《自动驾驶小车》课程标准

《自动驾驶小车》课程标准课程代码[541508] 课程类别[专业核心课]学分[ 4.0] 学时[64]开课部门[信息工程系]适用专业[人工智能技术应用专业]制定人[XXX]制定日期[202X年06月]审核人[XXX] 审核日期[202X年06月]一、课程性质与任务《自动驾驶小车》是人工智能方向的计算机基本技能课程。本课程的主要任务是使学生了解驾驶自动小车的基础知识，掌握自动化驾驶的使用、小车的基本使用，手柄的操作的的基本使用，掌握小车自动避障，自动巡线的的基础操作。培养学生的综合职业能力、创新精神和良好的职业道德。二、课程教学目标（一）总体目标1.知识目标掌握自动驾驶小车相应的基础知识。掌握控制小车移动的的基本操作。掌握单独控制马达的基础操作任务。掌握手柄控制器的创建和使用。掌握小车连接手柄、连接摄像头的基本操作。掌握实时监控小车，展示实时画面，数据收集的任务。掌握数据收集过程中，自主巡线的基本操作。掌握数据在实时演练的过程中，加载模型，图形预处理的基本操作。掌握模型训练过程中，提取特征值的操作。掌握目标跟踪的基础操作。掌握目标跟踪后，如何显示检测到的物体的基本操作，如何控制小车跟踪中间物体。2.能力目标能够操作并熟练使用自动小车。能够掌握到手柄操控的使用。能够熟练使用自动避障，自动巡线的的操作。能够掌握数据收集、模型训练、实时演练的操作。能够熟悉目标跟踪的相关内容。3.素质目标培养学生团队协作精神，树立诚信意识，锻炼学生沟通交流的能力。培养学生项目设计、管理和实施的能力。具备较强的书面表达能力。三、课程设计（一）课程设计思路本课程标准是依据人工智能技术应用专业岗位分析结合人工智能技术应用专业标准中的人才培养目标和培养规格而制定，用于指导《自动驾驶小车》课程建设和课程教学。课程立足于培养学生实际工作能力，以人工智能机器学习、深度学习、计算机视觉、模式识别等工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体工作项目过程中学会完成实际岗位相应的工作任务，并将实际岗位职责及工作规范引入教学环节，使学生全面符合岗位职业能力要求。（二）课程内容与教学要求1.课时分配表项目（或模块）名称序号任务内容学时分配备注基本移动1自动化概述的介绍，小车功能化介绍42介绍控制小车移动的基本操作43创建事件监听函数2手柄操控4创建手柄控制器25连接手柄、连接摄像头、画面展示4数据收集6展示实时画面的操作47创建按钮，图片保存4模型训练8划分数据集49定义神经网络410训练并保存模型4自主巡线—数据收集11在图像上显示操作点412采集图像，保存图片以及操作点4自主巡线—模型训练13提取特征值，划分数据集414定义神经网络，训练并保存模型4目标跟踪15显示检测到的物体416控制小车跟踪中间物体4机动、复习17机动、复习4总学时642.任务设计任务一控制小车移动学时4学习目标：知识目标了解小车的基本操作了解自动驾驶的基础理论知识了解小车单独控制马达的操作能力目标学生认识和了解自动化小车及其特点素质目标培养学生的理解和动手能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1探讨使用自动化操作的内容自动化对生活的影响微课；讲授法；任务驱动法2调查使用自动化的情况实践、分析能力微课：讲授法；任务驱动法任务二单独控制马达学时4学习目标：知识目标掌握单独控制马达的基本操作掌握创建事件监听函数能力目标学会如何创建事件监听函数素质目标培养学生的思维分析能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1单独控制马达动手能力微课；讲授法；任务驱动法2创建事件监听函数动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务三创建手柄控制器学时2学习目标：知识目标掌握创建手柄控制的操作。掌握连接手柄、连接摄像头的基本操作。能力目标学会创建手柄控制的操作素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1创建手柄控制器动手能力微课；讲授法；任务驱动法2连接手柄动手能力微课：讲授法；任务驱动法3连接摄像头动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务四自动避障—数据收集学时2学习目标：知识目标掌握数据收集过程中，展示实时画面的操作。掌握创建按钮，图片保存的基本操作。能力目标学会数据收集过程中，展示实时画面的操作素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1数据收集过程中，展示实时画面的操作动手能力微课；讲授法；任务驱动法2创建按钮，图片保存的基本操作动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务五自动避障—模型训练学时4学习目标：知识目标掌握划分数据集。掌握定义神经网络。能力目标学会划分数据集素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1划分数据集动手能力微课；讲授法；任务驱动法2定义神经网络动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务六自动避障—实时演练学时4学习目标：知识目标掌握加载模型掌握图像预处理能力目标学会加载模型素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1加载模型动手能力微课；讲授法；任务驱动法2图像预处理动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务七自动避障—实时演练学时4学习目标：知识目标掌握图像更新函数掌握自动避障能力目标学会图像更新函数素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1图像更新函数动手能力微课；讲授法；任务驱动法2自动避障动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务八自主巡线—数据收集学时4学习目标：知识目标掌握在图像上显示操作点。掌握采集图像。掌握保存图片以及操作点。