01．教学单位名称
24848威尼斯(中国)有限公司
02．实践环节名称
智能电动模型车创新实践
03．实践环节代码
414301
04.实践环节学时
3周
05．实践环节学分
2
06．实践环节性质
必修
07．实践环节开设学期
第6学期
08．实践环节面向专业
车辆工程
09．实践环节教学目的与任务
实践教学目的
围绕立德树人根本任务，加强课程思政教育，培养学生树立和践行社会主义核心价值观。本课程着重培养学生运用数学、自然科学、车辆工程学科相关的科学原理与技术解决车辆工程专业“复杂工程问题”的能力，同时使学生在设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化或环境等因素。并培养学生的创新意识。通过本课程的学习，使学生达成如下培养目标：
0.激发培养学生树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。加强思想政治品德修养，践行社会主义核心价值观；珍惜时间，求知问学，明理悟道；志向高远，不懈奋斗，乐观向上，自强不息；培养综合素质能力和创新思维；树立健康第一理念，加强体育锻炼，健全人格、锤炼意志；全面加强和改进美育，坚持以美育人、以化育人，提高审美和人文素养；弘扬劳动精神，崇尚劳动、尊重劳动，能够辛勤劳动、诚实劳动、创新性劳动。
1.理解汽车电子技术原理和方法，重点掌握汽车电子技术实践过程，能够通过自主学习和已掌握知识解决电动模型车智能控制的复杂工程问题。能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。
2.掌握汽车系统动力学、电子电路基础和电控技术的基本理论和实践方法，熟练运用信息技术工具获取有效信息，能够运用相应软硬件开发工具针对具体功能设计开发系统、电路和程序，实现模型车平台上的智能控制基本功能验证，掌握并能够将车辆工程基础知识应用于智能车项目的设计中。
3.对工程问题具有宏观技术路线和具体技术方案的把握，通过专业工程实践过程正确认识工程研发意义，形成对车辆、电子、控制交叉学科和技术的兴趣爱好，培养团结协作的实践能力和严谨实干的工程素养，以适应行业和社会对复合型人才的素质需求。
表1 教学目标与毕业要求指标点对应关系
教学目标 |
毕业要求指标点（二级） |
教学目标(0)：激发培养学生树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 |
毕业要求指标点0.学生应树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 |
教学目标1：理解汽车电子技术原理和方法，重点掌握汽车电子技术实践过程，能够通过自主学习和已掌握知识解决电动模型车智能控制的复杂工程问题。能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。 |
5.2能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。 |
教学目标2：掌握汽车系统动力学、电子电路基础和电控技术的基本理论和实践方法，熟练运用信息技术工具获取有效信息，能够运用相应软硬件开发工具针对具体功能设计开发系统、电路和程序，实现模型车平台上的智能控制基本功能验证，掌握并能够将车辆工程基础知识应用于智能车项目的设计中。 |
1.5掌握并能够将车辆工程基础知识应用于车辆工程项目的设计中。 |
教学目标3：对工程问题具有宏观技术路线和具体技术方案的把握，通过专业工程实践过程正确认识工程研发意义，形成对车辆、电子、控制交叉学科和技术的兴趣爱好，培养团结协作的实践能力和严谨实干的工程素养，以适应行业和社会对复合型人才的素质需求。 |
9.1能够在多学科背景下的团队中承担个题、团队成员以及负责人的角色、理解个体与团队的关系。 |
实践教学任务
《智能电动模型车创新实践》是面向车辆工程专业的一门必修独立实践环节。注重立德树人根本任务，加强课程思政教育。通过该课程的学习与实践全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及汽车智能化技术，课程从硬件、软件基础出发到最后完成智能电动车的开发流程，为后续从事智能车研究或者到相关企业从事相关工作奠定基础。
