汽車工程職業學院課程教案教案課程名稱：智能網聯汽車故障診斷技術授課教師：適用專業：教學單位：編制時間：2025年6月教案目錄第一章概述 1第二章智能網聯汽車硬件系統維修 3第三章智能駕駛決策、控制與執行 5第四章智能網聯汽車關鍵技術 7第五章ADAS系統結構原理與檢修 9第六章智能網聯汽車常見硬件故障檢修 11第七章智能網聯汽車軟件系統原理與檢修 13

智能網聯汽車故障診斷技術教案第一章概述 課程名稱智能網聯汽車故障診斷技術課程類型職業技術課授課專業及對象總學時一、教學任務目標授課內容講授智能網聯汽車的基本概念，包括其定義、與傳統汽車的區別，以及智能化、網聯化、電動化、共享化等主要特點。同時，強調故障診斷與維修在智能網聯汽車維護中的重要性，分類介紹硬件故障、軟件故障、通信故障等故障類型。此外，分析智能網聯汽車故障的特殊性，如復雜性、隱蔽性、關聯性等，并介紹維修的基本流程和規范，包括電路圖讀識方法和常用維修設備的使用注意事項，為后續維修工作打下基礎。學情分析學生在學習智能網聯汽車概述時，可能已具備傳統汽車的基礎知識，但對智能網聯汽車這一新興領域了解有限。他們渴望了解智能網聯汽車的定義、特點以及與傳統汽車的區別，同時認識到故障診斷與維修在智能網聯汽車維護中的重要性。然而，由于智能網聯汽車技術復雜，涉及硬件、軟件、通信等多個領域，學生可能會感到學習難度較大。因此，在教學過程中，需要注重理論與實踐相結合，通過生動的案例和直觀的演示，幫助學生建立對智能網聯汽車的整體認識，并激發他們的學習興趣。教學目標知識與技能目標理解智能網聯汽車的基本概念：包括智能網聯汽車的定義、技術特點、發展歷程及未來趨勢。掌握智能網聯汽車故障診斷的重要性：了解智能網聯汽車故障診斷對于保障行車安全、提升用戶體驗和降低維修成本的意義。熟悉智能網聯汽車的故障分類：按故障性質（如機械故障、電氣故障、軟件故障、通信故障）和系統分類（如動力系統故障、底盤系統故障、電氣系統故障、智能系統故障）進行區分。了解智能網聯汽車故障診斷的主要技術：包括基于規則的故障診斷、基于模型的故障診斷、基于數據驅動的故障診斷等方法。過程與方法目標通過案例分析：使學生能夠理解和分析智能網聯汽車故障診斷的實際應用場景，提升問題分析和解決能力。通過小組討論：培養學生團隊協作和溝通交流的能力，共同探討智能網聯汽車故障診斷技術的發展趨勢和挑戰。通過實踐操作：引導學生模擬智能網聯汽車故障診斷的流程，包括故障現象描述、故障診斷方法選擇、故障排查與修復等步驟，提高其實踐操作能力。素質目標培養學生的學習興趣：激發學生對智能網聯汽車故障診斷技術的好奇心和求知欲，增強學習的積極性和主動性。增強學生的安全意識：強調智能網聯汽車故障診斷技術對于保障車輛行駛安全的重要性，培養學生的安全意識和責任感。培養學生的創新精神：鼓勵學生在智能網聯汽車故障診斷技術方面提出新的想法和解決方案，培養其創新意識和實踐能力。教學重點理解智能網聯汽車的基本概念，包括其定義、技術特點、發展歷程及未來趨勢。掌握智能網聯汽車故障診斷的重要性，以及其對行車安全、用戶體驗和維修成本的意義。熟悉智能網聯汽車的故障分類，能夠按照故障性質和系統分類進行區分。了解智能網聯汽車故障診斷的主要技術，如基于規則的故障診斷、基于模型的故障診斷、基于數據驅動的故障診斷等方法。教學難點智能網聯汽車復雜系統的故障分類與診斷方法的理解與應用，這要求學生不僅要有扎實的理論基礎，還要具備將理論應用于實際的能力。多種故障診斷技術的綜合運用與選擇，學生需要根據具體的故障情況，靈活選擇并綜合運用多種診斷技術。二、教學設計課程思政教學設計思政元素融入點：民族自信與愛國情懷、創新意識與開創精神、社會責任感與職業道德。教學設計：在課程導入環節，通過展示我國智能網聯汽車技術的最新成果和國際地位，激發學生的民族自信心和愛國情懷，增強他們的國家認同感和民族自豪感。在講解智能網聯汽車故障診斷技術時，強調創新的重要性，鼓勵學生敢于挑戰傳統，勇于創新，培養他們的創新意識和開創精神。在分析智能網聯汽車故障診斷技術的社會影響時，引導學生思考如何為行業的可持續發展貢獻力量，培養他們的社會責任感和職業道德，使他們意識到自己作為未來汽車行業從業者的責任和使命。教學資源教材：《智能網聯汽車故障診斷技術》，ISBN：978-7-111-78149-3，機械工業出版社多媒體課件：包含智能網聯汽車的基本概念、故障診斷技術、實訓操作演示等內容實訓設備：故障診斷儀、示波器、萬用表等網絡資源：相關學術論文、技術文檔、行業標準等教學方法講授法：通過教師講解，使學生掌握智能網聯汽車的基本概念、故障診斷技術等理論知識。演示法：利用多媒體課件和實訓設備，演示智能網聯汽車故障診斷的完整流程和方法。實訓法：安排學生進行實訓操作，通過實踐操作加深對理論知識的理解和掌握。案例分析法：通過具體案例分析，使學生了解智能網聯汽車故障診斷的實際應用場景和解決方法。小組討論法：組織學生分組討論智能網聯汽車故障診斷技術的發展趨勢和挑戰，培養其團隊協作和溝通交流能力。三、教學活動（一）課前任務預習教材內容：預習教材第一章，重點理解智能網聯汽車的定義、技術特點、發展歷程及未來趨勢。思考實際應用：思考智能網聯汽車故障診斷的重要性，并嘗試列舉幾個智能網聯汽車故障診斷的實際應用場景，如自動駕駛中的傳感器故障、通信系統故障等。查閱資料：通過圖書館、網絡等資源，了解智能網聯汽車的故障分類，以及目前常用的故障診斷技術，如OBD（車載診斷系統）、遠程診斷等。小組討論準備：準備一個關于智能網聯汽車故障診斷對行車安全影響的小組討論話題，可以結合具體案例進行分析。（二）課堂教學教學環節教師活動學生活動設計意圖理論學習1.引入課程通過展示智能網聯汽車的圖片或視頻，引導學生進入課程主題，激發學習興趣。觀看并思考智能網聯汽車與傳統汽車的區別，以及智能網聯汽車可能帶來的變革。通過直觀展示，讓學生對智能網聯汽車有初步認識，為后續學習打下基礎。2.智能網聯汽車的基本概念詳細講解智能網聯汽車的定義、技術特點、發展歷程及未來趨勢。結合教材內容，分析智能網聯汽車的關鍵技術（如感知技術、決策與控制技術、網絡與通信技術、平臺及服務技術等）認真聽講，記錄關鍵知識點，并嘗試用自己的話復述智能網聯汽車的定義和技術特點幫助學生全面理解智能網聯汽車的基本概念和技術架構，為后續學習故障診斷技術奠定基礎3.智能網聯汽車故障診斷的重要性闡述智能網聯汽車故障診斷對于保障行車安全、提升用戶體驗和降低維修成本的意義。通過案例分析，展示智能網聯汽車故障診斷的實際應用效果。小組討論智能網聯汽車故障診斷的重要性，分享各自的觀點和看法通過案例分析和小組討論，加深學生對智能網聯汽車故障診斷重要性的認識，激發其學習興趣和動力4.智能網聯汽車的故障分類講解智能網聯汽車的故障分類方法，包括按故障性質分類（機械故障、電氣故障、軟件故障、通信故障）和按系統分類（動力系統故障、底盤系統故障、電氣系統故障、智能系統故障）。結合教材內容，詳細分析各類故障的特點和表現形式。根據教師講解，嘗試對智能網聯汽車的故障進行分類，并討論各類故障可能帶來的影響和后果幫助學生掌握智能網聯汽車的故障分類方法，為后續學習故障診斷技術提供分類依據5.智能網聯汽車故障診斷的主要技術介紹智能網聯汽車故障診斷的主要技術，包括基于規則的故障診斷、基于模型的故障診斷、基于數據驅動的故障診斷等方法。結合教材內容，詳細分析各種方法的原理、優缺點和適用范圍認真聽講，記錄關鍵知識點，并嘗試分析各種方法的適用場景和局限性。幫助學生掌握智能網聯汽車故障診斷的主要技術，為后續學習故障診斷方法提供理論支持。6.課堂小結與作業布置總結本節課的主要內容，強調智能網聯汽車故障診斷的重要性和技術特點。布置課后作業，要求學生查閱相關資料，了解智能網聯汽車故障診斷技術的最新進展和應用案例。回顧本節課的學習內容，記錄課后作業和預習任務。通過課堂小結和作業布置，鞏固本節課的學習成果，為下節課的學習做好準備。實訓操作1.實訓任務介紹介紹本次實訓的任務和目標，即模擬智能網聯汽車故障診斷的流程，包括故障現象描述、故障診斷方法選擇、故障排查與修復等步驟。