智能网联汽车课程问题引导法授课模式探究

摘 要:未来智能网联汽车市场潜力巨大,人才紧缺已成为制约该行业发展的重要因素。针对当前我国高等职业教育智能网联汽车授课以教师讲授为主,学生参与度不高的现状,提出将“问题引导法”应用于智能网联汽车课程教学,充分的课前准备、合理的创设问题、科学的课堂引导、及时的课后总结是保障教学质量的关键。实践表明,问题引导法在高职智能网联汽车课程的应用总体具有良好的教学成效。

关键词:智能网联汽车 问题引导法 高等职业教育 教学成效

Abstract:In the future, the intelligent connected vehicle (ICV) market has huge potential, and the shortage of talents has become an important factor restricting the development of ICV industry. Aiming at the current situation that the teaching of ICV courses in Tertiary Vocational Education in China is mainly taught by lecturing method, and the participation of students is not active, it is proposed to apply the "problem solving mode" to the teaching of ICV courses. The sufficient pre-class preparation and reasonable solving problem, scientific while-class inducement, and timely post-class summary are the keys to ensure the quality of teaching. The practice shows that the application of the problem solving mode in Tertiary Vocational Education ICV courses has a satisfied teaching effectiveness overall.

Key words:Intelligent Connected Vehicle; Problem Solving Mode; Tertiary Vocational Education; Teaching Effectiveness

1 引言

隨着汽车技术与AI技术、5G通讯技术等的深度融合发展,智能网联汽车应运而生,成为未来汽车行业的发展热点[1-3]。智能网联汽车基于现代通信与网络技术,与先进车载传感器、控制器、执行器等融合,将车-人-路-平台等信息交换共享,进而实现安全、环保、高效行驶,并最终实现无人驾驶[4]。

为驱动国内智能网联汽车发展,2013年我国成立了“车联盟产业技术创新战略联盟”。2016年,工信部制定出智能网联汽车发展战略及技术路线图,奠定智能网联汽车发展基调。2018年《上海市智能网联汽车道路测试管理办法(试行)》发布并在上海开展首次智能网联汽车道路测试。2020年我国智能网联汽车销量达到303.2万辆[5],车联网标准体系建设基本完备。2021年,工业和信息化部等三部联合印发《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》,有力地推动智能网联汽车发展。

2 智能网联汽车人才需求分析

目前,智能网联汽车市场尚处孕育期,未来发展空间巨大。国家发改委等11部委发布的《智能汽车创新发展战略》指出[6],到 2025年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成。2035到2050年,中国标准智能汽车体系全面建成、更加完善。此外,欧盟、美国、日本等在智能网联汽车领域均在加强战略谋划,加大政策支持,从而加快智能网联汽车发展进程。据IDC市场预测[7],2035年全球智能汽车产业规模将突破1.2万亿美元,中国智能汽车产业规模将超过2000亿美元。

无论国内环境,还是国际环境,智能网联汽车领域都具有广阔的市场,潜力巨大。技术和人才是汽车行业发展的两大要素,有关数据显示[8],智能网联汽车将迎来持续20年的高速发展黄金期,到2035年将占全球25%左右的新车市场,发展潜力巨大。同时,智能网联汽车产业将产生大量的蓝海就业岗位,但这方面人才储量远小于行业需求。根据《中国智能网联汽车人才发展报告》,国内汽车行业智能汽车人才总数不足2万[9],未来对智能网联汽车人才的需求十分旺盛,人才紧缺已成为制约我国智能网联汽车行业发展的重要因素。因此,培养智能网联汽车人才迫在眉睫。本文将探讨问题引导法应用于智能网联汽车课程教学,以期更有效地培养智能网联汽车人才,助力汽车产业发展需求和技术变革。

3 智能网联汽车课程教学现状

3.1 智能网联汽车课程开设状况

随着智能网联汽车产业的加速态势发展,大量的蓝海就业岗位催生出了一个新的专业——汽车智能网联技术。2021年3月,教育部最新印发的《职业教育专业目录(2021)》中,高等职业教育在保留“汽车智能技术”专业的同时,还新增设了“汽车智能网联技术”专业[10],以对接智能网联汽车产业体系,服务产业基础高级化、产业链现代化。

当前,许多高等职业院校汽车专业开设有智能网联汽车课程,如智能网联汽车概论、智能汽车控制技术、车路协同信息技术、智能网联汽车仿真与测试、智能汽车嵌入式系统设计、新能源与智能网联汽车技术等。这些课程普遍理论性较强,以基础课“智能网联汽车概论”为例,主要介绍智能网联汽车的定义、发展现状以及关键性技术,内容涉及视觉传感器技术、雷达探测技术、高精度定位与导航技术、智能网联汽车路径规划与决策控制技术、智能网联汽车通信技术、ADAS与智能网联汽车应用等。不同于高职汽车专业培养计划中的传统课程,如汽车机械基础、汽车电工电子基础、汽车底盘检修、汽车发动机检修等,“智能网联汽车概论”具有明显的多学科交叉融合特点,不仅需要具备英语、计算机、数学、电工电子等方面的理论知识,还要求学生必须掌握安全操作技能,才能进行实车拆解、测试,以及故障诊断与排除。总体来看,智能网联汽车课程知识涉及面广,对学生理论基础与实践能力的要求较高。