10．教学基本内容、要求与学时分配
1、大纲解读与实习动员：
教师要积极备课，认真准备实践环节；在课堂内进行大纲解读，使学生清楚本课程具体的课程目标，通过该课程的学习应掌握的知识和获得的能力；对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕）宣科。注重知识的拓展，并在课堂上加强思政教育。
2、课程内容
课程内容是运用动力学分析、电路基础、单片机原理等知识设计开发智能模型车电控关键系统和控制程序，主要包括电子元件、基本电路和单片机模块原理掌握和设计实践，模型车及其智能行驶系统的设计、开发、实践。
要求学生掌握必备的学科和专业先修知识，在学习过程中理解知识重点，重点掌握原理方法对于实践的指导意义，并在教师的指导下进行课外文献阅读与网络在线学习，并与教师积极进行线下互动。积极参与课程实践，学生应按规定参加课程实验，对于设计性实验应积极、主动进行试验方案设计，在教师的指导意见下拟定试验大纲、进行试验操作。
成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。
3、具体教学内容及学时分配
（1）整个实习过程分为3周2个阶段，一周集中授课，两周分散实验实践。
具体各实习阶段的教学内容、时间安排及要求如下：
第一章 认识智能车（3学时）
1.1 智能车的现实联系与意义
1.2 智能车的基本构成-机械、硬件电路、控制软件
第二章 基础硬件电路（5学时）
2.1基础元器件认识与用法
2.2 电源稳压模块
2.3 电机驱动-H桥电路
2.4 电磁传感器与信号放大电路
2.5 光电传感器特点介绍
2.6 摄像头分类与应用
2.6.1 CCD模拟摄像头
2.6.1.1视频信号行场同步信号分离（LM1881为例）
2.6.1.2 二值化电路
2.6.2 CMOS数字摄像头
2.7 距离测量-超声波传感器的特点介绍
第三章 单片机基础（6学时）
3.1 微控制器简介与编译器使用
3.1.1 MC9S12XS**与codewarrior(节选)
3.1.2 k60系列与IAR(节选)
3.1.3 万能嵌入式编译器keil简介与使用(节选)
3.2 输入输出I/O模块介绍与应用
3.3 模拟信号采集A/D模块介绍与应用
3.4 电机舵机控制-脉冲宽度调制PWM的介绍与应用
3.4 异步通信UART模块的介绍与应用
3.5定时器的介绍与应用
3.6 输入捕捉的介绍与应用
3.7 进阶课程-中断的介绍应用
第四章 控制算法基础（5学时）
4.1 光电传感器的边缘提取
4.2 电磁传感器信号的采集与处理
4.3 经典电机与舵机控制-PID控制
第五章 整车实例（5学时）
5.1 模型车机构设计与组装
5.2 电控系统智能算法开发与编程
5.3 程序流程与调试
表2 教学方法（与教学目标对应）
教学方法 |
对应教学目标 |
(1)课堂讲授 (2)动手操作 (3)小组讨论 |
毕业要求指标点0.学生应树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 教学目标1：理解汽车电子技术原理和方法，重点掌握汽车电子技术实践过程，能够通过自主学习和已掌握知识解决电动模型车智能控制的复杂工程问题。能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。 |
(1)课堂讲授 (2)动手操作 (3)小组讨论 |
毕业要求指标点0.学生应树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 教学目标2：掌握汽车系统动力学、电子电路基础和电控技术的基本理论和实践方法，熟练运用信息技术工具获取有效信息，能够运用相应软硬件开发工具针对具体功能设计开发系统、电路和程序，实现模型车平台上的智能控制基本功能验证，掌握并能够将车辆工程基础知识应用于智能车项目的设计中。 |
(1)分组讨论 (2)动手操作 (3)作品展示 |
