作者：谷志茹 黄晓峰 周笑 胡久松 杨玲
来源：《现代职业教育》2021年第28期
[摘 要] 无线通信与车联网课程有40课时的理论与3周的综合课程设计，其课程教学目标旨在培养能够解决复杂工程问题的应用人才。基于对课程特点和培养目标的分析，以智能停车场系统这一复杂工程问题为例，探索无线通信与车联网系统开展课程思政的具体做法。 [关 键 词] 工程思维;课程思政;研究性学习
氨分解制氢 [中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2021）28-0080-02
2020年教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，全面推进高校课程思政建设[1]。纲要指出，高校要深化教育教学改革，充分挖掘各类课程思想政治资源，发挥好每门课程的育人作用，全面提高人才培养质量。
d570 基于此，面向国家“创新驱动发展战略”与“新一代人工智能发展规划”的重大需求，湖南
工业大学交通工程学院联合中国中车集团旗下株洲电力机车研究所有限公司实施合作办学，共同开设信息工程专业。无线通信与车联网系统即是为高年级学生开设的，实施“多元化”教学方法和“多层次”质量评价标准的一门课程。
一、课程特点
无线通信与车联网课程教学大纲明确提出，本课程学生能力培养的重要目标是：能够根据明确的需求，设计出针对智能交通领域复杂工程问题的解决方案，并在设计中综合利用无线通信和车联网的专业知识和新技术，体现创新意识。所以本课程的具体要求是：基于无线通信和无线通信的基础知识，可对车联网方面的应用需求进行分析，提出相应的解决方案，对短程和中程无线网络链路进行设计，并可对设计方案的性能效果进行评估;能将通信、信息、网络及电子技术的知识综合应用，以实现复杂工程系统设计、分析，培养解决复杂工程问题的能力。 基于此，本课程对教学内容进行整合，并融合电子技术、通信、网络等知识，设计了三个具有复杂工程问题特征的实践項目：环境监测系统设计、ETC系统设计、智能停车场设计。
（1）环境监测系统设计。环境监测系统为上位管理机提供实时环境信息[2]，如风速、风向、PM2.5、环境温度、环境湿度以及光照度等信息，上位管理机通过环境信息，实时下发至公交站牌、停车场、ETC系统以及移动终端，实时提醒用户当天的环境信息，为用户提供最新的天气资讯。（2）ETC系统设计。ETC系统模拟真实ETC场景，对过往的车辆进行智能收费，不需要人工干预，按照车辆的型号、需求的服务进行收费。ETC系统在车辆通过时，道闸栏杆自动抬起，模拟自动收费，车辆通过后，栏杆自动落下，实现不停车收费。该系统主要包含UHF读卡系统、车辆引导屏、道闸控制系统以及上位管理系统。（3）智能停车场设计。智能停车场系统具有无人值守及信息联网等特征，通过车牌识别、智能管控技术实现停车场的自动计时扣费、无人化管理;停车场的运行信息可实时发布到网络上，通过专用App即可查看停车场的车位信息及公告。具体要求是：在停车场出入口安装车牌识别系统和屏幕引导系统，实时显示停车场空余车位，当车辆进入时，可引导车辆停入空闲车位，车辆出停车场时自动扣费放行。
二、无线通信与车联网课程思政分析
综上无线通信与车联网复杂问题工程实践要求学生：针对特定的应用场景和应用环境，
从可用技术方案中选定最合适的设计方案;根据复杂环境因素选择传感器的类型与参数;以设计无线通信节点为核心，配合外围传感器、无线通信等电路进行硬件设计和软件设计，引导学生完成一次系统的设计流程，对系统测试的结果进行分析;综合考虑工程设计问题，从低功耗设计、抗干扰设计、维修性设计、工业设计等方面优化系统。所以在整个教学过程中，课程蕴含如下思政思想。
1.个人和团队关系协调能力。要求每位学生在多学科知识背景下，学习与他人相处的方法，能理解个人和团队的关系并明确自己在团队中应承担的责任。团队成员根据自己的特长、兴趣以及专业背景完成系统相应的工作任务，团队成员在任务分配上实现充分协调，最终合作完成整个系统设计。
