智能电动模型车创新实践（414301）教学大纲

01．教学单位名称

太阳集团tcy8722

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，培养员工树立和践行社会主义核心价值观。本课程着重培养员工运用数学、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，同时使员工在设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化或环境等因素。并培养员工的创新意识。通过本课程的学习，使员工达成如下培养目标：

0.激发培养员工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

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员工的动手能力、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，使员工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。

要求员工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，员工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，能促使员工学习的积极性。

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）

表3 教学内容与教学目标对应关系

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，使员工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、示范和员工的动手实践，培养员工的实际动手能力，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使员工掌握典型基础电路、模拟电路、数字电路设计和实验方法

②使员工掌握单片机及嵌入式系统开发、编程和实验方法

③使员工掌握图像处理系统设计和实验方法

④使员工掌握电动模型车电控系统集成、开发和实验方法

⑤使员工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。任课教师应对员工介绍分组、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；鼓励同组员工做好分工，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，应安排员工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，能促使员工学习的积极性。

3、实验教学基本要求

①使员工掌握典型基础电路、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使员工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使员工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使员工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

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，考核员工教学目标的达成。具体方法如下：

表5 考核方法（与教学目标对应）

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

表7《智能电动模型车创新实践》课程实验评分标准

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

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