职业技术院校汽车智能技术专业校本教材开发研究——以《汽车智能驾驶辅助系统原理检修》为例

李 琦，关志伟，童敏勇，袁 也

（天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津 300222）

职业技术院校汽车智能技术专业与传统职业技术院校的汽车专业不同，基本可划分到汽车电子类专业中。大部分高职的汽车电子类专业课程基本可分为两大类：第一类是公共基础类课程，以介绍基础知识和基本的专业技能为主，例如：《高等数学》《政治理论》《思想品德与法律基础》《形势与政策》等，这类课程的教材多由国家专门的机构制定、修编[1]，这类教材基本符合高职校学生的实际学习需要。第二类是专业课程，这类课程有很强的操作实践性，例如：《汽车电路识图及分析》《汽车电机与控制》《汽车电器设备构造与维修》《电子线路辅助设计》《汽车智能仪表与检测技术》《嵌入式应用开发技术》等。由于汽车电子技术发展迅速，这类课程的教材也需要随着汽车电子技术的发展而不断更新。针对第二类课程的教材，由职业技术院校结合当地经济和技术的发展状况，开发校本课程是一种较好的方式。本文以《汽车智能驾驶辅助系统原理检修》为例，经过调研和分析提出了职业技术院校汽车智能技术专业校本教材开发的意义、原则以及流程，并以汽车智能传感器认知一节为案例，介绍校本教材开发的实施过程。

1 校本教材开发的意义

根据高等职业教育拟招生专业设置备案结果数据检索显示，2017年全国开设汽车智能技术专业的高职高专院校共有14所，如表1所示。

表1 2017年开设汽车智能技术专业高职高专院校

从表1可知，全国职业技术院校院校中开设汽车智能技术专业的还较少，随着汽车智能产业的快速发展，在智能汽车系统及部件、车载智能操作系统及计算平台、高精度地图、北斗高精度定位、5G网络及车载通讯、新一代人工智能、大数据云控基础平台、智能交通基础设施和安全管理设施等方面会出现大量人才缺口，现有人才数量不能满足汽车智能化发展的需求。另外，国内现有职业技术院校院校汽车专业培养目标和培养方案与新兴的汽车智能技术市场需求契合度低，所培养的学生不能适应汽车智能技术行业的快速发展。因此，培养一批高技能型汽车智能技术专业人才迫在眉睫[2]。

随着职业教育的全面推进以及课程改革的持续深化，每个职业技术院校都需开发校本教材。当今我国的经济发展迅速，与此同时对人才的需求也不断提高。目前汽车智能技术专业还属于新兴专业，国内开设此专业的职业技术院校院校并不多，专门为此专业开发校本教材的职业技术院校院校更是少之又少，许多职业技术院校院校教师直接搬用类似专业的教材进行授课。这样的教材不能完全适用于汽车智能技术专业，对教学效果影响较大。所以，开发专门属于汽车智能技术专业的校本教材是非常有意义的。

2 汽车智能技术专业的教材开发研究

2.1 校本教材开发原则

在查阅、归纳、整理相关教育学和校本教材开发等方面的文献资料的基础上，归纳总结出校本教材开发的基本原则。

2.1.1 适应性原则

职业教育的课程模式与普通高等教育不同，教材的开发应根据教学模式的不同有所改变，普通的教材理论篇幅较多，实践技能模块内容较少，再加上职业技术院校的汽车智能技术专业具有其自身的特点，所以普通教材不能适应教学需要。

职业技术院校校本教材的开发要做到适应企业、行业的特点。在开发校本教材前应对相应行业、企业进行调研，了解毕业生所要选择的企业和职位，再根据目前智能网联汽车行业的现状及未来发展趋势确定教材内容以及难易程度。使校本教材的内容深入到行业一线当中，将理论知识与实际工作相联系，并使二者紧密结合起来，真正做到学生所学即企业所需。

校本教材的开发还应适应学校情况。学校情况包括设备、师资、生源质量等。例如：学校引进了一批智能网联汽车实验台架，在校本教材的编写过程中就可加入实验台架内容作为实践技能模块。又如学校教师水平较高，同时学生素质也较高，就可适当增加校本教材内容的难度，以实现职业化的优质教学。

2.1.2 时效性原则

目前汽车产业的发展十分迅速，汽车的智能化和网联化已成为发展趋势，汽车智能技术专业是以“信息技术”为核心，将信息技术服务于汽车产业，培养智能网联汽车新技术人才[3]。根据这一培养宗旨，汽车智能技术专业的校本教材开发就必须具有很强的时效性，这就要求校本教材的开发人员时刻关注最新智能网联汽车动态，并按照其变化不断更新教材内容，这样才能做到编写出的教材能够适应新时代的要求，同时所培养的学生也能够符合社会和企业的要求。

