基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的汽車改裝研究型課程教學實踐

董浩存張 亮王 晉劉 紅

（1.沈陽理工大學汽車與交通學院，遼寧沈陽110159；2.華晨汽車工程研究院，遼寧沈陽110141；3.沈陽理工大學高等教育研究所，遼寧沈陽110159）

基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的汽車改裝研究型課程教學實踐

董浩存1張 亮1王 晉2劉 紅3

（1.沈陽理工大學汽車與交通學院，遼寧沈陽110159；2.華晨汽車工程研究院，遼寧沈陽110141；3.沈陽理工大學高等教育研究所，遼寧沈陽110159）

工程教育的專業(yè)課是培養(yǎng)學生工程能力和創(chuàng)新能力的重要單元。本文論述了研究型專業(yè)課程“汽車改裝”的教學實踐，以興趣引入項目選題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；以設計為主線選擇課程內容，培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力；以多元化的成績評價體系培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質，探索如何將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入教學之中。

研究型專業(yè)課程；創(chuàng)新能力；基于工程項目學習；汽車改裝

培養(yǎng)優(yōu)秀的工程技術人才已成為高等工程教育的一個重要目標。一個優(yōu)秀工程技術人才的基本特征是創(chuàng)新能力。工程教育的專業(yè)課更重視知識的應用、能力的培養(yǎng)和素質的養(yǎng)成，是培養(yǎng)學生工程能力和創(chuàng)新能力的重要單元，最適合采用符合工程能力的培養(yǎng)規(guī)律、符合綜合素質形成邏輯的研究型教學[1]。那么，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，訓練學生的工程能力和創(chuàng)新能力，促進學生創(chuàng)新素質的提高，這是一個值得探討的重要課題。本文論述了將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入研究型專業(yè)課程“汽車改裝”教學之中的探索與實踐。

汽車改裝課程聘請了汽車企業(yè)的研發(fā)工程師參與教學，采用了基于工程項目學習的教學方式，將源于工程實踐的汽車改裝項目作為載體，以設計為主線，以知識的融合和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為導向，培養(yǎng)學生的知識綜合應用能力，以及分析、解決汽車工程實際問題的能力，以提高學生的創(chuàng)新能力和工程素質。

一、以興趣引入課程項目的選題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識

研究型課程的教學，以探索學科知識的產生和發(fā)展規(guī)律為路徑，以剖析工程原理的形成過程為載體，以分析、研究和解決工程實際問題和工程學科問題的過程為平臺，以師生互動和同學合作為形式，將學習知識與研究問題相結合，使學生在學習學科知識、工程原理和思考、分析、探究問題的過程中獲取、應用和更新知識，在解決問題的過程中培養(yǎng)和訓練發(fā)現、研究和解決問題的能力，在合作學習和團隊交流過程中形成和提高綜合素質[2]。

要達到理想的教學目標，課程項目的選題非常重要。考慮到汽車改裝課程是車輛工程專業(yè)在大學四年級開設的一門專業(yè)課程，此階段的學生已形成了較完整的專業(yè)知識體系，所以將課程項目的選題方向確定為汽車技術改裝，簡稱為“汽車改裝”。在確定選題時，首先，考慮了選題的開放性，即是否能夠培養(yǎng)學生從汽車實際使用當中發(fā)現問題，并對簡單問題能夠進行深入思考和分析，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。其次，考慮了選題的綜合性，即是否能夠培養(yǎng)學生具有對專業(yè)知識整合與應用的能力，是否能夠培養(yǎng)學生建立科學的思維方式。再次，考慮了選題的工程性，即是否能夠培養(yǎng)學生具有團隊合作、順利溝通的能力，是否能夠培養(yǎng)學生綜合考慮標準規(guī)范、制造、檢測、維護、成本、安全等工程實際問題的能力。最后，還充分考慮了選題是否能夠引發(fā)學生的研究興趣，是否有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。在宏觀確定的選題范圍內，允許學生根據自己的興趣自主地選擇課程的項目課題。

