课程简介
智能网联汽车概论
课程目录
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课程标准
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第一章 认识智能网联汽车
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第二章 车辆环境感知技术
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第三章 智能决策技术
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第四章 控制执行技术
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第五章 车联网技术
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第六章 车辆定位与导航技术
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第七章 车载终端与信息服务技术
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第八章 智能交通技术
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【拓展】第九章 标准法规与测试评价技术
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课程拓展资源
课程标准
一、课程性质与定位
《智能网联汽车技术》是一门理论性较强的课程,是在学生完成了传统及新能源汽车相关课程学习的前提下开设的,可作为高职汽车智能技术专业的专业基础课,也可作为高职新能源汽车技术专业的专业方向课。
本课程内容主要涵盖车辆环境感知技术、智能决策技术、控制执行技术、车联网技术、车辆定位与导航技术、车载终端与信息服务技术、智能交通技术等。通过本门课程的学习,能让学生初步了解智能网联汽车的基本概念、内涵、关键技术及应用场景,对智能网联汽车有一个较系统的认知,理解智能网联汽车技术的发展在国家战略层面上的重要性,熟悉智能网联汽车的技术架构及架构中各关键技术的内容、实现和应用;并为进一步学习《智能汽车传感技术》、《智能汽车线控技术》等课程做好铺垫。
二、学科核心素养与课程目标
(一)学科核心素养
1. 技术意识
技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟。形成对人工智能和人机关系的基本观念,能就某一技术领域对社会、环境的影响做出理性分析,形成技术的敏感性和负责任的态度;能把握技术的基本性质,理解技术与人类文明的有机联系,形成对技术文化的理解与适应。
2. 工程思维
工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维。学生能够认识系统与工程的多样性和复杂性;能运用系统分析的方法,针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、方案构思及比较权衡;领悟结构、流程、系统、控制基本思想和方法的实-噼噼啪啪际运用,并能用其进行简单的决策分析和性能评估。
3. 信息意识
信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。具备较强信息意识的学生能够根据解决问题的需要,自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息;能敏锐感觉到信息的变化,获取相关信息,采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断,对信息可能产生的影响进行预期分析,为解决问题提供参考;在合作解决问题的过程中,能与团队成员共享信息,实现信息的最大价值。
4. 数字化学习与创新
数字化学习与创新是指个体通过评估和选择常见的数字化资源与工具,有效地管理学习过程与学习资源,创造性地解决问题,从而完成学习任务的能力,形成创新作品的能力。
