智能网联汽车技术背景下汽车电子技术专业改革与实践

2023-04-22 02:50李吉生李爱萍
装备制造技术 2023年10期
关键词:智能网实训技能

李吉生,李爱萍

(1.广西水利电力职业技术学院,广西 南宁 530023;2.广西交通技师学院,广西 南宁 530023)

0 引言

国家发展智能网联汽车技术对传统的汽车电子技术人才培养带来严峻的考验。当前,本专业在开设专业课时,课程内容基于传感器、控制器、执行器等传统汽车电控知识技能。但是,传统的汽车电子技术专业并没有涉及融合通信网络技术、环境感知技术、定位技术、智能决策技术、协同控制技术等相关知识。所培养的学生缺乏对汽车智能控制技术、自动驾驶控制技术、智能汽车安装调试等知识技能的掌握。因此,高职学校在人才培养过程中应当适应当前智能汽车产业的发展,对现有的汽车电子技术专业人才培养课程体系进行改革,让学生能够熟练应用智能网联汽车技术的基本原理和知识技能,在将来的工作岗位中能够分析研究工作岗位问题、有效解决实际问题,提升个人技能应用和发展能力。

1 结合实际设立培养目标,调整专业结构

1.1 智能化高技能人才培养滞后汽车智能化的发展

当前,汽车行业正大力推进自动驾驶汽车等智能软件以及与之相关联系统的发展,汽车智能化是今后汽车发展的必然方向,其中电子技术的运用就是这一过程中的关键环节。智能网联汽车技术建立在车联网技术、人工智能技术之上,利用车联网将车与人、车与车、车与路连接在一起,是将汽车与信息化、人工智能相结合的结果。使用传感器、摄像头、雷达、图像处理以及定位设备来完成信息的收集,并将收集到的信息通过车载系统传送到远端云平台上,再由人工智能模块做出决定,从而对车辆的运行做出判断和相应的操作,达到避让障碍物、选择交通路线的目的。最初的自动化驾驶技术依靠加装摄像头、雷达等设备来实施,而互联技术让车与车、车与人、车与路可以进行有效地联系,配合智能决策模块,打造出智能网联汽车技术。同时,采用局域网和远程网络两种方式实现对车辆的统一调度,从而达到最大限度降低道路交通拥挤的目的。但是,新知识技能出现,高技能人才培养还跟不上智能汽车发展步伐,智能汽车高技能人才培养滞后于汽车产业发展需求,目前大多汽车检测从业人员在技术上还不够成熟,智能化高技术技能人才的需求非常大。

1.2 专业结构的调整

(1)随着智能网联汽车技术的发展,汽车电子技术专业也需要进行相应的调整。专业结构应该更加偏向汽车智能化、自动化、网络化技术的教学和研究,涵盖传感器技术、通信技术、控制算法等方面的内容。

(2)应该注重培养学生的跨学科能力和技能技艺实践能力,增加课程设置中的跨学科内容和实践环节,如机器学习、人工智能、机器人技术、自动驾驶等课程的设置。

鉴于这种状况,高职院校在进行教育的时候,要紧密关注智能网联汽车的发展状况,并以此为依据确定汽车电子技术专业人才培养的教育目的和方向,将教育计划与智能网联汽车有关产业的要求结合起来,并注重培养学生智能汽车维护和监控评价能力,让学生既能学到知识和理论,又有丰富的操作和实践经历。高职院校应该对目前的智能网联汽车发展状况进行深入的调查研究,并把它作为一个主体,与教学内容有机地融合起来,构建一个关于智能网联汽车新技术的教育体系,及时调整专业结构,设立与智能化汽车产业发展相适应的培养目标[1,2]。

2 重构课程体系,提高课程的专业性

2.1 基本思路

在智能网联汽车技术背景下,汽车电子技术专业在课程改革和实践过程中更应当重视专业课程体系设置和专业课程内容重构,结合智能网联汽车技术发展的大背景下对传统的专业方向进行创新。本专业传统的教学方式在很大程度上与新兴的智能网联汽车市场需求脱轨,所培养的学生不能较好地适应智能网联汽车产业的快速发展。通过融入智能网联汽车技术进行重构,在传统燃油车、新能源汽车的基础上突出汽车智能化和网联化相关知识技能的教学。

高职院校和教师在课程体系设置时,应根据汽车电子技术专业对应的智能网联汽车的实际需求增加相关课程内容,强化学生对智能网联汽车技术的应用,通过走访相关院校和企业发现,课程增加车联网技术、智能感知技术、高精地图技术、自动驾驶控制技术等内容,并建立与之相匹配的实训基地,将部分智能网联汽车技术知识的专业课程设置为汽车电子技术的核心课程,并将理论和实践相结合,可提高学生对智能汽车的技能实践和产品应用设计能力。