毕业要求指标点0.学生应树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 教学目标3：对工程问题具有宏观技术路线和具体技术方案的把握，通过专业工程实践过程正确认识工程研发意义，形成对车辆、电子、控制交叉学科和技术的兴趣爱好，培养团结协作的实践能力和严谨实干的工程素养，以适应行业和社会对复合型人才的素质需求。 |
表3 教学内容与教学目标对应关系
实践教学内容 |
教学目标 |
（1）汽车基本知识（2）基础硬件电路（3）模型车设计 |
教学目标(0)：激发培养学生树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 教学目标1：理解汽车电子技术原理和方法，重点掌握汽车电子技术实践过程，能够通过自主学习和已掌握知识解决电动模型车智能控制的复杂工程问题。能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。 |
（1）单片机基础（2）控制算法基础 |
教学目标(0)：激发培养学生树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 教学目标2：掌握汽车系统动力学、电子电路基础和电控技术的基本理论和实践方法，熟练运用信息技术工具获取有效信息，能够运用相应软硬件开发工具针对具体功能设计开发系统、电路和程序，实现模型车平台上的智能控制基本功能验证，掌握并能够将车辆工程基础知识应用于智能车项目的设计中。 |
（1）分组实验（2）整车实例
|
教学目标(0)：激发培养学生树立和践行社会主义核心价值观，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 教学目标3：对工程问题具有宏观技术路线和具体技术方案的把握，通过专业工程实践过程正确认识工程研发意义，形成对车辆、电子、控制交叉学科和技术的兴趣爱好，培养团结协作的实践能力和严谨实干的工程素养，以适应行业和社会对复合型人才的素质需求。 |
11．实践环节教学过程管理
1、教师要积极备课，认真准备实践环节；在课堂内进行大纲解读，使学生清楚本课程具体的课程目标，通过该课程的学习应掌握的知识和获得的能力；对课程内容要融会贯通，切忌照本（幕）宣科。注重知识的拓展，并在课堂上加强思政教育。
通过实验教师的讲解、示范和学生的动手实践，培养学生的实际动手能力，电子电路设计技能，单片机及嵌入式系统开发和操作技能，复杂问题的分析和解决能力。对应每个试验项目的具体培养任务如下：
①使学生掌握典型基础电路、模拟电路、数字电路设计和实验方法
②使学生掌握单片机及嵌入式系统开发、编程和实验方法
③使学生掌握图像处理系统设计和实验方法
④使学生掌握电动模型车电控系统集成、开发和实验方法
⑤使学生组建模型车竞赛团队，促进协作、竞争、共同进取
2、教师按照如下教学过程管理规定实施教学：
①教学动员工作：在课前组织全体任课教师进行集中大会、分配任务。任课教师应对学生介绍分组、成绩评定和实习纪律情况，进行安全教育；
②课前准备工作：每次课程之前，组织老师准备教具；并要求在课程始末进行教具使用记录填写工作；
③课间管理工作：教师首先要介绍本堂课程的主要内容、使用的工具、用电安全注意事项，在实验过程中导师应主动指导或辅助参与；鼓励同组学生做好分工，从而避免混乱、确保安全和工作效率；
④课后整理工作：课程结束后，导师在完成课堂内容总结后，应安排学生完成现场的清理和整洁工作，应严格保证教具回归原貌，以便下组同学教学使用。
⑤成绩评价体系标准真实、严谨、公平、公正、公开，能促使学生学习的积极性。
3、实验教学基本要求
①使学生掌握典型基础电路、模拟电路、数字电路设计和实验方法。掌握基本电子元器件原理及用途，掌握桥式整流电路、电源滤波器、信号滤波器等典型模拟电路，门电路、组合逻辑电路、触发器等典型数字电路原理及使用方法。了解电路系统的信号传输流程和记录、显示方式。
②使学生掌握单片机及嵌入式系统开发、编程和实验方法。掌握单片机最小系统组成，编写模拟量输入/输出、数字量输入/输出、PWM脉宽调制信号程序，了解各信号量的采集、输出和记录、显示方式。
③使学生掌握电动模型车电控系统集成、开发和实验方法。掌握电动模型车驱动系统工作原理及其电控方法，开发电控系统，编写电机、转向舵机等控制程序，集成电控系统软硬件，实现模型车电控驱动。