2.工匠精神。工匠精神蕴含着匠人的道德品质、价值追求、行业目标及奋斗精神。当今时代，信息技术层出不穷，要想紧跟时代步伐，在信息领域发挥自己的光和热，需要具备工匠精神的新一代人才。无线通信与车联网讲授信息传递、网络系统的基本原理，是一切新技术、新理念的根源所在。对基本原理的钻研，对基本技术的实践、改进和创新，对知识的延伸、迁移和再生产，正是工匠精神的内涵所在[3]。
l6562 3.设计试制过程的管理能力。无线通信与车联网的复杂工程问题实践要求所有参与学生管理设计项目进程，将无线传感节点应用设计全过程进行有效计划、组织、控制、协调。要求项目团队成员根据当前的材料市场价值进行成本预算，学会按预算进行成本管理，控制研发费用，以最低耗费完成设计任务;要求项目团队成员严格按要求在规定的时间内完成设计任务，确保无线传感节点设计质量;要求硬件设计和软件设计成员协调共事，合作进行研发。对在设计过程中遇到的意外事件能够有一套应急处理机制，对设计过程中团队成员的情绪、健康状况、思想变化进行跟踪，最大限度发挥团队的整体水平;要求设计的无线传感节点系统具有最高的性价比，在整个设计过程中将性价比作为设计目标。
保护层垫块 三、无线通信与车联网课程思政案例设计
课程思政建设要在课堂教学中真正落地落实，要把课程思政融入课堂教学建设的全过程。现以智能停车场系统设计为例，说明课程思政的教学组织。
本课程的实践教学主要是课堂内由教师引导下的学生研究性学习行为。在具体教学环节，主要以学生的研究性学习为主，教师在教学过程中引导、答疑解惑。在每一阶段都输出阶段性的目标成果，供教师检查和把控教学效果和进度。在分组讨论划分任务制订计划
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环节，组内成员分析智能停车场需求如下：
（1）停车引导系统包含数据采集系统、数据通讯系统、信息发布系统和中央控制系统。（2）停车场每个车位底下都有传感器，系统通过传感器可判断车位上是否有车辆停靠。（3）停车场支持车牌识别系统，可自动进行停车计时、费用统计、自动扣费，实现无人值守。（4）车位空余信息可通过中央控制器实时统计并显示，也可以显示在停车场的信息屏。
根据需求分析，划分任务，制订项目计划流程，填写工作计划安排表并确定各个组员承担的工作。这里按项目管理的方式组织后续的项目设计。这一阶段要培养学生的大局观和学生间的团结友爱。不同工程师之间如何在项目中进行分工与合作，能在不同子任务间合理分配技术指标，合理安排任务时间;执行具体任务期间，与团队成員进行高效的技术沟通;对项目中的必要节点能有效组织团队开展技术讨论。
在项目实施阶段，教学场景变换成实验室，学生根据在划分任务制订计划环节所分配的任务，实现：（1）硬件设计，采用STM 32F103主控器+CC2530 ZigBee无线收发芯片结构的通信节点，车辆引导屏、道闸控制系统、高清监控摄像等。（2）软件设计包括Zig
Bee组网和消息传输过程、自动扣费系统、车牌识别系统。（3）系统级调试包括智能停车场上行流程和下行流程[4]。（4）上位管理软件设计。这一阶段的教学组织与上一阶段不同，教学方法包括讨论法和引导法。学生能力培养要达到：能够根据明确的需求，设计出针对信息工程领域复杂工程问题的解决方案，并在设计中能够综合利用信息工程的专业知识和新技术，体现创新意识。这一阶段要培养学生具有工程思维能力和工匠精神。无线通信与车联网作为信息领域最基本的专业课，在解决复杂工程问题的过程中，需要从工程整体出发，将零碎知识整合起来，综合考虑工程中各个模块的相互关系，以及涉及的人、事、物、信息、管理等诸多因素，实现工程问题的最优化。在各种复杂工程问题的解决过程中，渗透绿思维、生态思维、人文思维、创新思维等多种工程思维元素。
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