智能网联汽车课程建设探索

2021-01-04郭树满张华伟郭朋彦白鹏飞

科教导刊·电子版 2021年35期

郭树满周瑜张华伟郭朋彦白鹏飞

（1.华北水利水电大学机械学院河南·郑州 450002；2.云南交通运输职业学院智慧交通学院云南·昆明 650300）

为了实现国家汽车制造强国梦和交通强国梦，2015年5月国务院印发了《中国制造2025》的通知，通知中明确将智能网联汽车列入国家智能制造未来十年发展的重点领域，到2025年要掌握自动驾驶的各项关键技术[1]。2019年9月发布了《交通强国建设纲要》，刚要中指出要加强智能网联汽车（智能汽车、自动驾驶、车路协同）研发，形成自主可控完整的产业链。2020年2月，国家发改委等11部门联合印发了《智能汽车创新发展战略》，战略中规划了智能汽车发展的近期、远期战略愿景和六大具体建设任务，构建智能汽车的中国标准体系，实现汽车强国战略目标。

众所周知，智能网联汽车是近几年随着汽车的智能化和网联技术的发展而发展起来的新兴行业，国内大部分高校开设的专业还是以培养传统汽车人才为主，只有少数高校切合市场的需求，对专业、培养方案和课程体系及时进行了调整，但这些学校培养的人才数量和市场对智能汽车人才巨大的需求相差甚远，已成为制约该行业发展的最大瓶颈，据预测，在未来4-5年，新能源及智能网联汽车应该可以占到汽车保有量的25%左右，相关的人才缺口会达到几十万甚至上百万的数量级别[2]。

为了解决智能网联汽车行业快速发展和技术人才供不应求的矛盾，加快推进高校人才的培养，教育部2018年4月发布了《高等学校人工智能创新行动计划》文件，将提升高校人工智能领域科技创新、人才培养和服务国家需求的能力作为重要工作内容，作为培养人才第一要务的高校，理应也责无旁贷的承担起培养智能网联汽车人才的重任。

1 智能网联汽车课程建设存在的问题分析

智能网联汽车涉及汽车、控制、通讯、AI、大数据、云计算等知识，涵盖内容多，覆盖面广，人才匮乏的主要原因在于缺乏能够培养专业智能网联汽车人才的对口专业。因此，建设新型智能网联汽车专业以适应产业发展，成为亟待解决的事情[3]。但在实践过程中存在以下亟待解决的主要问题：

1.1 课程体系调整滞后

目前许多高校的课程体系还是以传统汽车行业为主的学科设置，但在智能网联汽车时代，对人才的需求和以往不同，更多地集中在车联网、智能驾驶、自动驾驶、无人驾驶、控制算法和人工智能等新领域。即便是一些已经开设智能车辆工程相关学科的高校，由于此领域的技术创新主要是由企业驱动，高校培养的人才与企业实际用人需求之间仍然存在一定的脱节。当前，由于开设智能网联汽车专业的高校较少，可借鉴的课程体系不多，培养大纲、课程体系、评价体系等的制定需要探索研究。

1.2 高层次专业教师匮乏

智能网联汽车涉及感知、通讯、定位、决策规划和控制等。因此，只有那些对各环节都熟悉的复合型人才才能真正理解智能网联系统。而当前，全智能网联汽车行业缺乏人才，更缺乏具有博士学历的高层次人才。目前，汽车专业的任课老师都是传统汽车专业方向毕业的，不具备智能网联汽车所要求的综合知识，这是目前该专业发展存在的最大问题。

1.3 高质量教材偏少

教材是教学内容的主要载体，是教学重要依据、培养人才的重要保障，而智能网联汽车是近几年发展起来的新兴行业，目前市面的书籍主要针对技术原理介绍或某一技术具体开发应用，具备理论性和系统性可作为教材的书籍较少，全国优秀教材、国家级规划教材几乎没有。

1.4 实验设备缺乏

目前，传统汽车的教学实验设备相对完善，而智能网联汽车方面的教学实验设备缺乏，这些设备不但比较昂贵，需要投入更多的资金建设实验室，而且缺少适用于智能网联汽车本科生培养的实践教学设备。

