面向高职师资的智能网联汽车1+X证书中级培训实践与探索

2022-02-18刘淼孙勇吕丕华徐向阳张辉

时代汽车 2022年4期

刘淼　孙勇　吕丕华　徐向阳　张辉

摘要：智能化与网联化的深度融合成为我国智能汽车的重要发展方向，越来越多的高职院校开始注重对智能网联汽车方向相关人才的培养，开设智能网联汽车方向的相关课程。为解决大多数高职院校的授课教师没有智能化与网联化学科的知识背景，无法胜任智能网联汽车相关课程的教学任务问题，中德诺浩教育科技股份有限公司与北京航空航天大学合作在“1+X”证书制度的背景下开展面对高职院校的中级师资培训工作。培训以北航“智能无人电动汽车教学实验平台”为教学平台，采用以任务为导向的培训方法提供系统化的智能网联汽车课程，帮助参训老师快速建立起对智能网联汽车相关硬件的基本认识，带领参训老师了解部分智能网联汽车基础功能的实现方法。最后，经过本次参训老师在参训后所给出的反馈可知，本次中级师资培训得到了参训教师的高度认可。

关键词：智能网联汽车高职院校 “1+X”证书制度中级师资培训

1 引言

智能汽车有望成为汽车转型升级抢占先机、发展的突破口[1-3]。目前，我国汽车产业已经从高增长阶段逐步转向增速趋缓的常态化阶段，汽车产业整体面临着市场竞争加剧、潜在的产能过剩、自主品牌整车利润低、创新突破缓慢等问题。智能汽车作为制造业、互联网行业、ICT行业等产业融合创新发展的产物，代表了行业发展的主流方向。智能汽车既对汽车产业各领域体系带来冲击，又蕴育了产业转型升级的难得机遇，新的市场需求、产品属性、生产方式和商业模式将重塑产业价值链，给我国汽车产业转型升级带来难得的历史机遇。

面对机遇，智能网联汽车产业链上的各领域人才需求旺盛，并呈现严重紧缺的现象[4-5]。在此背景下，各大高校及其他教育组织等相继推出了相关政策，高职院校作为培养应用型人才的重要阵地同样也不例外，但其所面临的挑战却远远大于其他教育组织，其中最主要的就是如何改变传统的教育方法，构建一支专业技术过硬的师资团队。在文献[6]中，作者提出了智能网联汽车师资团队建设方案，具有一定的借鉴意义，但大多数职业院校老师为机械专业出身，可以教授自动化及通信类知识的老师极为稀缺。

为帮助各大职业院校打造技术过硬的智能网联汽车师资团队，中德诺浩教育科技股份有限公司（以下简称中德诺浩）设计制定了“智能网联汽车检测与运维”、“商用车销售服务”两个“1+X”国家职业技能等级证书的标准，并成为第三批教育部“1+X”证书制度试点单位之一[7]。为推进“1+X”证书制度试点工作，增加教师和学生在智能网联汽车方面的“X”技能，中德诺浩与北京航空航天大学交通科学与工程学院张辉教授团队合作，于2020年9月-11月在安徽机电技师学院举办智能网联汽车检测与运维“1+X”证书中级师资培训。

2 培训单位介绍

本次智能网联汽车检测与运维中级师资培训由中德诺浩（北京）教育科技股份有限公司舉办，北京航空航天大学交通科学与工程学院提供教学内容、实验平台和教学师资等方面的支持。中德诺浩（北京）教育科技股份有限公司成立于2003年，目前已发展成为国内领先的“汽车职业教育+互联网”的教育服务企业，自成立以来为我国汽车产业培育了大量技术能力过硬的师资队伍[8]。北京航空航天大学交通科学与工程学院在智能网联汽车教育方面积攒了丰富的经验，并与百度公司联合办学，于2019年成立国内首个自动驾驶工程硕士专业方向。同时，北京航空航天大学与百度公司和清华大学牵头成立“信息技术新工科产学研联盟”智能驾驶协同育人工作委员会，并多次参与组织新工科自动驾驶教师培训当中。基于北航在智能网联汽车教育领域和中德诺浩在职业教育领域前期丰富的经验，针对本次中级师资培训，定制开发了相关课程和实验平台，共同为参训教师提供理论课程与工程实践相结合的中级智能网联汽车检测与运维师资培训课程。

