“智能网联汽车”课程教学改革探索*

陈 浩 ，刘银华 ，段振霞

（上海理工大学，上海 200093）

0 引言

“智能网联汽车”课程是一门集运用汽车工程、人工智能、自动控制、通信与平台等技术的多学科交叉融合的新兴课程，它涵盖了智能网联汽车的关键概念、原理、技术和发展趋势，以及与之相关的领域，其关键技术包括环境感知技术、智能决策与规划技术、车辆控制技术等[1]。这门课程通过交叉与融合，传承与创新，从多维度、多领域构建综合专业课程，着重培养学生理论联系实践、理论指导实践的能力，提高学生的动手实践能力。

随着人工智能时代的到来，教学方法与手段带来了多样化发展，在教学过程中，教师可以基于课程思政导向以及产出导向的理念（OBE 理念）[2-3]，在课堂环节中充分利用混合式教学方式，将课本知识与科学实验相融合，丰富课堂教学环节和授课方式，鼓励学生以各种方式进行学习成果展示和讨论，调动学生参与课堂的积极性，提升学习效果。

1 “智能网联汽车”课程教学现状

随着智能网联汽车技术的快速发展和应用，越来越多的大学开始将“智能网联汽车”课程纳入教学计划。在我国一些知名工科院校，“智能网联汽车”课程已经成为热门课程之一。该课程涵盖了智能汽车的基本原理、感知技术、通信技术、控制算法、数据处理和人机交互等方面的内容[4]。学生通过该课程可以了解智能网联汽车的工作原理、关键技术和发展趋势，并具备相关领域的基本理论和实践能力。一些大学还与汽车制造企业、智能汽车研究机构或行业协会合作，开设实践课程或项目，提供学生参与智能网联汽车开发和测试的机会。这些实践项目通常涉及软件开发、数据分析、传感器测试、车辆通信等方面的内容，帮助学生将所学知识应用到实际项目实践，培养他们的综合能力和团队合作精神。

虽然“智能网联汽车”课程已经开始兴起，但仍然存在一些挑战。首先，由于智能网联汽车技术的快速变化，课程内容需要及时更新和调整，以跟上汽车行业最新发展需求。其次，智能网联汽车涉及多个学科领域，需要学生具备广泛的知识背景和综合能力，这对教师的教学水平和课程设计提出了挑战。

总的来说，“智能网联汽车”课程教学正在积极发展，为学生提供了更多了解和参与智能网联汽车领域的机会。随着智能网联汽车技术的不断进步，预计相关课程将进一步完善和深化，以满足汽车行业对智能网联汽车人才的需求。

2 AI 赋能下“智能网联汽车”课程教学目标及注意点

2.1 “智能网联汽车”课程教学目标

“智能网联汽车”课程教学目标是培养学生全面了解和掌握智能网联汽车领域的知识和技能。通过系统的学习和实践，学生将能够理解智能网联汽车的基本概念、原理和技术，并具备应用和创新的能力。具体目标如下。

1）理解智能网联汽车的概念和原理：学生应该能够理解智能网联汽车的定义、特点和工作原理，包括车载通信、传感器技术、数据处理和决策等方面的知识；2）掌握智能网联汽车技术和系统：学生应该熟悉智能网联汽车所涉及的关键技术和系统，包括车联网技术、自动驾驶技术、人机交互技术和智能交通系统等[5-6]；3）能够应用智能网联汽车技术解决问题：学生应该能够将所学的智能网联汽车技术应用于实际问题的解决，包括设计和实施智能交通系统、开发自动驾驶算法和优化车辆通信网络等；4）熟悉智能网联汽车的安全和法律要求：学生应该了解智能网联汽车安全的重要性，掌握相关的安全要求和法律法规，以确保智能网联汽车系统的安全性和合规性；5）具备团队合作和沟通能力：学生应该能够在团队中有效地合作和沟通，与其他专业人员协作，共同完成智能网联汽车项目和任务；6）追求创新和持续学习：学生应该具备创新思维和持续学习的能力，能够跟踪智能网联汽车领域的最新发展，不断更新知识和技能；7）关注社会和环境影响：学生应该了解智能网联汽车对社会和环境的影响，关注可持续性和社会责任，积极探索智能网联汽车的应用，以推动可持续交通和城市发展。

