導(dǎo)語：車輛工程專業(yè)計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：汽車是機械、電子、計算機、通信等技術(shù)高度集成的工業(yè)化產(chǎn)品。隨著汽車新技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)扮演著越來越重要的角色。傳統(tǒng)的課程體系及培養(yǎng)模式不能完全適應(yīng)新時期對車輛工程人才培養(yǎng)的要求，車輛工程專業(yè)有必要加強計算機應(yīng)用能力的培養(yǎng)。從車輛工程培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，立足于計算機技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用背景，探討計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)引入車輛工程專業(yè)實踐教學(xué)的現(xiàn)代化教育方法與手段，并提出詳盡的培養(yǎng)方案。

關(guān)鍵詞：車輛工程；計算機應(yīng)用；實訓(xùn)；MATLAB/Simulink

1引言

現(xiàn)代計算機控制技術(shù)已滲透到汽車的各個組成部分，汽車的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，自動化程度也越來越高。控制器是汽車電子的核心單元，每個控制單元的核心也在于控制算法的實現(xiàn)。根據(jù)IEEE報告顯示，豪華級別的汽車的軟件代碼長度超過1億行，其中70%來自汽車的車載信息和娛樂系統(tǒng)，30%來自儀表盤、車身電子、發(fā)動機和引擎控制以及汽車安全相關(guān)部件。即使是30%的代碼，也已經(jīng)超過一千萬級代碼行數(shù)的波音787飛機。其功能構(gòu)架使用嵌入式硬件和軟件平臺架構(gòu)實現(xiàn)，以此聯(lián)動產(chǎn)生的軟硬件研發(fā)、生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)價值非常巨大。由此可見，汽車已經(jīng)進入電子控制時代，而這一切都依賴于計算機技術(shù)的發(fā)展[1-2]。汽車已經(jīng)由單純的機械產(chǎn)品向高級的機電一體化方向發(fā)展，成為所謂的“智能汽車”，而計算機技術(shù)在這一研究方向中起著巨大的作用，這已經(jīng)是大勢所趨。因此，車輛工程專業(yè)學(xué)生加強計算機方面的學(xué)習(xí)顯得非常重要[3-4]。鑒于此，設(shè)計車輛工程專業(yè)計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)方面的方案，可為車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制訂提供有益參考。

2項目整體構(gòu)架方案

因培養(yǎng)對象為車輛工程專業(yè)學(xué)生，目的是提高該專業(yè)學(xué)生的計算機應(yīng)用能力，因此需要制訂詳細的培養(yǎng)方案。該方案分為五個步驟，流程如圖1所示：首先根據(jù)學(xué)生數(shù)量成立項目指導(dǎo)小組，確立小組組長及副組長；小組成立后，根據(jù)學(xué)生興趣方向設(shè)置培訓(xùn)課程，并開展相關(guān)方向的技術(shù)培訓(xùn)工作；培訓(xùn)結(jié)束進行專業(yè)組織競賽活動，作為最終學(xué)生評估的分值項；設(shè)計類實習(xí)階段由學(xué)生與指導(dǎo)教師討論后確定設(shè)計類題目，進行設(shè)計工作，最終以作品或成果的形式提交項目組審核，并組織優(yōu)秀成員進行答辯。流程結(jié)束后，由項目指導(dǎo)小組給出成績，并對整個流程進行評估，提出針對下一批學(xué)生的優(yōu)化整改方案。整個流程時間為一年，其中指導(dǎo)小組成立、知識培訓(xùn)及知識競賽階段為一學(xué)期，設(shè)計類實習(xí)及項目評估為一學(xué)期。該培訓(xùn)計劃獨立在課程體系外，可作為學(xué)生創(chuàng)新學(xué)分的重要參考點。

3指導(dǎo)組組織方案

為保障項目的順利實施，成立項目指導(dǎo)小組。指導(dǎo)組分為組長、副組長及小組成員。小組組長為管理工作總負責(zé)人，進行培訓(xùn)任務(wù)分配。要求該負責(zé)人既了解汽車專業(yè)知識，又有計算機軟硬件技術(shù)方面特長。副組長協(xié)助組長督促組員保質(zhì)保量完成任務(wù)。項目小組成員為項目的主要組織實施者，由車輛工程專業(yè)教研室及計算機專業(yè)相關(guān)教研室人員擔(dān)任，作為各任務(wù)的項目導(dǎo)師，負責(zé)項目具體實施，記錄培訓(xùn)推進情況。組長可根據(jù)需要組織其他技術(shù)人員如外聘企業(yè)導(dǎo)師加入項目小組，協(xié)助完成項目。在實施過程中，學(xué)生實踐能力、綜合素質(zhì)及創(chuàng)新意識的提高，都依賴于指導(dǎo)組教師的專業(yè)技能與基本素養(yǎng)，因為缺乏計算機應(yīng)用能力及相關(guān)專業(yè)知識的隊伍，對學(xué)生計算機能力的培養(yǎng)僅僅是空談而已。可通過組織相關(guān)指導(dǎo)人員定期進行相關(guān)培訓(xùn)與對外交流的方式，造就一支真正適合于車輛專業(yè)計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)的師資隊伍。