在研究型課程的教學中，學生是在教師的指導下自主開展研究性的學習的。如何讓已經習慣了被給予、害怕不確定的學生不對課程項目產生抵觸，而是產生研究意向，并樂于利用已掌握的專業(yè)知識自主地進行研究學習呢？汽車改裝的教學經驗是：以興趣引入課程項目的選題，提高學生運用所掌握的知識改造現實工業(yè)產品和創(chuàng)造新產品的欲望，激發(fā)學生的好奇心、想象力和求知欲，增強他們求變創(chuàng)新的激情。

教師在介紹選題時，可以由學生感受到、接觸到汽車使用中的一些現象、需求等來引入話題，使學生意識到汽車的工程現場就在汽車的使用中，感受到理論知識的實際應用意義，以便對汽車工程產生興趣，對課程項目產生研究意向。例如，對暈車很厲害的同學來說，自己愛車的哪些性能需要改變，以改善暈車狀況？改變這些性能需要進行怎樣的個性化改裝？再如，汽車在行駛達到一定的速度后，會感覺“發(fā)飄”——似乎車輪不接地了，要改善車輛的這一性能需要怎樣改裝？又如，想把制動器的制動盤換成更大直徑的、制動鉗換成多活塞的，并認為這樣的車樣子更炫、制動性更好，那就請你來設計改裝方案吧，需要同時進行匹配改裝的還有哪些部分？還有，你乘坐或駕駛的哪一款車令你感覺很好？請從專業(yè)的角度談談理由？……

以興趣引入項目課題，可以較為明顯地調動學生學習的主動性和積極性，不再把課題完全看作是需要完成的煩人的“作業(yè)”，而是在興趣的引導下開始積極深入地探討課題，充分發(fā)揮學生作為學習主體的主動性、積極性，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維。實踐證明，以興趣激發(fā)學生的學習積極性和主動性，進而引導教學，在一定程度上可能成為教學方式創(chuàng)新的突破點。

二、以設計為主線，培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力

創(chuàng)新活動的開展不僅需要創(chuàng)新思維，而且需要創(chuàng)新能力；缺乏創(chuàng)新能力，將使得創(chuàng)新者的創(chuàng)新意識難以實現。為了將工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)融入課程教學中，汽車改裝課程對教學重新進行了設計。

首先，教學內容是以設計為主線[3]，融合機械設計、互換性與技術測量、汽車理論、汽車制造工藝學等相關課程的知識和方法，圍繞課程目標和課程項目構建的。教學內容既是完成工程項目的基礎，也是工程項目內容的分解。同時，要力求符合學生的認知習慣，教學順序以實際的汽車改裝設計實施流程來安排。這樣，學生在完成課程項目的過程中也能自主地進行知識的整合與構建，即不僅掌握了單一的知識點，而且能夠清晰地認識知識點之間的有機聯(lián)系，知曉工程項目的整體設計方案，知曉如何綜合應用所學知識去解決工程實際問題，以實現知識意義的構建和工程設計能力的提高，增強創(chuàng)新能力。

其次，汽車改裝課程的項目源于工程實踐，具有明顯的專業(yè)特色。以設計為主線，把工程設計的各要素盡量多地融合到課程項目中，按照工程項目的實施過程，分層次、有計劃地培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。

學生自行組成項目研究小組，并為小組命名。學生可以根據興趣和項目組人數選擇研究項目，或與老師商討后自行確立研究項目。小組成員對課程項目進行初步討論并進行任務分工，提交項目研究方案和進程安排，使每個學生都能明確自己要研究的重點以及與組內其他同學的合作關系。這樣，既培養(yǎng)了學生的團隊合作能力、溝通交流能力，也在技術上使學生理解團隊在工程設計和創(chuàng)新設計中的作用。

每位學生都要建立電子檔案袋，要能獨立地進行資料檢索、文獻收集和整理，以及記錄研究日志，分析、總結和歸納研究思路和技術路徑，以培養(yǎng)學生獲得信息的能力、總結歸納的能力和初步工程設計的能力。