強調實訓過程中的安全注意事項和操作規范。認真聽講，了解實訓任務和目標，做好實訓前的準備工作。通過實訓任務介紹，使學生明確實訓目標和要求，為后續實訓操作打下基礎。2.實訓設備準備指導學生準備實訓所需的設備和工具，如故障診斷儀、示波器、萬用表等。確保實訓設備完好無損，能夠正常使用。按照教師指導，準備實訓所需的設備和工具，并檢查其是否完好無損。通過實訓設備準備，確保實訓操作的順利進行，同時培養學生的動手能力和實踐操作能力。3.實訓操作演示以智能網聯汽車的某個典型故障為例，演示故障診斷的完整流程。包括故障現象描述、故障診斷方法選擇、故障排查與修復等步驟。在演示過程中，注重操作規范和細節處理，確保學生能夠清晰理解。認真觀看教師的演示操作，記錄關鍵步驟和注意事項。針對不懂的問題，及時向教師提問并尋求解答通過實訓操作演示，使學生掌握智能網聯汽車故障診斷的完整流程和方法，為后續實訓操作提供示范和指導4.學生分組實訓將學生分成若干小組，每組分配不同的故障案例進行實訓操作。教師巡回指導，及時解答學生的疑問和問題，確保實訓操作的順利進行。按照分組情況，選擇故障案例進行實訓操作。在操作過程中，注重團隊協作和溝通交流，共同完成任務。遇到問題時，及時向教師請教并尋求解決方案。通過學生分組實訓，培養學生的團隊協作和溝通交流能力，同時提高其實踐操作能力和問題解決能力。5.實訓成果展示與點評邀請各小組展示實訓成果，包括故障現象描述、故障診斷方法選擇、故障排查與修復等步驟。針對各小組的實訓成果進行點評和總結，指出存在的問題和不足，并提出改進建議。認真展示實訓成果，接受教師的點評和建議。針對存在的問題和不足進行反思和總結，提出改進措施和方案。通過實訓成果展示與點評，使學生了解自己在實訓操作中的表現和不足，同時學習其他小組的優秀經驗和做法，提高其綜合素質和實踐能力。6.實訓總結與作業布置總結本次實訓的主要內容和收獲，強調智能網聯汽車故障診斷技術的重要性和實踐應用價值。布置課后作業，要求學生撰寫實訓報告，總結實訓過程中的收獲和體會。回顧本次實訓的學習內容，記錄課后作業和預習任務。針對實訓過程中的問題和不足進行反思和總結，提出改進措施和方案。通過實訓總結與作業布置，鞏固本次實訓的學習成果，為今后的學習和工作打下堅實的基礎。實訓操作詳細步驟（備選，可自行安排）（一）實訓任務：模擬智能網聯汽車故障診斷流程1.故障現象描述假設一輛智能網聯汽車在行駛過程中出現發動機無法啟動的故障現象。學生需要根據故障現象進行初步判斷和分析。2.故障診斷方法選擇學生需要根據故障現象和初步判斷結果選擇合適的故障診斷方法。在本例中，可以選擇基于規則的故障診斷方法或基于模型的故障診斷方法。假設選擇基于規則的故障診斷方法，則需要根據發動機無法啟動的常見故障原因進行逐一排查。3.故障排查與修復學生需要根據選定的故障診斷方法進行故障排查和修復。具體步驟如下：檢查電源系統：使用萬用表檢查電池電壓和發電機輸出電壓是否正常。如果電池電壓過低或發電機輸出電壓不穩定，則可能導致發動機無法啟動。檢查點火系統：使用示波器檢查點火線圈和火花塞的工作狀態是否正常。如果點火線圈或火花塞出現故障，則可能導致發動機無法啟動。檢查燃油系統：使用燃油壓力表檢查燃油壓力是否正常。如果燃油壓力過低或過高，則可能導致發動機無法啟動。檢查控制系統：使用故障診斷儀讀取發動機控制單元（ECU）的故障碼和數據流。根據故障碼和數據流進行故障排查和修復。經過上述步驟的排查和修復后，如果發動機仍然無法啟動，則需要進一步檢查其他可能的故障原因，如機械故障、傳感器故障等。（二）實訓注意事項在進行實訓操作前，確保所有設備和工具處于良好狀態，并按照操作規范進行使用。在進行高壓電氣系統操作時，務必穿戴好防護裝備，并嚴格按照安全操作規程進行操作。在進行故障排查和修復時，務必先斷開車輛電源，并確保車輛處于安全狀態。操作規范在使用故障診斷儀、示波器、萬用表等設備時，務必按照設備說明書進行操作，并正確連接測試線束和探頭。在進行故障排查和修復時，務必先對故障現象進行初步判斷和分析，并選擇合適的故障診斷方法。在進行故障修復時，務必按照維修手冊和相關標準進行操作，并確保修復后的車輛性能符合相關要求。（三）課后拓展（一）課后作業查閱相關資料，了解智能網聯汽車故障診斷技術的最新進展和應用案例。撰寫實訓報告，總結實訓過程中的收獲和體會，包括故障現象描述、故障診斷方法選擇、故障排查與修復等步驟。針對實訓過程中遇到的問題和不足進行反思和總結，提出改進措施和方案。（二）預習任務預習教材第二章內容，了解智能網聯汽車硬件系統的基本組成和工作原理。查閱相關資料，了解智能網聯汽車硬件系統的常見故障現象和診斷方法。思考智能網聯汽車硬件系統故障診斷過程中可能遇到的問題和挑戰，并嘗試提出解決方案。（四）教學反思教學效果評估：通過課堂提問、作業批改、實訓報告和期末考試等方式評估學生的學習效果和實踐能力。針對評估結果進行分析和總結，找出教學中存在的問題和不足。教學方法改進：根據教學效果評估結果和學生的反饋意見，及時調整教學方法和手段。如增加案例分析、小組討論等互動環節，提高學生的學習興趣和參與度；加強實訓操作環節的訓練和指導，提高學生的實踐操作能力和問題解決能力。思政元素融入效果評估：通過問卷調查和訪談等方式評估思政元素融入課程的效果。如評估學生在愛國情懷、社會責任感等方面的表現和提升情況。針對評估結果進行分析和總結，進一步優化思政元素融入的方式和方法。教學內容教學內容教學批注/記錄（一）智能網聯汽車的基本概念智能網聯汽車的定義智能網聯汽車是指搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（人、車、路、云端等）智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能的新一代汽車。它不僅能夠實現自動駕駛和輔助駕駛功能，還能與外部環境進行交互和通信，提供更加豐富和便捷的出行服務。智能網聯汽車的技術特點高度集成化：智能網聯汽車集成了大量的傳感器、控制器和執行器等設備，形成了一個高度集成的系統。這些設備通過車內網絡進行通信和協作，共同實現車輛的各種功能。智能化：智能網聯汽車具備強大的智能決策和控制能力。通過感知技術獲取外部環境信息，結合算法和模型進行決策和控制，實現車輛的自動駕駛和輔助駕駛功能。網聯化：智能網聯汽車能夠通過通信網絡與外部環境進行交互和通信。它不僅可以與其他車輛進行通信和協作，還能與基礎設施和云端進行信息交換和共享。服務化：智能網聯汽車不僅是一個交通工具，更是一個移動的服務平臺。通過平臺及服務技術，它可以提供遠程監控、故障診斷、緊急救援等多種服務。智能網聯汽車的發展歷程及未來趨勢發展歷程：智能網聯汽車的發展經歷了從概念提出到技術研發、從實驗測試到商業化應用等多個階段。隨著技術的不斷進步和應用場景的拓展，智能網聯汽車已經成為汽車行業的重要發展方向。未來趨勢：未來智能網聯汽車將更加注重智能化、網聯化和服務化的發展。在智能化方面，將不斷提升自動駕駛和輔助駕駛的水平和可靠性；在網聯化方面，將加強與外部環境的信息交換和共享；在服務化方面，將提供更加豐富和便捷的出行服務。（二）智能網聯汽車故障診斷的重要性保障行車安全智能網聯汽車作為一個高度集成的系統，其內部的電子元件、傳感器以及通信網絡等部件的故障都可能對車輛的整體性能產生影響。通過故障診斷技術及時發現并修復這些故障，可以保障車輛的行車安全，避免事故的發生。提升用戶體驗智能網聯汽車提供了豐富的功能和便捷的服務。然而，如果車輛出現故障或異常現象，將會嚴重影響用戶的體驗。通過故障診斷技術及時發現并解決問題，可以提升用戶的滿意度和忠誠度。降低維修成本通過故障診斷技術可以提前發現潛在的故障隱患并進行預防性維修，避免故障擴大化導致的更大損失。同時，故障診斷技術還可以提高維修效率和質量，降低維修成本和時間成本。（三）智能網聯汽車的故障分類按故障性質分類機械故障：由于機械部件的磨損、斷裂、變形等原因導致的故障。如發動機故障、變速器故障等。電氣故障：由于電氣元件損壞、線路接觸不良或短路等原因導致的故障。