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      “車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”課程教學(xué)方法研究

      2021-09-10 04:37:05谷志茹胡久松黃曉峰黎朝暉李軍軍
      教育教學(xué)論壇 2021年32期
      關(guān)鍵詞:復(fù)雜工程問題研究性教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)

      谷志茹 胡久松 黃曉峰 黎朝暉 李軍軍

      [摘 要] “車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是湖南工業(yè)大學(xué)交通工程學(xué)院信息工程專業(yè)開設(shè)的一門具有專業(yè)特色的核心課程,是省級雙一流專業(yè)重點建設(shè)課程。課程對學(xué)生能力培養(yǎng)的一個重要目標(biāo)是:能夠根據(jù)明確的需求,設(shè)計出針對智能交通領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案,并在設(shè)計中綜合利用無線通信和車聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識、新技術(shù),體現(xiàn)創(chuàng)新意識。經(jīng)過對教學(xué)過程的思考設(shè)計和反復(fù)檢驗,課程整合跨學(xué)科理論知識,并分解為具有復(fù)雜工程問題特征的項目,圍繞這些復(fù)雜工程問題,設(shè)計和組織課堂教學(xué),建立包含過程與成果、認(rèn)知與行為的持續(xù)評估體系,激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的責(zé)任感與主動性。

      [關(guān)鍵詞] 復(fù)雜工程問題;車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng);培養(yǎng)目標(biāo);課程體系;研究性教學(xué)

      [基金項目] 2019年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目“以創(chuàng)新能力為導(dǎo)向通網(wǎng)模塊組復(fù)雜工程實踐課程建設(shè)”;2020年度湖南省學(xué)位與研究生教育改革研究項目“湖南省內(nèi)高校理工科碩士研究生科研創(chuàng)新能力的診斷及優(yōu)化研究”(2020JGZD056);2019年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目“軌道交通產(chǎn)業(yè)校企合作人才培養(yǎng)模式的探索與實踐”;2020年度湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目“面向區(qū)域功率器件產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研究與實踐”(HNJG-2020-0582)

      [作者簡介] 谷志茹(1979—),女,新疆烏魯木齊人,博士,湖南工業(yè)大學(xué)交通工程學(xué)院副教授(通信作者),主要從事通信系統(tǒng)研究。

      [中圖分類號] G642.0? ? ? [文獻標(biāo)識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324(2021)32-0156-04? ? [收稿日期] 2021-01-18

      復(fù)雜工程問題是工程教育認(rèn)證持續(xù)關(guān)注的問題。工程教育的主要目標(biāo)就是要培養(yǎng)學(xué)生能夠深入運用工程原理和各種工程知識,分析和解決復(fù)雜工程問題。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),工程專業(yè)必須解決三個問題:如何選擇、準(zhǔn)備或設(shè)計用于工程師培養(yǎng)的復(fù)雜工程問題;如何圍繞復(fù)雜工程問題設(shè)計和實施主要教學(xué)環(huán)節(jié),如課程設(shè)計、綜合設(shè)計、項目參與、企業(yè)學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等;如何把復(fù)雜工程問題所需要的工程原理和各種工程知識,在主要教學(xué)環(huán)節(jié)中得到充分深入的運用,以培養(yǎng)學(xué)生分析、解決復(fù)雜工程問題的能力。

      湖南工業(yè)大學(xué)開辦信息工程專業(yè),立足于株洲先進軌道交通裝備和新能源汽車國家級產(chǎn)業(yè)集群,面向車載電子電器和智能交通系統(tǒng)等關(guān)鍵領(lǐng)域,以培養(yǎng)多學(xué)科交叉復(fù)雜工程問題的解決能力為目標(biāo)。這里的復(fù)雜工程問題是復(fù)雜的社會、經(jīng)濟和技術(shù)有機結(jié)合的綜合系統(tǒng),是多個相互制約和相互影響信息系統(tǒng)有機結(jié)合而形成的具有明確目標(biāo)的整體,符合中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會界定的“復(fù)雜工程問題”特征。本專業(yè)所考慮的復(fù)雜工程問題,應(yīng)具備下述特征1內(nèi)容,并同時具備下述特征2~7的部分或全部內(nèi)容。

