基于綜合智能車平臺的物聯網專業模塊化課程設計

摘要：本文通過分析模塊化智能車的研究成果和實踐經驗，提出了一種基于智能車的模塊化課程設計框架，并介紹了該框架的實施步驟和評價方法。最后，作者總結了基于智能車的模塊化課程設計的優勢和挑戰，并展望了未來的研究方向。

關鍵詞：模塊化課程；智能車綜合平臺；無線通信模塊

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2024）08-0091-03

引言

隨著科技的快速發展，智能車作為一種新興技術，在改變教育的方式和方法方面具有巨大的潛力。因此，本文將探討如何以智能車為載體，根據智能車的技能要點進行課程體系重構[1-2]，開發模塊化課程，以提供更加個性化、實踐性和跨學科的學習體驗。

綜合智能車平臺技術

借鑒最新智能車架結構，筆者所在團隊開發出一款能夠全向運動的大功率車架。在此車架上安裝控制核心，實現車輛環境和狀態的檢測，搭載無線傳輸平臺模塊，實現遠程通信，并結合云存儲和移動端開發，實現技術的綜合貫通。[3]

綜合智能車平臺采用分布式控制技術，即驅動模塊、環境監測模塊、數據處理模塊、通信模塊采用獨立的控制器，所有控制器采用總線連接。移動終端與綜合平臺之間通過云平臺進行數據交換，實現遠程控制功能，綜合系統如下頁圖1所示。

智能車單臺由三大模塊構成，各模塊有一個獨立的控制器，能夠確保系統的穩定性和可靠性。各模塊之間采用CAN bus連接在一起，可以實現車輛的單獨運行和自主控制。在單獨運行時，環境監測模塊能夠實現自動運動路線規劃，驅動模塊采用PID技術實現電機的速度調節，數據處理模塊的觸摸屏上實現狀態顯示和狀態控制。開發Android版本的智能車控制界面，能夠實現智能車檢測模塊數據的遠程訪問和對智能車的遠程控制。選擇合適的云平臺進行無線數據傳輸的存儲，再開發小型的APP程序，可以實現云平臺數據的下載和對智能車控制模塊的遠程控制。

模塊化課程設計理論與方法

1.模塊化課程設計理論

模塊化課程設計理論是一種以學生為中心，強調實踐和創新的教學方法。它通過將課程內容分解為一系列相互關聯的模塊，使學生能夠根據自己的興趣和需求選擇學習的內容和順序，從而提高學習的靈活性和效率。[4-5]模塊化課程設計通常需要經過以下五個步驟：確定課程目標、分析課程內容、設計模塊、組織模塊、實施和評估課程。

在確定課程目標時，需要明確課程的學習目標和要求；在分析課程內容時，需要確定哪些部分的內容可以作為獨立的模塊；在設計模塊時，需要根據課程內容的分析結果，設計出一系列的模塊，每個模塊都應包含一定的學習內容和活動，并有明確的學習目標；在組織模塊時，需要將設計的模塊按照一定的邏輯順序進行組織，形成一個完整的課程結構；在實施課程時，需要根據學生的學習情況和反饋，對課程進行調整和優化；在評估課程時，通過對學生的學習成果進行評估，檢查課程目標是否達成，以及課程設計的有效性。

2.模塊化課程設計框架

結合智能車的硬件和軟件系統，筆者按照“硬件—結構—控制程序—通信—云數據存儲—移動開發”的順序逆向設計模塊化課程（如圖2）。在課程內再根據技術要點按照由簡單到復雜、從認知到掌握的順序設計教學模塊。[6-7]通過智能車，學生可以更直觀地理解和掌握汽車的電子、控制、通信等方面的知識。同時，智能車是機械結構設計和系統集成的實踐平臺，有助于提升學生的動手能力和解決問題能力。

3.模塊化課程教學實施策略

模塊化課程教學是以學生需求和能力水平為基礎的教學方式，通過將課程內容分解為多個模塊，使學生能夠根據自己的興趣和學習進度進行學習。在開展模塊化課程教學時，需要確定目標和評估標準。在模塊化教學中，每個模塊包含特定的主題或技能，要確保每個模塊的內容相互關聯，并按照邏輯順序排列。

模塊化課程教學能夠根據學生的個體差異提供個性化的學習支持。教師可以根據學生的學習進度和能力為他們提供指導，幫助他們克服困難，從而提高學習效率。在模塊化課程教學中，通過定期的測驗、作業和項目評估，可以了解學生的學習情況，幫助教師及時調整教學策略，以確保學生達到預期的學習成果。

基于智能車的模塊化課程設計分析

首先，通過智能車的模塊化課程設計，可以提高學生的學習興趣和參與度。通過將課程內容分解為多個模塊，學生可以更加深入地了解智能車的各個方面，從而激發并提升他們的學習興趣和積極性。[8-9]其次，這種課程設計能夠培養學生的實踐能力和創新能力，在智能車綜合實踐平臺完成后，通過與相關傳統企業的合作，可以開發出一套完整的實踐案例（如圖3）。最后，這種課程設計能夠滿足不同層次學生的需求。課程內容被拆分成多個模塊，教師可以根據學生的水平和需求進行個性化的教學。

當然，基于智能車的模塊化課程設計也面臨著一些挑戰。首先，教師需要具備豐富的知識和經驗才能有效地教授課程。其次，由于智能車的技術和理論在不斷發展和更新，課程內容也需要不斷更新和完善。最后，由于該課程設計需要使用大量的設備和材料，因此學校需要投入大量的資金來購買和維護這些設備和材料。

結論

本文通過對智能車與模塊化課程的研究，發現以智能車為載體開發模塊化課程具有巨大的潛力和優勢。這種創新的教育方法可以為學生提供更加個性化、實踐性和跨學科的學習體驗，能培養學生的創造力、解決問題能力和適應未來社會的能力。然而，智能車與模塊化課程的推廣也面臨一些挑戰，需要政府、學校、教師和學生群體的共同努力和支持。未來，期待智能車與模塊化課程在教育領域能夠廣泛普及，為學生提供更好的學習機會和成長空間。

參考文獻：

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[8]趙麗娟，張瑞芳.基于智能車的無人駕駛技術課程設計[J].科技信息，2016（18）：234-235.

[9]朱龍濤，朱青山，楊宇璨.基于恩智浦智能車機的設計與制作[J].電子測試，2020（13）：27-28+14.

基金項目：安徽省教育廳自然科學重點研究項目“基于無線通信技術的模塊化智能車綜合實訓平臺研制（KJ2020A0954）”，主持人：李棚。中共安徽省教育工作委員會“2022年高校優秀拔尖人才培育項目（gxbjZD2022123）”，主持人：李棚。安徽省教育廳自然科學重點研究項目“基于物聯網共享平臺下多功能老人智慧輪椅系統的設計與開發（KJ2021A1302）”，主持人：孔健。安徽省教育廳自然科學重點研究項目“一種基于AutoML的時間序列數據預測AI模型設計與研究（2022AH052496）”，主持人：葉飛。