4知識培訓(xùn)方案

要求學(xué)生具備基本的計算機知識并完成計算機高級語言編程的學(xué)習(xí)后開始實施。課程培訓(xùn)方式類似研究生課程，學(xué)生根據(jù)自己的選題情況進行選課，一門課程開課次數(shù)控制在10次左右，以培養(yǎng)興趣及培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力為主。前三次以概論及基礎(chǔ)知識為主，后面課程以任務(wù)模塊及學(xué)生匯報為主。可設(shè)置以下課程。1）C++程序設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)ο蟮哪K化思想。2）.NET程序設(shè)計。選其中的vb.net或C#模塊教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用高級語言開發(fā)能力，可針對汽車銷售企業(yè)管理系統(tǒng)模塊化任務(wù)介紹。3）網(wǎng)絡(luò)編程?？蛇xasp、PHP或asp.net等為基礎(chǔ)模塊介紹，培養(yǎng)學(xué)生對主流網(wǎng)絡(luò)開發(fā)工具的應(yīng)用能力；可針對網(wǎng)絡(luò)化物流平臺系統(tǒng)介紹，并設(shè)計相關(guān)的開發(fā)模塊由學(xué)生自行完成，同時加強學(xué)生計算機美工制作方面的培養(yǎng)。4）嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。培養(yǎng)學(xué)生的硬件開發(fā)能力，可選51內(nèi)核單片機系統(tǒng)或ARM核的嵌入式系統(tǒng)進行介紹。結(jié)合汽車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)案例，如瞬時油耗的采集系統(tǒng)、水溫采集及顯示系統(tǒng)，由學(xué)生完成基礎(chǔ)模塊的開發(fā)。5）DCS系統(tǒng)開發(fā)。培養(yǎng)學(xué)生對汽車檢測系統(tǒng)的認識及基本的開發(fā)技能。結(jié)合實驗室的汽車檢測裝備，設(shè)計基本的測試開發(fā)模塊，由學(xué)生完成相關(guān)模塊設(shè)計開發(fā)。6）地理信息系統(tǒng)平臺開發(fā)。結(jié)合車隊定位管理系統(tǒng)，設(shè)計基本的模塊如協(xié)議解析、地圖匹配、車輛管理等，可選用目前主流的Baidu地圖、Google地圖、MapInfo本地地圖等，由學(xué)生自行設(shè)計基礎(chǔ)模塊，使學(xué)生了解實際應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程。7）汽車CAD技術(shù)?？蛇xPro/Engineer、UG、CATIA等模塊介紹，基于任務(wù)由受訓(xùn)小組完成汽車典型零件設(shè)計、裝配、工程圖繪制、CAM加工、數(shù)據(jù)管理等。8）有限元技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)進行模擬計算的能力?？蛇xANSYS、CATIA等平臺進行介紹，使學(xué)生在車身零部件和車身整體的結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析和碰撞分析等方面能獨立進行分析求解。9）MATLAB/Simulink仿真技術(shù)。采用MATLAB/Simulink仿真軟件平臺建立典型汽車電子控制系統(tǒng)的仿真軟件平臺，讓苦澀難懂的控制原理和控制方法變得直觀易懂，同時訓(xùn)練學(xué)生采用“V模式開發(fā)流程”進行汽車電子控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的基本能力。各模塊教學(xué)過程中遵循軟件工程學(xué)的開發(fā)思路，針對具體案例由學(xué)生自行完成系統(tǒng)可行性報告、需求分析報告、概要設(shè)計報告、詳細設(shè)計報告及測試報告等各個環(huán)節(jié)的規(guī)范文檔工作，并使學(xué)生了解軟件平臺不過是一個工具，一個好的設(shè)計最終決定于設(shè)計者本身的技術(shù)和經(jīng)驗。

5專業(yè)知識競賽方案

為學(xué)生學(xué)習(xí)探討汽車電控及計算機知識提供平臺，提高車輛專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機積極性，豐富大學(xué)校園生活，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。在計算機培養(yǎng)方案流程中組織一次專業(yè)知識競賽。專業(yè)知識競賽可分為現(xiàn)場競賽環(huán)節(jié)及作品展示環(huán)節(jié)。該活動不限參與該計劃的學(xué)生，向車輛專業(yè)學(xué)生開放。針對不同年級學(xué)生，大二學(xué)生側(cè)重于現(xiàn)場知識競賽環(huán)節(jié)；大三、大四學(xué)生作品環(huán)節(jié)分?jǐn)?shù)占比大于60%，比賽包括現(xiàn)場匯報、評審委員提問及現(xiàn)場打分環(huán)節(jié)，其基本流程如圖2所示。該流程中所有環(huán)節(jié)可交付學(xué)生會組織實施，指導(dǎo)小組成員協(xié)助完成。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)及參賽積極性，將獲獎及參賽學(xué)生納入學(xué)生管理評價體系，并作為培訓(xùn)結(jié)果評估的分值參考項。