2.2 “智能网联汽车”课程教学改革的关键问题

一是智能网联汽车行业的快速发展导致了知识更新速度加快，教学内容需要及时跟进。教师需要密切关注行业发展动态，及时更新教学内容，引入最新技术、理论和案例，以确保学生接触到最新的知识和技能。二是智能网联汽车涉及多个学科知识，需要进行跨学科的整合与融合[7]。传统的学科边界已经变得模糊，学生需要掌握汽车工程、电子工程、计算机科学等多个学科知识。因此，教学改革需要打破传统学科的壁垒，建立跨学科的教学体系，培养学生的综合素质和跨学科解决问题的能力。三是智能网联汽车领域需要具备实践能力的人才。传统的理论教学不能满足行业发展对实际操作能力的要求。智能网联汽车的发展对学生的创新能力和团队合作能力提出了更高要求。教学改革应该注重培养学生的创新思维和创业精神，引导学生进行创新性的项目设计和研究，培养学生的团队合作能力和跨学科合作能力。四是智能网联汽车的发展也带来了安全和隐私等方面的挑战。需要注重培养学生的安全意识和隐私保护意识，教授相关的法律法规和伦理道德知识，引导学生在技术发展的同时，注重安全性和合规性[8-9]。

3 “智能网联汽车”课程教学改革的实施策略

3.1 更新教学内容，建立跨学科教学体系

教师建立紧密的行业联系，定期调查行业发展趋势和技术变化，及时更新教学大纲。学校可以与行业合作伙伴建立长期合作关系，收集最新的技术知识和实践案例，确保课程内容与行业需求保持同步，这包括引入新兴技术领域的知识，如人工智能、大数据分析、云计算等，以培养学生对智能网联汽车技术的深入理解和应用能力。同时共同开发课程内容，使教学内容与行业需求保持紧密联系。此外，作为交叉融合学科，应建立跨学科的教学体系，打破传统学科的壁垒。探索跨学科的教学方法和课程设计，将不同学科的知识有机融合，培养学生的综合素质和解决实际问题的能力。例如，开设跨学科的项目课程，让学生从不同学科的角度共同参与解决智能网联汽车相关的实际问题，培养他们的团队合作和跨学科思维能力。为了建立跨学科的“智能网联汽车”课程教学体系，可以考虑以下更新的教学内容。

1）智能网联汽车系统架构：介绍智能网联汽车系统的不同组成部分和层次，包括感知、决策、控制和通信等模块，以及它们之间的交互和协作；2）人工智能与机器学习：深入研究人工智能和机器学习在智能网联汽车中的应用，包括感知与识别、行为预测、路径规划和决策制定等方面；3）通信与物联网技术：探讨智能网联汽车中的通信技术，如车对车通信（V2V）、车对基础设施通信（V2I）和车对云端通信（V2C），以及与物联网的关系和应用；4）数据分析与大数据处理：讲解智能网联汽车中产生的海量数据的处理和分析方法，包括数据采集、存储、传输、处理和挖掘等技术，以提取有用的信息和知识；5）人机交互与用户体验：研究智能网联汽车中的人机交互设计和用户体验，包括语音识别、手势控制、可视化界面和驾驶员状态监测等方面；6）交通规划与城市设计：了解智能网联汽车对交通规划和城市设计的影响，包括交通流优化、拥堵缓解、停车管理和城市基础设施的规划等；7）法律与伦理问题：讨论智能网联汽车中涉及的法律和伦理问题，如隐私保护、数据安全、责任分配和法律法规等方面的考虑；8）创新与创业：鼓励学生在智能网联汽车领域进行创新和创业，提供相关的创新方法、商业模式和市场分析等知识。

3.2 强化实践教学，培养创新及团队合作能力

授课过程中，教师可注重实践教学的设计和实施，提供更多的实际案例、实验和项目实训。建立实验室和仿真平台，让学生亲自参与智能网联汽车系统的设计、开发和测试[10]。为了让学生能够更好地应用所学知识，将加强实践教学环节。通过与汽车制造企业、科研机构和相关行业建立密切合作关系，提供学生丰富的实践机会，包括实地考察、实习、项目实施等。通过这些实践活动，学生将能够亲身参与智能网联汽车相关项目，积累实践经验，提升实际操作和问题解决能力。此外，教师可引导学生进行创新性的项目设计、研究，注重培养学生的创新能力。智能网联汽车领域处于不断创新和发展之中，因此创新能力对于学生的职业发展至关重要。通过引入创新案例和实践项目，学生将面临实际问题和挑战，需要提出创新的解决方案。并带领学生积极参加创新竞赛和项目展示，提供创新创业的支持和资源。同时，团队合作能力也是智能网联汽车行业所需的重要素质。将通过小组项目和团队合作任务，培养学生的团队合作意识和沟通协作能力。学生将在团队中分工合作、协同解决问题，提高团队协作和领导能力。通过与同学们的合作，学生将学会倾听他人观点、有效沟通和解决冲突，为日后的职业生涯做好准备。课程安排可穿插小组探究性任务，让小组成员在探究专业问题的过程中，进行技术沟通、团队分工、管理，增强学生的沟通技能和团队合作能力。还可以建议学生参与社团、学术组织和国际交流活动，增加他们的社交经验和跨文化交流能力。

