汽車電子綜合實訓平臺建設與教學改革實施探索

江學煥 隋紀祥 彭國生 程詩卿 程登良 黃海波

（湖北汽車工業學院電氣與信息工程學院，湖北 十堰 442000）

1 引言

隨著汽車智能化、網聯化和電動化產業飛速發展，汽車電子行業對通信互聯、軟硬件實現、智能AI、汽車測控、機電控制和動力電源管理等技術的需求不斷提升，汽車電子行業人才的知識結構、研發水平、創新能力已無法滿足行業發展需要，人才陷入短缺困境。[1,2]根據我校辦學定位，開展汽車電子綜合實訓是將理論思維與實踐應用能力相結合的橋梁，是綜合創新能力培養的重要環節。[3]汽車電子綜合實訓課程是結合汽車電子特色和電子信息專業人才培養需求開展的一門綜合實訓課。課程以行業熱點無人駕駛汽車為背景，以智能小車為載體，將嵌入式系統、硬件電路設計、LabVIEW開發等技術相結合，提升學生綜合創新實踐能力。經過10余年的發展和建設，該課程已成為一門課程目標明確、符合工程教育理念、教學資源豐富、能夠有效支撐人才培養要求的集中實踐課程。本文通過搭建汽車電子綜合實訓平臺，實施一系列教學改革探索，并在實際教學中應用，取得了良好的教學效果。

2 汽車電子綜合實訓教學現狀

2.1 課程教學目標及內容

根據我校“堅持‘工程教育回歸工程’理念，圍繞和拓展汽車產業鏈，培養專業基礎扎實、工程實踐能力強、具有創新精神和創業意識的專門應用型人才”的辦學定位，學生完成本課程學習后，達到以下目標：

知識目標：以汽車電子領域廣泛應用的微處理器軟硬件系統為載體，系統掌握其基本架構、工作原理和應用方法。

能力目標：能夠使用現代工具，利用現代信息技術，科學地開展實驗，具備工程問題的思維推理、分析運算和歸納總結的能力；能夠靈活運用理論知識和工程技術方法完成各項設計任務；具備一定的自主學習能力、溝通能力和團隊合作能力。

素養目標：培養學生崇高的科學觀，堅定對國家的制度自信、文化自信和歷史認同，培養服務于建設汽車大國、汽車電子強國的工匠精神。

2.2 教學中存在的問題

（1）課程內容與行業需求脫節，講授知識陳舊。

（2）信息技術與工程實踐教學的深度融合，給教學模式和方法帶來挑戰。

（3）教學平臺老舊，教學資源有限，學生實踐能力培養的開放性、創新性、高階性被限制。

（4）工程實踐課程思政有待加強。

3 汽車電子綜合實訓平臺建設

（1）課程整合，重塑課程內容，解決教授內容與行業脫節問題

依據專業人才培養方案確定課程目標，重塑課程內容，解決原有汽車電子實踐教學體系不完整、不系統等問題，構建分層遞進、有序銜接的特色協同育人實踐教學體系；解決實踐教學內容交叉重疊、不成體系的問題，優化實驗課程結構和設計，建設理實一體的汽車電子特色實踐教學體系。解決高校實驗教學內容陳舊、人才培養脫離企業行業需求的問題，構建多源信息觸發的課程體系更新體系與機制，強化課程內容及人才培養與企業行業需求的符合度。

（2）自研汽車電子特色、拓展性強的積木式汽車電子綜合實訓平臺

結合汽車電子行業學生培養需求和汽車電子綜合實訓理實一體化訓練要求，教學團隊歷時一年，自制開發了汽車電子綜合實訓平臺，該平臺集成30余種汽車電子中常用功能模塊，積木式架構，可擴展性強，人手一套，并設計撰寫了實驗手冊、實驗例程和錄制了教學視頻。該自制汽車電子綜合實訓平臺可緩解緊張的教學資源，且功能與行業需求接軌，用于訓練學生的軟硬件設計應用實踐能力，對學生實踐能力培養的開放性、創新性、高階性起到了很關鍵的支撐作用。

