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信息化视角下低成本工学一体化智能网联小车实训系统课堂应用
文章字数:1823
摘要:本文立足信息化教学视角,以低成本智能网联小车实训系统为载体,探索适配技工教育的工学一体化课堂实施路径。当前职业院校智能网联专业普遍存在实训设备造价高、实操工位紧缺、理实教学割裂、实训评价单一主观等问题。文章从轻量化硬件搭建、数字化课堂重构、数据化实训评价三方面构建完整教学实施策略,依托通用实训配件与信息化手段降低实训成本,打通理实教学隔阂,形成闭环实训育人体系,可为同类专业数字化常态化实训教学提供实践参考。
关键词:信息化;工学一体化;智能网联小车;实训教学
智能网联汽车产业快速发展,工学一体化是技工院校培养产业技能人才的主流模式,但行业成套实训设备购置成本高昂,多数院校无法满足大班全员实操需求,同时课堂存在理实分割、数字化教学融合不足、实训评价缺乏量化依据等现实短板。在此背景下,研究低成本智能网联小车实训系统的课堂应用,对降低实训开展门槛、推动专业教学数字化转型具备实际教学价值。
一、搭建低成本轻量化实训硬件平台
商用一体式智能网联实训设备面向行业研发场景,集成大量超出技工院校基础教学范畴的功能模块,造价高昂且配套软硬件无法拆分改造,院校难以批量增设实训工位。同时大型台架对场地、供电要求较高,进一步抬高实训综合投入。依托数字化整合思路简化硬件架构,围绕课程核心技能删减冗余功能,以通用轻量化配件替代高价专用器材,大幅压缩硬件成本。以智能小车环境感知与传感器调试实训项目为例,教学仅保留超声波、红外、灰度传感器、基础单片机与驱动电机等核心组件,完整覆盖传感器安装接线、线路检测、信号参数校准等基础实训内容,舍弃超纲的高端自动驾驶模块;选用市面量产标准化电子配件,搭配免费开源数字化调试程序完成硬件参数适配,整套实训装置成本远低于商用设备,能够批量配置实现一人一机同步实操。硬件整体采用模块化插接结构,配件可单独更换维修,既减少后期运维开销,也能让学生在拆装实操中巩固电路调试技能,从硬件层面解决实训工位不足、教学投入过高的痛点。
二、依托信息化重构智能网联专属工学课堂
常规信息化教学仅局限于课件推送、线上刷题、微课播放,无法适配智能网联专业编程调试、硬件联动验证的教学逻辑,且学生实体设备实操易出现元件烧毁、小车碰撞损耗等问题。本文依托信息化工具重塑课堂流程,深度融合数字资源、虚拟仿真与线下实操,打破传统理实分段教学模式。开展小车路径规划与循迹行驶教学时,课前通过线上平台推送编程案例、传感器原理、接线故障案例等碎片化资源,引导学生前置预习,精简课堂纯理论讲解时长;课中依托专用虚拟仿真软件开展模拟训练,让学生完成编程、路径设置与参数调试,提前排查代码错误,减少实体设备损耗。仿真验证完成后,学生将程序烧录至实训小车开展线下实操,教师通过投屏实时调取设备运行数据,线上答疑解惑,实现理论解析、虚拟演练、实体实操同步推进,构建贴合智能网联专业特色的工学融合课堂模式。
三、构建数据驱动的专业特色实训评价体系
传统实训评价依赖教师主观判断,仅以设备运行结果为评判标准,无法精准定位学生电路装配、程序调试等细分技能短板;通用线上评价系统仅支持客观题考核,无法采集实操全过程数据。本文利用实训小车数据采集功能,全程记录学生实训过程,收集接线正确率、故障排查时长、传感器校准误差、程序编译错误量、小车路径偏移量等专业数据,依托信息化平台实现学情动态可视化监测。摒弃单一结果打分模式,建立由过程量化数据、程序调试报告、故障分析总结构成的三维评价标准,以量化数据为核心评分依据,精准定位技能薄弱点。教师结合数据分析开展分层辅导、动态调整实训重难点,形成数据采集、短板分析、教学优化的闭环育人机制,贴合智能网联岗位考核需求,具备专业评价特色。
综上所述,针对智能网联专业实训设备成本高、理实教学脱节、实训评价粗放三大难题,本文从轻量化硬件搭建、信息化课堂重构、数据化实训评价三个维度提出落地策略。通过通用模块化配件与开源程序实现实训设备低成本批量配置,依托虚实联动教学打通工学融合壁垒,借助全流程实训数据构建量化评价体系,有效降低实训教学开展门槛,完善技能人才闭环培养体系,为职业院校同类实训课程数字化、常态化教学提供可行参考。
参考文献:
[1]张艳红,蔡珊珊,陈素萍,等。基于物联网架构与人工智能一体化光伏智能运维平台研究[J].电力设备管理,2025(11):125-127.
