思政引领的车联网课程建设与教学实践探析

何伟 林涛 张裕 刘云翔

摘要：为培育车联网与自动驾驶领域内德才兼备的应用创新型人才，提出以面向国家需要，践行立德树人，锻炼科学思维与创新能力为目标，开展思政引领的车联课程建设与教学实践思路。阐释贯穿通信、感知与决策技术的教学路线；介绍融入思政元素的具体教学内容与方法；针对课堂教学与实践教学，结合实例提供相关提升课程思政与专业教学效果的措施与经验；探讨围绕知识传授与价值塑造目标开展的教学评估设计，及对问题编制、师生共评上的一些体会。

关键词：V2X；车联网；自动驾驶；课程思政；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2023）29-0133-03

0 引言

“V2X技术及应用”是上海应用技术大学计算机学院人工智能专业的一门专业课，面向高年级本科生。V2X是“Vehicle to Everything”的缩写，涵盖车联网与自动驾驶技术。该课程的开设与建设源于我国对掌握该领域关键技术的重大需求，可为相关企业、科研院校储备技术人才，有利于我国在该领域实现跟跑、并跑到领跑的重大转变。

遵循习近平总书记“把思想政治工作贯穿教育教学全过程”[1]的教导，此课程的教学资源建设、课堂教学与实践教学工作，“坚持问题导向与需求导向”[2]，关注国家发展需要，著力植入爱国与创新等思政元素，帮助学生将社会主义核心价值观入脑入心，培养全面发展的创新型人才。在介绍教学路线的制定后，对教学内容编制、车联课堂教学与实践教学可采取的具体思政措施加以说明，以知识与价值并重的学习目标为驱动设计了教学评价，最后对当前开展的课程建设进行了反思与总结。

1 教学路线制定

以面向国家需求，践行立德树人，锻炼科学思维与创新能力为目标，本课程的教学路线如图1所示。参考[3-5]等文献，结合学生专业背景，并与东软、三星、百度等相关企业进行研讨，课程撷取了无线通信、传感融合、高精定位、路径规划与智能决策等科学性、实用性、挑战性强的车联核心技术，按通信、感知、决策与行动三大模块循序渐进。

通信模块以无线与蜂窝通信原理为基础，着重解析车联网通信协议：WAVE与C-V2X。感知模块介绍各类车联传感器的特点与传感信息的融合方法，阐明定位、激光雷达与高精地图技术的基本原理与相关算法。决策与行动模块进一步讲授基于通信与感知模块所获取的信息，车辆进行路径规划与智能决策的基本方法；以及运用人工智能技术，特别是深度学习，实现自动驾驶中目标检测的方法。

通过本课程的学习拟达成如下的教学目标。学生在理解车联技术架构、安全体系与协议标准的基础上，可开展车联应用算法的研究与实现；能综合运用物理、数学、算法分析等知识对车联问题建模，探索改进已有的算法或设计新算法，验证其正确性、可行性与高效性；能基于车载设备（OBU）、路侧设备（RSU）、智能信号灯等搭建常见的车联应用场景，采用嵌入式编程或PC端编程进行数据采集、协议分析、算法测试与验证；对高精定位、传感融合、人工智能的相关理论或模型算法，能针对实际问题甄别使用，开展实验仿真予以验证分析。

2 教学内容编制

基于图1的教学路线，为实现课程思政与专业教学相融合，遵循教育部“梳理各门专业课所蕴含的思政教育元素和所承载的思想政治教育功能”的指示，本课程建设从多个角度（详见第3、4节的介绍）对各知识单元中所蕴含的思政元素进行了充分挖掘，并采用了诸如头脑风暴、模拟辩论、编程项目讨论等多种形式的线上线下教学方式加以支撑，如表1所示。

在开展课件、教材编写与实验设置（见表2） 时，也力争以案例、比喻、故事等形式凸显价值塑造点，并基于超星学习通平台初步建设了课程视频、章节测验等线上资源。

通过上述工作，希望逐步培养学生在学习专业知识的过程中，时刻领悟、印证马克思主义理论的学习习惯，做到“学思用贯通”“知信行统一”，使其对马克思主义理论与社会主义核心价值观能常思长用、严学实行、深信细品。

3 思政引领的课堂教学措施制定

为同时提升课程思政与专业学习效果，“坚持知识引领与价值传授相结合”，“抓好课堂教学主线”[6]，针对车联课堂教学可采取如下措施：

3.1 结合国内外时政热点激发兴趣

党情、国情与社情的学习，可极大促进与引导专业知识的学习。应在教学中紧密结合专业知识，穿插讨论相关国内外时事热点与国家的方针政策。通过与社会大课堂相结合，帮助学生了解国家的迫切需求与对人才的渴望。使学生真正感到学有所用，体会到课堂所学是实用的活知识，对国家与人民具有重大意义，对实现中华民族伟大复兴有巨大推动力。在讲述车联网概述的章节时，可播放百度阿波罗、Tesla等无人驾驶的相关视频，介绍其在货运（如菜鸟驿站无人快递）、客运（如上海地铁15号线）、军事等诸多领域的实际应用，拉近学生与高新技术的距离。

