基于汽車車身課程的研究生協同創新能力培養方法研究

王春燕+趙萬忠+周冠

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

關鍵詞：創新 問題驅動 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

創新能力是人們推陳出新和創造新事物的能力，是個體運用已有的基礎知識和可以利用的材料，并掌握相關學科的前沿知識，產生某種新穎、獨特的有社會價值或個人價值的思想[1-3]。創新能力是人各方面素質的綜合表現，對創新能力的培養要從多方面進行。對于研究生而言，要關注對他們綜合知識、科研能力、思維和品德的培養，使其具備進行創新所需的思維能力、知識積累、專業技能和品格特征。研究生創新能力的培養應當在保護個性發展的同時，要求研究生在專業方向上有更深入的探索，并取得創新的成果。而目前在研究生創新能力培養的研究方面，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驗總結型，或者是探討創新能力培養的重要作用，或對培養模式提出對策建議等[4-5]。本文基于研究生課程“汽車車身先進設計及制造工藝”，結合作者本人的研究方向和科研項目所做的內容，重點探索研究生協同創新能力培養的新方法。

1 汽車車身先進設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、產量以百萬計、保有量以萬萬計的綜合性和高精度產品，并且其結構復雜、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，所用的設備和工藝裝備也是品種繁多，并且型號、規格、性能和精度要求等各異。另外，為了使汽車生產過程處于最佳狀態，還涉及到生產組織、計劃調度和外協件管理等諸多方面的影響和協調，這使汽車設計和制造過程成為一個極其復雜的生產系統。

汽車設計和制造工藝屬于機械設計及制造技術范疇，其發展歷程同其他機械裝置加工一樣與所涉產品和所用材料的發展緊密相關。現代汽車制造工藝主要研究領域也是如何提高產品加工質量、提高勞動生產率、降低生產成本和縮短制造周期的“高質、高效、低成本”問題。

汽車車身設計和制造工藝是指其零件和總成等從最初的設計到原材料經過各種工藝過程轉變為汽車產品的全過程。由于汽車零件品種極多和結構復雜，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計和制造工藝，介紹汽車車身設計和制造所需的先進設計方法和工藝的基礎理論和車身制造先進技術，使學生能夠比較系統地掌握汽車車身設計和制造工藝相關知識，為將來在汽車行業中能夠順利地承擔汽車設計和制造任務打下堅實的基礎，更好地服務于我國的現代汽車工業領域。

本課程現主要通過課程教學公共郵箱來發布教學軟件和教學資料，如多媒體課件、CAI課件、網絡版教學課件等。其中多媒體課件主要講述一些理論性較強的知識，從學生的接受能力出發，設計、制作一套適合當今學生的課件；而網絡素材庫主要包括比較先進的沖壓設備及相關加工過程的全過程動畫，主要焊接生產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，還設有師生交流平臺，學生有任何問題或者好的創新點可以互相交流，也可以和老師討論，從而使學生在學習知識的同時，提高學生的求知能力、創新思維能力及學術交流能力。

2 基于汽車車身課程的研究生協同創新能力培養方法

目前，研究生的課程設置基本上是沿用本科課程設置方法，沒有真正體現“研究”的內容，在課程設置上能體現學術前沿領域的課程很少，涉及到學科交叉、學科融合的課程則更少。本文基于汽車車身先進設計及制造工藝課程的研究生協同創新能力培養主要采用以下幾種方法：

2.1 問題驅動的教學方法

在授課時注重培養學生的自主學習能力，采用應用啟發式教學方法。主講老師會在講授每節課的重點內容之前先提出問題思考，讓學生帶著問題進行聽課。例如：沖壓工藝中的 “拉深工藝”是學生比較較難理解的章節，在講授主要內容之前，讓學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，用本課程學過的工藝方法或者是其它課程學過的成形方法，如何來成形？在學生討論過后，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過的其它幾種成形方式有什么區別？這樣，反復不斷的通過這種層層設疑，因勢利導，啟發誘導學生獨立思考、尋求答案。

2.2 科研實例與基礎課程相結合的教學方法

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

如圖1所示，以車身吸能盒零件設計為例來說明科研實例與基礎課程相結合的教學方法的具體實施辦。傳統的講課內容中，僅僅將吸能盒的作用及結構等基礎知識講授給研究生，本課程將科研中研究的結果應用于講授內容。主講老師將傳統吸能盒的實體結構和三維數學模型展示給學生，并通過一些碰撞軟件分析結果讓研究生看到目前吸能盒設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構材料及其優點講授給研究生，并將這種新型的材料添加到傳統吸能盒結構的內腔中作為內芯結構。最終，通過碰撞仿真分析給研究生講授填充負泊松比內芯后新型吸能盒結構的變形特點和吸能性能。老師通過多種互動方式科學地引導學生進行動力轉向技術方面知識的探索性學習，不斷挖掘研究生的學習潛能并進一步提高學生的創新科研能力。endprint

2.3 分層授課與隨機模塊并行實施的教學方法

本課程傳統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。這種傳統的課程體系的設立常常出現學生學習目標不明確、學習效果差、精力投入不足及與建立在各個篇章之間的關聯性不大等問題，使各章節之間的綜合度不高，內容過細過全。為此，構建分層授課與活模塊并行結合的教學方法，使學生掌握最新的、最具有前瞻性的知識與科學技術，進而使學生畢業后能夠在短時間進入工作狀態。

針對研究生對于基本知識的熟悉程度提出分層授課模式，將教學內容在難易度、理解度、教育進度按照按學生的基礎以及學習能力進行相應分層。 隨機模塊即靈活多變的課程專業方向模塊，要求學生在課程學習時必須選擇一定數量的專業方向模塊，以達到“一專多能”的學生培養目標。并開設各章節之間的“橋梁式”模塊，促使知識融會貫通，培養學生知識遷移能力。

通過分層授課與隨機模塊并行結合的教學方法，將理論教學與實踐教學以及教學與考核緊密結合，取得了良好的教學效果，強化了學生對課程學習的自主性，并提高了學生對課程的創新性思考和解決問題能力。

3 結語

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

參考文獻

[1] Lauren King，Suzanne T. Creativity and experience of a creative task： Person and environment effects[J]. Journal of Research in Personality，2007，41（6）：1252-1259.

[2] 趙卿敏.創新能力的形成與培養[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.

[3] 廉永杰.創新教育及比較研究[M].北京：科學出版社，2006.

[4] 廖湘陽.研究生教育發展戰略研究[M].北京：清華大學出版社，2006.

[5] 徐慧，李麗琴，羅軍飛. 學科建設與研究生教育的共生互動[J].高等教育研究學報，2005，28（2）： 2-3.endprint