具备数字化学习能力的学生能够认识到数字化学习环境的优势和局限,适应数字化学习环境,养成相应的学习习惯;掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的功能和用法,并用来开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。
5. 科学精神与社会责任
具有终身学习的意识和严谨求实的科学态度;崇尚真理,形成真理面前人人平等的意识;关注与智能网联汽车有关的社会热点问题,认识到智能网联汽车合理发展对社会变革的重要性,具有可持续发展意识和绿色交通观念。
(二)课程目标
1. 从智能网联汽车的基本概念、技术等级、技术架构、典型应用这四个方面,形成对智能网联汽车初步但全面的认知;
2. 通过对车载雷达、视觉传感器等车辆环境感知设备的结构原理和特点等的学习,形成对车辆环境感知技术的全面认知,并理解车辆环境感知技术的实现与智能网联汽车技术实现之间的关系;
3. 从决策规划系统类型、技术内涵、典型应用这三个方面,形成对决策规划技术的全面认知,并理解决策规划技术的实现与智能网联汽车技术实现之间的关系;
4. 从纵向运动控制、横向运动控制、垂向运动控制、智能电器控制这四个方面,全面认知并理解控制执行技术的基本内容及实现方式,并理解控制执行技术的实现与智能网联汽车技术实现之间的关系;
5. 从车联网的架构、关键技术、信息共享、网络类型入手,形成对车联网的初步认知,并在了解各类型无线通信技术的基础上,完善对车联网中车载移动互联网与车际网的认知和理解;
6. 从车辆定位、路径规划、高精度地图三个方面,全面认知并理解车辆定位与导航技术,并理解车辆定位与导航技术的实现与智能网联汽车技术实现之间的关系;
7. 从车载终端与信息服务技术的基本概念、车载终端与信息服务技术的应用模式、车载终端与信息服务平台三个方面,形成对车载终端与信息服务技术的全面认知;
8. 在智能网联汽车技术基本全面了解的基础上,拓展对智能交通技术与智能交通技术典型应用的知识,完善学生对智能交通系统的认知。
三、课程内容
《智能网联汽车技术》课程共包含八章、24个小节的内容,授课所需总课时数为72,每周4课时,共计18周,另有两周为考试周。课程内容要求及各小节建议课时数如下表1所示。
表1 《智能网联汽车技术》课程内容要求
章 | 节 | 内容要求 | 建议课时 |
第一章 认识智能网联汽车 | 认识智能网联汽车 | 1. 了解智能汽车、无人驾驶汽车、车联网、智能交通系统、智能网联汽车等相关名词的概念及相互关系。 2. 掌握智能网联汽车的智能化与网联化的等级及智能化与网联化之间的关系。 3. 熟悉智能网联汽车“三横两纵”的技术架构。 4. 熟悉智能网联汽车的应用场景及功能。 | 3课时 |
第二章 车辆环境感知技术 | 第一节 车载雷达 | 1. 了解车载雷达的作用及类型。 2. 熟悉各种车载雷达的结构。 3. 熟悉各种车载雷达的应用。 4. 掌握各种车载雷达传感器的工作原理。 | 4课时 |
第二节 车载视觉传感器 | 1. 了解车载视觉传感器的作用。 2. 熟悉车载视觉传感器的结构和类型。 3. 熟悉摄像头传感器的应用。 4. 掌握红外夜视摄像头传感器的原理。 | 3课时 | |
第三节 车辆环境感知技术典型应用 | 1. 了解车辆环境感知技术的典型应用类型。 2. 熟悉各种车辆环境感知技术典型应用的作用。 3. 熟悉各种车辆环境感知技术典型应用的组成。 4. 熟悉各种车辆环境感知技术典型应用的工作原理。 | 4课时 | |
第三章 智能决策技术 | 第一节 决策规划系统类型 | 1. 了解决策规划系统的类型。 2. 了解各种类型决策规划系统的结构。 3. 熟悉各种类型决策规划系统的特点。 | 2课时 |
1. 了解决策规划系统主要包括哪些决策技术。 2. 了解行为决策技术的类型。 3. 熟悉各种决策技术的作用。 | 3课时 | ||
第三节 智能决策技术典型应用 | 1. 了解智能决策技术的典型应用系统。 2. 了解各典型应用系统的作用及组成。 3. 掌握各典型应用系统的工作原理。 | 4课时 | |
第四章 控制执行技术 | 第一节 纵向运动控制 | 1.了解车辆纵向运动控制的内容。 2.熟悉各种纵向运动控制系统的作用。 3.了解各种纵向运动控制系统的特点。 4.掌握各种纵向运动控制系统的工作原理。 | 4课时 |