2.2 课程体系重构

传统的汽车电子技术专业中,大部分院校以汽车电气设备与维修、汽车电子控制技术、新能源汽车技术等课程作为核心课程。学生就业后的工作往往会涉及智能从从事汽车电子、新能源汽车维修等相关工作,与汽车智能化发展不匹配,与智能汽车技术工作岗位不想匹配。以此,高职院校在设置专业课程时,适当减少传统的专业课程,融入智能网联汽车技术相关知识技能的课程来满足岗位需求[3,4]。例如,在专业基础课内增加“嵌入系统及应用”“C 语言程序设计”等课程替换“汽车一级维护”,将“汽车发动机构造”和“汽车底盘构造”课程整合为“汽车构造”课程;在专业核心课内设置“自动驾驶测试与检修”和“智能汽车传感器装配与调试”等课程,替换如“发动机机械系统检修”类的机械系统检修课程;专业拓展课也相应调整,增加“智能汽车线控底盘系统检修”和“汽车高级驾驶辅助系统检修”等课程。

通过课程体系重构,学生能学习和训练汽车智能化、网联化及共享化的相关知识与技能,同时学生也具备现代汽车产业管理能力、智能网联汽车整车工程测试能力,还能熟练测试与检验汽车零部件,这些技能足以满足未来汽车电子技术在智能网联汽车上的应用。

3 重视教学团队的建设,提高专业教学能力

在崇尚技能的职业教育当下,教师已经认识到学生在技能学习过程中学习主体地位,但是在整个教育过程中,都不能缺少教师的辅助和引导,教师作为学生的“指路灯”,教师自身的专业水平将会对学生的学习效果和发展速度产生影响。目前,尽管汽车电子技术专业高职院校教师都具有较强的知识储备、熟练的技术技能及教学能力,在长期的教学实践中也积累了丰富的教学经验,但这些知识储备、教学经验都建立在传统汽车专业知识的架构下。随着汽车智能化时代的到来,智能网联汽车知识架构模式下对教师提出了更高的信息素质要求,同时还要求教师要拥有与之有关的知识素质,这就会触及教师的知识盲区和舒适圈,这就会导致教师的教育教学效果受到很大的影响,同时智能网联汽车技术为多学科多领域融合的产物,这就要求老师具备深厚扎实的理论知识和有多学科融会贯通的能力。为此,高职院校应当注重电子技术专业优秀教师团队的建设,积极开展招聘工作,提高招聘待遇和招聘条件,并通过自身培养、企业引进等内培外引的方式提升本专业的师资队伍,提高教师专业技能,帮助他们更好地胜任本专业的教育工作。

一方面,可扩大招聘领域,可以将通信工程、互联网控制技术、人工智能等多学科领域的优秀人才引进来,在进行交叉领域的教学时,可以让各专业的教师进行沟通和共享,达到共同提高的目的。另一方面,要建立内部训练方案,重点应该放在对有关智能网联汽车技术的训练上,有针对性地提高教师的专业素质,在对教师进行关于智能网联汽车知识和技巧的训练时,要认识到教育变革的重要性,选择高效的教学方式,深化教育思想,让整个专业教师队伍都充满蓬勃发展的生机和力量。与此同时,高职院校可以经常安排教师到有关企业进行深入地学习,让他们对智能网联汽车技术有更多的认识,以智能网联汽车为中心来设计出与之相适应的教学手段。

4 深化校企合作,共建实训基地,加强专业技能训练

在高职院校中,教学的重点是技能在实践工作中的运用,而实训则是训练学生实际操作能力的主要方式。然而在高职院校实际教学中,实训基地建设远远落后于当代汽车产业的发展,目前大部分高职院校缺乏适用于智能网联汽车技术技能实训基地,建设相关的实训基地要花费大量的金钱和精力,给学校带来巨大经济的压力。因此,延伸至企业进行实践技能训练,深化校企合作,共建实训基地、共育技能人才等措施提高合作质量显得尤为重要。将学生技能实践在企业内进行,特别是本专业的智能网联汽车相关部件的装调、传感器的标定、整车测试诊断及辅助设计等技能实践教学,更能让学生体验到企业一线真实的工作场景,切实发挥在企业内组织技能实训教学的优势,同时还有利于专业课程的开发、专业技能的培训,也更能贴近1+X 证书标准要求。