在課程項目的初步階段，應要求學生完成汽車改裝的工作原理及結構方案設計。學生要繪制改裝設計方案草圖，可借助工程軟件進行初步的三維建模以驗證設計方案，完成技術的可行性分析。通過訓練學生對汽車基本系統(tǒng)及結構的分析能力和工程制圖能力,培養(yǎng)學生基本的工程素質和相應的能力。

在課程項目的中間階段，應要求學生完成所改裝汽車系統(tǒng)及其主要零部件的設計。這一過程要求學生充分考慮與原車的匹配，并進行必要的設計計算，而且鼓勵編程和利用各種數學軟件來計算，綜合應用各種工程軟件進行性能分析，要求設計所改裝系統(tǒng)及主要零件的具體結構，以二維工程圖紙和三維實體模型來表達設計。在項目研究進程中，學生根據需要，可以自主學習和掌握相應的理論、方法、技術和計算機軟件，必要時可以尋求相關教師的輔導，由此訓練學生綜合運用不同專業(yè)知識來提高解決實際工程問題的能力和自主學習的能力，以及在設計過程中團隊合作、溝通的能力。

在課程項目的后期，應要求學生依據某一汽車生產企業(yè)現有的生產能力，對自己設計的汽車改裝方案進行技術經濟分析，并進行安全性能、環(huán)保性能分析等。這一過程讓學生更全面地理解工程設計的現實約束條件，理解制造中的約束條件對產品設計和過程設計的影響，培養(yǎng)學生從各種角度思考問題，以及在約束條件下提高解決工程問題的能力。同時，也讓學生理解了最好的工程設計方案是在各種邊界條件下能滿足需要的最佳折中點，以及未來做一名工程師需要掌握的知識和具備的能力。

在每一設計階段結束時，都應安排全班范圍的課程交流和答辯，即以設計小組的方式展示設計方案、準備答辯演示文稿，其他同學提出意見和建議，供小組成員進一步深入研究。在項目完成后，組織同學對各組項目成果進行評審，邀請專業(yè)的其他教師和企業(yè)工程師組成項目評審組，對項目的研究方法和手段、研究成果與不足、進一步研究的方向等諸多方面進行分析和評價。通過這一環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學生總結和歸納能力，準確地描述結構功能的能力，對一項設計作出有效評述的能力，強烈地激發(fā)了學生自主學習的欲望，并享受了學習的樂趣，以此培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度和開拓進取的創(chuàng)新精神。

三、以多元化的成績評價體系培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質

研究型教學強調學生參與、注重學習過程，因此，教學評價應該以學習過程評價為主，以學習結果評價為輔。要注重學生在學習過程中的具體表現，以學生在知識獲取、工程和社會能力提高、綜合素質養(yǎng)成以及技能掌握、創(chuàng)新能力提升等各個方面進步的幅度作為教學評價的主要標準。

依據課程目標、教學內容和教學過程，結合實際操作的可行性，構建了心智能力、工具能力、知識能力和創(chuàng)新能力四個能力維度，內含十六個能力點的成績評價指標體系。成績評價涉及到了課程開始時的項目選題、組建項目組，直至課程結束時的設計成果交流答辯等學習過程的各個階段；成績評價綜合考慮了學生在學習過程中的表現，如與項目小組內其他同學的合作、在討論設計方案和交流答辯等環(huán)節(jié)的發(fā)言，也考量了學生在課程項目各個階段完成的設計文檔，如檢索整理出的設計資料文獻的電子檔案袋，汽車改裝設計方案草圖，完成的設計圖紙、設計計算書、技術經濟分析報告，等等。成績的評價以過程性評價為主，評價的形式多樣化，既強調了學生知識和技能的掌握，又注重學生在學習過程中的具體表現，這樣，促進了學生平時的學習，而不是結課時臨時突擊。同時，這種方式也更加客觀、準確、全面地評價了學生的學習效果，增強了學生自主學習、自由探索的積極性，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質。

