面向車輛工程的計算機控制技術創新思維教學方法研究

薛旭升 曹現剛 毛清華 李曼 曹燕

摘 要：針對計算機控制技術課程較為抽象、內容范圍寬、理論與實踐結合性強的特點，分析車輛專業領域在計算機控制技術方面發展的需求。在課堂教學、課程實驗與課程互動等不同環節，結合車輛專業前沿需求與計算機控制技術特點，系統闡述了如何激發車輛專業學生在計算機控制技術方面的創新思維。該教學方法以解決車輛工程問題為導向，以培養車輛專業學生工程應用能力與創新思維能力為目標，為車輛專業學生對汽車自動控制系統、車輛檢測等方向深入發展奠定基礎，同時也為計算機控制技術課程的教學改革提供一定的方法理論基礎與應用價值。

關鍵詞：計算機控制技術 車輛工程 創新思維能力教學方法

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（a）-0-02

1 計算機控制技術在車輛工程中的需求分析

計算機控制工程是機械類學生的必修課程，是車輛專業學生掌握汽車電氣電子、自動控制與車輛狀態監測的重要環節。目前，車輛電子控制領域的發展成為車輛產業重要組成部分。尤其是現在智能駕駛、自動駕駛、車輛物聯網、互聯網+車輛等技術的不斷更新與出現，對車輛專業學生在計算機控制工程方面的知識需求進一步提升，并對控制工程前沿技術的認知有更高的要求[1，2]。

現如今智能駕駛汽車成為汽車技術創新和產業化的重要研究與應用方向。該系統基于環境感知與計算機控制技術實現，通過計算機控制核心對環境感知系統獲取到的信息進行分析處理，使車輛能夠安全、可靠地在既定路徑規劃下行駛，并到達預定目的地[3]。智能駕駛、自動駕駛等技術的出現，將在減少交通事故、提高運輸效率、完成特殊作業、國防軍事應用等領域發揮至關重要的作用[4]。然而，智能駕駛、自動駕駛等關鍵技術就在于環境感知技術和車輛控制技術，環境感知是基礎，車輛控制是核心，計算機控制技術扮演著信號采集與處理、控制技術等重要的角色。

因此，計算機控制技術課程是車輛專業學生掌握車輛控制與車輛前沿技術的重要基礎，在計算機控制技術基礎上，如何提高車輛專業學生在車輛領域前沿技術的創新、如何實現車輛專業學生與技術創新思維、工程創新能力的高效結合、如何體現計算機控制技術與車輛專業的緊密結合，讓學生們深刻了解并掌握計算機控制技術在車輛專業領域的創新應用，成為計算機控制技術課程培養學生的重要教學內容[5]。本文通過探索創新思維的激發方法，結合互聯網+教學模式，實現在“線下基礎教學+實踐教學+線上創新思維教學”的多元立體化教學方法，為進一步提升學生的創新思維與實踐應用能力提供良好的教學思路，為相關課程教學改革提供一定的方法理論基礎與應用價值。

2 計算機控制技術創新能力教學方法的實施

2.1 課程內容與教學方法安排的改革

為實現車輛工程專業的計算機控制技術課程多元立體化教學方法，在教學過程中，將培養創新思維方法的教學內容通過線上線下無縫對接的方式加入，并將該教學內容加入到教學體系當中，建立“線下基礎教學+實踐教學+線上創新思維教學”教學改革方法模式，實現該課程的閉環教學模式，并提高課程在教學過程中講授效率與創新思維活躍性。通過課堂學習與知識掌握，基礎實踐教學環節驗證，結合線上創新思維教學內容培訓，并通過訓練后反饋課堂，再通過實踐環節加強與驗證，形成線上線下環環相扣的閉環教學模式，對加強學生獲取專業領域前沿知識的能力與拓寬知識面，提高學生的判斷能力、分析能力和創新思維能力有極大的幫助。

2.2 課堂教學過程開展

該教學模式是以基礎教學為鋪墊，結合教學內容與車輛專業技術前沿，設計課程與專業融合性強的創新思維項目，并通過指導學生如何獲取相關專業知識點與領域最前沿技術，結合創新思維項目訓練內容與專業知識點，轉化為課堂教學與實踐教學實例，分析并驗證相關知識點。創新思維訓練課題包括“RS-485總線能否用于汽車制動控制總線，若能，請闡述如何工作；若不能，請并舉例分析說明”和“單片機（或嵌入式）技術在車輛領域前沿技術上的應用并列舉”等課程相關創新訓練內容。

創新思維訓練課題與課程的重點和難點密切結合，以學生自主學習為中心，實現學生自主分析問題、提出方法、解決問題、討論與實踐驗證等，并帶入到線下基礎教學與實踐活動中。

3 創新思維能力的互動激發教學方法

結合車輛專業與計算機控制技術課程的創業思維課題在線發布后，學生們在任意時間，以課程重點與知識點為基礎，從學術網站、學術期刊、專注、教材、科技資訊等資源獲取相關課題內容，并分析問題、提出創新解決方法，組織課題創新思維訓練。學生以個人或團隊撰寫的創新思維課題分析內容，通過在線發布，并通過全班學生的在線學習與討論，學生互相之間對問題的分析與解答，刺激了學生相互交流，激發學生對問題不同理解的對撞，讓學生自主豐富課題內容，并通過課堂引導下的相互論證，增強對課程難點與知識點的理解。

4 創新思維課題實施效果

這種以課題為導向的教學模式收到了良好的教學效果，學生利用多環境、多角度、多目標帶來的互動激發，深入掌握了知識難點，提高了學生學習知識的主動性與視野的開闊性，而且還培養了學生的團隊合作與創新思維能力，進一步實現學生課堂自主性，提高了學生對計算機控制技術課程的主觀興趣。

5 結語

分析車輛專業領域前沿技術對計算機控制課程的需求，目前“計算機控制技術課程+基礎實驗”的舊模式已不能滿足當下社會的需求，也不能達到以車輛專業工程認證下的培養目標。通過該研究，在理論課堂的基礎上，結合線上創新思維能力培訓課題，通過實踐環節的驗證，再反饋到課堂引導教學，一系列的教學環節形成“線下基礎教學+實踐教學+線上創新思維教學”的多元立體化教學方法。實踐證明，在工程教育專業認證背景下的計算機控制技術課程的教學改革，以培養復雜工程問題創新思維能力為主線，注重工程思維，強化實踐能力，為培養創新思維能力、自主學習以及終身學習教學改革與實踐提供了理論和實踐基礎。

參考文獻

[1] 李付俊.淺談汽車自動駕駛技術的發展與未來[J].科學技術創新，2016（16）：59.

[2] 車亞進.基于嵌入系統的智能車輛出入管理系統設計[J].自動化與儀器儀表，2017（4）：28-30.

[3] 詹坤，邵云飛.突破性技術創新的非線性與非連續性演化——以智能駕駛汽車為例[J].技術經濟，2017，36（5）： 66-73.

[4] 陳桂，陸鋒，宋麗蓉.計算機控制技術課程教學改革研究與實踐[J].中國現代教育裝備，2009（3）：52-53.