高职汽车智能技术专业课程体系构建探索

陈纪钦，叶永玖，周旭华，廖书真，崔华安，康迂福

（河源职业技术学院，广东河源517000）

2017年4月，工业和信息化部联合发展改革委和科技部发文——《汽车产业中长期发展规划》，提出智能网联汽车是实现建设汽车强国过程中抢占先机、赶超发展的突破口[1]。2017年12月，工业和信息化部发布了与国家标准委共同制定的《国家车联网产业标准体系建设指南》系列文件，为车联网产业生态环境构建起到顶层设计和引领规范作用[2]。2018年12月，工业和信息化部发布《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，提出加快车联网（智能网联汽车）产业发展，大力培育新增长点、形成新动能[3]。2020年2 月，国家发展和改革委员会发布《智能汽车创新发展战略》，提出：实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产，实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用[4]。

因此，高职院校面向智能网联汽车行业设立的汽车智能技术专业（610107）具有响应政策号召，服务行业快速发展的实际意义。根据中国职业教育学会的统计数据，全国设置备案了汽车智能技术专业的高等职业学校2018 年是24 家，2019年增加到62家，2020年则达到了115家[5]。

本校2015年新设汽车智能技术专业，并于次年9 月进行首次招生。本文将通过行业需求分析确定人才培养目标，然后围绕人才培养目标和职业教育教学规律详细剖析专业课程体系，最后针对课程体系构建过程中出现的一些问题进行分析并给出解决方案。

1 行业人才需求分析

《国家车联网产业标准体系建设指南（总体要求）》中，明确提出了智能网联汽车的定义：搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、人、云等）智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车[6]。

专业教师团队对珠三角地区智能网联汽车行业相关企业进行了现场调研，参考《智能网联汽车测试装调职业技能等级标准》（属于第三批1+X试点证书标准），并结合舒望[7]、李敏[8-9]、马铮[10]等学者的研究成果梳理了适合高职汽车智能技术专业毕业生面向职业岗位，包括：智能网联汽车技术链和产业链相关的整车企业、零部件企业、研究机构、设计机构、服务机构等单位，面向研发、设计辅助，现场技术支持，制造装配及相关技术管理、质量管理等专业岗位，从事检测、试验、硬件装配、系统调试、质量控制及相关工艺文件设计、编写等工作。

2 人才培养目标的确定

在行业人才需求分析的基础上，结合高职院校学生的特点，制定了汽车智能技术专业的人才培养目标：培养思想政治坚定、德技并修，具有良好职业素养、心理素质、人文素质，掌握人工智能应用、自动驾驶系统安装调试、电子电路设计、机械创新设计等技术，具备适应智能网联汽车行业发展能力，能独立完成行业相关岗位工作任务的技术技能型人才。

3 专业课程体系的构建

专业课程体系的构建除了围绕行业岗位需求和专业人才培养目标，还要考虑到高职教育教学规律。本校汽车智能技术专业课程主要包含了机械电子技术模块、新能源汽车技术模块以及智能网联技术模块。这些模块均由若干门课程组成，这些课程根据教学规律安排了相应的课时量和开设时间。

机械电子技术模块主要由机械和电工电子基础类课程组成，具体包含的课程与学时等信息如表1 所示。

表1 机械电子技术模块课程相关信息

第一学期开设的计算机辅助制图（Solidworks）课程主要为了弥补高职学生空间思维能力较弱的特点。让学生通过一些简单的立体图形绘制，为第二学期机械制图课程的学习夯实基础。为了适应生产制造企业识图绘图的需求，第三学期开设计算机辅助制图（AutoCAD）课程，让学生在机械制图课程学习的基础上学习Auto-CAD软件的操作使用。第四学期的机械结构创新设计课程则是为了培养学生使用Solidworks 软件更好地表达机械结构创意。

为了强化学生安全用电意识、熟悉常见电路结构、掌握常见车载电子元件的工作原理与适用场景等知识与能力，特开设了汽车电工电子技术课程，包括车间电路设计与施工、经典的模数电电路焊接与测试等内容。车载电子电路设计与制作课程着重于让学生使用Altium Designer软件完成电子电路设计，并最终在所设计的电路板上完成电子元件的焊接与测试。后续的学期项目等课程还将进一步强化训练电子电路相关技术。

智能网联汽车通常基于新能源汽车进行开发设计，新能源汽车技术模块主要是让学生掌握新能源汽车工作原理、功能测试及常见故障检修，包含的课程信息如表2所示。

表2 新能源汽车技术模块课程相关信息

新能源汽车电气技术课程主要学习整车电路、CAN总线、交直流充电系统等模块的分析与检修；新能源汽车电池、电机及驱动系统检修课程则包含了新能源汽车三大关键系统的学习；汽车线控底盘技术课程主要从动力、制动、转向等角度介绍线控技术原理和实现的基本方法，通过学习该课程使得智能网联技术与新能源汽车较好地结合起来。