如傳感器故障、控制單元故障等。軟件故障：由于軟件程序錯誤、配置不當或數據損壞等原因導致的故障。如車載電腦故障、控制系統軟件故障等。通信故障：智能網聯汽車與外界進行數據傳輸時出現的故障。如車聯網通信故障、無線通信模塊故障等。按系統分類動力系統故障：涉及發動機、變速器、電池及電力驅動系統等動力部件的故障。如發動機無法啟動、變速器換擋不順等。底盤系統故障：涉及懸掛系統、制動系統、轉向系統等底盤部件的故障。如減震器失效、剎車失靈等。電氣系統故障：涉及照明系統、空調系統、車窗及門鎖控制系統等電氣設備的故障。如車燈不亮、空調不制冷等。智能系統故障：涉及自動駕駛系統、車聯網系統、人機交互系統等智能部件的故障。如傳感器失效、無法連接網絡等。（四）智能網聯汽車故障診斷的主要技術基于規則的故障診斷基于規則的故障診斷方法是根據專家經驗和知識建立規則庫，通過對比實際故障現象和規則庫中的規則進行故障診斷。這種方法簡單易行，但需要依賴專家的經驗和知識，對于復雜系統的診斷效果有限。基于模型的故障診斷基于模型的故障診斷方法是利用系統的數學模型和仿真技術對故障進行診斷和預測。通過建立系統的數學模型和仿真環境，可以模擬系統的運行狀態和故障現象，從而進行故障診斷和預測。這種方法具有較高的準確性和可靠性，但需要建立準確的數學模型和仿真環境。基于數據驅動的故障診斷基于數據驅動的故障診斷方法是利用傳感器采集的數據進行故障診斷和預測。通過對傳感器采集的數據進行分析和處理，可以發現系統中的異常現象和故障模式，從而進行故障診斷和預測。這種方法具有實時性和自適應性的特點，但需要處理大量的數據和計算資源。

第二章智能網聯汽車硬件系統維修課程名稱智能網聯汽車故障診斷技術課程類型職業技術課授課專業及對象總學時一、教學任務目標授課內容講授智能網聯汽車硬件系統維修，概述車載計算平臺、通信系統、控制執行單元等硬件組成，并詳細介紹各硬件組件的技術原理和維修要點。同時，講解毫米波雷達、攝像頭、激光雷達等傳感器的工作原理及常見故障維修方法，包括故障診斷、部件更換、校準等，確保硬件系統正常運行。學情分析學生在學習智能網聯汽車硬件系統維修時，可能已具備一定的汽車維修基礎，但對智能網聯汽車特有的硬件結構和維修技術了解不足。他們渴望了解車載計算平臺、通信系統、控制執行單元等硬件組件的技術原理和維修要點，同時掌握傳感器與感知系統的工作原理及常見故障維修方法。然而，由于硬件系統涉及多個領域的知識，學生可能會感到學習內容繁雜且難以理解。因此，在教學過程中，需要注重知識的系統性和連貫性，通過詳細的圖解和操作演示，幫助學生逐步掌握硬件系統的維修技術。教學目標1.知識與技能目標掌握智能網聯汽車硬件系統的構成：理解車載計算平臺、通信系統、傳感器與感知系統、控制執行單元等主要硬件部件的功能和工作原理。熟悉智能網聯汽車硬件系統的常見故障類型：包括傳感器故障、通信系統故障、控制執行單元故障等，并了解每種故障可能導致的后果。掌握智能網聯汽車硬件系統的維修方法：學會使用各種故障診斷工具和設備，能夠對智能網聯汽車的硬件系統進行故障排查和維修。了解智能網聯汽車硬件系統的發展趨勢：認識到硬件系統不斷升級和優化對智能網聯汽車性能提升的重要性。2.過程與方法目標通過實物展示和拆解：使學生直觀地了解智能網聯汽車硬件系統的構成和工作原理。通過案例分析：使學生熟悉智能網聯汽車硬件系統的常見故障現象和維修方法。通過實踐操作：引導學生使用故障診斷工具和設備對智能網聯汽車的硬件系統進行故障排查和維修，提高其實踐操作能力。通過小組討論：培養學生團隊協作和溝通交流的能力，共同探討智能網聯汽車硬件系統的發展趨勢和維修技術。3.素養目標培養學生的學習興趣：激發學生對智能網聯汽車硬件系統的興趣和好奇心，增強其學習的主動性和積極性。增強學生的安全意識：強調在維修智能網聯汽車硬件系統時需要注意的安全事項，培養學生的安全意識。樹立學生的創新精神：鼓勵學生在智能網聯汽車硬件系統維修方面提出新的想法和解決方案，培養其創新精神。教學重點掌握智能網聯汽車硬件系統的構成，理解車載計算平臺、通信系統、傳感器與感知系統、控制執行單元等主要硬件部件的功能和工作原理。熟悉智能網聯汽車硬件系統的常見故障類型，包括傳感器故障、通信系統故障、控制執行單元故障等，并了解每種故障可能導致的后果。掌握智能網聯汽車硬件系統的維修方法，學會使用各種故障診斷工具和設備進行故障排查和維修。了解智能網聯汽車硬件系統的發展趨勢，認識到硬件系統不斷升級和優化對智能網聯汽車性能提升的重要性。教學難點硬件系統各部件之間的復雜交互與故障排查，這要求學生具備系統思維和綜合分析能力，能夠從整體上把握硬件系統的運行機制。硬件系統發展趨勢的理解與預測，學生需要關注行業動態，了解最新技術，以便對硬件系統的發展趨勢做出準確判斷。二、教學設計課程思政教學設計思政元素融入點：民族自信與愛國情懷、創新意識與開創精神、社會責任感與職業道德。教學設計：在課程導入環節，通過展示我國智能網聯汽車硬件技術的最新成果，激發學生的民族自豪感，增強他們的國家認同感和民族自信心。在講解硬件系統構成和工作原理時，強調技術創新的重要性，鼓勵學生積極探索新技術，培養他們的創新意識和開創精神。在分析硬件系統故障時，引導學生關注故障對行車安全的影響，培養他們的社會責任感和職業道德，使他們意識到自己作為未來汽車行業從業者的責任和使命。教學資源教材：《智能網聯汽車故障診斷技術》，ISBN：978-7-111-78149-3，機械工業出版社。多媒體課件：包含智能網聯汽車硬件系統的構成、工作原理、常見故障類型和處理方法等內容的PPT，通過圖文并茂的方式幫助學生更好地理解硬件系統的復雜構成和工作原理。實訓設備：智能網聯汽車實訓平臺或車輛、故障診斷儀、示波器、計算機等，為學生提供實踐操作的機會，加深他們對硬件系統維修方法的理解和掌握。網絡資源：相關學術論文、技術文檔、行業標準、智能網聯汽車案例等，為學生提供更廣闊的學習視野和更豐富的學習資源，幫助他們了解硬件系統的最新發展趨勢。教學方法講授法：通過教師講解智能網聯汽車硬件系統的構成、工作原理、常見故障類型和處理方法等知識，使學生掌握智能網聯汽車硬件系統的基本理論知識。實物展示法：通過實物展示智能網聯汽車的硬件部件，如車載計算平臺、傳感器、執行機構等，使學生直觀地了解智能網聯汽車硬件系統的構成和工作原理。案例分析法：通過案例分析智能網聯汽車硬件系統的常見故障現象和維修方法，使學生熟悉智能網聯汽車硬件系統的故障排查和維修流程。實踐操作法：通過實踐操作引導學生使用故障診斷儀等工具對智能網聯汽車的硬件系統進行故障排查和維修，提高學生的實踐操作能力和解決問題的能力。小組討論法：通過小組討論智能網聯汽車硬件系統的發展趨勢和維修技術，培養學生的團隊協作和溝通交流能力。三、教學活動（一）課前任務預習教材：要求學生預習第二章的相關內容，了解智能網聯汽車硬件系統的構成、工作原理、常見故障類型和處理方法等知識。查閱資料：鼓勵學生查閱相關資料，了解智能網聯汽車硬件系統的最新發展動態和研究成果。思考問題：提出幾個與課程內容相關的問題，如“智能網聯汽車硬件系統的主要構成有哪些？”“車載計算平臺在智能網聯汽車中扮演什么角色？”“如何對智能網聯汽車的硬件系統進行故障排查和維修？”等，讓學生帶著問題預習和思考。（二）課堂教學教學環節教師活動學生活動設計意圖教學環節一：課程導入通過展示智能網聯汽車的實物或圖片，引出本章的教學主題，激發學生的學習興趣和求知欲。認真聆聽教師的介紹，感受智能網聯汽車的先進性和智能化特點。為后續課程的學習奠定良好的情感基礎。教學環節二：智能網聯汽車硬件系統概述利用多媒體課件展示智能網聯汽車硬件系統的構成和工作原理，逐一介紹車載計算平臺、通信系統、傳感器與感知系統、控制執行單元等關鍵部件的功能和工作原理。認真觀看多媒體課件和教師的講解，記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論智能網聯汽車硬件系統的發展趨勢和重要性。使學生掌握智能網聯汽車硬件系統的基本理論知識，為后續課程的學習打下基礎。