[2]王晓东,任俊楠,冒亚萍,等。陆空两用无人小车的设计及分析[J].科学技术创新,2021(13):152-154.
作者单位:湘潭科技职业学院(湘潭技师学院)
关键词:信息化;工学一体化;智能网联小车;实训教学
智能网联汽车产业快速发展,工学一体化是技工院校培养产业技能人才的主流模式,但行业成套实训设备购置成本高昂,多数院校无法满足大班全员实操需求,同时课堂存在理实分割、数字化教学融合不足、实训评价缺乏量化依据等现实短板。在此背景下,研究低成本智能网联小车实训系统的课堂应用,对降低实训开展门槛、推动专业教学数字化转型具备实际教学价值。
一、搭建低成本轻量化实训硬件平台
商用一体式智能网联实训设备面向行业研发场景,集成大量超出技工院校基础教学范畴的功能模块,造价高昂且配套软硬件无法拆分改造,院校难以批量增设实训工位。同时大型台架对场地、供电要求较高,进一步抬高实训综合投入。依托数字化整合思路简化硬件架构,围绕课程核心技能删减冗余功能,以通用轻量化配件替代高价专用器材,大幅压缩硬件成本。以智能小车环境感知与传感器调试实训项目为例,教学仅保留超声波、红外、灰度传感器、基础单片机与驱动电机等核心组件,完整覆盖传感器安装接线、线路检测、信号参数校准等基础实训内容,舍弃超纲的高端自动驾驶模块;选用市面量产标准化电子配件,搭配免费开源数字化调试程序完成硬件参数适配,整套实训装置成本远低于商用设备,能够批量配置实现一人一机同步实操。硬件整体采用模块化插接结构,配件可单独更换维修,既减少后期运维开销,也能让学生在拆装实操中巩固电路调试技能,从硬件层面解决实训工位不足、教学投入过高的痛点。
二、依托信息化重构智能网联专属工学课堂
常规信息化教学仅局限于课件推送、线上刷题、微课播放,无法适配智能网联专业编程调试、硬件联动验证的教学逻辑,且学生实体设备实操易出现元件烧毁、小车碰撞损耗等问题。本文依托信息化工具重塑课堂流程,深度融合数字资源、虚拟仿真与线下实操,打破传统理实分段教学模式。开展小车路径规划与循迹行驶教学时,课前通过线上平台推送编程案例、传感器原理、接线故障案例等碎片化资源,引导学生前置预习,精简课堂纯理论讲解时长;课中依托专用虚拟仿真软件开展模拟训练,让学生完成编程、路径设置与参数调试,提前排查代码错误,减少实体设备损耗。仿真验证完成后,学生将程序烧录至实训小车开展线下实操,教师通过投屏实时调取设备运行数据,线上答疑解惑,实现理论解析、虚拟演练、实体实操同步推进,构建贴合智能网联专业特色的工学融合课堂模式。
三、构建数据驱动的专业特色实训评价体系
传统实训评价依赖教师主观判断,仅以设备运行结果为评判标准,无法精准定位学生电路装配、程序调试等细分技能短板;通用线上评价系统仅支持客观题考核,无法采集实操全过程数据。本文利用实训小车数据采集功能,全程记录学生实训过程,收集接线正确率、故障排查时长、传感器校准误差、程序编译错误量、小车路径偏移量等专业数据,依托信息化平台实现学情动态可视化监测。摒弃单一结果打分模式,建立由过程量化数据、程序调试报告、故障分析总结构成的三维评价标准,以量化数据为核心评分依据,精准定位技能薄弱点。教师结合数据分析开展分层辅导、动态调整实训重难点,形成数据采集、短板分析、教学优化的闭环育人机制,贴合智能网联岗位考核需求,具备专业评价特色。
综上所述,针对智能网联专业实训设备成本高、理实教学脱节、实训评价粗放三大难题,本文从轻量化硬件搭建、信息化课堂重构、数据化实训评价三个维度提出落地策略。通过通用模块化配件与开源程序实现实训设备低成本批量配置,依托虚实联动教学打通工学融合壁垒,借助全流程实训数据构建量化评价体系,有效降低实训教学开展门槛,完善技能人才闭环培养体系,为职业院校同类实训课程数字化、常态化教学提供可行参考。
参考文献:
[1]张艳红,蔡珊珊,陈素萍,等。基于物联网架构与人工智能一体化光伏智能运维平台研究[J].电力设备管理,2025(11):125-127.
[2]王晓东,任俊楠,冒亚萍,等。陆空两用无人小车的设计及分析[J].科学技术创新,2021(13):152-154.
作者单位:湘潭科技职业学院(湘潭技师学院)