3.2 高职智能网联汽车教学现状

(1)授课模式:目前“智能网联汽车概论”课程大多以教师讲授知识为主,采用该方式授课易于教师掌控教学进程,却忽略了对于学生自主学习能力培养,学生仅处于被动接受地位;并且,由于该课程涉及知识面广、内容多、学时少(仅设置32学时),意味着教师需要在较短时间内向学生传授大量的课程知识,使学生课程压力大大增加;同时,采用该方式授课很容易导致课堂氛围枯燥无趣,无法调动学生积极性,学生参与度不高,影响教学效果。

(2)课程特征:智能网联汽车作为新兴前沿学科领域,许多技术、理论、知识等都处于不断进步与更新中,教材内容相较于学科前沿存在一定滞后性。由于缺乏这方面成熟的教材,使得学生无法捕捉智能网联汽车领域的发展热点。

(3)学生特点:高职学生学习比较情绪化,对感兴趣的事物通常学习积极性较高;对于单调的内容,学习效率较低。同时,高职学生的动手能力较强,喜欢实践,但对课堂学习理论知识的兴趣不高,很难长时间集中注意力。

针对上述问题及特点,笔者尝试对本课程探索新的授课模式,旨在增加课堂趣味性,提高学生积极性,减轻学习压力,紧跟学科热点,进而提高教学质量,更好地培养出智能网联汽车行业紧缺的高素质、创新型技能人才。

4 问题引导法在智能网联汽车课程的实施

4.1 问题引导法授课模式概念

问题引导法是一种启发式教学方法,将教材的知识以问题的形式呈现给学生,让学生在探索解决问题的過程中掌握知识、发展智力和培养技能,进而培养学生获取新知识、分析问题、解决问题的能力[11]。在课堂上,教师运用各种教学手段,采用启发诱导的办法,根据教学目标有目的地创设问题情境,组织学生进行探索。问题引导法体现的是以学生为主体,用问题来激发学生的学习兴趣,注重调动学生学习的主动性和积极性。

4.2 问题引导法在智能网联汽车课程的实施过程

针对高职学生注意力很难长时间集中的特点,在教学过程中,可采用问题引导法,以工作页的形式,根据教学内容和教学要求,以及学生的特点,新旧知识之间的契合点,精心设计一系列问题,然后引导学生分析问题,并通过获取和运用新知识去解决问题,之后进行师生互动探讨,最后教师总结补充,如图1所示智能网联汽车课程问题引导法实施流程。

基于问题引导法进行智能网联汽车课程教授的模式中,始终遵循“提出问题”→“分析问题”→“解决问题”主线。可见,“问题”就是问题引导式智能网联汽车课程的关键线索。问题创设的好坏直接影响到课堂教学的成效,因此教师在设计问题时,一定要慎重考虑,设置的问题一定要合理、 要有价值。在学生解决系列问题后,能清晰地呈现出本次智能网联汽车课完整的知识架构。问题引导法应用于智能网联汽车课程教学的具体实施过程及注意事项如下:

(1)充分的课前准备。作为教师,应对智能网联汽车课程中涉及的知识点了然于胸,全面正确地掌握。平时查阅和收集智能网联汽车相关素材,了解行业新技术、新动态,不断提升业务水平和自身素养,才能担负起学生引导者的重任。对班级学生情况应事先了解,如班级学风、已学课程、知识掌握情况等,这是问题引导法得以顺利实施的前提。

(2)合理的创设问题。①问题应具有启发性。具有启发诱导性的问题通常是开放性的,可以激发学生的兴趣、调动学习热情、促使头脑风暴、开拓学习思路。②问题应具有针对性。创设问题时应针对智能网联汽车课程教学内容的重点和难点,以及学生的特点,如知识掌握情况、接受程度等进行量身定制,使学生更能接受。③问题的导向性。受制于教学学时、教学条件等实际状况,课堂教学不能无限拓展,应衡量学生需掌握的知识和能力以及所涉及的教学辅助手段,全面细致地考虑并设计问题,由易到难,循序渐进,从而更好地引领和指导学生开展学习。

(3)科学的课堂引导。启发引导学生并达到温故知新,是“问题引导法”教学的核心。如介绍定位与导航技术时,首先复习高精地图相关知识,然后播放国之重器北斗卫星导航系统提升我国国力的短视频,增强学生民族自信心的同时,激发学生学习热情,并由此引入本次课的内容——定位与导航技术。之后,根据课前创设的关于定位与导航技术系列问题,引导学生调用原有的知识进行分析,指导学生查阅资料(如教材、互联网等资源)获取新知识,并运用相应的知识解决工作页上所创设情境问题,达到学以致用的目的。