教學環節三：車載計算平臺技術原理與維修詳細介紹車載計算平臺的系統組成、工作原理和常見故障類型，演示車載計算平臺的故障排查與維修方法。認真觀看教師的演示和講解，記錄關鍵步驟和注意事項。小組討論車載計算平臺在智能網聯汽車中的作用和重要性。使學生掌握車載計算平臺的維修方法，提高其實踐操作能力。教學環節四：通信系統原理與維修介紹通信系統的結構原理、T-BOX系統的工作原理和常見故障類型，演示通信系統的故障排查與維修方法。認真觀看教師的演示和講解，記錄關鍵步驟和注意事項。小組討論通信系統在智能網聯汽車中的作用和重要性。使學生掌握通信系統的維修方法，提高其實踐操作能力。教學環節五：傳感器與感知系統原理與維修介紹傳感器的類型、工作原理和感知系統的融合原理，演示傳感器與感知系統的故障排查與維修方法。認真觀看教師的演示和講解，記錄關鍵步驟和注意事項。小組討論傳感器與感知系統在智能網聯汽車中的作用和重要性。使學生掌握傳感器與感知系統的維修方法，提高其實踐操作能力。教學環節六：控制執行單元結構原理與維修介紹控制執行單元的結構原理、工作原理和常見故障類型，演示控制執行單元的故障排查與維修方法。認真觀看教師的演示和講解，記錄關鍵步驟和注意事項。小組討論控制執行單元在智能網聯汽車中的作用和重要性。使學生掌握控制執行單元的維修方法，提高其實踐操作能力。教學環節七：實訓任務講解介紹實訓任務的目標和要求，講解實訓任務的步驟和注意事項。認真聆聽教師的講解和示范，記錄實訓步驟和注意事項。小組討論實訓任務的可能遇到的問題和解決方案。使學生明確實訓任務的目標和要求，掌握實訓步驟和注意事項，為后續的實驗操作打下基礎。教學環節八：課堂總結與作業布置總結本節課的主要內容和知識點，強調本節課的重點和難點。布置課后作業和預習任務。回顧本節課的學習內容，記錄課后作業和預習任務。提問和解答疑惑。鞏固本節課的學習成果，為下節課的學習做好準備。實訓任務（備用，根據實訓條件與要求自選）實訓任務一：車載計算平臺的故障排查與維修實訓目標：掌握車載計算平臺的故障排查與維修方法。實訓設備：故障診斷儀、車載計算平臺實物或模擬設備等。實訓步驟：使用故障診斷儀對車載計算平臺進行故障排查，確定故障的具體位置和原因。根據故障類型和原因，采取相應的維修方法，如軟件升級、硬件更換等。對維修后的車載計算平臺進行測試，確保其正常工作。實訓報告：要求學生撰寫實訓報告，包括實訓目的、步驟、結果和結論等內容。實訓任務二：通信系統的故障排查與維修實訓目標：掌握通信系統的故障排查與維修方法。實訓設備：故障診斷儀、通信模塊實物或模擬設備等。實訓步驟：使用故障診斷儀對通信系統進行故障排查，確定故障的具體位置和原因。根據故障類型和原因，采取相應的維修方法，如檢查網絡連接、更新軟件版本等。對維修后的通信系統進行測試，確保其正常工作。實訓報告：要求學生撰寫實訓報告，包括實訓目的、步驟、結果和結論等內容。實訓任務三：傳感器與感知系統的故障排查與維修實訓目標：掌握傳感器與感知系統的故障排查與維修方法，提升對傳感器校準、更換及感知算法優化的實踐能力。實訓設備：故障診斷儀、各類傳感器實物（如毫米波雷達、攝像頭、激光雷達等）或模擬設備、感知系統測試平臺。實訓步驟：使用故障診斷儀對傳感器與感知系統進行故障排查，根據故障指示或異常數據，確定故障的具體傳感器或感知模塊。針對傳感器故障，首先嘗試進行傳感器校準，利用專業工具或軟件調整傳感器參數，確保其輸出準確。若校準無效，則考慮更換故障傳感器，確保新傳感器與系統的兼容性。對于感知系統延遲或數據不準確的問題，分析可能是由算法缺陷或數據處理錯誤引起，嘗試優化感知算法，如調整濾波參數、改進目標識別邏輯等，以提升感知系統的準確性和響應速度。對維修后的傳感器與感知系統進行全面測試，包括功能測試、性能測試和穩定性測試，確保其在各種工況下均能正常工作。實訓報告要求：詳細描述實訓過程，包括故障排查的步驟、傳感器校準或更換的具體操作、感知算法優化的方法和過程。記錄測試數據，對比分析維修前后的系統性能變化。總結實訓中遇到的問題及解決方法，提出個人見解或改進建議。評估實訓成果，反思學習過程中的收獲與不足，明確后續學習方向。實訓任務四：控制執行單元的故障排查與維修實訓目標：熟練掌握控制執行單元的故障排查與維修技巧，包括執行機構檢查、ECU編程與更換、電氣線路故障定位與修復等。實訓設備：故障診斷儀、控制執行單元實物（如動力系統控制模塊、制動系統控制模塊等）或模擬設備、電氣線路測試工具。實訓步驟：使用故障診斷儀讀取控制執行單元的故障碼，結合車輛表現，初步判斷故障范圍。對疑似故障的執行機構進行物理檢查，如檢查電機、電磁閥的工作狀態，以及連接部件的緊固情況。若故障指向ECU，嘗試通過軟件重新編程或配置ECU，若無效則考慮更換ECU，并確保新ECU的軟件版本與車輛系統匹配。對于電氣線路故障，使用萬用表、示波器等工具定位故障點，如短路、斷路或接觸不良，并進行修復。完成維修后，對控制執行單元進行功能驗證，確保所有執行機構響應正確，車輛運行平穩。實訓報告要求：闡述實訓過程中的故障排查邏輯，執行機構檢查、ECU編程/更換、電氣線路修復的具體步驟。分析故障原因，探討預防措施。記錄測試驗證的結果，評估維修效果。總結實訓經驗，提出個人對控制執行單元維護與優化的見解。（三）課后拓展選取一種硬件部件（如傳感器），要求學生深入研究其工作原理和故障排查方法，并準備一個簡短的匯報。鼓勵學生參與線上論壇討論，分享自己在硬件系統維修方面的學習心得和經驗。（四）教學反思評估學生對硬件系統原理的理解程度，是否能夠準確描述各部件的功能和工作原理。反思實訓操作是否充分，學生是否通過實踐掌握了硬件系統維修的基本技能。教學內容教學內容教學批注/記錄1.智能網聯汽車硬件系統概述智能網聯汽車硬件系統的構成智能網聯汽車的硬件系統是一個高度集成的系統，主要包括車載計算平臺、通信系統、傳感器與感知系統、控制執行單元等關鍵部件。這些部件協同工作，共同實現智能網聯汽車的各項功能。車載計算平臺：作為智能網聯汽車的“大腦”，負責處理來自傳感器的數據，進行智能決策和控制。它通常搭載高性能的處理器、圖形處理器和AI加速器等硬件，運行著操作系統和各種應用軟件。通信系統：實現車輛與外界的信息交換，包括車輛與車輛（V2V）、車輛與基礎設施（V2I）、車輛與云端（V2C）等通信。通信系統采用先進的通信技術，如DSRC、C-V2X、5G等，確保信息的實時、準確傳輸。傳感器與感知系統：通過各種傳感器（如雷達、攝像頭、激光雷達、超聲波傳感器、慣性測量單元等）感知車輛周圍的環境和狀態，為車載計算平臺提供決策依據。控制執行單元：根據車載計算平臺的指令，控制車輛的動力系統、制動系統、轉向系統等執行機構，實現車輛的精確控制。智能網聯汽車硬件系統的發展趨勢隨著科技的不斷進步，智能網聯汽車的硬件系統也在不斷發展。未來，智能網聯汽車的硬件系統將更加注重集成化、智能化和高效化。例如，車載計算平臺將采用更先進的處理器和算法，提高數據處理和決策能力；通信系統將采用更高效的通信技術，提高信息傳輸的速度和可靠性；傳感器與感知系統將采用更精確的傳感器和更先進的感知算法，提高環境感知的準確性和可靠性。2.車載計算平臺技術原理與維修車載計算平臺的系統組成與工作原理車載計算平臺是智能網聯汽車的核心部件之一，它集成了多種高性能的硬件和軟件，共同構成汽車的“大腦”。車載計算平臺的系統組成主要包括處理器、內存與存儲設備、圖形處理器、網絡通信模塊、傳感器接口、電源管理單元、I/O接口、音頻處理單元、導航模塊、安全監控系統、人機界面、遠程信息處理單元和散熱系統等。車載計算平臺的工作原理是通過傳感器收集車輛內外數據，經CPU、GPU等硬件處理后，結合高精度地圖和GPS信息，執行自動駕駛、路徑規劃等功能。同時，通過車載網絡和無線通信，實現與其他車輛、基礎設施和云端的實時數據交換。車載計算平臺的常見故障與處理方法車載計算平臺在長期使用過程中可能會出現各種故障，常見的故障類型包括處理器故障、內存與存儲設備故障、網絡通信模塊故障、傳感器接口故障、電源管理單元故障等。這些故障可能導致車載計算平臺無法正常工作，進而影響智能網聯汽車的整體性能。