6設(shè)計類實訓(xùn)方案

該環(huán)節(jié)為項目的最主要環(huán)節(jié)，結(jié)合興趣愛好及專業(yè)課程計劃，與項目組導(dǎo)師共同討論確定設(shè)計類題目。最終以作品的形式提交項目組，項目組根據(jù)提交情況確定優(yōu)秀作品，并組織學(xué)生進行答辯。設(shè)計選題可參照如下實訓(xùn)模塊進行。汽車總線技術(shù)開發(fā)、通信測試實訓(xùn)與汽車電子類課程相結(jié)合，結(jié)合主流汽車總線開發(fā)測試平臺，完成汽車子系統(tǒng)總線的設(shè)計、測試與仿真，如儀表系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)等，側(cè)重于總線協(xié)議的封裝與測試、系統(tǒng)仿真與實現(xiàn)。引導(dǎo)學(xué)生了解J1939協(xié)議（用于商用車）、CANOpen協(xié)議（用于現(xiàn)場控制、電機控制器等）及ISO15031-5（用于OBD診斷）。汽車檢測生產(chǎn)線通信、測試及模塊功能開發(fā)實訓(xùn)與汽車檢測類課程結(jié)合設(shè)計相關(guān)模塊，側(cè)重于檢測線的通信技術(shù)、測試及實現(xiàn)，側(cè)重于技術(shù)開發(fā)，包含自行設(shè)計環(huán)節(jié)。基于B/S、C/S模式的汽車營銷企業(yè)管理系統(tǒng)開發(fā)實訓(xùn)與汽車服務(wù)類課程相結(jié)合，側(cè)重于系統(tǒng)開發(fā)流程、技術(shù)實現(xiàn)過程，由學(xué)生完成相關(guān)模塊的開發(fā)，并形成完整的技術(shù)文檔。通過該模塊的設(shè)計開發(fā)過程，使學(xué)生脫離對汽車服務(wù)企業(yè)的初級認識，上升到設(shè)計開發(fā)的層面。物流信息系統(tǒng)平臺開發(fā)實訓(xùn)與汽車服務(wù)類課程結(jié)合，使學(xué)生了解物流信息平臺體系及完成開發(fā)設(shè)計流程，理解汽車服務(wù)類的核心開發(fā)技術(shù)及思想，擺脫認識的層面，并接觸相關(guān)的開發(fā)過程，了解專業(yè)的核心技術(shù)——信息化技術(shù)。運輸企業(yè)車隊定位管理信息平臺實訓(xùn)與汽車電子類課程相結(jié)合，使學(xué)生了解地理信息系統(tǒng)相關(guān)知識，了解交運系統(tǒng)信息平臺、車隊管理信息系統(tǒng)平臺、車路協(xié)同系統(tǒng)平臺的基本情況。并設(shè)計相關(guān)實訓(xùn)模塊由學(xué)生自行開發(fā)，如通信模塊、地圖匹配模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、信息管理模塊、調(diào)度平臺模塊及針對車輛管理系統(tǒng)的手機模塊，使學(xué)生加深對公交集團、出租車管理系統(tǒng)、企業(yè)車隊油耗管理系統(tǒng)等的了解，理解信息化技術(shù)在汽車行業(yè)中的重要性。車輛CAD及有限元分析模塊實訓(xùn)與汽車CAD、CAE類課程相結(jié)合，完成典型零部件或典型機構(gòu)的三維設(shè)計及計算分析過程。

7項目評估

由項目指導(dǎo)小組評議本次培養(yǎng)過程與結(jié)果，起草并建立評估指標(biāo)，設(shè)計并發(fā)放給受訓(xùn)學(xué)生調(diào)研表格，或通過網(wǎng)絡(luò)平臺由學(xué)生以學(xué)號登錄后進行評價。參照調(diào)研表格數(shù)據(jù)，由各指導(dǎo)教師對各項評價指標(biāo)進行評議打分，以此為依據(jù)進行項目整體評估，并給出下次培訓(xùn)的改進意見及措施。

8總結(jié)

針對目前車輛工程專業(yè)學(xué)生在計算機應(yīng)用方面知識的欠缺情況，給出詳盡的指導(dǎo)方案，包括項目實施組織、知識培訓(xùn)、專業(yè)知識競賽、實習(xí)及課程設(shè)計方案。通過該方案的實施，使學(xué)生加強對汽車行業(yè)新技術(shù)的理解，并具備一定的設(shè)計開發(fā)能力。

參考文獻

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作者：劉尊民 薛斌 王國元