圖1 自研積木式汽車電子綜合實訓平臺框架及實物

（3）課程配套資源及平臺建設

線下建設開放共享的理實一體化實驗平臺，配備有全套常用儀器設備，可同時容納260余人，實驗室全天開放；線上建設網站資源，內容涵蓋學情分析與調查問卷、實訓項目介紹視頻、知識點視頻及例程資料、項目分解任務作業等。通過線上學情收集與分析、作業情況、學生線上學習情況，了解學生的學情，系統反饋學生的基礎情況、學習情況，教師掌握學生的學習動態和成長曲線，針對性地開展教學，實現個性化教學。[4]通過線上個性化推送知識點，讓不同知識水平的學生通過線上學習查漏補缺，學生可以隨時隨地進行線上學習，最終達到教學目標。

（4）思政育人貫穿全程

線上設置課程思政題庫和課程思政知識庫，工程實踐項目設計人文關懷、設計人員與客戶溝通、職業素養等考核維度。課堂教學中引入工程案例，引導學生注重工程實踐技能學習，關注客戶和市場需求。實訓過程中注意安全用電、安全使用儀器設備工具等。引導學生具備國際視野，樹立大國工匠之精神。

圖2 線上線下實踐平臺體系

圖3 線上線下思政育人體系

4 教學改革探索與實踐

4.1 教學設計

（1）課前，通過線上問卷、師生交流討論等環節開展課題介紹和學情調研及分析，并根據學情分析結論，制定針對性的教學計劃，線上推送知識點資料，引導學生自學，查漏補缺。

（2）課中，根據教學進度安排學生線上預習相關知識、資料查閱、學習每個環節中容易出錯的問題及解決方案，提交每個環節的訓練作業，線下開展項目原理的講解、項目方案的設計引導、軟件操作的演示、軟硬件實現的講解與演示、系統調試指導及驗收答辯等。

（3）課后，通過線上問卷、師生交流討論、專家聽課反饋、報告批閱、學生成績達成度分析等環節開展教學效果的評測與持續改進。線上線下混合式教學，結合課程思政，引導學生積極向上，充分利用線上線下資源，提升學習效果。

4.2 教學方法改革

采用項目驅動法、情景模擬教學、PBL教學、案例教學、翻轉課堂教學提高學習積極性。[5,6]比如項目驅動法，我們以解決車輛無人駕駛中的問題為落腳點。如給出道路與環境識別的各種方案，學生通過紅外尋跡和超聲波避障，獲得道路環境狀態，收獲成就感，體驗學習的快樂。根據教學內容進行情景模擬，比如模擬一個道路場景，自動尋跡，識別路況，并自動尋跡返回起點。

4.3 課程成績評定方式改革

采用多元化的考核方式，針對學生的多樣性和個體差異，使每個學生的優勢都能得到充分的展示。其中，線上成績占比30%，線下成績占比70%。

（1）平時成績30%（線上開展）：通過學習通網站對學生進行引導、自學、課后練習及反饋。課程前后，線上開展問卷和小測驗，開展學情分析及教學效果總結（3%）；觀看線上教學視頻，完成知識點學習及習題（15%）；在完成每章節知識點線下教學后，均留有知識延伸或工程實現作業，學生完成后上傳成果到網站，挑戰高階性（12%）。

（2）實物驗收與答辯40%（線下開展）：考察學生對汽車電子信息系統開發和設計方法的掌握情況、查閱文獻的能力、多學科背景下專業知識的歸納總結能力、實踐動手操作能力、測試工具的使用和綜合實驗數據的能力等。考察學生制作答辯演示文稿的能力，訓練學生在設計目標、技術方案、技術路線上的口頭表達和溝通能力。

（3）實訓報告30%（線下開展）：考察學生通過團隊合作的方式，溝通交流設計思路、設計方法和設計技術，以書面報告、設計文稿的形式清晰地表達汽車電子設備通信領域的相關問題。

5 結語

本文對汽車電子綜合實訓課程開展中面臨的問題進行了闡述，針對這些問題探討了我校的綜合實訓平臺建設及教學改革實施方案，重點研究了課程體系和課程內容的優化，根據專業特色自制了積木式汽車電子實訓平臺并搭建了線上線下混合式教學平臺，實現了教學組織與實施的全方位改進，為實訓課程的開展和提升學生綜合實踐能力的培養提供了有力的支撐。本次教學改革取得了良好的教學效果，學生畢業工程能力水平顯著提升，學科競賽成績提升明顯，實習單位對學生的工程實踐能力、溝通技能等評價均較高。學生的責任感、職業歸屬感、溝通能力、人文關懷等綜合能力均得到提升。學生學科競賽獲獎50余項，獲批專利20余項。改革方案對實訓類課程的混合式教學開展具有一定的參考。