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《汽车单片机应用技术》教材简介

本教材是智能网联汽车技术专业课教材,是国家职业教育教师创新团队山东省高水平专业群新能源汽车技术专业群建设成果。

一、编写理念

以立德树人为根本任务,紧扣国家产教融合战略,锚定智能网联汽车技术产业需求和职业核心能力,依托全国智能网联汽车产教融合共同体,按照校企双元共建思路,对接职业岗位能力,结合技能比赛规程职业技能等级标准,以人才培养目标为依据,校企双元进行一体化设计。紧跟智能网联汽车行业新发展,融入“4主线+3层面+4凝练”的“434”型课程思政育人模式,充分运用AI人工智能等信息技术,配套多样化教学资源,对汽车单片机进行全面讲解,主要解决智能网联汽车测试、装调运维等岗位能力中需要的单片机电路分析、设计,编程思维能力等问题。

二、编写团队

团队由一线“双师型”教师和烟台盛鹏、小鹏汽车等多家企业技术团队组成,均为研究生。团队中青年结合、学历层次高、学缘结构广泛、职称结构合理,均承担本课程授课任务。

团队成员从双师型教师来分析,高级双师10人,占66.7%;中级双师3人,占20%初级双师2人,占13.3%。从年龄结构来分析,45岁以上3人,占20%;30-45岁12人,占80%。从专业领域来分析,汽车智能技术专业2人,占13.3%;汽车电子技术专业3人,占20%;电子信息技术专业3人,占20%;电气工程专业2人,占13.3%;智能控制技术专业5人,占33.3%;。从职称结构来分析,教授2人,占13.3%;副教授8人,占53.2%;讲师5人,占33.3%;。

第1主编李晓艳教授,高级双师,企业锻炼平均2月/年,主编教材4部,其中“十四五”国规教材2部;团队成员出版教材22部,其中1部获国家教材建设奖;建设国家专业教学资源库课程4门,省级课程5门,参加省级以上教学能力和技能比赛获奖9次。团队成员无师德师风问题。

三、教材结构

教材对接智能网联汽车职业岗位能力,技能比赛规程、职业技能等级标准,校企双元团队就框架构建、内容设计、实训设备、职业能力培养等方面进行梳理,构建项目引领、任务驱动的项目式教材本教材以企业调研分析和课程结构分析为基础,根据分析结果制定课程标准,项目教学设计和学习情景设计,同时,借助我校小鹏、比亚迪、特斯拉等合作项目资源,融合相关技术资料、现场训练资源等,整合转化而成,实践性和应用型较强

教材以学生为主体,以能力为本位,进行项目化设计,项目为载体,任务驱动,建立基于工作过程系统化的课程体系。教材通过对智能网联汽车测试、装调运维等岗位进行职业能力分析,改革课程内容、评价体系,优化课程结构,设计5个模块,整合课程内容成15个项目,细化成33个任务结合所需理论知识和实操实训能力,每个任务涵盖教学目标、教学内容、教学重点难点、初步训练强化训练等,训练任务按照“任务领取-任务分析-方案设计-操作步骤-电路设计-程序设计-联调排故”的步骤进行,使学生“学中做,做中学”。一般每个任务点建议2个学时,个别复杂的任务,例如点阵LED显示设计,可采用4个学时完成。

四、教材内容编排及版式设计

1、内容编排


本教材按照由浅及深、从认知到综合的逻辑顺序进行开展,设计了5个模块,分别为汽车照明系统控制、汽车信号系统控制、汽车喷油系统控制、汽车仪表系统控制、汽车其他系统控制。根据每个模块的特点和学习规律分解成15个项目,并细化成33个理实一体、递进式的具体任务,在强调现场实操的同时,将程序设计、单片机的基本结构、中断系统、定时系统、接口技术等基础知识分解并融入33个任务中,将理论知识与实训过程相结合,培养学生工匠精神,大局意识,团结协作等职业态度,使学生适应智能网联汽车职业岗位需求,能胜任汽车电子产品的电路设计、检测、程序编写与调试等职业岗位。



2.版式设计

教材版式设计紧密结合智能网联汽车专业特点与教学需求,以清晰、实用为原则,助力学生高效学习。整体采用双色印刷,搭配专业色调,突出重点内容与操作步骤页面布局合理,电路图清晰,辅以流程图或示意图,帮助学生直观理解。标题醒目,步骤清晰罗列,重点难点用双色标注。

五、教材配套资源及信息技术应用

配套工作手册式任务工单和二维码视频讲解。教材注重提升学生实践能力,坚持做中学,实施理实一体化教学模式,33个任务点均配有任务工单,单独印刷成册。针对重难点,配有49个二维码视频动画演示,帮助学生更加直观立体地学习相关知识。

配套国家专业教学资源库资源和在线精品课程。团队在山东省精品资源共享课基础上,重新整合资源,充分利用数字信息技术,进行了职业教育国家专业教学资源库的建设,建成在线精品课程,目前已开设7期,9752人学习。

在线课程资源包含视频、动画、仿真、文本、图形/图像、PPT等,资源总数达815条,其中视频173个,视频总时长927分钟,动画、虚拟仿真类资源89个,音频50条,测试题3702道,及33个任务点的教学设计,任务书,学习手册,工作页等,为本教材提供了丰富的学习资源。同时,在线课程充分利用AI工作台、AI助教、AI工具箱、知识图谱、能力图谱、思政图谱等助力教学与学习。特别是AI工具箱的AI出题、AI实践、AI组卷、AI教案、AI课件等通过前期的专业训练,效果非常好。