④使学生组建模型车竞赛团队，促进协作、竞争、共同进取。以小组为单位，自主创新设计电动模型车智能行驶方案，集成模型车电控系统，通过团队竞赛形式组织单车和多车竞赛，促进创新实践过程中的协作竞争。
4、实验项目一览表
表4. 实验项目一览表
序号 |
实验项目 |
内容提要 |
实验 类型 |
学时分配 |
主要仪器设备 |
实验 地点 |
考核 形式 |
1 |
电子元器件认识 |
进行基本电子元器件原理、功能和应用的实践认知。 |
综合性 |
2 |
电子元器件 |
拖拉机实验室 |
口试；试验报告（或作业） |
2 |
电路设计与测试 |
进行典型电路系统的搭建和实验。学生自主完成电路的搭建，测试电路输入/输出的变化及规律，验证电路原理。 |
综合性 |
2 |
可控电源、示波器 |
拖拉机实验室 |
口试；试验报告（或作业） |
3 |
单片机最小系统设计与编程 |
进行单片机最小系统的搭建和实验。学生自主完成系统的搭建，编写程序，测试各接口、各类信号输入/输出，完成I/O、数模转化、频率捕捉、PWM输出等实验。 |
设计性 |
2 |
电源、单片机、示波器 |
拖拉机实验室 |
口试；试验报告（或作业） |
4 |
模型车驱动行驶 |
进行电动模型车搭建和实验。学生自主完成电动模型车的搭建，完成驱动电机控制系统设计和程序的编写，转向舵机控制系统设计和程序的编写，测试电动模型的驱动和转向功能，记录控制效果。 |
设计性 |
2 |
模型车、单片机、电机、舵机 |
拖拉机实验室 |
实物；试验报告（或作业） |
12．考核要求、考核方式及成绩评定标准
12.1考核方法
由指导教师分别根据实践过程表现、实验报告、期末作业（大作业）进行考核，考核学生教学目标的达成。具体方法如下：
表5 考核方法（与教学目标对应）
考核方法 |
教学目标 |
1、针对学习效果进行考核。 2、考核方式：实验操作、口试、实验报告。 3、考核依据：课堂表现、实验报告、实物评比。 |
教学目标1：理解汽车电子技术原理和方法，重点掌握汽车电子技术实践过程，能够通过自主学习和已掌握知识解决电动模型车智能控制的复杂工程问题。能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、生产制造、工艺流程、实验操控等方面的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。 |
1、针对学习效果进行考核。 2、考核方式：实验操作、口试、实验报告。 3、考核依据：课堂表现、实验报告、实物评比。 |
教学目标2：掌握汽车系统动力学、电子电路基础和电控技术的基本理论和实践方法，熟练运用信息技术工具获取有效信息，能够运用相应软硬件开发工具针对具体功能设计开发系统、电路和程序，实现模型车平台上的智能控制基本功能验证，掌握并能够将车辆工程基础知识应用于智能车项目的设计中。
|
1、针对学习效果进行考核。 2、考核方式：实验操作、口试。 3、考核依据：考核学生在实践活动中的分工履职和团队协作情况，实物评比。 |
教学目标3：对工程问题具有宏观技术路线和具体技术方案的把握，通过专业工程实践过程正确认识工程研发意义，形成对车辆、电子、控制交叉学科和技术的兴趣爱好，培养团结协作的实践能力和严谨实干的工程素养，以适应行业和社会对复合型人才的素质需求。 |
12.1考核标准
(1)基本要求
为强调实践教学的基础的参与性和实践性，要求参加该实践环节最终考核的基本条件是：缺勤次数不得超过两次，超出2次的不得参加结课考试。
(2)评价标准
表6教学目的（毕业要求指标点）的评价指标
评价等级 评价指标 |
优秀≥90 |
80≤良好<90 |
70≤中<80 |
60≤及格<70 |
不及格<60 |
|
教学目的1 |
毕业要求 指标点5.2 |
在完成大作业的过程中能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的诸如设计开发、实验操控等方面的技术和工具，具备解决具体工程问题的思路和方法，完成的作品突出，具有创新能力 |
