面向车辆工程的计算机控制技术创新思维教学方法研究

薛旭升 曹现刚 毛清华 李曼 曹燕

摘 要：针对计算机控制技术课程较为抽象、内容范围宽、理论与实践结合性强的特点，分析车辆专业领域在计算机控制技术方面发展的需求。在课堂教学、课程实验与课程互动等不同环节，结合车辆专业前沿需求与计算机控制技术特点，系统阐述了如何激发车辆专业学生在计算机控制技术方面的创新思维。该教学方法以解决车辆工程问题为导向，以培养车辆专业学生工程应用能力与创新思维能力为目标，为车辆专业学生对汽车自动控制系统、车辆检测等方向深入发展奠定基础，同时也为计算机控制技术课程的教学改革提供一定的方法理论基础与应用价值。

关键词：计算机控制技术 车辆工程 创新思维能力教学方法

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（a）-0-02

1 计算机控制技术在车辆工程中的需求分析

计算机控制工程是机械类学生的必修课程，是车辆专业学生掌握汽车电气电子、自动控制与车辆状态监测的重要环节。目前，车辆电子控制领域的发展成为车辆产业重要组成部分。尤其是现在智能驾驶、自动驾驶、车辆物联网、互联网+车辆等技术的不断更新与出现，对车辆专业学生在计算机控制工程方面的知识需求进一步提升，并对控制工程前沿技术的认知有更高的要求[1，2]。

现如今智能驾驶汽车成为汽车技术创新和产业化的重要研究与应用方向。该系统基于环境感知与计算机控制技术实现，通过计算机控制核心对环境感知系统获取到的信息进行分析处理，使车辆能够安全、可靠地在既定路径规划下行驶，并到达预定目的地[3]。智能驾驶、自动驾驶等技术的出现，将在减少交通事故、提高运输效率、完成特殊作业、国防军事应用等领域发挥至关重要的作用[4]。然而，智能驾驶、自动驾驶等关键技术就在于环境感知技术和车辆控制技术，环境感知是基础，车辆控制是核心，计算机控制技术扮演着信号采集与处理、控制技术等重要的角色。

因此，计算机控制技术课程是车辆专业学生掌握车辆控制与车辆前沿技术的重要基础，在计算机控制技术基础上，如何提高车辆专业学生在车辆领域前沿技术的创新、如何实现车辆专业学生与技术创新思维、工程创新能力的高效结合、如何体现计算机控制技术与车辆专业的紧密结合，让学生们深刻了解并掌握计算机控制技术在车辆专业领域的创新应用，成为计算机控制技术课程培养学生的重要教学内容[5]。本文通过探索创新思维的激发方法，结合互联网+教学模式，实现在“线下基础教学+实践教学+线上创新思维教学”的多元立体化教学方法，为进一步提升学生的创新思维与实践应用能力提供良好的教学思路，为相关课程教学改革提供一定的方法理论基础与应用价值。

2 计算机控制技术创新能力教学方法的实施

2.1 课程内容与教学方法安排的改革

为实现车辆工程专业的计算机控制技术课程多元立体化教学方法，在教学过程中，将培养创新思维方法的教学内容通过线上线下无缝对接的方式加入，并将该教学内容加入到教学体系当中，建立“线下基础教学+实践教学+线上创新思维教学”教学改革方法模式，实现该课程的闭环教学模式，并提高课程在教学过程中讲授效率与创新思维活跃性。通过课堂学习与知识掌握，基础实践教学环节验证，结合线上创新思维教学内容培训，并通过训练后反馈课堂，再通过实践环节加强与验证，形成线上线下环环相扣的闭环教学模式，对加强学生获取专业领域前沿知识的能力与拓宽知识面，提高学生的判断能力、分析能力和创新思维能力有极大的帮助。

2.2 课堂教学过程开展

该教学模式是以基础教学为铺垫，结合教学内容与车辆专业技术前沿，设计课程与专业融合性强的创新思维项目，并通过指导学生如何获取相关专业知识点与领域最前沿技术，结合创新思维项目训练内容与专业知识点，转化为课堂教学与实践教学实例，分析并验证相关知识点。创新思维训练课题包括“RS-485总线能否用于汽车制动控制总线，若能，请阐述如何工作；若不能，请并举例分析说明”和“单片机（或嵌入式）技术在车辆领域前沿技术上的应用并列举”等课程相关创新训练内容。

创新思维训练课题与课程的重点和难点密切结合，以学生自主学习为中心，实现学生自主分析问题、提出方法、解决问题、讨论与实践验证等，并带入到线下基础教学与实践活动中。

3 创新思维能力的互动激发教学方法

结合车辆专业与计算机控制技术课程的创业思维课題在线发布后，学生们在任意时间，以课程重点与知识点为基础，从学术网站、学术期刊、专注、教材、科技资讯等资源获取相关课题内容，并分析问题、提出创新解决方法，组织课题创新思维训练。学生以个人或团队撰写的创新思维课题分析内容，通过在线发布，并通过全班学生的在线学习与讨论，学生互相之间对问题的分析与解答，刺激了学生相互交流，激发学生对问题不同理解的对撞，让学生自主丰富课题内容，并通过课堂引导下的相互论证，增强对课程难点与知识点的理解。

4 创新思维课题实施效果

这种以课题为导向的教学模式收到了良好的教学效果，学生利用多环境、多角度、多目标带来的互动激发，深入掌握了知识难点，提高了学生学习知识的主动性与视野的开阔性，而且还培养了学生的团队合作与创新思维能力，进一步实现学生课堂自主性，提高了学生对计算机控制技术课程的主观兴趣。

5 结语

分析车辆专业领域前沿技术对计算机控制课程的需求，目前“计算机控制技术课程+基础实验”的旧模式已不能满足当下社会的需求，也不能达到以车辆专业工程认证下的培养目标。通过该研究，在理论课堂的基础上，结合线上创新思维能力培训课题，通过实践环节的验证，再反馈到课堂引导教学，一系列的教学环节形成“线下基础教学+实践教学+线上创新思维教学”的多元立体化教学方法。实践证明，在工程教育专业认证背景下的计算机控制技术课程的教学改革，以培养复杂工程问题创新思维能力为主线，注重工程思维，强化实践能力，为培养创新思维能力、自主学习以及终身学习教学改革与实践提供了理论和实践基础。

参考文献

[1] 李付俊.浅谈汽车自动驾驶技术的发展与未来[J].科学技术创新，2016（16）：59.

[2] 车亚进.基于嵌入系统的智能车辆出入管理系统设计[J].自动化与仪器仪表，2017（4）：28-30.

[3] 詹坤，邵云飞.突破性技术创新的非线性与非连续性演化——以智能驾驶汽车为例[J].技术经济，2017，36（5）： 66-73.

[4] 陈桂，陆锋，宋丽蓉.计算机控制技术课程教学改革研究与实践[J].中国现代教育装备，2009（3）：52-53.