 

 

七、教材特色与创新

1)深挖课程思政,融入教学过程,“教”、“育”同行。



思政元素融入教材每个项目、任务和教学情境中,构建以思政目标、思政主题、教学环节思政、思政元素共4条主线融合的“4主线+3层面+4凝练”的“434”型课程思政育人模式,设置13个思政主题,与课程内容融为一体从个人修养、职业素养、理想信念三个层面,将课程思政渗透在教学过程中,同时在每个任务评价中体现思政理念,培养学生社会责任感、职业规范、工匠精神、团队协调能力、创新精神,“教”、“育”同行。在教材配套的在线精品课程中每个模块设置一个思政主题,培养学生中华民族精神、创新精神、工匠精神等。

2)对接新产新技新标新规,重塑岗课赛证内容

紧扣智能网联汽车产业需求和职业核心能力,对接专业标准大赛规程技能等级标准联合企业团队,就框架构建、内容呈现等方面研讨,以《汽车单片机应用技术》教材开发的资源和课题论文研究成果为基础,深入探索项目式、模块化教学模式,重塑内容,创新教材编写思想,学生在感性的实操中体验典型任务,做到做中学,做中教。



3)“纸质+数字+平台”立体化资源助力泛在学习。

开发企业标准的手册式任务工单,建立全过程评价机制;文前、文中二维码实现重难点可视化讲解;在线课程知识图谱、AI平台,多终端助力职业教育、企业培训和个性化学习


利用教材及配套信息化资源,采用线上线下相结合的混合式教学模式,调动学生学习的主动性、积极性和创造性。在混合式教学模式下,学生可根据自身实际和需要随时、随时随地自主的学习,实现学生专业能力和自主学习能力的双提高。充分利用课前时间,学生通过手机APP或者电脑登陆教学平台接收任务,学习信息化资源,自行查阅资料,完成相关答疑以及课前预习检测。教师根据学生查看视频资源的经验值分析,学习进度分析,进行学生预习的情况统计分析,归纳总结出本堂课的难以掌握和突破的学习点,便于在上课过程中着重强调。

“课课评价,课课总结”的全方位考核评价,印象深刻,利于学生查漏补缺。教材任务工单册,每个任务点都配有与本次课程内容相对应的考核评价单。考核评价分为教师评价、小组互评和自我评价。在任务执行过程中,老师根据各小组的表现,给出多次评价。最后各小组之间互评打分,同时,各小组也要进行自我评价,根据自己的表现进行自我评分。

(4)教材建设推动课程建设,提升教学团队素质,学生职业能力素质,同时带动合作交流和实训基地建设。

本教材的建设推动了专业课程的改革和建设,同时利于教学团队素质的提升,学生职业素质的提升,同时带动合作交流和实训基地的建设。新能源教学团队被评为国家级职业教育教师教学创新团队1+X证书试点工作先进单位首批国家教师实践流动站试点建设单位。新能源汽车技术专业群被评为山东省高职院校高水平专业群和省品牌专业群,我院连续承办了两年山东省新能源汽车技术与服务技能大赛、智能网联汽车技术技能大赛

八、教材实践应用

(1)应用广、效果好、示范引领作用强。

该教材自出版以来,累计发行35000,出版社记录有河南理工大学、烟台汽车工程职业学院等70余所学校用到本教材,受到广大师生的欢迎,普遍反馈本书质量优良,配套齐全,使用方便。南通喜越汽车设备有限公司等多家企业采用本教材用于员工培训,普遍反馈教材内容新颖、资源丰富、应用灵活,有效破解传统教学与产业脱节难题。主编应邀多次进行经验分享直播企业员工培训,近6千人参加;邀到LG Display显示公司进行员工培训,得到员工的认可。教材建设和教学经验在我院智能汽车工程系、电子工程系和信息控制工程系进行推广,带动了其他课程的建设和应用。

从教材的建设计划、教学设计、项目选取等方面进行了行业企业专家、院校同行调研,对本教材的教学效果给予了充分的肯定。一致认为,教材的教学内容来自企业的工作任务,实现了校企的深度融合,教学方法灵活,有助于学习者知识和技能的提升,培养其精益求精的工匠精神和创新能力。

(2)在线精品课程教学资源丰富,应用广泛

2020年在山东省精品资源共享课的基础上,建设了《汽车单片机应用技术》国家职业教育专业教学资源库,同步配套开发了在线精品课程,开发建设的大量视频、动画、仿真等资源丰富,目前开课7期,选课人数为9572,浏览量达507.3万人次,互动26694人次。我校已有73个班级,应用此课程进行混合式教学,学生优良率达20%以上;校外已有51所院校或者单位选用课程进行教学和学习,使用效果良好。

(3)推动实训基地建设,提升师生能力。

自2020年教材建设以来,推动建成实训机房、小鹏实训车间、虚拟实训室、激光雷达实训室等多个实训室。

教师选用本教材参加教学能力和技能比赛、学生参加技能比赛多次获国家、省市奖项。通过该课程学习,学生参加智能网联汽车技术技能比赛、电子产品设计与开发比赛、嵌入式技术与应用开发技能比赛、电子工艺装配大赛、新能源汽车技术技能大赛等多次获国家二等奖、三等奖、省一等奖,二等奖等优异成绩。团队成员通过该课程的教学,能力提升显著,参加山东省教学能力大赛获二等奖1项、三等奖2项。企业反馈实习、就业学生岗位适应周期缩短50%,能快速胜任传感器安装调试、数据标定等核心岗位。