思路清晰正确，方法恰当，能够使用信息技术工具，完成的作品较好，能够实现全部功能 |
思路基本正确，方法基本恰当，能够使用信息技术工具，完成的作品能够实现基本功能 |
思路不是太清晰，方法不是太恰当，能够使用信息技术工具，完成的作品较差，能够行驶，只能实现较少功能 |
没有思路，找不到方法，不会使用信息技术工具，不能完成作品 |
教学目的2 |
毕业要求 指标点1.5 |
掌握并能够将车辆工程基础知识应用于车辆工程项目的设计中。设计作品时能考虑汽车结构，理论，动力学等方面的问题。 |
设计作品时能考虑汽车结构，理论，动力学等方面的问题。 |
设计作品时对汽车结构基本了解，具有一定理论，动力学等方面的知识。 |
设计作品时不太了解汽车结构，对理论，动力学等方面的知识了解较少。 |
设计作品时完全不考虑汽车结构，不具备理论，动力学等方面的知识。 |
教学目的3 |
毕业要求 指标点9.1 |
能够在多学科背景下的团队中承担个题、团队成员以及负责人的角色、理解个体与团队的关系。 |
能够合格的履行小组团队分工职责，且主动协同配合他人完成复杂工作 |
能够履行团队分工职责，当队友有协作需求时可以给予配合。 |
虽然未表现出组织能力和协作能力，但基本能够履行团队小组分配的工作 |
虽动手实践，但与其他队员无沟通，自己做自己的。 |
表7《智能电动模型车创新实践》课程实验评分标准
现场操作考核标准（100分） |
|||
0-59分 |
60-75分 |
76-89分 |
90-100分 |
不听从老师指挥，不配合实验组工作，干扰实验进程。 |
实验规划较差，在老师多次督促下能够操作仪器，沟通协作能力较差，实验现场记录潦草。 |
实验规划较好，能够在老师指导下操作仪器，沟通协作能力一般，实验现场记录较为准确。 |
实验规划得当，过程衔接紧密，能够主动操作仪器，沟通协作能力较强，实验现场记录详细、准确。 |
实验报告考核标准（100分） |
|||
工整性（10分） |
完整性（10分） |
准确性（50分） |
创新性（30分） |
0分~10分 |
0分~10分 |
0分~50分 |
0分~30分 |
字迹清楚是否，报告是否整洁。 |
实验项目是否完整，各项目内容是否完整。 |
实验数据记录是否准确，数据处理计算是否完整、准确，结果可是否信，数据图表是否准确、表达是否合理。 |
是否对实验结果进行合理、准确的误差分析；是否讨论实验工况与理论模型的差异；是否充分考虑相关因素。 |
12.3成绩评定
期末大作业50%+平时表现30%+实验报告20%。（按表6、7所示成绩评定分值表评定，提交成绩评定表如表8所示）
表8 考核成绩评定分值表
考核方式 课程目标 |
期末大作业 （50） |
平时表现 （30） |
实验报告 （20） |
小计 （分） |
||
指标点5.2 |
课程目标1 |
方案正确、思路清晰正确、方法恰当，能够使用信息技术工具，完成的作品较好，能够实现全部功能，具有创新 |
40 |
15 |
10 |
65 |
指标点1.5 |
课程目标2 |
掌握并能够将车辆工程基础知识应用于车辆工程项目的设计中。设计作品时能考虑汽车结构，理论，动力学等方面的问题。 |
10 |
5 |
10 |
25 |
指标点9.1 |
课程目标3 |
培养学生组织分工、团队协作意识 |
0 |
10 |
0 |
10 |
合计 |
50 |
30 |
20 |
100 |
||
13．实习教材、教学指导书或参考书目
[1]. 闫琪，等. 《智能车设计“飞思卡尔杯”从入门到精通》，北京：北京航空航天大学出版社，2014.09
[2]. 王盼宝，等.《智能车制作》，北京：清华大学出版社，2017.12
14．现有校内实习基地概况
实践场地选择符合场地需求的校内汽车系实验室。实验室内具有多台操作平台能够满足80人左右同时进行实验操作，需要具备安全取电条件，能够完成实验操作。
15．现有校外实习基地概况
无
16．执笔人
李建华 副教授，张素民 副教授
17．制定日期
2019.12.31
18．审核人
李静 教授、王军年 教授
19．审核日期
2020.01.07
20．学院审定程序说明
经学院教学委员会讨论通过，可执行。
21．学院审定日期
2020.01.14