2 智能网联汽车课程建设

要解决当前智能网联汽车领域人才缺乏的问题，作为承担人才培养重任的高校，应从学科建设、专业设置、课程体系等方面应尽快调整和修订人才培养方案，以适应市场对人才的需求。与此同时，智能网联汽车企业也要积极参与到高校人才培养的过程中来，以专家的身份参与高校人才培养方案的制定，以校企实习、创新基地共建，项目依托，联合研发等多方式合作，使产学研深度融合，为行业输送更多高质量优秀人才。

基于此，应以“新工科”建设为契机，以OBE理念为核心，从培养课程体系调整、教学大纲制定、教师综合能力提升、课程思政、课程目标达成度、完善评价体系、持续改进、实验室建设等方面建设智能网联汽车专业。

2.1 课程体系重构

专业课程体系的构建应坚持以学生为中心，以社会需求为导向，优化课程结构，建设多层次、多元化课程模块，增加选修课程占比，围绕人才培养目标，满足当前社会需求的应用型课程体系，应邀请专业负责人、骨干教师、校外同行专家、企业单位专家参与人才培养方案制定和课程体系构建，从通识教育课、学科基础课、工程基础课、专业核心课、专业选修课、集中实践教学、拓展教育等方面优化课程体系，要充分体现车辆智能化和网联化的融合，在保留当前车辆专业核心课的基础上（机械控制理论、汽车理论、汽车构造、汽车设计、汽车实验学等）[4]，增加专业选修课程（智能网联汽车、大数据应用基础、云计算基础等）。同时，增加智能网联内容的集中实践教学环节。

2.2 教学大纲制定

教学大纲是课程教学活动的纲领，是落实课程教学目标达成的基石。制定大纲时，应紧紧围绕工程教育专业认证的成果导向理念（OBE），即以学生的学习效果为导向，着眼于培养学生能力、面向市场需求。从课程教学目标、课程目标与毕业要求支持关系、课程内容与课程目标的支持关系、课程目标评价方法与课程目标达成度评价方法等方面制定教学大纲，课程的教学目标由专业的毕业要求、课程体系、课程的自身特点共同决定。在课程知识目标基础上应添加素质及德育等思政教育目标。课程目标的建立和持续改进要结合由校内的任课教师、专业负责人、教学督导、应届毕业生、课程目标达成度评价结果等构成的内部评价结果及由用人单位、企业专家、行业内专家、往届毕业生构成的外部评价结果[5]。

2.3 教材建设

2018年4月教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》的通知，通知中计划的重点任务之一是加强教材建设。指出要加快人工智能领域科技成果和资源向教育教学转化，推动人工智能重要方向的教材和在线开放课程建设，特别是人工智能基础、机器学习、神经网络、模式识别、计算机视觉、知识工程、自然语言处理等主干课程的建设，推动编写一批具有国际一流水平的本科生、研究生教材和国家级精品在线开放课程；将人工智能纳入大学计算机基础教学内容。从国家层面推进智能网联汽车教材的建设，组织行业资深人士编写适合本科生、研究生教学的教材。当前，教材的质量逐年提高，近几年内会有更多的高质量教材可供选择。

2.4 智能网联课程思政设计

“课程思政”是各课门课程任课老师在授课过程中，将国家主流意识形态所倡导的道德要求、价值观念、思想认识和政治理念有机融入教学过程，以间接内隐的方式传递给受教者，使其成长为符合国家发展要求的合格人才的教育教学理念[6]。智能网联课程讲授时，要充分挖掘每一章节所蕴含的工程哲学思想、思政教育内涵，从不同角度、不同层次融入思政教育元素，将思政教育贯穿于整个课程学习中，实现全过程育人。培育和弘扬民族精神，培养学生家国情怀，激发学生创新思维和创新意识，养成勇于克服困难的精神；树立良好的职业道德、正确人生观、世界观及价值观；培养学生严谨务实的职业意识、爱岗敬业和团队协作的工作作风，塑造学生正确的消费观、审美观、人生观、世界观、价值观等。