第二节 横向运动控制 | 1.了解横向运动控制的含义及内容。 2.熟悉横向运动控制系统的类型、组成及特点。 3.掌握线控主动转向系统的工作原理。 4.掌握动态稳定控制系统的工作原理。 | 3课时 | |
第三节 垂向运动控制 | 1.了解汽车垂向运动的含义。 2.熟悉自适应底盘控制系统的作用。 3.熟悉自适应底盘控制系统的组成。 4.掌握自适应底盘控制系统的工作原理。 | 4课时 | |
第四节 智能电器控制系统 | 1.了解车辆智能电器控制系统的内容。 2.熟悉汽车智能电器组成及原理。 3.掌握自适应前照灯的工作原理。 4.掌握智能雨刮系统的工作原理。 | 3课时 | |
第五章 车联网技术 | 第一节 车联网概述 | 1. 熟悉车联网的体系架构及网络架构内容; 2. 了解车联网的关键技术及数据信息的共享; 3. 熟悉智能网联汽车的网络类型; | 3课时 |
第二节 无线通信技术 | 1. 了解并熟悉蜂窝移动通信技术的概念、组成、覆盖方式、发展及应用; 2. 了解并熟悉DSRC及LTE-V两种专业短距离通信技术主要内容; 3. 了解蓝牙、ZigBee等无线短距离通信技术的通信速率、传输范围、特点及应用; | 4课时 | |
第三节 车载移动互联网 | 1. 了解移动互联网的定义、体系架构、特点及接入方式; 2. 熟悉并掌握车载移动互联网的组成及应用; | 2课时 | |
第四节 车载自组织网络技术 | 1. 掌握车载自组织网络的定义及通信方式; 2. 了解车载自组织网络的路由协议类型; 3. 了解车载自组织网络的特点及应用; | 3课时 | |
第六章 车辆定位与导航技术 | 第一节 车辆定位导航系统概述 | 1. 了解车辆定位导航系统的功能。 2. 熟悉车辆定位导航系统的组成。 3. 熟悉车辆定位导航系统的关键技术。 | 2课时 |
第二节 车辆定位技术 | 1. 了解地面无线电定位技术。 2. 熟悉卫星定位技术的常见系统及各系统的组成、特点、应用及参数性能对比。 3. 掌握GPS卫星定位技术的原理。 4. 熟悉惯性定位系统的原理、优点及其与卫星定位技术的结合应用。 | 4课时 | |
第三节 路径规划技术 | 1. 了解路径规划技术的三个主要概念。 2. 熟悉局部路径规划中环境模型建立的方法。 3. 熟悉局部路径规划中路径搜索的经典算法及智能算法。 | 2课时 | |
第四节 高精度地图技术 | 1. 掌握高精度地图的数据类型及分层体系架构。 2. 了解高精地图的创建、制作和共享的流程及方法。 | 3课时 | |
第七章 车载终端与信息服务技术 | 第一节 车载终端与信息服务技术概述 | 1. 了解车载终端的演变过程及基本概念。 2. 熟悉车载终端及基本架构组成。 | 2课时 |
第二节 车载终端与信息服务技术的应用 | 1. 熟悉整车厂主导的车载信息服务的内容及典型应用。 2. 了解服务提供商主导的车载信息服务模式。 3. 了解几种常见的基于智能手机的车载信息服务投影模式的特点、典型应用。 4. 了解商业运输管理服务的形式及服务内容。 | 3课时 | |
第三节 车载终端与信息服务平台 | 1. 了解车载信息服务终端软件体系的结构。 2. 了解常见的车载终端与信息服务平台的概念、特点及基本架构。 | 2课时 | |
第八章 智能交通技术 | 第一节 认识智能交通技术 | 1. 了解智能交通系统的概念及应用范围; 2. 熟悉智能交通系统建设的目标及要求; 3. 掌握智能交通系统的组成; | 2课时 |
第二节 智能交通技术典型应用 | 1. 了解ETC不停车收费系统的组成、关键技术、工作原理; 2. 了解ETC不停车收费系统的工程案例; 3. 了解智能停车系统的组成部分、关键技术、主要功能及工作流程; 4. 了解交通信息发布及诱导系统的功能、架构、关键技术及应用情况; | 3课时 | |
第九章 标准法规与测试评价技术 | 第一节 智能网联汽车技术标准和法规 | 1. 了解国家智能网联汽车法律法规。 2. 了解智能网联汽车质量标准。 3. 了解智能网联汽车信息安全标准。 4. 了解智能网联汽车道路测试法规。 | 2课时 |
