基于汽車車身課程的研究生協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法研究

王春燕+趙萬忠+周冠

摘 要：研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)是一種綜合素質(zhì)和綜合能力的培養(yǎng)，不能孤立地講授課程內(nèi)容而忽視了其他要素。本文以汽車車身先進設(shè)計及制造工藝課程為基礎(chǔ)，在介紹了課程基本體系的基礎(chǔ)上，通過實例及分析的方法講解了授課中主要采用的問題驅(qū)動、科研實例與基礎(chǔ)課程相結(jié)合，以及分層授課與隨機模塊并行實施等方法，以提高以研究生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，充分鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力及創(chuàng)新能力等工程能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新 問題驅(qū)動 隨機模塊 分層授課

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（b）-0141-03

創(chuàng)新能力是人們推陳出新和創(chuàng)造新事物的能力，是個體運用已有的基礎(chǔ)知識和可以利用的材料，并掌握相關(guān)學(xué)科的前沿知識，產(chǎn)生某種新穎、獨特的有社會價值或個人價值的思想[1-3]。創(chuàng)新能力是人各方面素質(zhì)的綜合表現(xiàn)，對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要從多方面進行。對于研究生而言，要關(guān)注對他們綜合知識、科研能力、思維和品德的培養(yǎng)，使其具備進行創(chuàng)新所需的思維能力、知識積累、專業(yè)技能和品格特征。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)當在保護個性發(fā)展的同時，要求研究生在專業(yè)方向上有更深入的探索，并取得創(chuàng)新的成果。而目前在研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究方面，普遍使用的是定性理論分析，基本屬于個人觀點陳述型和經(jīng)驗總結(jié)型，或者是探討創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要作用，或?qū)ε囵B(yǎng)模式提出對策建議等[4-5]。本文基于研究生課程“汽車車身先進設(shè)計及制造工藝”，結(jié)合作者本人的研究方向和科研項目所做的內(nèi)容，重點探索研究生協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新方法。

1 汽車車身先進設(shè)計及制造工藝課程體系

汽車是世界上唯一兼有零件以萬計、產(chǎn)量以百萬計、保有量以萬萬計的綜合性和高精度產(chǎn)品，并且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件互換性要求高、安全性和可靠性要求更高等。因而汽車制造工藝種類多，所用的設(shè)備和工藝裝備也是品種繁多，并且型號、規(guī)格、性能和精度要求等各異。另外，為了使汽車生產(chǎn)過程處于最佳狀態(tài)，還涉及到生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度和外協(xié)件管理等諸多方面的影響和協(xié)調(diào)，這使汽車設(shè)計和制造過程成為一個極其復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)。

汽車設(shè)計和制造工藝屬于機械設(shè)計及制造技術(shù)范疇，其發(fā)展歷程同其他機械裝置加工一樣與所涉產(chǎn)品和所用材料的發(fā)展緊密相關(guān)。現(xiàn)代汽車制造工藝主要研究領(lǐng)域也是如何提高產(chǎn)品加工質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本和縮短制造周期的“高質(zhì)、高效、低成本”問題。

汽車車身設(shè)計和制造工藝是指其零件和總成等從最初的設(shè)計到原材料經(jīng)過各種工藝過程轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的全過程。由于汽車零件品種極多和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所涉及的制造工藝方法也太多；并考慮到課時的限制，以及汽車車身制造工藝的特殊性和對汽車安全、舒適、新穎和豪華等的影響，本課程主要討論汽車車身設(shè)計和制造工藝，介紹汽車車身設(shè)計和制造所需的先進設(shè)計方法和工藝的基礎(chǔ)理論和車身制造先進技術(shù)，使學(xué)生能夠比較系統(tǒng)地掌握汽車車身設(shè)計和制造工藝相關(guān)知識，為將來在汽車行業(yè)中能夠順利地承擔汽車設(shè)計和制造任務(wù)打下堅實的基礎(chǔ)，更好地服務(wù)于我國的現(xiàn)代汽車工業(yè)領(lǐng)域。

本課程現(xiàn)主要通過課程教學(xué)公共郵箱來發(fā)布教學(xué)軟件和教學(xué)資料，如多媒體課件、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)版教學(xué)課件等。其中多媒體課件主要講述一些理論性較強的知識，從學(xué)生的接受能力出發(fā)，設(shè)計、制作一套適合當今學(xué)生的課件；而網(wǎng)絡(luò)素材庫主要包括比較先進的沖壓設(shè)備及相關(guān)加工過程的全過程動畫，主要焊接生產(chǎn)線及線上機器人的焊接全過程動畫及圖片；涂裝工藝的電泳底漆過程、面漆靜電噴涂過程等動畫。此外，還設(shè)有師生交流平臺，學(xué)生有任何問題或者好的創(chuàng)新點可以互相交流，也可以和老師討論，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，提高學(xué)生的求知能力、創(chuàng)新思維能力及學(xué)術(shù)交流能力。

2 基于汽車車身課程的研究生協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法

目前，研究生的課程設(shè)置基本上是沿用本科課程設(shè)置方法，沒有真正體現(xiàn)“研究”的內(nèi)容，在課程設(shè)置上能體現(xiàn)學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域的課程很少，涉及到學(xué)科交叉、學(xué)科融合的課程則更少。本文基于汽車車身先進設(shè)計及制造工藝課程的研究生協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)主要采用以下幾種方法：