      特征1:問題的解決需要綜合深入地運用包括數(shù)理知識、工程基礎(chǔ)、電子電路、通信系統(tǒng)與信息處理等專業(yè)領(lǐng)域的知識,經(jīng)過分析得到解決。

      特征2:問題的解決需要涉及多方面的技術(shù)、工程和其他因素,相互間可能有一定沖突。

      特征3:需要通過建立合適的抽象模型才能解決,在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性。

      特征4:問題的解決有賴于新方法和新技術(shù)的運用,而無法僅靠常用或傳統(tǒng)的方法加以解決。

      特征5:問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中。

      特征6:問題相關(guān)各方利益不完全一致。

      特征7:具有較高的綜合性,包含多個相互關(guān)聯(lián)的子問題。

      “車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是信息工程專業(yè)為高年級學(xué)生開設(shè)的,實施“多元化”教學(xué)方法和“多層次”質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)的一門課程。本課程將根據(jù)課程特點,圍繞如上7個特征設(shè)計復(fù)雜工程項目,并基于這些項目實施課程教學(xué)。

      一、“車聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)課程特點

      “車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)大綱明確,學(xué)習(xí)本課程應(yīng)達到如下知識和能力目標(biāo)。

      1.基于無線通信和無線通信的基礎(chǔ)知識,可對車聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用需求進行分析,提出相應(yīng)的解決方案,對短程和中程無線網(wǎng)絡(luò)鏈路進行設(shè)計,并對設(shè)計方案的性能效果進行評估。

      2.能將通信、信息、網(wǎng)絡(luò)及電子技術(shù)的知識綜合應(yīng)用,以實現(xiàn)復(fù)雜工程系統(tǒng)設(shè)計、分析,培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力。

      課程教學(xué)大綱明確提出,本課程學(xué)生能力培養(yǎng)的一個重要目標(biāo)是:能夠根據(jù)明確的需求,設(shè)計出針對智能交通領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案,并在設(shè)計中綜合利用無線通信和車聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)知識、新技術(shù),體現(xiàn)創(chuàng)新意識。圍繞這一培養(yǎng)目標(biāo),本課程要解決的重點問題如下。

      以該課程及課程實踐設(shè)計復(fù)雜工程問題的組織、實施和考核指標(biāo),研究本科生“復(fù)雜工程教學(xué)”體系的實施策略與途徑,建立該體系有效運轉(zhuǎn)的保障機制。即根據(jù)課程的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情分析,設(shè)計復(fù)雜工程問題;圍繞復(fù)雜工程問題設(shè)計和實施課程的主要教學(xué)環(huán)節(jié);強調(diào)按學(xué)生個人興趣、需要和水平進行教學(xué)與學(xué)習(xí)的變革,建立包含過程與成果、認(rèn)知與行為的持續(xù)評估體系,并反饋回課程教學(xué)環(huán)節(jié),從而檢驗和調(diào)整教學(xué)過程的組織、實施。所以,分析課程的特點至關(guān)重要。

      如圖1所示,“車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”的先修課程包括電磁場與電磁波、通信電子線路、通信原理與數(shù)據(jù)通信、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),車聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計是“車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”的三周綜合課程設(shè)計?!败嚶?lián)網(wǎng)系統(tǒng)”是為信息工程專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的,具有專業(yè)和行業(yè)特色的理論與實踐結(jié)合的課程。學(xué)生有一定的動手能力和學(xué)習(xí)能力,但還有待加強,大部分學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)逐漸明確,愿意接受畢業(yè)前專業(yè)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生已學(xué)完相關(guān)數(shù)學(xué)課程,有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),完成專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),為本課程中各種應(yīng)用知識和技術(shù)的掌握奠定了基礎(chǔ)?!败嚶?lián)網(wǎng)系統(tǒng)”的課堂教學(xué)內(nèi)容包括7章:前3章主要講解車聯(lián)網(wǎng)基本概念、發(fā)展和基礎(chǔ)知識;第4~6章主要論述車聯(lián)網(wǎng)專業(yè)通信技術(shù),包括DSRC、ZigBee和C-V2X車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù);第7章講解具體的應(yīng)用。在課程實踐部分,基于車聯(lián)網(wǎng)理論知識,設(shè)計具有復(fù)雜工程問題的實踐項目。

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