在評價學生成績時，采取了學生自評和互評、非任課專業(yè)教師和汽車企業(yè)工程師評價（參加結課時對課程項目成果及答辯的評價），任課教師的評價等多種方式，從多個方面、多個角度進行更全面、更客觀的評價。學生由被評價對象成為評價的主體，意見得到尊重，增強了學生參與研究型課程學習的意愿，也培養(yǎng)了學生的評價能力。同時，在評價時，還要鼓勵學生提出有創(chuàng)見的思想，特別是在有爭議的問題上更要多元思維，以促進創(chuàng)新精神的形成，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質。

對于成績評價的結果，不是簡單地給學生一個總評成績，而是給出標示各個能力點及評價數據的能力蜘蛛圖，淡化成績評價等級，突出對學生創(chuàng)新能力的定性評價，讓學生及時了解在知識獲取、能力培養(yǎng)和素質提高過程中所取得的進步，并知曉自身存在的不足，以明確今后努力的方向。同時，對學生日后創(chuàng)新能力的進一步提升，盡可能地提出具體明確的建議和意見，以激勵學生盡早具備創(chuàng)新素質。

具有創(chuàng)新能力是一個優(yōu)秀工程技術人才的基本特征。在研究型課程的教學中，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，汽車改裝課程進行了一些探索實踐。幾年來的教學過程和教學效果表明，這些做法是可行的、有效的。首先，以興趣引入課程項目的選題，突出知識在真實、動態(tài)的生活中的實踐運用，激發(fā)學生的問題意識，使學生由被動的接受轉變?yōu)橹鲃拥奶角?，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。其次，以設計為主線，融合多門課程的知識，融合盡量多的工程設計要素，構建知識與能力一體化的學習過程，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力，以及培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。再次，注重學習過程的成績評價體系，要有多樣化的評價形式，多元化的評價主體，評價的結果要為學生明確努力的方向，將成績評價轉變?yōu)槔^續(xù)學習的一個過程，提升學生的創(chuàng)新素質。

[1]林健.卓越工程師創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].高等工程教育研究，2012（5）：1-17.

[2]林健.面向卓越工程師培養(yǎng)的研究性學習[J].高等工程教育研究，2011（6）：5-15.

[3]王軍，馬星國，黃樹濤，劉紅.以設計為主線，面向能力培養(yǎng)的工程技術人才培養(yǎng)模式[C].Proceeedings of the 2011 International Conference on Education Science and Management Engineering，2011，Part3：1287-1290.

（責任編輯 林喦）

Teaching Practice on Research-oriented Course of Automobile Modification Based on Innovative Capacity Cultivation

DONG Hao-cun1,ZHANG Liang1,WANG Jin2,LIU Hong3
(1.College of Automobile and Traffic,Shenyang University of Science and Technology,Shenyang 110159,China;2.Huachen Institute of Automobile Engineering,Shenyang 110141;3.Institute of Higher Education,Shenyang University of Science and Technology,Shenyang 110159,China)

As a course in engineering education to train students'engineering and innovative capacities, "Automobile Modification",a research-oriented professional course,should aim to train students'such capacities by selecting a topic that arouses their interest and by choosing the content with a focus on engineering design.Their innovative quality should be cultivated by applying multiple systems of evaluation so as to combine their innovative capacity to the teaching process.

research-oriented professional courses;innovative capacity;learning based on engineering projects;modification of automobile

G642.0

A

1672-8254（2016）06-0118-04

2016-06-01

遼寧省本科教學改革項目“面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《汽車改裝》研究型課程教學模式改革研究與實踐”（項目編號：UPRP20140439）的階段成果；遼寧省本科教學改革項目“基于兵器行業(yè)和地方需求相融合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究和實踐”（項目編號：UPRP20140006）的階段成果；沈陽理工大學2013年度教學改革項目“面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《汽車改裝》研究型課程教學模式改革”的階段成果

董浩存（1962—），女，沈陽理工大學汽車與交通學院副教授，從事汽車底盤系統(tǒng)設計研究；張亮（1981—），男，沈陽理工大學汽車與交通學院講師，從事汽車底盤系統(tǒng)設計研究；王晉（1985—），男，華晨汽車工程研究院工程師，從事車輛碰撞安全研究；劉紅（1968—），女，沈陽理工大學高等教育研究所副教授，從事高等教育管理及改革研究。