在实施“问题引导法”教授智能网联汽车课程时,学生是学习的主体,教师的难点是如何引导学生形成分析、解决问题的思路。根据高职学生的特点,教师作为引导者,在激发学生学习积极性和主动性时应注意:一次课涉及知识点的量要恰当,少而精;重视实际应用,引导学生手脑并用,充分利用实训场地器材及设备,让学生在实践中切身感受问题,在潜移默化中掌握知识和技能,使教学效果事半功倍。

(4)及时的课后总结。在教师的引领下,师生探讨实践后可以利用课堂结束前几分钟总结归纳本次课的重难点知识以及引导问题的解决办法,同时,教师应针对班级每组完成情况,及时捕获反馈信息,做出准确的评价。问题引导式教学始终贯穿着对学生分析问题、解决问题能力的培养。伴随引领问题的逐步解决,学生不断增强信心,体验成功,能更愉悦地学习,从而达到教学的认知目标、能力目标以及素质目标。

5 问题引导法用于智能网联汽车课程实施效果分析

5.1 智能网联汽车课程问题引导法教学成效

(1)问题引导法应用于智能网联汽车课程教学,一方面激发了学生好奇心和求知欲,同时也培养锻炼了学生分析问题、解决问题的能力。问题引导法突出学生的主体地位,让学生变被动接受知识为主动进行思考、学习,提高了学生主动学习的兴趣,更能接受智能网联汽车知识。采用问题引导法授课时,通常会要求学生进行分组,根据工作页上的问题进行头脑风暴,团队合作完成,形成最佳方案。在这个过程中,可以设置小组竞赛,根据各组完成方案的优选程度打分。好胜心理和团队荣誉感会促使学生更积极地参与到课堂学习,进一步提升教学的有效性。

(2)智能网联汽车技术日新月异、层出不穷,采用问题引导法授课,教学资料可以随时更新,弱化了教材的作用。教师通过广泛收集智能网联汽车前沿资料,以工作页形式教学,减少教材内容滞后带来的影响,让学生及时地了解智能网联汽车领域的最新动态和趋势,与时俱进。

(3)注重学生知识的生成。未来的社会需要学习型人才,学习能力的培养是当务之急。问题引导授课模式可以给学生提供自主学习、探索解决、合作交流的空间,这也是学生张扬个性,个体知识生成的过程。教师作为引导者,课程安排时应给予学生一定的自学时间和发挥余地,促进学生自学能力提升,并有助于培养学生所能,增强主体意识。

(4)在问题引导式课堂,学生学习的知识更易内化。在这种课堂上,学生学习的目的性很明确,所学即所用。工作页上问题的引领,让学生清楚地知道为何要学习这个知识点,该知识点是用来解决什么问题的。并且,由于引导问题的解决方案都是学生们深思熟虑的结果,学生亲自经历思考印象深刻,理解更透彻,使得新习得的知识更容易掌握和内化,从而灵活运用,举一反三。

5.2 智能网联汽车课程问题引导法授课存在的不足

高职智能网联汽车课程教学改革不是一蹴而就的,对问题引导法进行实践探索发现,采用该授课模式存在着一定的不足。(1)课堂讨论热烈秩序不易控制。在问题引导法实施过程中,涉及课堂讨论环节,既有小组成员讨论,也有小组间讨论,还有师生间讨论。在观点不同或话题感兴趣时,学生容易激动,各执己见,互不相让。此时教师要发挥主导作用,将整个课堂处在掌控之中。(2)个别学生兴趣不够,参与度不高。采用问题引导法授课时,小组讨论环节,通常会安排4到6个学生一组完成引导问题。在这个环节中,难免有个别学生对问题不感兴趣,出现不查资料坐等其他组员找好答案的状况,或者在小组讨论时游离在外不发表意见。此时就需要教师督促引导,让小组事先划定各个组员的角色与任务,组员轮流发言或者充分利用便利贴,让每个学生都有同等表达意见的机会与权利,各抒己见。对于屡教不改者将采取平时表现扣分等惩罚措施,收效甚佳。

6 总结

针对智能网联汽车课程的特点,深入分析当前教学存在的问题及特点,为更有效地调动学生上课积极性,达到教学目标要求,开展了问题引导法应用于智能网联汽车课程教学实践的探索。问题引导授课模式体现以学生为主体,教师为主导的特点。通过充分的课前准备、合理的创设问题、科学的课堂引导、及时的课后总结,使学生更愉悦地学习,进而培养学生分析问题、解决问题、获取新知的能力。在实践中,问题引导法用于智能网联汽车课堂教学成效良好,但也存在一定的不足,可以通过发挥教师课堂掌控力和增加课程奖惩机制来克服。

项目基金:浙江省教育厅项目(项目编号:Y201942872)。

参考文献:

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作者简介

阮帅帅:(1986—),女,硕士,浙江交通职业技术学院讲师。研究方向:主要从事高职汽车专业学生教学研究等。

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