能力目标学会在图像上显示操作点素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1图像上显示操作点动手能力微课；讲授法；任务驱动法2采集图像动手能力微课：讲授法；任务驱动法3保存图片以及操作点动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务九自主巡线—模型训练学时4学习目标：知识目标掌握提取特征值的基本操作能力目标学会提取特征值素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1提取特征值动手能力微课；讲授法；任务驱动法2提取特征值的基本操作动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务十自主巡线—模型训练学时4学习目标：知识目标掌握划分数据集。能力目标掌握划分数据集的基本操作素质目标培养学生的思维分析和实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1划分数据集记忆能力微课；讲授法；任务驱动法2划分数据集基本操作动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务十一自主巡线—模型训练学时4学习目标：知识目标掌握定义神经网络。掌握训练并保存模型。能力目标学会定义神经网络的使用方法素质目标培养学生的思维分析能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1定义神经网络动手能力微课；讲授法；任务驱动法2训练并保存模型动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务十二自主巡线—数据收集学时4学习目标：知识目标掌握在图像上显示操作点。掌握采集图像的应用方法。能力目标学会在图像上显示操作点素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1在图像上显示操作点动手能力微课；讲授法；任务驱动法2采集图像的应用方法动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务十三自主巡线—模型训练学时4学习目标：知识目标掌握提取特征值。掌握划分数据集。掌握定义神经网络。能力目标学会提取特征值素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1提取特征值动手能力微课；讲授法；任务驱动法2划分数据集动手能力微课：讲授法；任务驱动法3定义神经网络动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务十四自主巡线—实时演练学时4学习目标：知识目标掌握如何加载模型。掌握如何图像预处理。能力目标学会如何图像预处理素质目标培养学生的实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1加载模型动手能力微课；讲授法；任务驱动法任务十五自主巡线—实时演练学时4学习目标：知识目标掌握创建图像增益滑块掌握图像更新函数能力目标学会创建图像增益滑块素质目标培养学生的思维实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1准备工作动手能力微课；讲授法；任务驱动法2配置基础环境动手能力微课：讲授法；任务驱动法任务十六目标跟踪学时4学习目标：知识目标掌握小车显示检测到的物体。能力目标学会显示检测到的物体素质目标培养学生的思维实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1显示检测到的物体动手能力微课；讲授法；任务驱动法任务十七目标跟踪学时4学习目标：知识目标了解中间物体标定的使用方法理解控制小车跟踪中间物体能力目标学会中间物体标定的使用方法素质目标培养学生的思维实践能力课程德育目标：激发学生学习兴趣教学内容选择与安排：序号授课内容思政元素与融入点授课形式与教学方法备注1中间物体标定的使用方法动手能力微课；讲授法；任务驱动法四、课程实施（一）教学方法建议在本课程中应推行“项目式”教学法，精选真实工作项目，在项目开发工作过程中，将相关知识点融入项目，提高学生知识水平与项目开发能力。在本课程中应采用任务驱动式教学方法，针对任务，学生认真分析任务要求和最终实现的效果，列出解决问题所需的知识点和操作技能，制定实施方案，明确工作目标，逐步实施，注重过程的管理与监控。在课堂教学中，主要采用以下方法：(1)项目向导、任务驱动案例教学法以企业云存储部署与管理的实际案例为教学蓝本，项目向导以实际岗位技能为中心，激发学生学习兴趣，使学生快速进入岗位职业的角色。根据案例的内容，按照岗位技能的要求与企业实际工作任务的组织，以工作过程为中心科学地分解任务，通过任务驱动，促进知识技能的紧密结合。

(2)理实一体教学法以“前课堂后实训室”模式建设了理实一体的教学环境，按“理论讲解-操作演示-技能训练”进程实施理实一体教学，教学过程融“教学做”于一体，使学生很快地从理性上升到感性，实现知识技能的贯通，提高了教学效率。(3)小组式团队教学法小组式团队学习法是指学生在小组或团队中为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。这种教学活动，将学生置于核心地位，在与教师或他人合作中，学得知识，发展技能，在发展中学会学习、学会合作、学会创造。它有利于培养学生的主体性、合作能力、终身学习能力以及创新能力。（二）师资条件要求任职教师需熟知本专业、本课程的知识体系，有较强的驾驭教材的能力。在授课过程中重点培养学生持续学习、独立解决问题、职业道德和责任心、合作意识、交流和沟通的职业能力。（三）教学条件基本要求配备教学做一体化实训机房，整个教学活动时在网络环境下进行的。教学资源放到网上，学生可随时下载，学生在网上可以和老师在线交流，在线答疑、疑难问题留言等。教学中采用电子演示文稿、大屏幕多媒体联机演示、网络教学等各种先进的教学手段，使课堂教学生动活泼、引人入胜，提高了教学效果，同时提高了教学效率。（四）教学资源基本要求（1）教材的选用与编写：本课程目前采用的教材是《自动驾驶小车》，教材内容以注重能力本位为原则，突出“理论够用、重在实操”和“图文并茂、简明实用”的特色，内容具有较强的应