2.1.3 能力本位原则

能力本位指以学生职业能力的培养为本位，汽车智能技术专业要以突出汽车智能装置装调与测试、汽车智能装置的辅助研发等职业能力的培养为主线，着重培养学生分析解决融合汽车智能技术领域实际问题的能力和学习智能汽车新技术、新业务的能力。因此，汽车智能技术专业校本教材开发需要围绕职业能力这条主线对学生的知识、能力、素质结构进行设计，在对职业能力模块进行构建时，要注意加强学生的基本实践能力与操作技能、专业技术应用能力与专业技能、综合实践能力与综合技能的培养；同时还要对学生有一定了解，明确学生认知水平所处程度，这样校本教材才能符合学生的认知和学习规律，更好地帮助学生获取知识，实现从学校到工作的良好过渡[4]。

2.2 校本教材开发流程

以《汽车智能驾驶辅助系统原理检修》为例，在校本教材的开发过程中，首先确定课程标准，课程标准是一门课程的纲领，是对整个课程的全面的描述和规定，所以开发校本教材应该根据课程标准确定校本教材开发的目标。然后确定教材编写大纲，根据教材编写大纲编写教材样章，样章中呈现了教材章节的结构和内容。第三，经过专家和老师们讨论修改，依样编写教材全书，在经过专家审核后即可使用。在使用过程中，发现问题和不足还要不断修改和完善[5]。校本教材开发流程如图1所示。

图1 校本教材开发流程

2.3 确定校本教材的教学目标

校本教材开发目标要符合校本课程标准规定的课程目标，本专业的校本课程的目标是“培养具备汽车维修工岗位操作能力和汽车智能电子产品组装、调试、检修的能力，具备单片机与嵌入式系统基础开发的拓展能力；培养能从事汽车维修、汽车电子设备生产、调试、设计、服务等岗位工作，具有创新精神、创业意识和创新创业能力的高素质技术技能型人才”。基于校本课程的培养目标，校本教材的内容应为学生提供汽车电路、嵌入式系统开发、C语言程序设计、汽车构造与检修的基本理论，力求提高学生相关技术能力。鉴于本专业的特点，校本教材的开发采用任务驱动模式，保证校本教材既符合学生的个体发展规律又符合职业教育的要求，将学生的专业能力和自主性更好地发挥出来，培养学生良好的职业素养和职业习惯，为未来走向工作岗位奠定好基础。

3 校本教材开发的实施

3.1 教材结构设计

校本教材总体结构分为前言、目录、教材主体、附录及参考文献。教材的主体分为7大部分，分别为概述部分、传感器与测试技术、路径规划原理与应用、无线通信技术与应用、导航定位技术与应用、先进辅助驾驶系统与检修以及网络技术与应用。其中，传感器与测试技术在企业应用中属于核心技术且人才需求量较大，故在教材中属于重点部分。教材中的每部分又可分为多个小节，每一小节的教材包括情景导入、学习目标、结构认知、理论知识、实践技能、情景分析、学习小结和自主学习8个部分。具体的校本教材目录如表2所示。

3.2 实训项目选择的原则

3.2.1 基础性原则

校本教材立足于打好学生理论基础和实际操作基础，故校本教材的开发不宜过深、过难，校本教材的开发过程应充分考虑学校教师队伍的综合实力和职业技术院校学生的整体水平、发展状况以及学校的硬件设施，如实训场地、实训设备、教学仪器等因素[6]，结合目前汽车智能技术相关企业的运作模式，使学生能够学习运用，使之具备基本的从业能力。

3.2.2 操作性原则

为了充分体现职业技术院校院校以学生的实际需要为主导的教学特色，课程模式应以实际操作为主。汽车智能技术专业的实训项目也多是以实训台为主，校本教材的编写也应尽量以实训台为基础，多采用实图展示，再配以适当动画和视频讲解的方法，某些抽象概念也尽量配以实物图示说明，设置具体的情景，帮助学生理解知识的同时，也学会实训台的具体操作。

3.2.3 与企业需求相联性原则

校本教材是实现教学目标的工具，也是联系社会职业岗位内涵、外延及人才规格的桥梁[7]。所以，在开发校本教材时应面向市场经济建设，面向企业生产、管理前线，做到以岗位为目标，以能力为本位，以服务为宗旨。按照本地区企业岗位特点，典型工作任务设置校本教材的理论知识模块和实训操作模块，确保教材的先进性、针对性和职业性，保障学生职业能力得到充分发展，为今后的上岗工作打下坚实基础。

表2 校本教材目录

3.3 项目式教学法

职业教育强调动手能力，以培养职业能力为核心，校本教材的开发应以项目式教学法为主，使学生在独立完成一个项目的同时，能够综合学习理论知识和实践操作知识[8]。例如：《智能网联汽车技术》这门课程包含激光雷达传感器、毫米波雷达传感器、视觉传感器等众多传感器的检测、标定以及数据采集等内容，单纯进行理论知识的传授，学生很难理解其原理，也达不到教学效果。而通过实训台架让学生亲自动手操作传感器的检测、标定、编程、数据采集等工作，在实训车间这个具体的教学环境中，教学更加直观、全面，学生也会更有兴趣，能更加快速地掌握这方面内容，对于知识的掌握程度也更加牢固。