智能网联技术模块主要由编程语言课、操作系统课以及实践课程等组成，如表3所示。

表3 智能网联技术模块课程相关信息

Arduino编程语言基础课程主要使用图形化编程工具，通过一些简单的输入输出控制，培养逻辑思维能力；Arduino编程控制技术课程则通过电机驱动、超声测距等模块的编程控制实例让学生在图形化编程基础上进一步拓展文本编程能力。Python语言程序设计课程引导学生学习人工智能时代最热门且容易掌握的Python 编程语言；Python深度学习应用课程通过一些人工智能实例让学生进一步掌握Python 编程语言的实际应用。ROS （Robot Operating System，机器人操作系统），经常被运用于无人驾驶车辆的研发与测试，ROS 系统原理与应用课程的学习帮助学生掌握ROS通信机制、激光雷达等常用功能包的调用等知识和技能。智能网联汽车设备安装调试通过智能网联汽车常用信号采集传感器安装调试的项目培养学生操作技能。汽车智能网联系统集成项目管理则是系统培养学生项目管理的知识和技能，让学生更好适应行业企业工程项目管理的需求。3个学期项目的设计，不仅具有项目的连续性与难度的递进性，而且能较好激发学生的学习激情。

4 实施保障

汽车智能技术专业的课程体系与其他高职教育汽车技术类专业相比，加入了大量信息技术类课程，因此实施过程会遇到课程资源匮乏、实训项目针对性不强等问题。本校汽车智能技术专业主要围绕以下几个方面的工作来保障专业课程体系的顺利实施。

4.1 加大课程教学资源的建设力度

汽车智能技术专业是一个新兴专业，专业教学资源较为匮乏。为了丰富教学资源本校参与了汽车智能技术专业国家级教学资源库申报，与申报同盟学校共同分享教学资源。同时，还组织了《单片机控制技术——基于Arduino平台的项目式教程》《自动驾驶技术及应用——基于ROS 平台的项目式教程》等教材的编写，以让课堂教学组织更高效。

4.2 精心设计实训项目

职业教育阶段，实操训练是确保教学质量非常关键的环节，合理设计实训项目能较为形象有趣地向学生展示原本深奥枯涩的自动驾驶原理。

除了课程配套实训项目，我校汽车智能技术专业开设了3 个学期项目作为相应学期的综合性实训项目。这些学期项目均选用小车作为实训项目载体，学期项目1 与学期项目2 使用的小车底盘长宽约为300 mm*200 mm，车轮直径约65 mm，两个驱动电机总功率约25 W；学期项目3 使用的小车底盘约为900 mm*600 mm，车轮直径约300 mm，驱动电机总功率约400 W。学期项目1 小车使用Arduino UNO 作为中控单元，学期项目2 使用树莓派3B+或4B+作为中控单元，学期项目3 的中控单元则选用了基于英伟达Jetson TX2 设计的超算平台。学生基于这些实训载体选用合适的环境传感器可以完成电磁循迹、激光雷达SLAM、自动驾驶巡逻等项目任务。这些实训项目难度较为适中，要求适当递进，好玩有趣，能实现较好的教学效果。

4.3 优化师资队伍结构

汽车智能技术专业是一个跨越汽车、机械电子以及信息技术等多学科领域的新专业。原有车辆工程学科为主的师资队伍难以满足专业教学需求，需要做好内培外引工作。

专业优先支持鼓励部分原有专业教师通过参加中长期培训、去名校做访问学者、自学等途径实现专业知识与技能的转型升级。同时，也积极申请学校相关人才引进政策，重点引进在人工智能、自动驾驶领域有学术造诣，最好能有相关行业工作经验的新教师充实原有师资队伍。

5 结论

依托本文所述课程体系培养的学生具有较高的专业技术技能水平。2019 年12 月本校汽车智能技术专业学生参加人力资源和社会保障部主办的新能源汽车关键技术技能大赛——汽车智能化技术赛项，荣获学生组第一名；专业学生主持申报的2020 年广东大学生科技创新培育专项资金（“攀登计划”专项资金）项目《基于ROS的智能网联轮式移动底盘设计》成功立项，并获6 万元项目经费支持。此外学生凭借专业知识和技能参加挑战杯、互联网+等系列竞赛均取得了不错的成绩。

与传统的高职汽车类专业相比较，本校汽车智能技术专业紧跟智能网联汽车行业发展趋势，不再以维修作为就业面向的核心岗位，并在课程体系中新增了大量电子信息类技术的课程，结合适当的教学保障措施，实现了较好的培养效果。