第二节 智能网联相关测试技术 | 1. 了解智能网联汽车测试的目的、意义和方法。 2. 了解智能网联汽车测试规范。 3. 了解智能网联汽车测试标准。 4. 了解智能网联汽车测试场景。 | 2课时 | |
合计 | 76课时 |
四、课程实施建议
(一)教学建议
1. 教学思想
坚持“以教师为主导,学生为主体”的教学思想,教师以“教”为主变为以“导”为主,注重学生的自主学习和全面发展。在教学过程中,学生的地位主要体现在两个方面,第一,学生是在教师的启发引导下进行认知活动的,处于受教育者的地位,是教育的客体,不能决定教学的进程和方向;第二,学生是学习活动的主人,是学习的主体,在整个教学过程中,教师既无法代替学生学习,也无法代替学生思考,既不能把知识生硬的灌输到学生的头脑里,也不能把思想观点移植到学生的头脑中,而是需要引导学生一步步的探索研究,逐步掌握课程内容相关知识和技能。
在教学过程中,教师的“导”主要体现在以下几点:
①兴趣的引导:引起学生对本课内容的兴趣,促进思维的活跃;
②疑难的疏导:点拨学生思考,促进思维的深刻性和广阔性;
③自主的诱导:去除学生思维惰性,促进学生的自主学习和独立思考;
④实练的辅导:协助学生通过实践活动,把所学理论知识转化为能力;
⑤反思的倡导:引领学生反思得失,促进学生学会自我修正,在探索中不断进步。
2. 教学组织
根据《智能网联汽车技术》课程内容理论性较强且师资相对紧缺的特点,建议在教学组织形式上以班级授课为主,小组教学为辅。
3. 教学方法
结合本门课程的特点,建议在课程实施的过程中综合运用多种教学方法,如:问题教学法、讲授法、启发式教学法、讨论式教学法、扩展小组教学法、头脑风暴法、六阶段教学法等。
具体采用何种教学方法还需教师结合课程内容、学生特点、教学环境等进行优化设计。
4. 教学手段
采用现代化教学手段,合理设计及使用教学课件、动画、视频等多媒体资源,加大教学信息量,同时适当采用动画、声音、链接等效果,突出重点、疏通难点。使得教学内容直观、形象、生动,并在一定程度上活跃课堂气氛。
(二)评价建议
1. 评价原则
①评价内容科学化
评价内容要参照职业岗位任职要求,引入职业资格标准,引入行业企业技术标准,要有利于促进学生职业能力的培养和专业人才培养目标的实现,减少验证性、记忆性考试内容,侧重评价学生学习能力、职业能力和综合素质。
②评价形式多样化
根据专业特点和课程类型,集成多种评价方式的优点,选择与专业人才培养目标和课程教学目标要求相一致的评价形式。提倡运用两种或多种形式相结合的评价模式来全面评价学生的课程学业状况。
③评价主体多元化
改革校内单一主体的评价模式,将行业企业资源引入课程评价,在试题设计、标准制定、成绩评定等各环节上,着力探索校内评价与校外评价相结合的评价方式,实现评价主体多元化。
④评价对象差异化
提倡实行标准化评价与分层评价相结合,给学生以弹性化、人性化的能力发展空间。教师在命题时(含理论评价、实践操作评价),可有针对性地设计标准题和选做题。
标准题是面向全体学生设计的,主要是评价学生必须掌握的知识、技能和素质,占70%;选作题(分为A、B、C三级)是为不同层次学生设计的,占30%。学生选作A级(较难)题目的,按30分计;选做B级(一般)题目的,按评21分计,选做C级(较易)题目的,按评12分计,鼓励学生大胆尝试,积极向上。
⑤评价时间全程化
引入形成性评价理念,打破“一刀切”的期末考模式,做到评价全程化。结合课程特点,合理地确定学习态度评价、平时评价、过程评价和期末评价的比例。
2. 评价内容(维度)
对学生的评价与考核分三个部分:学科核心素养与职业素养、专业能力、创新能力。
①学科核心素养与职业素养
重点考核学生的学习过程、学习态度、努力程度、个人素质,主要考核点包括学生日常行为规范、小组活动积极性、出勤率、作业完成情况等,占总评价成绩的20%。
②专业能力
主要考核对《智能网联汽车技术》课程内容的理解及掌握程度,占总评价成绩的70%。
③创新能力
主要考核学生对小组活动方案的制定是否合理,能否提出自己的见解,对教学管理能否提出创新性的意见和建议等,占总评价成绩的10%。
(三)教材选用建议
1. 所选教师的编写设计应遵循定向、目标、实用、特色、时代、趣味这六大原则。