針對車載計算平臺的故障，可以采取以下處理方法：故障排查：使用故障診斷儀等工具對車載計算平臺進行故障排查，確定故障的具體位置和原因。軟件升級：如果故障是由于軟件問題引起的，可以嘗試對車載計算平臺進行軟件升級，修復已知的bug和漏洞。硬件更換：如果故障是由于硬件問題引起的，需要更換損壞的硬件部件。在更換硬件部件時，需要確保新部件與車載計算平臺的兼容性和穩定性。數據恢復：如果故障導致車載計算平臺的數據丟失或損壞，需要采取措施進行數據恢復，確保車輛的正常運行。實踐操作：車載計算平臺的故障排查與維修通過實踐操作，引導學生使用故障診斷儀等工具對車載計算平臺進行故障排查與維修。在實踐操作過程中，學生需要掌握故障診斷儀的使用方法、故障代碼的解讀和分析、故障現象的觀察和記錄等技能。同時，學生還需要了解車載計算平臺的硬件結構和電路原理，以便更好地進行故障排查與維修。3.通信系統原理與維修通信系統的結構原理智能網聯汽車的通信系統是實現車輛與外界信息交換的關鍵部件。它主要包括車載單元（OBU）、路側單元（RSU）、通信網絡和云平臺等組成部分。車載單元通過傳感器感知車輛周圍的環境和狀態，將感知到的數據通過通信網絡傳輸給路側單元或其他車輛的車載單元。路側單元負責接收來自車載單元的數據，并將其轉發給云平臺進行處理和分析。云平臺通過先進的算法和人工智能技術生成實時的交通狀況、預測未來的交通流量等，為車輛提供智能化的決策建議。通信系統的結構原理還涉及通信協議和通信標準的選擇。智能網聯汽車通常采用先進的通信協議和通信標準，如DSRC、C-V2X、5G等，以確保信息的實時、準確傳輸。T-BOX系統的原理與維修T-BOX（TelematicsBox）是智能網聯汽車中負責車輛與外界通信的重要部件。它通過4G/5G、Wi-Fi等先進的無線通信技術，將車輛產生的各種數據（如行駛狀態、故障信息、位置坐標等）實時傳輸至云端服務器。同時，T-BOX還能接收來自云端或手機APP的控制指令，實現遠程控制車輛、更新軟件、發送通知等功能。T-BOX系統的常見故障包括通信故障、軟件故障、硬件故障等。針對這些故障，可以采取以下處理方法：通信故障：檢查天線和收發器的連接狀態，確保無松動或損壞；檢查網絡連接狀態，確保手機和T-BOX都連接到互聯網；檢查軟件配置是否正確，并根據需要進行調整。軟件故障：嘗試重啟T-BOX以恢復軟件正常運行；更新軟件版本以修復已知的bug和漏洞；檢查網絡連接狀態，確保T-BOX能夠正常連接到云端服務器。硬件故障：對T-BOX進行全面檢查，找出并修復或更換故障硬件；檢查電池電量是否充足，及時為T-BOX充電或更換電池。實踐操作：通信系統的故障排查與維修通過實踐操作，引導學生使用故障診斷儀等工具對通信系統進行故障排查與維修。在實踐操作過程中，學生需要掌握通信系統的結構原理、通信協議和通信標準的選擇、T-BOX系統的工作原理等知識。同時，學生還需要了解通信系統的常見故障類型和處理方法，以便更好地進行故障排查與維修。4.傳感器與感知系統原理與維修傳感器的類型與工作原理智能網聯汽車采用多種傳感器來感知車輛周圍的環境和狀態。這些傳感器主要包括毫米波雷達、攝像頭、激光雷達、超聲波傳感器、慣性測量單元等。每種傳感器都有其獨特的工作原理和應用場景。毫米波雷達：利用毫米波頻段（如24GHz、77GHz等）的電磁波進行探測和測距。它具有探測距離遠、穿透力強、受天氣影響小等優點，在智能網聯汽車中廣泛應用于自適應巡航控制、盲點檢測等功能。攝像頭：通過捕捉車輛周圍的環境圖像，利用圖像處理算法進行目標識別和跟蹤。攝像頭在智能網聯汽車中廣泛應用于車道保持輔助、交通標志識別等功能。激光雷達：利用激光束進行探測和測距，生成周圍環境的三維地圖。它具有探測精度高、分辨率高等優點，在智能網聯汽車中廣泛應用于自動駕駛、環境感知等功能。超聲波傳感器：利用超聲波進行探測和測距，具有探測距離近、成本低等優點。在智能網聯汽車中廣泛應用于泊車輔助、障礙物檢測等功能。慣性測量單元：通過測量車輛的加速度和角速度，結合初始位置信息，推算出車輛的位置和姿態。它在智能網聯汽車中廣泛應用于導航、姿態控制等功能。感知系統的融合原理感知系統的融合是指將來自不同傳感器的數據進行融合處理，以提高環境感知的準確性和可靠性。融合方法主要包括數據級融合、特征級融合和決策級融合等。數據級融合是在原始數據層面進行融合處理；特征級融合是在提取的特征信息層面進行融合處理；決策級融合是在決策層面進行融合處理。傳感器與感知系統的常見故障與處理方法傳感器與感知系統在長期使用過程中可能會出現各種故障，常見的故障類型包括傳感器失效、感知數據不準確、感知系統延遲等。這些故障可能導致智能網聯汽車的環境感知能力下降，進而影響其整體性能。針對傳感器與感知系統的故障，可以采取以下處理方法：故障排查：使用故障診斷儀等工具對傳感器與感知系統進行故障排查，確定故障的具體位置和原因。傳感器校準：如果故障是由于傳感器校準不準確引起的，需要對傳感器進行重新校準。傳感器更換：如果故障是由于傳感器損壞引起的，需要更換損壞的傳感器。在更換傳感器時，需要確保新傳感器與感知系統的兼容性和穩定性。算法優化：如果故障是由于感知算法不準確引起的，需要對感知算法進行優化和改進。實踐操作：傳感器與感知系統的故障排查與維修通過實踐操作，引導學生使用故障診斷儀等工具對傳感器與感知系統進行故障排查與維修。在實踐操作過程中，學生需要掌握傳感器的類型與工作原理、感知系統的融合原理等知識。同時，學生還需要了解傳感器與感知系統的常見故障類型和處理方法，以便更好地進行故障排查與維修。5.控制執行單元結構原理與維修控制執行單元的結構原理智能網聯汽車的控制執行單元主要負責執行來自智能決策層的指令，以實現車輛的精確控制。它主要由多個執行機構和電子控制單元（ECU）組成。執行機構包括動力系統、電制動系統、電轉向系統以及底盤控制系統等關鍵部件，它們分別負責車輛的加速、制動、轉向和穩定性控制等功能。ECU作為控制中心，負責接收來自車載計算平臺的指令，并解析后發送給各個執行機構，以實現對車輛行為的精確控制。控制執行單元的工作原理當智能網聯汽車處于自動駕駛或輔助駕駛模式時，車載計算平臺會根據環境感知層收集的信息和智能決策層的分析結果，生成相應的控制指令。這些指令通過車內網絡傳輸給ECU。ECU在接收到指令后，會迅速解析并生成相應的控制信號。這些信號通過電氣線路或總線系統傳輸給各個執行機構。執行機構在接收到控制信號后，會根據信號的指令執行相應的動作。控制執行單元的常見故障與處理方法控制執行單元在長期使用過程中可能會出現各種故障，常見的故障類型包括執行機構故障、ECU故障、電氣線路故障等。這些故障可能導致控制執行單元無法正常工作，進而影響智能網聯汽車的整體性能。針對控制執行單元的故障，可以采取以下處理方法：故障排查：使用故障診斷儀等工具對控制執行單元進行故障排查，確定故障的具體位置和原因。執行機構維修：如果故障是由于執行機構損壞引起的，需要對執行機構進行維修或更換。ECU維修或更換：如果故障是由于ECU故障引起的，需要對ECU進行維修或更換。在更換ECU時，需要確保新ECU與控制執行單元的兼容性和穩定性。電氣線路檢查與修復：如果故障是由于電氣線路故障引起的，需要對電氣線路進行檢查和修復，確保電氣線路的正常工作。實踐操作：控制執行單元的故障排查與維修通過實踐操作，引導學生使用故障診斷儀等工具對控制執行單元進行故障排查與維修。在實踐操作過程中，學生需要掌握控制執行單元的結構原理、工作原理等知識。同時，學生還需要了解控制執行單元的常見故障類型和處理方法，以便更好地進行故障排查與維修。