通过校企合作,在实践教学中就能将智能网联技术中典型的工作岗位与技能训练紧密结合,在企业学习时就能体验到智能网联汽车研发助理、装调员、质检员等岗位技能要求。例如,在校企共建的实训室内就能体验到ADAS 常用传感器的数据采集技术和驱动技术运用、线控原理和测试技术运用、软硬件平台开发使用及自动驾驶综合测试等。同时,经过企业培训后,企业就能招收到适合自身用人需要的技能人才,免去学生毕业后进行二次培训的环节,为企业节约了人力资源成本,获得更大的经济效益。在学生的培养过程中,学校的教师也能与企业一线工程师进行交流学习,向一线工程师学到专业技能,与此同时学校教室也能为企业员工提供理论支持。校企通过优势互补,达到双赢互惠的目的,校企间的合作向更深层次的拓展延伸。

5 融合智能网联汽车,打造沉浸式实训空间

信息技术的飞速发展为各领域提供了发展动力展现出充分的技术优势,为社会的发展做出了显著的贡献。教育是国家的百年大计,高职教师应当意识到信息化教育的重要性,并将其列为教学改革的主要方向,在实施和融合信息技术的过程中促使教育质量不断提升。互联网具有公开性和创新性,包容了各种不同的信息,打造出一个关于智能网联汽车的“知识宝库”,其本身就是一种尖端的技术。因此,高职院校教师应当充分利用信息技术的发展在校内打造沉浸式教学实训空间,突破常规教学与课堂之间的限制,让学生了解到更为宽广的外部世界。与此同时,尽管职业院校的教学内容凝结了跨学科的专业知识,有着极为重要的教育意义。但是,它受到了空间及信息容量的制约,其中所包括的知识都是非常精炼的,随着教材的修订过程复杂,更新的速度太慢,一些知识的内容已经在很大程度上已经落后于当前的智能网联汽车产业发展需要,因此,高职教师可以从网络中吸取信息技术“营养”,将知识技能拓展到课堂教学的过程中去,并将这些知识技能编写到信息化数字化教材中去,从而学生能够在课堂中学到适应产业发展需求的知识技能,具有更重要的现实教育意义[5]。

例如有的高职院校为了完成智能网联汽车背景下汽车电子技术专业的教育创新,以智能网联汽车装配维护、检测维修、维护保、辅助设计等为教学目标,建立符合1+X 等级证书标准要求的实训基地,协同企业一起打造出映射真实工作场景的实训室,在实训室内组织开展本专业教学活动,对学生展开专业知识培训的同时组织各项竞赛,以此为基础,提高学生的实践操作能力。通过调查教学效果可以发现,对实训室进行整体规划设计能够帮助学生打造出一个集感知、控制、网联于一体的实训空间,在教学过程中融合了VR,信息化等技术手段和设备,提高智能座舱、整车装调、V2X 等实训项目的开展效率,为我国智能网联汽车产业培养出更多高素质复合型汽车电子技术人才。

6 创新教学模式,兼并线上和线下于一体

在现有的课程体系中,课程的理论性与实践性相对“分裂”,尽管它们属于一个课程体系,但实际上是两个相互分离的课程体系。这种情形下,学生能够在实习工作中对所学到的理论知识进行重新思考,但只局限于没有忘记的知识点。而在利用信息技术为核心建立多媒体教室后,可以将教学内容制作成多媒体课件,并将其上传到学校教学资源平台,以便学生在实践中可以随时随地复习专业知识,达到一加一大于二的作用。与此同时,与传统的线下教育相比,在线教育虽然更具智能化,但是互动性有待进一步提高,可能难以有针对性地为学生提供解决问题的方法。对于这种情况,本专业教师可以在自己的网页中增加一个互动板块,让学生可以进行讨论和交流,还可以邀请一些教师定时在平台后台中进行问题在线解答,为学生解决超出自己理解范围的问题。另外,还可以利用课程直播、微课视频、语音会议等方法,打造类似于教学现场的活动情境,给予学生身临其境的感受。

7 结语

近年来汽车电子技术专业招生就业遇到了新的困难,汽车电子技术专业教学必须创新。为了更能适应智能网联汽车产业发展,结合汽车电子技术人才在电子方面的特殊性,本专业着重更新调整教学内容,通过强化电子技术和智能技术在本专业实践教学中的应用、培育优质的教师团队、校企深度合作等方法进行本专业教学改革。上述改革举措的实施将使培育的学生具有更强的竞争力,更能适应未来汽车电动化、智能化、网联化及共享化发展需要,也为他们在将来智能网联汽车领域发展打下坚实基础。

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