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(shè)計為主線選擇課程內(nèi)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(zhì)，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(shù)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(shù)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(yīng)用、能力的培養(yǎng)和素質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(shè)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(yīng)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(zhì)。

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(chǎn)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(jié)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(yīng)用和更新知識，在解決問題的過程中培養(yǎng)和訓練發(fā)現(xiàn)、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(zhì)[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(shè)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(shù)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(xiàn)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(yīng)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(nèi)，允許學生根據(jù)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(jīng)習慣了被給予、害怕不確定的學生不對課程項目產(chǎn)生抵觸，而是產(chǎn)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(jīng)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(xiàn)實工業(yè)產(chǎn)品和創(chuàng)造新產(chǎn)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(xiàn)象、需求等來引入話題，使學生意識到汽車的工程現(xiàn)場就在汽車的使用中，感受到理論知識的實際應(yīng)用意義，以便對汽車工程產(chǎn)生興趣，對課程項目產(chǎn)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(shè)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?wù)劺碛桑俊?/p>

以興趣引入項目課題，可以較為明顯地調(diào)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(shè)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(xiàn)。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(shè)計。

首先，教學內(nèi)容是以設(shè)計為主線[3]，融合機械設(shè)計、互換性與技術(shù)測量、汽車理論、汽車制造工藝學等相關(guān)課程的知識和方法，圍繞課程目標和課程項目構(gòu)建的。教學內(nèi)容既是完成工程項目的基礎(chǔ)，也是工程項目內(nèi)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(shè)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(gòu)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(shè)計方案，知曉如何綜合應(yīng)用所學知識去解決工程實際問題，以實現(xiàn)知識意義的構(gòu)建和工程設(shè)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(shè)計為主線，把工程設(shè)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(jù)興趣和項目組人數(shù)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(wù)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(nèi)其他同學的合作關(guān)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(shù)上使學生理解團隊在工程設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)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(jié)和歸納研究思路和技術(shù)路徑，以培養(yǎng)學生獲得信息的能力、總結(jié)歸納的能力和初步工程設(shè)計的能力。

在課程項目的初步階段，應(yīng)要求學生完成汽車改裝的工作原理及結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。學生要繪制改裝設(shè)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(shè)計方案，完成技術(shù)的可行性分析。通過訓練學生對汽車基本系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)的分析能力和工程制圖能力,培養(yǎng)學生基本的工程素質(zhì)和相應(yīng)的能力。

在課程項目的中間階段，應(yīng)要求學生完成所改裝汽車系統(tǒng)及其主要零部件的設(shè)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(shè)計計算，而且鼓勵編程和利用各種數(shù)學軟件來計算，綜合應(yīng)用各種工程軟件進行性能分析，要求設(shè)計所改裝系統(tǒng)及主要零件的具體結(jié)構(gòu)，以二維工程圖紙和三維實體模型來表達設(shè)計。在項目研究進程中，學生根據(jù)需要，可以自主學習和掌握相應(yīng)的理論、方法、技術(shù)和計算機軟件，必要時可以尋求相關(guān)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(shè)計過程中團隊合作、溝通的能力。

在課程項目的后期，應(yīng)要求學生依據(jù)某一汽車生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，對自己設(shè)計的汽車改裝方案進行技術(shù)經(jīng)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(shè)計的現(xiàn)實約束條件，理解制造中的約束條件對產(chǎn)品設(shè)計和過程設(shè)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(shè)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(shè)計階段結(jié)束時，都應(yīng)安排全班范圍的課程交流和答辯，即以設(shè)計小組的方式展示設(shè)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(jié)和歸納能力，準確地描述結(jié)構(gòu)功能的能力，對一項設(shè)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(zhì)

研究型教學強調(diào)學生參與、注重學習過程，因此，教學評價應(yīng)該以學習過程評價為主，以學習結(jié)果評價為輔。要注重學生在學習過程中的具體表現(xiàn)，以學生在知識獲取、工程和社會能力提高、綜合素質(zhì)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(jù)課程目標、教學內(nèi)容和教學過程，結(jié)合實際操作的可行性，構(gòu)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(nèi)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(jié)束時的設(shè)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(xiàn)，如與項目小組內(nèi)其他同學的合作、在討論設(shè)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(shè)計文檔，如檢索整理出的設(shè)計資料文獻的電子檔案袋，汽車改裝設(shè)計方案草圖，完成的設(shè)計圖紙、設(shè)計計算書、技術(shù)經(jīng)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(diào)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(xiàn)，這樣，促進了學生平時的學習，而不是結(jié)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(zhì)。

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(jié)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(zhì)。

對于成績評價的結(jié)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(shù)據(jù)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(zhì)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(zhì)。

具有創(chuàng)新能力是一個優(yōu)秀工程技術(shù)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(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥奶角?，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。其次，以設(shè)計為主線，融合多門課程的知識，融合盡量多的工程設(shè)計要素，構(gòu)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(jié)果要為學生明確努力的方向，將成績評價轉(zhuǎn)變?yōu)槔^續(xù)學習的一個過程，提升學生的創(chuàng)新素質(zhì)。

[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(shè)計為主線，面向能力培養(yǎng)的工程技術(shù)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(shè)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(shè)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。