第三章智能駕駛決策、控制與執行課程名稱智能網聯汽車故障診斷技術課程類型職業技術課授課專業及對象總學時一、教學任務目標授課內容講授智能駕駛決策、控制與執行系統，介紹環境信息感知與融合技術，闡述路徑規劃、行為決策與控制原理，以及執行系統的工作原理和組成部件。同時，講解各系統常見故障的檢修方法，如算法優化、參數調整、部件更換、系統調試等，保障智能駕駛系統的穩定性和安全性。學情分析學生在學習智能駕駛決策、控制與執行系統時，可能已具備一定編程和算法基礎，但對智能駕駛系統的整體架構和工作原理了解有限。他們渴望了解環境信息感知與融合、路徑規劃、行為決策與控制等關鍵技術，同時掌握執行系統的工作原理和常見故障檢修方法。然而，由于智能駕駛系統涉及多個領域的知識，包括傳感器技術、算法設計、控制理論等，學生可能會感到學習內容抽象且難以理解。因此，在教學過程中，需要注重理論與實踐相結合，通過項目驅動和案例分析，幫助學生深入理解智能駕駛系統的運行機制，并培養他們的實際操作能力。教學目標知識目標：掌握智能駕駛環境信息感知與融合的基本原理和方法。理解智能駕駛汽車的路徑規劃算法和策略。了解無人駕駛行為決策與控制系統的構成和工作原理。熟悉智能駕駛執行系統的組成和功能。能力目標：能夠分析智能駕駛環境信息感知與融合的過程和結果。能夠設計簡單的智能駕駛路徑規劃方案。能夠模擬無人駕駛行為決策與控制過程。能夠診斷和解決智能駕駛執行系統中的常見問題。素質目標：培養學生的創新意識和實踐能力。增強學生的團隊協作精神和溝通能力。提升學生的問題解決能力和系統思維能力。教學重點智能駕駛環境信息感知與融合的原理和方法智能駕駛汽車的路徑規劃算法和策略無人駕駛行為決策與控制系統的構成和工作原理智能駕駛執行系統的組成和功能教學難點智能駕駛環境信息的有效融合與利用復雜環境下的智能駕駛路徑規劃無人駕駛行為決策與控制系統的實時性和準確性智能駕駛執行系統的故障診斷與排除二、教學設計課程思政教學設計思政元素融入點：民族自信與愛國情懷：通過介紹我國智能網聯汽車技術的發展成就和國際地位，激發學生的民族自豪感和愛國情懷。創新意識與開創精神：鼓勵學生積極探索智能駕駛決策、控制與執行的新技術、新方法，培養其創新意識和開創精神。社會責任感與職業道德：引導學生關注智能網聯汽車技術的社會影響和安全性，培養其社會責任感和職業道德。思政教學設計：在課程導入環節，通過展示我國智能網聯汽車技術的最新成果和國際地位，激發學生的民族自信心和愛國情懷。在講解智能駕駛決策、控制與執行的關鍵技術時，強調創新的重要性，鼓勵學生敢于挑戰傳統，勇于創新。在分析智能駕駛技術的社會影響時，引導學生思考如何為行業的可持續發展貢獻力量，培養其社會責任感。在總結智能駕駛執行系統的故障診斷與排除時，強調職業道德的重要性，提醒學生在未來的職業生涯中堅守職業底線。教學資源教材：《智能網聯汽車故障診斷技術》，ISBN：978-7-111-78149-3，機械工業出版社多媒體課件：包含智能駕駛決策、控制與執行的基本概念、原理、算法和案例的PPT。實訓設備：智能網聯汽車實訓平臺或車輛、故障診斷儀、示波器、計算機等。網絡資源：相關學術論文、技術文檔、行業標準、智能網聯汽車案例等。教學方法講授法：通過教師講解，使學生掌握智能駕駛決策、控制與執行的基本理論和原理。討論法：組織學生分組討論，就智能駕駛技術的實際應用和問題進行深入探討。演示法：利用多媒體課件和實訓設備，演示智能駕駛決策、控制與執行的過程和結果。實訓法：安排學生進行實訓任務，通過實踐操作加深對理論知識的理解。案例分析法：通過具體案例分析，使學生了解智能駕駛技術的實際應用和問題解決過程。三、教學活動（一）課前任務預習教材：要求學生預習第三章的相關內容，了解智能駕駛決策、控制與執行的基本概念和原理。查閱資料：鼓勵學生查閱相關資料，了解國內外智能網聯汽車技術的最新動態和研究成果。思考問題：提出幾個與課程內容相關的問題，如“智能駕駛環境信息感知與融合有哪些關鍵技術？”“無人駕駛行為決策與控制系統是如何工作的？”等，讓學生帶著問題預習和思考。（二）課堂教學教學環節教師活動學生活動設計意圖教學環節一：課程導入通過展示我國智能網聯汽車技術的最新成果和國際地位，引出本課程的教學主題。認真聆聽教師的介紹，感受我國智能網聯汽車技術的快速發展和廣闊前景。激發學生的學習興趣和求知欲，為后續課程的學習奠定良好的情感基礎。教學環節二：智能駕駛環境信息感知與融合利用多媒體課件展示智能駕駛環境信息感知與融合的基本原理和方法。介紹常見的傳感器類型（如雷達、攝像頭、激光雷達等）及其工作原理。講解多傳感器數據融合技術及其應用。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論智能駕駛環境信息感知與融合的重要性和挑戰。使學生掌握智能駕駛環境信息感知與融合的基本原理和方法，為后續課程的學習打下基礎。教學環節三：智能駕駛汽車的路徑規劃介紹智能駕駛汽車的路徑規劃算法和策略。講解路徑規劃的基本原理和方法（如A*算法、Dijkstra算法等）。分析復雜環境下的路徑規劃問題及其解決方案。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論不同路徑規劃算法的優缺點和適用場景。使學生掌握智能駕駛汽車的路徑規劃算法和策略，為后續課程的學習提供理論支持。教學環節四：無人駕駛行為決策與控制介紹無人駕駛行為決策與控制系統的構成和工作原理。講解行為決策的基本原理和方法（如有限狀態機、決策樹等）。分析無人駕駛控制系統的實時性和準確性要求。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論無人駕駛行為決策與控制系統的安全性和可靠性問題。使學生了解無人駕駛行為決策與控制系統的構成和工作原理，為后續課程的學習打下基礎。教學環節五：智能駕駛執行系統介紹智能駕駛執行系統的組成和功能。講解執行機構的類型和工作原理（如電機、液壓執行器等）。分析智能駕駛執行系統的故障診斷與排除方法。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論智能駕駛執行系統的常見故障及其解決方案。使學生熟悉智能駕駛執行系統的組成和功能，為后續課程的學習提供技術支持。教學環節六：實訓任務講解介紹實訓任務的目標和要求。講解實訓任務的步驟和注意事項。認真聆聽教師的講解和示范。記錄實訓步驟和注意事項。小組討論實訓任務的可能遇到的問題和解決方案。使學生明確實訓任務的目標和要求，掌握實訓步驟和注意事項，為后續的實驗操作打下基礎。教學環節七：課堂總結與作業布置總結本節課的主要內容和知識點。強調本節課的重點和難點。布置課后作業和預習任務。回顧本節課的學習內容。記錄課后作業和預習任務。提問和解答疑惑。鞏固本節課的學習成果，為下節課的學習做好準備。實訓任務（備用，根據實訓條件與要求自選）實訓任務一：智能駕駛環境信息感知與融合實訓實訓目標：掌握智能駕駛環境信息感知與融合的基本原理和方法。實訓設備：智能網聯汽車模擬器、傳感器（如雷達、攝像頭等）、計算機等。實訓步驟：傳感器配置與連接：將傳感器連接到智能網聯汽車模擬器上，并進行參數配置。環境信息感知：啟動模擬器，觀察傳感器采集到的環境信息（如障礙物距離、速度等）。數據融合處理：利用數據融合算法對多傳感器數據進行處理，生成綜合環境信息。結果分析與評估：對融合后的環境信息進行分析和評估，驗證其準確性和可靠性。實訓報告：要求學生撰寫實訓報告，包括實訓目的、步驟、結果和結論等內容。實訓任務二：智能駕駛路徑規劃實訓實訓目標：掌握智能駕駛汽車的路徑規劃算法和策略。實訓設備：智能網聯汽車模擬器、計算機等。實訓步驟：場景設置：在模擬器中設置不同的行駛場景（如城市道路、高速公路等）。路徑規劃算法選擇：選擇合適的路徑規劃算法（如A*算法、Dijkstra算法等）。路徑規劃計算：運行算法進行路徑規劃計算，生成行駛路徑。路徑優化與調整：對生成的行駛路徑進行優化和調整，以提高行駛效率和安全性。實訓報告：要求學生撰寫實訓報告，包括實訓目的、步驟、結果和結論等內容。實訓任務三：無人駕駛行為決策與控制實訓實訓目標：了解無人駕駛行為決策與控制系統的構成和工作原理。實訓設備：智能網聯汽車模擬器、計算機等。實訓步驟：系統配置與啟動：配置并啟動無人駕駛行為決策與控制系統。行為決策模擬：在模擬器中模擬不同的行駛場景和行為決策過程（如避障、超車等）。控制系統調試：對控制系統進行調試和優化，確保其準確性和實時性。結果驗證與分析：對行為決策與控制結果進行驗證和分析，評估其性能和可靠性。