線上平臺教學資源建立與完善等改革措施實施后，班級課程考核綜合成績較2016級有明顯進步，均分提高5分左右；而2018級進一步優化加強了教學過程考核，強化學生平時學習的督導，增加討論課環節引導學生自主學習，一定程度上提高了學生的學習積極性，夯實了對課程主要教學知識點的理解與掌握，班級課程考核綜合成績較2017級高分增加、低分減少，班級整體綜合成績分布均衡，整體教學效果進一步增強。

通過2019—2021年進行的教師同行評教、學生網上評教、學校學院二級督導聽課評價等反饋，課程教學質量穩步提高。目前，該課程整體步入正軌，同時能對不同專業方向相關選修課程提供支撐，也為學校多學科融合型新課程建設與教學改革提供切實有益的經驗。

參考文獻

[1] 楊煒，馬輝，劉晶郁，等.基于MOOC+SPOC的車載網絡技術課程線上線下混合式教學研究與探索[J].高教學刊，2021（21）：93-96.

[2] 沈敏，余聯慶.基于多學科融合的傳感器與檢測技術課程教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2021（7）：107-109.

[3] 屈敏，丁左武.應用型本科車輛電子專業方向實驗教學改革的探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2011（17）：105-107.

[4] 龔小祥，何春蓉，晏娟.汽車傳感器與車載網絡技術教學改革探討[J].中國現代教育裝備，2020（9）：135-137.

[5] 屈敏.應用型本科新能源汽車方向實踐教學體系建設的探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2021（7）：110-112.

*項目來源：南京工程學院2019年度一流課程建設項目“‘運輸裝備控制與網絡技術A’課程建設”（項目編號：YZKC2019074）。

作者：屈敏，南京工程學院，副教授，研究方向為汽車電控技術；丁左武，南京工程學院，教授，研究方向為新能源汽車電機控制技術（211167）。