2.1 参训老师

本次中级师资培训一周为一期，共8期，总共8周。其中报名参训的高职院校老师数量共有1408人，除我国台湾省参训人数为0之外，其余省份都有高职院校老师报名参训，具体分布如图1所示。从分布图中可以看出由于本次培训地点为安徽机电技师学院，安徽周边省份参训人员较多，安徽省、江苏省及山东省参训人数都突破百人。从数据分布也可以看出安徽省周边对智能网联汽车职业教育的重视。

2.2 实训平台

本次师资培训采用北航“智能无人电动汽车教学实验平台”作为智能网联教学车，如图2所示。“智能无人电动汽车教学实验平台”由北京航空航天大学交通科学与工程学院张辉教授团队历经多年实践完成，其底盘控制核心技术源自于2016年国家科技进步一等奖[9]（前置前驱8挡自动变速器（8AT）研究及产业化）技术团队，确保了技术的先进性和产业化的可行性。团队成员包括张辉、徐向阳、王建、徐国艳等。本实验平台的功能和特色概括如下：

1）全自主化的汽车造型、汽车电动线控底盘和汽车智能无人功能的设计，能够根据不同课程的特色快速开展教学实践。

2）汽车电动线控底盘采用车规级的核心零部件，配置了电驱动、电液复合制动、转向系统和自主开发的可刷写底盘控制器。

3）底盘线束连接整齐安全可靠，并伴有异常情况诊断与提示;除此之外，电池采用抽拉式模块化设计，可快速换电，提供5v，12v，24v，48v直流电和220v交流电输出。

4）实验平台配有高性能车载计算平台，支持GPU高端显卡的工业级宽温型车载嵌入式工控机，其强大的处理器和GPU与高速的内存、储存配合，完全具备实现自动驾驶相应功能的计算处理条件。

5）在智能车感知方面，配有车规级的激光雷达、组合惯导、超声波雷达、高清相机等自动驾驶常用传感器，其单个传感器与电动线控底盘和高性能车载计算平台的连接线束进行整理并伴有故障诊断盒，可通过使用故障诊断盒快速检测出存在故障的传感器。

6）软件设计方面，采用Linux Ubuntu系统，基于ROS操作系统与Apollo平台开发，其开源的开发系统保障了强大的兼容性和丰富的开发功能。

7）针对车辆工程的教学实验，开发了满足汽车底盘控制、汽车设计、电动汽车动力系统优化、智能无人感知及决策的实验。

8）“智能无人电动汽车教学实验平台”还配有实验指导书等配套辅助产品并提供二次开发技术支持，可以很好的满足各高校对自动驾驶相关技术的实验教学工作，并且在现有功能教学的基础上支持各高校对于新功能的自主研发和新教学形式的自主设计，打造全新的满足其本校需求的全新教学模式。

3 课程培训

本次中级师资培训考虑到各位老师的专业领域及知识水平不同，采用项目和问题引导相结合的教学方法[10-12]，以任务为导向对各位老师进行系统化培训，并以问题引导相结合为导向对各位参训老师进行最终的考核。在中级师资培训中设置了8个项目，如表1所示。

3.1 基础项目

项目一、项目二和项目三分别为本次中级师资培训的基础项目。

智能网联汽车在进行智能传感器、计算平台、智能座舱系统、底盘线控执行系统等部件的装配、检测过程中，为保障人身安全和设备安全，需建立安全用电的意识，严格按照操作规程完成作业。为此本次培训设有项目一，其包含健康安全知识、工具设备的使用和工艺技术文件识读三项任务。

智能网联汽车传感器安装与调试以电工电子技术为基础，认知直流电路、正弦交流电路的理论知识和运算基础，熟悉基本半导体元件、三极管放大电路、开关电路的特点及在汽车上的应用，培养参训老师的电路分析和实践能力，为后续专业课的学习打下必要的理论与实践基础。为此本次培训设有项目二其包含元器件的识别与检测、焊接、组装工具的使用和电路图识读及电路焊接三项任务。