實訓報告：要求學生撰寫實訓報告，包括實訓目的、步驟、結果和結論等內容。實訓任務四：智能駕駛執行系統故障診斷與排除實訓實訓目標：掌握智能駕駛執行系統的故障診斷與排除方法。實訓設備：智能網聯汽車模擬器、故障診斷儀、示波器、計算機等。實訓步驟：故障現象模擬：在模擬器中模擬智能駕駛執行系統的常見故障現象（如電機故障、液壓執行器故障等）。故障診斷與定位：使用故障診斷儀和示波器等工具對故障進行診斷和定位。故障排除與修復：根據診斷結果對故障進行排除和修復。結果驗證與測試：對修復后的執行系統進行驗證和測試，確保其正常工作。實訓報告：要求學生撰寫實訓報告，包括實訓目的、步驟、結果和結論等內容。實訓評估與反饋：過程評估：觀察學生在實訓過程中的操作表現、團隊協作情況和問題解決能力等方面進行評估。結果評估：根據學生提交的實訓報告和實訓成果進行評估。反饋與改進：及時給予學生反饋意見，指出存在的問題和改進的方向，幫助學生不斷提升實踐操作能力。（三）課后拓展實驗報告撰寫：要求學生根據實訓任務的結果撰寫實驗報告，包括實驗目的、方法、步驟、結果和結論等內容。資料查閱與整理：鼓勵學生查閱相關資料，了解國內外智能網聯汽車技術的最新動態和研究成果，并整理成文獻綜述或研究報告。小組討論與交流：組織學生分組討論智能網聯汽車技術的最新進展和應用前景，分享學習心得和體會。創新創業實踐：鼓勵學生參與智能網聯汽車相關的創新創業實踐項目，將所學知識應用于實際中。（四）教學反思教學效果評估：通過課堂提問、作業批改、實訓報告和期末考試等方式評估學生的學習效果。教學方法改進：根據教學效果評估結果和學生的反饋意見，及時調整教學方法和手段，提高教學效果和學生的學習興趣。思政元素融入效果評估：通過問卷調查和訪談等方式評估思政元素融入課程的效果，了解學生在思政方面的收獲和感受，為后續的思政教學設計提供參考。教學內容教學內容教學批注/記錄3.1智能駕駛環境信息感知與融合3.1.1智能駕駛環境信息感知基礎定義與重要性：智能駕駛環境信息感知是指利用傳感器技術獲取車輛周圍環境的信息，如障礙物距離、速度、方向等。這些信息對于智能駕駛決策、路徑規劃和控制至關重要，是實現自動駕駛的基礎。常見傳感器類型：雷達傳感器：利用電磁波探測障礙物距離和速度，具有測量范圍廣、精度高等特點。攝像頭傳感器：通過圖像捕捉和識別技術獲取車輛周圍環境的信息，如車道線、交通標志等。激光雷達傳感器：利用激光束掃描周圍環境，生成三維點云數據，具有高精度、高分辨率等特點。超聲波傳感器：利用超聲波探測障礙物距離，常用于低速行駛和近距離感知。慣性測量單元（IMU）：利用加速度計和陀螺儀等傳感器測量車輛的加速度、角速度和方向等信息。傳感器工作原理：簡要介紹各種傳感器的工作原理和測量原理。3.1.2駕駛環境信息感知與融合多傳感器數據融合：多傳感器數據融合是指將來自不同傳感器的數據進行綜合處理和分析，以提高環境感知的準確性和可靠性。常見的融合方法包括加權平均法、卡爾曼濾波法、粒子濾波法等。融合算法與應用：介紹幾種常見的多傳感器數據融合算法及其應用。分析不同融合算法在智能駕駛環境感知中的優缺點和適用場景。融合結果與應用：展示多傳感器數據融合后的結果，如綜合環境信息、障礙物地圖等。分析融合結果在智能駕駛決策、路徑規劃和控制中的應用。3.2智能駕駛汽車的路徑規劃3.2.1智能駕駛汽車的路徑規劃原理定義與目標：智能駕駛汽車的路徑規劃是指在給定的起始點和目標點之間，根據車輛自身狀態和周圍環境信息，規劃出一條安全、高效、舒適的行駛路徑。路徑規劃算法：介紹幾種常見的路徑規劃算法，如A*算法、Dijkstra算法、RRT算法等。分析不同算法在智能駕駛路徑規劃中的優缺點和適用場景。算法實現與優化：講解路徑規劃算法的實現步驟和優化方法。分析復雜環境下的路徑規劃問題及其解決方案。3.2.2路徑規劃常見故障維修方法故障現象分析：分析智能駕駛汽車路徑規劃過程中可能出現的故障現象，如路徑規劃失敗、路徑不合理等。故障診斷與定位：介紹路徑規劃故障的診斷方法和定位技術。利用故障診斷儀和示波器等工具對故障進行診斷和定位。故障維修與排除：根據診斷結果對路徑規劃故障進行維修和排除。提供一些常見的故障維修方法和技巧。3.3無人駕駛行為決策與控制3.3.1行為決策與控制原理定義與功能：無人駕駛行為決策與控制是指根據車輛自身狀態和周圍環境信息，決策出合適的行駛行為，并通過控制系統實現這些行為。行為決策系統：介紹無人駕駛行為決策系統的構成和工作原理。分析不同決策方法（如有限狀態機、決策樹等）在無人駕駛中的應用。控制系統：介紹無人駕駛控制系統的構成和工作原理。分析控制系統的實時性和準確性要求。3.3.2行為決策與控制系統常見故障檢修故障現象分析：分析無人駕駛行為決策與控制系統可能出現的故障現象，如決策失誤、控制失靈等。故障診斷與定位：介紹行為決策與控制系統故障的診斷方法和定位技術。利用故障診斷儀和示波器等工具對故障進行診斷和定位。故障維修與排除：根據診斷結果對行為決策與控制系統故障進行維修和排除。提供一些常見的故障維修方法和技巧。3.4智能駕駛執行系統3.4.1智能駕駛執行系統原理定義與功能：智能駕駛執行系統是指執行無人駕駛行為決策與控制系統的指令，實現車輛行駛、轉向、制動等功能的系統。執行機構類型：介紹智能駕駛執行系統的常見執行機構類型，如電機、液壓執行器、氣動執行器等。分析不同執行機構的優缺點和適用場景。工作原理：講解智能駕駛執行系統的工作原理和控制方法。3.4.2智能駕駛執行系統常見故障檢修故障現象分析：分析智能駕駛執行系統可能出現的故障現象，如執行機構失靈、控制不準確等。故障診斷與定位：介紹智能駕駛執行系統故障的診斷方法和定位技術。利用故障診斷儀和示波器等工具對故障進行診斷和定位。故障維修與排除：根據診斷結果對智能駕駛執行系統故障進行維修和排除。提供一些常見的故障維修方法和技巧。案例分析：通過具體案例分析智能駕駛執行系統的故障診斷與排除過程。引導學生思考如何避免類似故障的發生和提高系統的可靠性。六、總結與展望（一）總結本節課主要介紹了智能駕駛決策、控制與執行的基本原理和方法，包括智能駕駛環境信息感知與融合、智能駕駛汽車的路徑規劃、無人駕駛行為決策與控制以及智能駕駛執行系統等內容。通過理論講授、實訓操作和案例分析等方式，使學生掌握了智能駕駛決策、控制與執行的關鍵技術和方法，培養了其創新意識和實踐能力。（二）展望隨著智能網聯汽車技術的不斷發展，智能駕駛決策、控制與執行技術將不斷創新和完善。未來，我們將繼續關注智能網聯汽車技術的最新動態和研究成果，不斷更新和完善教學內容和方法，為培養高素質的智能網聯汽車技術人才做出貢獻。同時，我們也希望學生能夠保持對智能網聯汽車技術的熱情和興趣，積極探索新技術、新方法，為行業的可持續發展貢獻力量。

第四章智能網聯汽車關鍵技術課程名稱智能網聯汽車故障診斷技術課程類型職業技術課授課專業及對象總學時一、教學任務目標授課內容講授智能網聯汽車關鍵技術，包括車內網絡系統、V2X技術、4G/5G/6G移動通信系統、定位系統、云計算和大數據處理技術，以及智能座艙等功能。同時，講解各技術的常見故障檢修方法，如網絡檢修、通信故障排查、定位系統校準、軟件更新、配置調整等，確保智能網聯汽車各項功能的正常運行。學情分析學生在學習智能網聯汽車關鍵技術時，可能已具備一定信息技術基礎，但對車內網絡系統、V2X技術、移動通信系統、定位系統、云計算和大數據處理技術等關鍵技術了解不足。他們渴望了解這些技術在智能網聯汽車中的應用和原理，同時掌握它們的常見故障檢修方法。然而，由于這些技術涉及多個領域的知識，且更新換代迅速，學生可能會感到學習內容廣泛且難以深入。因此，在教學過程中，需要注重知識的時效性和前沿性，通過引入最新的技術動態和應用案例，幫助學生了解智能網聯汽車技術的發展趨勢，并培養他們的創新意識和實踐能力。教學目標知識目標：掌握智能網聯汽車關鍵技術的定義、分類及其在智能網聯汽車中的應用。理解車內網絡系統的工作原理、拓撲結構及常見故障檢修方法。熟悉V2X（車與萬物互聯）技術的基本概念、應用場景及常見故障檢修。