2.1 問題驅(qū)動的教學(xué)方法

在授課時注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，采用應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)方法。主講老師會在講授每節(jié)課的重點內(nèi)容之前先提出問題思考，讓學(xué)生帶著問題進行聽課。例如：沖壓工藝中的 “拉深工藝”是學(xué)生比較較難理解的章節(jié)，在講授主要內(nèi)容之前，讓學(xué)生先看著汽車覆蓋件的拉深零件有感官上的認識，然后再提出系列的問題讓同學(xué)們思考：如果用超薄鋼板成形一個消聲器隔熱罩，用本課程學(xué)過的工藝方法或者是其它課程學(xué)過的成形方法，如何來成形？在學(xué)生討論過后，引入并講解拉深成形這種成形方法，并進一步提出：拉深成形和之前本課程學(xué)過的其它幾種成形方式有什么區(qū)別？這樣，反復(fù)不斷的通過這種層層設(shè)疑，因勢利導(dǎo)，啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生獨立思考、尋求答案。

2.2 科研實例與基礎(chǔ)課程相結(jié)合的教學(xué)方法

工科專業(yè)是對實踐能力要求很高的一個工程類專業(yè)。本專業(yè)本科生的教育長期停留在“基礎(chǔ)理論”方面，忽略了知識運用場景的提供，從而使學(xué)生只能是“學(xué)以致考”而不能“學(xué)以致用”，不會解決實際的工程問題，造成這種現(xiàn)象的部分原因是教學(xué)方法不得當。因此，本課程實施科研實例與基礎(chǔ)課程相結(jié)合的教學(xué)方法，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，充分鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力及創(chuàng)新能力等工程能力。

如圖1所示，以車身吸能盒零件設(shè)計為例來說明科研實例與基礎(chǔ)課程相結(jié)合的教學(xué)方法的具體實施辦。傳統(tǒng)的講課內(nèi)容中，僅僅將吸能盒的作用及結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)知識講授給研究生，本課程將科研中研究的結(jié)果應(yīng)用于講授內(nèi)容。主講老師將傳統(tǒng)吸能盒的實體結(jié)構(gòu)和三維數(shù)學(xué)模型展示給學(xué)生，并通過一些碰撞軟件分析結(jié)果讓研究生看到目前吸能盒設(shè)計中存在的不足和存在的改進空間。然后，針對存在的問題，授課老師將新型的負泊松比結(jié)構(gòu)材料及其優(yōu)點講授給研究生，并將這種新型的材料添加到傳統(tǒng)吸能盒結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔中作為內(nèi)芯結(jié)構(gòu)。最終，通過碰撞仿真分析給研究生講授填充負泊松比內(nèi)芯后新型吸能盒結(jié)構(gòu)的變形特點和吸能性能。老師通過多種互動方式科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生進行動力轉(zhuǎn)向技術(shù)方面知識的探索性學(xué)習(xí)，不斷挖掘研究生的學(xué)習(xí)潛能并進一步提高學(xué)生的創(chuàng)新科研能力。endprint

2.3 分層授課與隨機模塊并行實施的教學(xué)方法

本課程傳統(tǒng)的課程體系為三層級式，即第一篇沖壓工藝——第二篇裝焊工藝——第三篇涂裝工藝。這種傳統(tǒng)的課程體系的設(shè)立常常出現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)目標不明確、學(xué)習(xí)效果差、精力投入不足及與建立在各個篇章之間的關(guān)聯(lián)性不大等問題，使各章節(jié)之間的綜合度不高，內(nèi)容過細過全。為此，構(gòu)建分層授課與活模塊并行結(jié)合的教學(xué)方法，使學(xué)生掌握最新的、最具有前瞻性的知識與科學(xué)技術(shù)，進而使學(xué)生畢業(yè)后能夠在短時間進入工作狀態(tài)。

針對研究生對于基本知識的熟悉程度提出分層授課模式，將教學(xué)內(nèi)容在難易度、理解度、教育進度按照按學(xué)生的基礎(chǔ)以及學(xué)習(xí)能力進行相應(yīng)分層。 隨機模塊即靈活多變的課程專業(yè)方向模塊，要求學(xué)生在課程學(xué)習(xí)時必須選擇一定數(shù)量的專業(yè)方向模塊，以達到“一專多能”的學(xué)生培養(yǎng)目標。并開設(shè)各章節(jié)之間的“橋梁式”模塊，促使知識融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力。

通過分層授課與隨機模塊并行結(jié)合的教學(xué)方法，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)以及教學(xué)與考核緊密結(jié)合，取得了良好的教學(xué)效果，強化了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的自主性，并提高了學(xué)生對課程的創(chuàng)新性思考和解決問題能力。

3 結(jié)語

研究生培養(yǎng)可以理解為在大學(xué)本科教育后進行能夠培養(yǎng)高層次專門人才的一種學(xué)歷教育，這種“大學(xué)本科畢業(yè)后”教育既是高等教育的重要組成部分，又是最高階段。研究生創(chuàng)新能力是指利用積累的知識和經(jīng)驗經(jīng)過科學(xué)的思維加工和再造，產(chǎn)生新知識、新思想、新方法和新成果的本領(lǐng)。本文結(jié)合研究生課程“汽車車身先進設(shè)計及制造工藝”，通過實例及分析的方法講解了授課中主要采用的問題驅(qū)動、科研實例與基礎(chǔ)課程相結(jié)合，以及分層授課與隨機模塊并行實施等方法，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，提高學(xué)生的求知能力、創(chuàng)新思維能力及實踐能力，為研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供一定的理論和實踐支持。

參考文獻

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