智能网联汽车传感器在安装时同时也涉及了大量的机械基础知识，考虑到大部分参训老师为机械专业出身，本次仅在项目三中设有机械制图方法及国家标准认知、装配图和装配工艺文件识读、公差和配合认知、工程材料的辨识四项任务，且理论教学较少。

3.2 核心项目

在本此中级培训中，核心项目主要为项目四、项目五、项目六、项目七与项目八，分别为各传感器的安装与简单调试，其中传感器包括激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、组合惯导及视觉传感器。每个项目针对某一单个传感器设有其相对应的任务，参训老师随着任务的不断深入会对自动驾驶相关传感器有更加清晰的认识，并学习到各传感器的安装方法，在培训老师的带领下完成简单的标定以及调试工作，培训现场如图3所示。

4 高级课程功能演示

在中级师资培训课程结束后，设有约3个小时的时间让各位参训老师体验高级课程中所涉及的各自动驾驶辅助功能，其中包括自动紧急制动、室内激光建图与定位、盲点监测、障碍物检测及障碍物绕避、车道保持及车道偏离预警、室外组合惯导定位、自动循迹、交通标志灯与交通标志牌识别和自主泊车等功能。各位参训老师可上车进行亲身体验，也可根据自己所感兴趣的领域相互讨论与提问。通过此环节各位参训老师在充分认识到各传感器实际应用的同时，也提升了各位参训老师对高级课程的感兴趣程度，演示现场如图4所示。

5 总结与展望

每期培训结束后将对每位参训老师进行问卷调查并进行随机采访，问卷调查显示各位参训老师对本次智能网联汽车检测与运维“1+X”证书中级师资培训给出了一致好评，并表示希望将本次培训所用实训平台运用到其学校的智能网联汽车的教学中。同时，我们在本次中级培训中也遇到了一些问题，比如实训平台较少，由于一些参训老师兴趣比较浓厚，在实操与最后的功能演示及讨论阶段存在实训平台数量不足的情况等，针对这些情况我们将在高级课程培训中增加实训平台数量，并不断优化我们的培训流程，努力使每位参训老师都能有充足的机会去直接接触本实训平台并尽力满足不同区域参训老师的不同需求。

本次中级课程培训结束后，我们将随即进行智能网联汽车检测与运维“1+X”证书高级师资培训，继续投身于智能网聯汽车的培训教育中且逐渐深入。除此之外，我们也将在未来推出适合于本课程培训的线上仿真平台来服务于每位参训老师。

参考文献：

[1]李克强.智能网联汽车创新发展的探索与实践[J].汽车纵横，2021（01）：18-19.

[2]侯荣.我国智能网联汽车发展现状研究[J].南方农机，2020，51（24）：101-102.

[3]赛迪智库网络政策研究所. 智能网联汽车政策解析[N]. 中国计算机报，2021-02-01（012）.

[4]潘丽娅，王懿霖，李柏彦，袁丽.智能网联汽车在津跑出新速度智能网联汽车人才创新创业联盟在天津市宝坻区成立[J].求贤，2021（01）：16.

[5]陆孟雄，代洪.产教融合视域下汽车智能技术专业人才需求分析[J].内燃机与配件，2021（02）：255-257.

[6]邱斌.汽车智能化发展背景下职业学校师资建设对策研究[J].汽车实用技术，2021，46（01）：179-181.

[7]《关于确认参与1+X证书制度试点的第三批职业教育培训评价组织及职业技能等级证书的通知》，http：//www.cvae.com.cn/zgzcw/zyxw/202001/c0ddd6c87e6c42839f8cc3e09a2dce89.shtml.

[8]中德诺浩官方网站，http：//www.knowhowedu.com.

[9]王慧.十年风雨耀国威——记2016年度国家科技进步奖一等奖获奖项目“前置前驱8挡自动变速器（8AT）研发及产业化”[J].中国科技奖励，2018（01）：73-76.

[10]程显吉，鲍风雨.项目教学法在机电技术应用专业教学中的应用[J].机械职业教育，2009（06）：21-22.