立足国内、对标国际，也可引发学生思考未来的研究或工作方向，使其意识到自身专业能力的不足，激发其勤学苦练、实干报国。在讲解C-V2X相关技术时，可评点其关键技术5G的相关新闻报道。通过对比国内外研究现状，彰显出我国在5G领域的领跑优势，同时探讨未来可能的研究方向。

3.2 以史为鉴，文化养人，以身作则

每项重大发明与发现背后，都蕴含着宝贵的为人处世的经验，闪耀着人性的光辉。通过深入挖掘技术背后的名人故事及其奋斗史，可加深学生对爱国、敬业、诚信、友善的社会主义核心价值观的理解，助其成为德才兼备的社会主义建设者。在介绍定位技术章节时，可播放北斗卫星定位的新闻视频，既增强学生的民族自豪感又生动阐释其原理。通过结合中华人民共和国史、改革开放史等，讲述各专业领域前辈科学家独立自主、从零到一实现飞跃的奋斗故事，鼓励学生效法前辈先贤，不畏险阻，勇攀科学高峰。

在剖析具体的技术原理过程中，也可以中华优秀传统文化浸润滋养学生，以比喻方式深入浅出地加深学生的理解，剖析哲学内涵。在讲授传感信息融合章节中卡尔曼滤波部分时，可导出传感融合所蕴含的取长补短、合作共赢的协同精神，引出构建人类命运共同体的理念；指出处事要有全局观，不能偏听偏信，对信息需有分辨与判断能力。鼓励其多作“前瞻性思考”“全局性谋划”。使学生体会到做人做事的相通性，鼓励其从哲学视野看待专业问题。

教师本身更要结合自己的工作、学习经历，设身处地、认真上好每堂课。以言传身教体现职业素养与敬业精神。例如，可结合在企业带领团队研发新产品的经历，讲述开拓创新的不易，弘扬精益求精、永不放弃的奋斗者精神。

3.3 问题驱动，融会贯通，启迪创新

为应对百年未有之大变局，我国紧缺具有“原始创新能力”的人才。在教育主战场，可加强讨论式、问题为线索[7]的学习模式。紧密联系实际工程或科学问题，以交叉对照，层层设问的方式激励学生深入探索相关技术。

鼓励学生对当前教学章节提出好问题，带着问题进行后续学习，树立其创新意识，培养其勇于质疑的科学精神。例如在讲解路径规划算法前，可让学生从工程师角度，结合其专业知识与生活经验，自行思考无人车进行路径规划所必需的信息与大致的规划步骤，引发其对地图构造、路径规划算法设计方面的思考，提出自己的建议与疑问。

应进一步增强课程的研讨性，对一些专业问题引导学生自行得出答案，并与现有的定理结论加以验证对比。通过对一些问题变换约束条件与应用场景，或介绍相关的前沿研究，助力学生融会贯通，逐步形成创新能力。例如在介绍全局路径规划算法时，针对Dijks?tra算法，可结合实际生活经验，讨论如何计算耗时最短或最节能的路径，引发学生对“最短路径”的定义、汽车的耗能模型、地图权值的设定等方面的思考。借助对比Uniform Cost Search与A*算法，引导学生发现其一脉相承的关系并辨析其不同的应用场合。提示学生小改变可引起大功效，启发学生通过思辨进行创造。

4 思政引领的实践教学措施

车联课程的实践教学是加深学生对基本理论理解，培养学生动手能力与创造性的关键，为避免“两张皮”的问题，可采取如下措施：

4.1 产学研结合，取长补短

本课程所涉及的技术较新，跨越多门学科，且与汽车、通信等产业密切相连。响应国家产学研融合，坚持需求导向和问题导向的号召，上海应用技术大学计算机学院与东软、三星、百度、阿里等相关企业，以及上海的一些高校开展了多次交流探讨。课程实验部分的设置也重点参考了相关企业的意见，并购买了车载设备、路侧设备、智能信号灯等，借助智能小車、仿真模型车到真车，搭建了较为真实的车联环境；辅以SUMO、OMNeT++等仿真软件开展实验教学，使学生能切身体验到业界的最新技术进展，更具参与感与实战感。