3.4 校本教材的教学实施

校本教材开发出来后，必须经过实践的检验才能发现教材在编写过程中存在的问题，然后针对问题进行修改、完善。校本教材的实施需要明确以下几点：

（1）教学实践的目标和实践对象

校本教材的实施对象主要是针对职业技术院校院校汽车智能技术专业的任课教师和学生。实践的目标是教学中不断改进校本教材，保证校本教材具有针对性且有助于学生能力的提高。

（2）教学方法

教学过程中可以同时采用多种教学方法，如讲授法、讨论法等传授学生间接经验，同时可让学生自行观察、自主探究、合作获得直接经验，也可采用练习和训练法让学生逐渐掌握相关技能和方法，但无论采用哪种教学方法都要做到课堂教学以学生为中心，学生明确学习目标后独立完成学习任务，教师仅起到引导和监督作用。

（3）教学组织形式

教学组织形式以班级授课制为主，教学场所可选在教室或实训车间，教学时间也可灵活掌握，适当采取分组活动形式或其他形式。

（4）教学过程

在正式教学前教师应介绍该堂课内容的背景和学习目的，使学生在正式学习前做到心中有数[9]。在教学过程中采用行动导向的教学方式，教师为学生设立一个真实的职业行动情景，给学生充分的自主权利，让学生积极参与到教学情境当中。

根据职业技术院校学生的特点，教材在内容选择上不应过多、过难，要突出重点，篇幅适量，尽量以图片或者图表的形式代替文字描述，增加学生学习的兴趣，便于学生快速掌握；在每一章节的开头应加入情景导入环节，将学生带入一个具体的情境中，以达到使学生快速进入课堂状态的目的。以下选取智能汽车传感器概述这一小节为教材开发案例。

情景导入：假如你是百度公司无人事业部实习生，某朋友对百度阿波罗无人车环境感知系统比较关注，请你向朋友介绍百度阿波罗无人车环境感知系统组成及特点。

学习目标：①掌握智能汽车环境感知传感器的概念。②掌握智能汽车环境感知系统组成。③掌握各感知传感器的特点。④了解传感器信息融合技术。⑤正确找到各传感器安置位置。

结构认知：结构认知模块需要增加较多图片，方便学生能够直观地看到，尤其对于认知模块的学习尤为重要。首先在实车的位置图中加入3个传感器，让学生知道智能汽车上的传感器分别安装在哪些位置，实车的传感器分布如图2所示。接下来可以分别介绍智能汽车上的各个传感器的实物图片和基本功能，如Velodyne16线激光雷达实物图片如图3所示。

图2 实车的传感器分布

图3 Velodyne16线激光雷达实物图片

理论知识：理论知识模块对传感器的基本概念、组成、类型以及工作原理等几个方面的基本知识进行介绍，在讲解传感器组成或结构等内容时，可采用爆炸图、动画或视频等形式进行讲解，如激光雷达分解，如图4所示。本模块的教材内容保证知识是必需的、够用的即可，语言尽量做到通俗易懂，便于理解。

图4 激光雷达分解

实践技能：实践技能模块是理论实践一体化教材的重点，是区别于其他传统教材的标志。该模块需介绍学生应掌握的实际操作技能，以图片加文字的形式编写，做到图片清晰，文字简洁明了。以传感器认知这一小节为例，向学生展示激光雷达的数据采集过程。激光雷达室内测试图如图5所示，激光雷达室内测试点云图如图6所示。

图5 激光雷达室内测试图

图6 激光雷达室内测试点云图

情景分析：情景分析模块需要对情景导入的问题进行解答，解决学生的疑惑。

学习小结：该模块是教材中必不可少的一个部分，能帮助学生总结重点，理清脉络，加深记忆，巩固知识。这一模块的编写需提炼出整节内容的重点，最好以框架图的形式让学生对整堂课的知识有系统性的认识，而不是一个个孤立的知识点。

自主学习：编写该模块的目的是锻炼学生的自主学习能力和独立思考能力，在内容的编写上可以预留几个问题供学生在课后查阅资料，独立思考解答。问题可以在与本节内容相关的基础上做延伸，也可以编写一些让学生自主创新的题目，通过对这两类题目的思考，既可以锻炼学生的创新思维能力，也可以提高学生的创新意识。

4 结语

校本教材的开发是一项系统而复杂的工程，应按步骤循序渐进地开展。在开发校本教材之初，必须要明确校本教材目标，确定合适的实训项目内容和教学方法，以便顺利地推进校本教材的教学实施。最后，应寻求多方专家和相关人员的专业指导，及时对校本教材的开发作出客观、准确的评价，以便校本教材后续的改进和完善。