了解4G/5G/6G移動通信系統在智能網聯汽車中的作用及檢修要點。掌握定位系統（包括衛星定位、高精度地圖與定位、SLAM、卡爾曼濾波、多傳感器融合定位）的原理與檢修技巧。了解云計算和大數據處理技術在智能網聯汽車中的應用與影響。熟悉智能座艙的功能、技術原理及常見故障檢修方法。能力目標：能夠分析智能網聯汽車關鍵技術的構成及其在自動駕駛中的作用。能夠診斷并排除車內網絡系統的常見故障。能夠應用V2X技術進行智能網聯汽車的通信測試與故障排查。能夠理解和運用移動通信技術解決智能網聯汽車的通信問題。能夠運用定位技術進行智能網聯汽車的精確定位與導航。能夠了解并評估云計算和大數據處理技術在智能網聯汽車中的應用潛力。能夠診斷并排除智能座艙系統的常見故障。素質目標：培養學生的創新思維和問題解決能力，使其能夠針對智能網聯汽車的關鍵技術提出創新性的解決方案。增強學生的團隊協作能力，通過小組討論和實訓操作，提高學生的溝通與協作能力。提升學生的實踐操作能力，通過實訓操作，使學生熟悉智能網聯汽車關鍵技術的實際應用與檢修流程。教學重點車內網絡系統的工作原理與檢修方法。V2X技術的基本概念、應用場景及故障檢修。移動通信系統在智能網聯汽車中的作用及檢修要點。定位系統的原理與檢修技巧。智能座艙的功能與技術原理。教學難點車內網絡系統的復雜拓撲結構及其故障排查。V2X技術的通信協議與數據交互機制。移動通信技術在智能網聯汽車中的集成與應用。多傳感器融合定位技術的實現與調試。智能座艙系統的故障現象分析與解決策略。二、教學設計課程思政教學設計思政元素融入點：科技創新精神：通過介紹智能網聯汽車關鍵技術的發展歷程和最新成果，激發學生的科技創新精神和探索未知領域的熱情。國家安全意識：強調智能網聯汽車技術在國防安全、交通安全等方面的重要性，培養學生的國家安全意識和責任感。環保意識：分析智能網聯汽車在節能減排、綠色出行方面的優勢，引導學生關注環境保護和可持續發展問題。職業道德與規范：在介紹智能網聯汽車故障診斷與維修技術時，強調職業道德與規范的重要性，培養學生的職業素養和責任感。思政教學設計：課程導入環節：通過展示智能網聯汽車關鍵技術的最新成果和應用案例，激發學生的科技興趣和愛國情懷。理論講授環節：在講解關鍵技術原理時，穿插介紹相關科技工作者的創新故事和奮斗歷程，培養學生的科技創新精神和責任感。案例分析環節：通過分析智能網聯汽車關鍵技術在實際應用中的成功案例和失敗教訓，引導學生思考技術創新與實際應用之間的關系，培養學生的問題解決能力和創新思維。實訓操作環節：在實訓操作中強調團隊合作和溝通的重要性，培養學生的團隊協作精神和溝通能力；同時，通過模擬故障診斷與維修過程，讓學生體驗職業工作的嚴謹性和責任感。總結回顧環節：在課程結束時總結智能網聯汽車關鍵技術的重要性和發展趨勢，強調科技創新對國家和社會的貢獻，激發學生的愛國情懷和社會責任感。教學資源教材：《智能網聯汽車故障診斷技術》，ISBN：978-7-111-78149-3，機械工業出版社。多媒體課件：包含智能網聯汽車關鍵技術的基本概念、工作原理、應用場景、故障現象及檢修方法等內容的PPT。實訓設備：智能網聯汽車實訓平臺或車輛、車載計算單元、傳感器、通信模塊、定位設備等。網絡資源：相關學術論文、技術文檔、行業標準、智能網聯汽車案例等。教學方法講授法：通過教師講解，使學生掌握智能網聯汽車關鍵技術的基本理論和原理。討論法：組織學生分組討論，就智能網聯汽車關鍵技術的實際應用和問題進行深入探討。演示法：利用多媒體課件和實訓設備，演示智能網聯汽車關鍵技術的工作原理和檢修方法。實訓法：安排學生進行實訓任務，通過實踐操作加深對理論知識的理解。案例分析法：通過具體案例分析，使學生了解智能網聯汽車關鍵技術的實際應用和問題解決過程。三、教學活動（一）課前任務預習教材內容：預習教材第一章，重點理解智能網聯汽車的定義、技術特點、發展歷程及未來趨勢。思考實際應用：思考智能網聯汽車故障診斷的重要性，并嘗試列舉幾個智能網聯汽車故障診斷的實際應用場景，如自動駕駛中的傳感器故障、通信系統故障等。查閱資料：通過圖書館、網絡等資源，了解智能網聯汽車的故障分類，以及目前常用的故障診斷技術，如OBD（車載診斷系統）、遠程診斷等。小組討論準備：準備一個關于智能網聯汽車故障診斷對行車安全影響的小組討論話題，可以結合具體案例進行分析。（二）課堂教學教學環節教師活動學生活動設計意圖教學環節一：課程導入通過展示智能網聯汽車關鍵技術的最新成果和應用案例，引出本課程的教學主題。認真聆聽教師的介紹，感受智能網聯汽車關鍵技術的魅力和應用前景。激發學生的學習興趣和求知欲，為后續課程的學習奠定良好的情感基礎。教學環節二：車內網絡系統利用多媒體課件展示車內網絡系統的基本概念、工作原理和拓撲結構。介紹車內網絡系統的常見故障現象及檢修方法。通過案例分析，講解車內網絡系統的實際應用和問題解決過程。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論車內網絡系統的應用前景和潛在問題。嘗試分析一個具體的車內網絡系統故障案例。使學生掌握車內網絡系統的基本原理和檢修方法，培養其問題解決能力和創新思維。教學環節三：V2X技術介紹V2X技術的基本概念、應用場景和通信協議。分析V2X技術在智能網聯汽車中的作用和優勢。講解V2X技術的常見故障現象及檢修方法。通過實訓演示，展示V2X技術的通信測試與故障排查過程。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論V2X技術的未來發展趨勢和潛在挑戰。參與實訓操作，體驗V2X技術的通信測試與故障排查過程。使學生掌握V2X技術的基本原理和應用場景，培養其實踐操作能力和團隊協作能力。教學環節四：移動通信系統介紹4G/5G/6G移動通信系統在智能網聯汽車中的作用和影響。分析移動通信技術的演進歷程和發展趨勢。講解移動通信系統在智能網聯汽車中的集成與應用。介紹移動通信系統的常見故障現象及檢修要點。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論移動通信技術在智能網聯汽車中的創新應用。嘗試分析一個具體的移動通信系統故障案例。使學生掌握移動通信系統在智能網聯汽車中的應用與檢修要點，培養其創新思維和問題解決能力。教學環節五：定位系統介紹定位系統的基本概念和分類（包括衛星定位、高精度地圖與定位、SLAM、卡爾曼濾波、多傳感器融合定位等）。分析定位系統在智能網聯汽車中的作用和優勢。講解定位系統的原理與檢修技巧。通過案例分析，展示定位系統在智能網聯汽車中的實際應用。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論定位系統的未來發展趨勢和潛在挑戰。嘗試設計一個基于多傳感器融合定位的智能網聯汽車導航系統。使學生掌握定位系統的基本原理和檢修技巧，培養其創新思維和團隊協作能力。教學環節六：云計算和大數據處理技術介紹云計算和大數據處理技術在智能網聯汽車中的應用與影響。分析云計算和大數據處理技術如何支持智能網聯汽車的智能化和網聯化。講解云計算和大數據處理技術的基本原理和實現方式。討論云計算和大數據處理技術在智能網聯汽車中的安全挑戰與應對策略。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論云計算和大數據處理技術在智能網聯汽車中的創新應用。嘗試分析一個具體的云計算或大數據處理技術在智能網聯汽車中的應用案例。使學生掌握云計算和大數據處理技術在智能網聯汽車中的應用與影響，培養其創新思維和問題解決能力。教學環節七：智能座艙介紹智能座艙的基本概念、功能和技術原理。分析智能座艙在智能網聯汽車中的作用和優勢。講解智能座艙的常見故障現象及檢修方法。通過實訓演示，展示智能座艙系統的操作與調試過程。認真觀看多媒體課件和教師的講解。記錄關鍵知識點和疑問點。小組討論智能座艙的未來發展趨勢和潛在挑戰。參與實訓操作，體驗智能座艙系統的操作與調試過程。使學生掌握智能座艙的基本原理和檢修方法，培養其實踐