4.2 以小见大，解决复杂工程问题

“中国的问题必须从中国基本国情出发，由中国人自己来解答”。教师应根据自身经历与学识，结合现实需要，抽象出一些学生力所能及的小项目，让学生探索解决。例如，在车联网的国内外行业标准中均定义了避障、超车等几类车联典型应用，但符合我国国情的最佳实现算法仍属开放性范畴。在本课程的实验课中，对一些场景联合相关企业给出了基本解决方案，同时向学生提供相关的文献与标准，要求其自行研读、搜索网络资源。从修改参数、替换模型开始优化探索，并对算法进行对比研究。更鼓励学生提出原创的解决方案，并加以评判，培养学生解决复杂工程问题的能力。 面对复杂的工程问题，鼓励学生坚持底线思维，“凡事从坏处准备，努力争取最好的结果”，考虑最坏的情况，遇到挫折愈挫愈勇，学会从挫折中汲取经验。

4.3 手脑并用，培养动手能力

为增强学生的动手能力，培养其良好的劳动习惯与优秀的职业操守，在车联实验中设置了基于OBU或其他嵌入式设备的软硬件相结合的实验。通过增加实验“留白”，激发学生亲身实践。部分关键代码需要学生根据要求与提示，主动搜寻资料自行完成，设备接线与组装则依教师指导与原理图独立完成。此外，从遵循代码编写规范、爱护实验设备、勤俭节约等角度培养学生的良好劳动习惯，促进学生德智体美劳全面发展。

5 教学评价设计

教学评价是促进学生自主学习的关键一环，课程围绕知识传授与价值塑造的学习目标，采取了目标驱动的评价设计，力求评估活动与学习目标相一致。评价活动采用了“多元化方式”[8]，除了章节测验、随堂测验、实验报告、期末考试等常规评价活动外，还引入了项目讨论、游戏模拟、模拟辩论、论文导读、笔记制作等活动的评价，线上线下全面考查学生的知识掌握情况、思维能力与道德品格。

问题的编制上，一是博采国内外优秀教学资源，防止“封闭僵化”与“食洋不化”。二是结合最新的科研进展、相关实际问题与时事热点，引发学生思考，帮助学生“深入学、持久学、刻苦学、带着问题学、联系实际学”。希冀学生在“没有教科书与现成答案”的情况下，也能闯出一条新路。三是“坚持系统观念”，“用普遍联系的、全面系统的、发展变化的观点”设计综合性的试题。打破各章节孤立考核的模式，自然穿插相关知识点的内容，并以思维导图领航，帮助学生温故知新。

评分方式上，采用了学生互评与教师打分相结合的方式。但注意对主观题给出细化的量规，使学生做题时就能明确目标，评分时也有法可依。对客观题，采用学习通平台实现自动批阅并提供答案解析，以实现快速学情反馈。对学生在解答问题时，“先行先试出现的”和“尚无明确限制的探索性试验中的”失误和错误，教师要予以引导和宽容。

对于采用分组方式进行的实验或大作业，遵循“制度执行到人到事，做到用制度管权管事管人”，要求小组内部明确分工与责任人，作为部分评价依据。锻炼了学生的团队协作能力与领导能力，也达到了同伴促学的目的。通过依据量规进行的组间互评、组内互评与教师评阅，可实现较为客观的评价。

6 结论

针对思政引领的车联课程建设与教学实践有如下思考。要做到将社会主义核心价值观“进教材、进课堂、进头脑”，使课程思政与专业传授相得益彰，教师要加强自身对党和国家方针政策的学习，关心天下大势。要留心生活中的鲜活案例，总结归纳价值塑造元素，用社会大课堂生动地教导学生。要以学习者为中心，将技术原理背后所蕴含的哲学思想、人文情怀、科学精神等思政元素融入教学与教材，增强课程的研讨性，培养学生自主发现的思辨能力。要弘扬中华优秀传统文化，严于律己，做好学生的榜样。要加强校企交流，面向国家重大需求，协同培养学生的创新能力。

参考文献：

[1] 本书编写组.习近平总书记教育重要论述讲义[M].北京：高

等教育出版社，2020.

[2] 习近平.在科学家座谈会上的讲话：2020年9月11日[M].北

京：人民出版社，2020.

[3] 陈山枝，胡金玲，等.蜂窝车联网（C-V2X）[M].北京：人民邮电

出版社，2021.

[4] 余伶俐，周开军，陈白帆.智能驾驶技术：路径规划与导航控

制[M].北京：机械工业出版社，2020.

[5] 刘少山，唐洁，吴双.第一本无人驾驶技术书[M].2版.北京：电

子工业出版社，2019.

[6] 陈华栋.课程思政：从理念到实践[M].上海：上海交通大学出

版社，2020.

[7] 黄静如，张贤萍，朱爱萍，等“. 信息+结构+转化”课程教学模式

探究：以“会计学原理”为例[J].集美大学学报（教育科学版），

2022，23（3）：83-88.

[8] 郭晓然，许燕，刘彩虹.课程思政视域下模拟电路与数字电路

课程教学设计研究[J].电脑知识与技术，2023，19（9）：137-140.

【通联编辑：王力】