①定向原则,即要确定所编教材的基本走向,包括确定所编教材的性质——定性,找准所编教材的位置——定位,规定所编教材的容量——定量。具体来说,就是在教材编写之前需要思考清楚“针对何种教学类型?(学历教材?非学历教材?)”、“编写哪一类教材?(理论类?技能类?混合类?)”、“为什么样的教学对象而编写?(中职?高职?本科?)”、“编几本?(单本?系列?)”、“课程如何安排?(课时数多少?第几学年开设?)”等问题。
需要特别强调的是,作为教材编写的首要性原则,定向原则并不仅限于对上述定性、定位和定量相关的问题作简单的选择和回答,更重要的在于,要结合教学和教材编写的理论与实践,来研究和把握不同教学类型、不同教材类型、不同教学对象、不同等级和系列的教材各自所应具有的性质、特点和编写要求,进而考虑如何实现所编教材的性质,如何落实所编教材的位置,如何安排所编教材的容量和规模等等。简言之,就是要考虑并详细列出实现教材定向要求的具体措施。显然,为所编教材定性、定位和定量并不难,难的是如何真正落实和实现,而后者恰恰应该是教材定向原则的根本要义之所在。
②目标原则,即根据对教学对象的需求分析(如学习者的文化背景、学习目的、学习时间、现有知识基础等),参照课程标准等规定的课程目标,以及教学环境和学时学制等多种因素,来研究和制订教材的预期目标,并对学完本教材所应达到的成效做出科学而具体的表述。
③实用原则,即在教材设计和编写过程中要充分考虑教材的实际应用价值。教材内容的选取、教学情境的设置、教学项目的安排等,都要有利于教材总体目标的实现,有利于满足学习者当前学习和生活的实际需要,有利于满足学习者未来工作应用的需要。
④特色原则,要求教材设计和编写从理论到实践、从体例编创到各环节的组织和安排,既要考虑所编教材与以往同类教材的不同之处,又要考虑与以往教材的联系和区别。
教材编写的特色原则实质上是继承和发展的问题,毫无特色与新意的教材往往难以实现其价值,但也应避免为了特色而特色,在进行特色设计时充分考虑“是否符合教、学规律?”、“是否适合教学对象的特点和需求?”、“是否有利于教学目标的实现?”等问题。
⑤时代原则,即考虑“是新编的教材还是更新教材?”的问题。在教材设计和编写过程中,所依据的教学理论、所采取的教学方法、所拟订的编排体例、以及教材目标的设定、教学内容的选取等,都应体现出知识、观念和教学手段的更新,能够反映学科发展的新成果和教材编写的新水平,最大限度地满足时代发展变化的需要。
⑥趣味原则,即教材设计和编写过程中要尽最大可能来增强教材的趣味性,想方设法让学习者感到教材的内容既有趣又有用,教材的形式既赏心悦目又方便实用。
教材的趣味性设计应在充分调查和研究教材使用者兴趣点的基础上,加强教材的针对性、实用性和科学性,避免趣味误区。
2. 课程内容的选择在深度和广度上应充分考虑使用对象的特点,避免过难或过易,避免过多或过少等;同时还需要遵循实用型与发展性相统一、学科化与生活化相统一、基础性与时代性相统一、过程性与结果性相统一的原则。
3. 所选教材在呈现形式上应做到以下三点:
①内容编排有利于教与学;教学内容在教材中出现的顺序与方式,每项内容所用的篇幅等,都应体现现代教育思想和教学理念。教材内容的编排可有多种形式,如:以知识内容为线索的呈现形式,强调知识的逻辑、内容的前后衔接;以主题为线索的呈现形式,强调内容的综合;以活动为线索的呈现形式,强调内容与过程的融合。无论采取哪种方式,内容编排皆应有利于教师科学设计教学情境、有效组织教学活动,促进教师改进教学实践。教材的编写应有利于教师采用启发式、探究式、讨论式、参与式、项目式等多种教学方式进行教学,应有利于引导学生主动探究、建构知识、获得结论,为学生提供质疑与探究的机会,提供学习方法的指导,促进学生学科核心素养的达成。
②发挥教材的支架作用;注重发挥教材对教学的支架作用,促进课程育人功能的落实。教材中不仅应有技术性支架,如前言、目录、思维导图等,以凸显教材特色,帮助师生了解教材的相关信息;还应有教学性支架,如学习目标、学习反馈、课堂练习、参考文献等,以帮助师生的教与学,并帮助师生进一步使用教材,以教材为依托走出教材。
③注重教材的物理形态;教材的物理形态应有利于学生学习,符合学生身心健康发展的要求。教材应开本恰当、装帧牢固;版面设计应清爽美观、疏密得当且重点突出;纸质、纸张颜色、字体等皆应符合国家颁布的标准;文字叙述要科学、准确、精炼,有较强的可读性和欣赏性,适宜高职学生阅读;图片选取应在科学性与时代性方面下功夫,使其与教学目的、教学内容紧密结合。