3.3 融合多种教学形式，创新课程教学手段

课堂讲授过程中，借助多媒体的传统教学仍应是本课程的典型教学方式。但对智能驾驶的感知、决策、控制以及定位技术的教学过程中，教师需精选典型视频范例，让学生在课堂上进行学习，有助于激发学生的兴趣，深刻理解和认识智能驾驶核心技术[11]。进一步采用课堂分组讨论的模式，融入教学过程，使学生可以相互分享对人工智能和智能驾驶的认识，提高学生理论联系实践、理论指导实践的能力以及动手实践能力。这对建立人工智能和智能驾驶的深刻认识具有重要的促进作用。同时将引入多种教学形式，如讲座、讨论、案例分析、实验和实践等。通过多样化的教学形式，可以激发学生的学习兴趣，并提供不同的学习机会和角度。讲座和讨论环节可以帮助学生获取理论知识和思维导向，案例分析可以让学生应用知识解决实际问题，实验和实践环节可以让学生亲身体验和实践所学内容。

针对人工智能和智能驾驶的延伸知识，可采用网络教学和翻转教学模式相结合的模式。在实施过程中，教师需借助班级微信群或课程网站等构建网络学习平台；以人工智能和智能驾驶的延伸知识为主题，精心设计启发性的内容，起到提示思路和“搭桥”作用。学生则可根据自己的兴趣和认识，借助网络资源或图书情报，独立或分组完成对人工智能和智能驾驶延伸知识的扩展和评价，或借助设计和开发软件，独立或分组完成智能驾驶某个功能实现；同时，学生的学习成果或疑问等可以在公共的网络平台或课堂上分享、交流和讨论。积极探索和应用创新课程教学手段。其中包括虚拟仿真技术、在线学习平台、智能教育工具等。虚拟仿真技术可以提供一个真实的虚拟环境，让学生进行模拟操作和实践，加深对智能网联汽车系统的理解。在线学习平台可以提供随时随地的学习资源和互动交流的机会，方便学生自主学习和合作学习。智能教育工具可以帮助学生更好地理解和掌握复杂的汽车技术概念，提升学习效果和效率。

3.4 增加知识储备，促进教师专业发展

为了更科学地规划、落实“智能网联汽车”课程教学工作，高校应从“知识储备”“实践能力”出发，打造综合实力型教师队伍。提供教师专业发展的机会，包括参加行业研讨会、学术会议和培训课程等。这些机会可以让教师与行业专家和学者进行交流和互动，了解最新的智能网联汽车技术和研究进展。其次，教师还可以参与培训课程，教师培训将包括教学方法、评估技巧、课程设计等方面的培训，以提升教师的教学能力和教育理念。辅导支持将由行业专家和资深教师提供，帮助教师解决教学中遇到的问题，提供指导和反馈。在“知识储备”上，高校教师应深入研究智能网联汽车产业，通过考察一线汽车工作，更新知识库，汲取专业关联的新知识体系。当教师多看、多听、多体验，对“智能网联汽车”课程教学工作的认识，也会随之发生改变，这不仅有利于高校教师以前瞻性视角为学生提供精准化的“答疑服务”“引导服务”，还能缓解学生学习压力，提高学生专业学习效率。在“实践能力”上，高校教师既要关注校内教育教学工作，也要将关注点放在广阔的校外空间，以“学习者”身份，主动去智能网联汽车产业学习、实践，搜集相关案例，丰富自己的教案，完善专业教学体系。同时，建立一个知识共享平台，教师可以在平台上分享和讨论智能网联汽车领域的知识和教学资源。这将促进教师之间的合作和交流，激发创新思维和教学方法的共享。平台上可以发布最新的研究成果、案例分析、教学教材等，帮助教师不断更新教学内容和方法。

4 结语

综合分析“智能网联汽车”课程教学现状及当前课程发展中的问题，本研究通过优化和改善传统教学方式，提高“智能网联汽车”课程教学效果，以推动该专业的长足发展。通过对教学内容的更新和与行业专家的合作，本研究确保课程与时俱进，并涵盖最新的技术趋势和创新应用。此外，通过加强实践环节的设置和实施，学生将能够将所学知识应用于实际情境中，并培养解决问题和团队合作的能力。采用多样化的教学方法和工具，可以满足学生的个性化学习需求，并提升他们的综合能力和创新思维。最终，通过增加老师的知识储备，完善专业关联的新知识体系。本研究为“智能网联汽车”课程的发展提供了有力支持，为满足汽车行业对现代化应用型人才的需求作出了积极贡献。