2.5 改进教学方式，采用多元混合教学

智能网联汽车课程教学团队要积极参加和申报校级精品在线开放课程、校级示范课程以及省级精品在线课程建设，把该课程打造成精品课，同时改进课程教学方式，采用线上、线下等多元混合教学模式。充分利用中国大学慕课、QQ群、智慧树、腾讯课堂、超星等网络教学平台，并在平台上发布自己所制作的课件、视频、专题研讨、测试、问卷调查等，让学生根据自己的时间，灵活安排学习计划。由于智能网联汽车涉及的通讯、控制比较多，相对比较抽象，难以理解。因此，把做好的视频课件和学习资料上传网络教学平台，让学习提前学习、布置任务，采用任务驱动和翻转课题教学方法，让学生搜集资料，学习掌握智能网联关键技术的工作原理、组成及控制原理等，积极参与到课堂教学中，提高教学效果。

2.6 建立以OBE达成度进行考核和评价体系

OBE理念的核心在于建立以成果为导向的逆向教学设计流程，教学设计都是为了促进成果的达成，所产生的成果必须是明确而清晰的。通过建立“教学过程质量监督机制”和“课程目标达成度结果分析持续改进”对培养方案及教学环节形成反馈并进行动态调整，以确保培养的人才能够满足毕业要求，人才培养目标最终能实现，从而形成人才培养方案设计流程的闭环，人才培养体系得到持续优化。教学过程质量监督机制，对每个教学环节的过程进行监督，对课程达成度进行评价，最终目的是对教学活动、课程大纲、师资队伍等进行持续地改善[7]。教学实施过程中，教学内容、课堂提问的内容、课后作业及期末考试题每题考点要严格对应教学大纲中所对应的课程目标。在课堂教学组织与实施过程中，要对课堂进行教学检查，一方面是让教师自查，另一方面是组织督导老师听课，了解学生对知识掌握情况、作业完成情况、课堂参与情况等以确保课程预定教学目标的实现。每节课结束后，根据学生作业和课堂回答情况，根据教学大纲所确定的课程目标评价方法和评分标准，分析每一个学生的课程目标达成度。课程结束后，根据学生的考试得分情况，分析每题对应的课程目标达成度，结合平时的作业、课堂提问等进而定量综合分析每个课程目标达成度。同时，根据课程目标及课程教学内容设计问题，针对本课程全体学生进行问卷调查进行定性评价每个课程目标的达成度。根据定量和定性分析的课程目标达成度，分析课程目标存在的主要问题，提出改进措施与建议[8]。

2.7 教师综合能力提升

从传统汽车向新能源汽车、智能网联汽车发展是一个总体趋势，是科技进步和社会发展的结果，国家从战略层面发布了一系列相关政策，制定了发展规划、路线图和阶段目标。作为高校的传道受业解惑的老师，要顺应社会的发展，调整、更新自己的研究方向和知识，提高自己的专业知识水平。在智能网联汽车人才匮乏的情况下，任课老师要从内部师资队伍挖掘和培养。一方面，老师们要加强自身学习，只有先装满自身一桶水，才能给学生一杯水；另一方面，由于智能网联汽车课程实践性很强，单纯的理论讲授，学生难以理解和掌握，因此，任课老师要加强校企合作，积极参与到相关企业或科研院所的研发和生产中，通过实践提高自己的专业技能。

2.8 产学研深度融合，加强实验室建设

国家发展改革委、教育部等6部门印发《国家产教融合建设试点实施方案》，《实施方案》指出，深化产教融合，促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，是推动教育优先发展、人才引领发展、产业创新发展、经济高质量发展相互贯通、相互协同、相互促进的战略性举措。企业要充分利用高校的智力资源，在当前智能网联汽车人才急缺的情况下，企业要积极参与高校人才的培养，为培养注入新的活力，培养出更加适合市场需求的人才。应以项目依托、共建等多种模式建设实验实训基地及科研教研平台，高校自身也要加强实验室建设，在传统汽车实验平台上，自研或外购相关智能网联设备，完善教学实验平台，开展实验教学，提升学生的实践能力。