基于综合智能车平台的物联网专业模块化课程设计

摘要：本文通过分析模块化智能车的研究成果和实践经验，提出了一种基于智能车的模块化课程设计框架，并介绍了该框架的实施步骤和评价方法。最后，作者总结了基于智能车的模块化课程设计的优势和挑战，并展望了未来的研究方向。

关键词：模块化课程；智能车综合平台；无线通信模块

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）08-0091-03

引言

随着科技的快速发展，智能车作为一种新兴技术，在改变教育的方式和方法方面具有巨大的潜力。因此，本文将探讨如何以智能车为载体，根据智能车的技能要点进行课程体系重构[1-2]，开发模块化课程，以提供更加个性化、实践性和跨学科的学习体验。

综合智能车平台技术

借鉴最新智能车架结构，笔者所在团队开发出一款能够全向运动的大功率车架。在此车架上安装控制核心，实现车辆环境和状态的检测，搭载无线传输平台模块，实现远程通信，并结合云存储和移动端开发，实现技术的综合贯通。[3]

综合智能车平台采用分布式控制技术，即驱动模块、环境监测模块、数据处理模块、通信模块采用独立的控制器，所有控制器采用总线连接。移动终端与综合平台之间通过云平台进行数据交换，实现远程控制功能，综合系统如下页图1所示。

智能车单台由三大模块构成，各模块有一个独立的控制器，能够确保系统的稳定性和可靠性。各模块之间采用CAN bus连接在一起，可以实现车辆的单独运行和自主控制。在单独运行时，环境监测模块能够实现自动运动路线规划，驱动模块采用PID技术实现电机的速度调节，数据处理模块的触摸屏上实现状态显示和状态控制。开发Android版本的智能车控制界面，能够实现智能车检测模块数据的远程访问和对智能车的远程控制。选择合适的云平台进行无线数据传输的存储，再开发小型的APP程序，可以实现云平台数据的下载和对智能车控制模块的远程控制。

模块化课程设计理论与方法

1.模块化课程设计理论

模块化课程设计理论是一种以学生为中心，强调实践和创新的教学方法。它通过将课程内容分解为一系列相互关联的模块，使学生能够根据自己的兴趣和需求选择学习的内容和顺序，从而提高学习的灵活性和效率。[4-5]模块化课程设计通常需要经过以下五个步骤：确定课程目标、分析课程内容、设计模块、组织模块、实施和评估课程。

在确定课程目标时，需要明确课程的学习目标和要求；在分析课程内容时，需要确定哪些部分的内容可以作为独立的模块；在设计模块时，需要根据课程内容的分析结果，设计出一系列的模块，每个模块都应包含一定的学习内容和活动，并有明确的学习目标；在组织模块时，需要将设计的模块按照一定的逻辑顺序进行组织，形成一个完整的课程结构；在实施课程时，需要根据学生的学习情况和反馈，对课程进行调整和优化；在评估课程时，通过对学生的学习成果进行评估，检查课程目标是否达成，以及课程设计的有效性。

2.模块化课程设计框架

结合智能车的硬件和软件系统，笔者按照“硬件—结构—控制程序—通信—云数据存储—移动开发”的顺序逆向设计模块化课程（如图2）。在课程内再根据技术要点按照由简单到复杂、从认知到掌握的顺序设计教学模块。[6-7]通过智能车，学生可以更直观地理解和掌握汽车的电子、控制、通信等方面的知识。同时，智能车是机械结构设计和系统集成的实践平台，有助于提升学生的动手能力和解决问题能力。

3.模块化课程教学实施策略

模块化课程教学是以学生需求和能力水平为基础的教学方式，通过将课程内容分解为多个模块，使学生能够根据自己的兴趣和学习进度进行学习。在开展模块化课程教学时，需要确定目标和评估标准。在模块化教学中，每个模块包含特定的主题或技能，要确保每个模块的内容相互关联，并按照逻辑顺序排列。

模块化课程教学能够根据学生的个体差异提供个性化的学习支持。教师可以根据学生的学习进度和能力为他们提供指导，帮助他们克服困难，从而提高学习效率。在模块化课程教学中，通过定期的测验、作业和项目评估，可以了解学生的学习情况，帮助教师及时调整教学策略，以确保学生达到预期的学习成果。

基于智能车的模块化课程设计分析

首先，通过智能车的模块化课程设计，可以提高学生的学习兴趣和参与度。通过将课程内容分解为多个模块，学生可以更加深入地了解智能车的各个方面，从而激发并提升他们的学习兴趣和积极性。[8-9]其次，这种课程设计能够培养学生的实践能力和创新能力，在智能车综合实践平台完成后，通过与相关传统企业的合作，可以开发出一套完整的实践案例（如图3）。最后，这种课程设计能够满足不同层次学生的需求。课程内容被拆分成多个模块，教师可以根据学生的水平和需求进行个性化的教学。

当然，基于智能车的模块化课程设计也面临着一些挑战。首先，教师需要具备丰富的知识和经验才能有效地教授课程。其次，由于智能车的技术和理论在不断发展和更新，课程内容也需要不断更新和完善。最后，由于该课程设计需要使用大量的设备和材料，因此学校需要投入大量的资金来购买和维护这些设备和材料。

结论

本文通过对智能车与模块化课程的研究，发现以智能车为载体开发模块化课程具有巨大的潜力和优势。这种创新的教育方法可以为学生提供更加个性化、实践性和跨学科的学习体验，能培养学生的创造力、解决问题能力和适应未来社会的能力。然而，智能车与模块化课程的推广也面临一些挑战，需要政府、学校、教师和学生群体的共同努力和支持。未来，期待智能车与模块化课程在教育领域能够广泛普及，为学生提供更好的学习机会和成长空间。

参考文献：

[1]张晓燕，王建军.基于模块化的高职课程设计研究[J].教育教学论坛，2019（36）：182-183.

[2]刘洪涛，王春雷.基于智能车的自动化驾驶技术课程设计[J].汽车工程，2017（04）：34-36.

[3]周宏海，郎磊，吴建斌.CAN FD总线在交通信号控制系统中的应用设计[J].测控技术，2020，39（09）：133-136.

[4]王艳丽，吕海翠，宋佳.基于STM32单片机微控制的机智云物联网智能家居系统开发[J].电子测试，2020（18）：62-63+126.

[5]王海涛，张文博.基于智能车的模块化课程设计研究[J].科技视界，2019（36）：185-186.

[6]李晓东，陈华，刘洋.基于智能车的自动驾驶技术课程设计[J].现代教育技术，201（10）：144-146.

[7]张伟，王建军.基于智能车的模块化教学改革与实践[J].教育教学论坛，2018（46）：182-183.

[8]赵丽娟，张瑞芳.基于智能车的无人驾驶技术课程设计[J].科技信息，2016（18）：234-235.

[9]朱龙涛，朱青山，杨宇璨.基于恩智浦智能车机的设计与制作[J].电子测试，2020（13）：27-28+14.

基金项目：安徽省教育厅自然科学重点研究项目“基于无线通信技术的模块化智能车综合实训平台研制（KJ2020A0954）”，主持人：李棚。中共安徽省教育工作委员会“2022年高校优秀拔尖人才培育项目（gxbjZD2022123）”，主持人：李棚。安徽省教育厅自然科学重点研究项目“基于物联网共享平台下多功能老人智慧轮椅系统的设计与开发（KJ2021A1302）”，主持人：孔健。安徽省教育厅自然科学重点研究项目“一种基于AutoML的时间序列数据预测AI模型设计与研究（2022AH052496）”，主持人：叶飞。