基于汽车车身课程的研究生协同创新能力培养方法研究

王春燕+赵万忠+周冠

摘 要：研究生创新能力培养是一种综合素质和综合能力的培养，不能孤立地讲授课程内容而忽视了其他要素。本文以汽车车身先进设计及制造工艺课程为基础，在介绍了课程基本体系的基础上，通过实例及分析的方法讲解了授课中主要采用的问题驱动、科研实例与基础课程相结合，以及分层授课与随机模块并行实施等方法，以提高以研究生学习的主动性、积极性，充分锻炼学生的自学能力、实践能力及创新能力等工程能力。

关键词：创新 问题驱动 随机模块 分层授课

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（b）-0141-03

创新能力是人们推陈出新和创造新事物的能力，是个体运用已有的基础知识和可以利用的材料，并掌握相关学科的前沿知识，产生某种新颖、独特的有社会价值或个人价值的思想[1-3]。创新能力是人各方面素质的综合表现，对创新能力的培养要从多方面进行。对于研究生而言，要关注对他们综合知识、科研能力、思维和品德的培养，使其具备进行创新所需的思维能力、知识积累、专业技能和品格特征。研究生创新能力的培养应当在保护个性发展的同时，要求研究生在专业方向上有更深入的探索，并取得创新的成果。而目前在研究生创新能力培养的研究方面，普遍使用的是定性理论分析，基本属于个人观点陈述型和经验总结型，或者是探讨创新能力培养的重要作用，或对培养模式提出对策建议等[4-5]。本文基于研究生课程“汽车车身先进设计及制造工艺”，结合作者本人的研究方向和科研项目所做的内容，重点探索研究生协同创新能力培养的新方法。

1 汽车车身先进设计及制造工艺课程体系

汽车是世界上唯一兼有零件以万计、产量以百万计、保有量以万万计的综合性和高精度产品，并且其结构复杂、零部件互换性要求高、安全性和可靠性要求更高等。因而汽车制造工艺种类多，所用的设备和工艺装备也是品种繁多，并且型号、规格、性能和精度要求等各异。另外，为了使汽车生产过程处于最佳状态，还涉及到生产组织、计划调度和外协件管理等诸多方面的影响和协调，这使汽车设计和制造过程成为一个极其复杂的生产系统。

汽车设计和制造工艺属于机械设计及制造技术范畴，其发展历程同其他机械装置加工一样与所涉产品和所用材料的发展紧密相关。现代汽车制造工艺主要研究领域也是如何提高产品加工质量、提高劳动生产率、降低生产成本和缩短制造周期的“高质、高效、低成本”问题。

汽车车身设计和制造工艺是指其零件和总成等从最初的设计到原材料经过各种工艺过程转变为汽车产品的全过程。由于汽车零件品种极多和结构复杂，所涉及的制造工艺方法也太多；并考虑到课时的限制，以及汽车车身制造工艺的特殊性和对汽车安全、舒适、新颖和豪华等的影响，本课程主要讨论汽车车身设计和制造工艺，介绍汽车车身设计和制造所需的先进设计方法和工艺的基础理论和车身制造先进技术，使学生能够比较系统地掌握汽车车身设计和制造工艺相关知识，为将来在汽车行业中能够顺利地承担汽车设计和制造任务打下坚实的基础，更好地服务于我国的现代汽车工业领域。

本课程现主要通过课程教学公共邮箱来发布教学软件和教学资料，如多媒体课件、CAI课件、网络版教学课件等。其中多媒体课件主要讲述一些理论性较强的知识，从学生的接受能力出发，设计、制作一套适合当今学生的课件；而网络素材库主要包括比较先进的冲压设备及相关加工过程的全过程动画，主要焊接生产线及线上机器人的焊接全过程动画及图片；涂装工艺的电泳底漆过程、面漆静电喷涂过程等动画。此外，还设有师生交流平台，学生有任何问题或者好的创新点可以互相交流，也可以和老师讨论，从而使学生在学习知识的同时，提高学生的求知能力、创新思维能力及学术交流能力。

2 基于汽车车身课程的研究生协同创新能力培养方法

目前，研究生的课程设置基本上是沿用本科课程设置方法，没有真正体现“研究”的内容，在课程设置上能体现学术前沿领域的课程很少，涉及到学科交叉、学科融合的课程则更少。本文基于汽车车身先进设计及制造工艺课程的研究生协同创新能力培养主要采用以下几种方法：

2.1 问题驱动的教学方法

在授课时注重培养学生的自主学習能力，采用应用启发式教学方法。主讲老师会在讲授每节课的重点内容之前先提出问题思考，让学生带着问题进行听课。例如：冲压工艺中的 “拉深工艺”是学生比较较难理解的章节，在讲授主要内容之前，让学生先看着汽车覆盖件的拉深零件有感官上的认识，然后再提出系列的问题让同学们思考：如果用超薄钢板成形一个消声器隔热罩，用本课程学过的工艺方法或者是其它课程学过的成形方法，如何来成形？在学生讨论过后，引入并讲解拉深成形这种成形方法，并进一步提出：拉深成形和之前本课程学过的其它几种成形方式有什么区别？这样，反复不断的通过这种层层设疑，因势利导，启发诱导学生独立思考、寻求答案。

2.2 科研实例与基础课程相结合的教学方法

工科专业是对实践能力要求很高的一个工程类专业。本专业本科生的教育长期停留在“基础理论”方面，忽略了知识运用场景的提供，从而使学生只能是“学以致考”而不能“学以致用”，不会解决实际的工程问题，造成这种现象的部分原因是教学方法不得当。因此，本课程实施科研实例与基础课程相结合的教学方法，以提高学生学习的主动性、积极性，充分锻炼学生的自学能力、实践能力及创新能力等工程能力。

如图1所示，以车身吸能盒零件设计为例来说明科研实例与基础课程相结合的教学方法的具体实施办。传统的讲课内容中，仅仅将吸能盒的作用及结构等基础知识讲授给研究生，本课程将科研中研究的结果应用于讲授内容。主讲老师将传统吸能盒的实体结构和三维数学模型展示给学生，并通过一些碰撞软件分析结果让研究生看到目前吸能盒设计中存在的不足和存在的改进空间。然后，针对存在的问题，授课老师将新型的负泊松比结构材料及其优点讲授给研究生，并将这种新型的材料添加到传统吸能盒结构的内腔中作为内芯结构。最终，通过碰撞仿真分析给研究生讲授填充负泊松比内芯后新型吸能盒结构的变形特点和吸能性能。老师通过多种互动方式科学地引导学生进行动力转向技术方面知识的探索性学习，不断挖掘研究生的学习潜能并进一步提高学生的创新科研能力。endprint

2.3 分层授课与随机模块并行实施的教学方法

本课程传统的课程体系为三层级式，即第一篇冲压工艺——第二篇装焊工艺——第三篇涂装工艺。这种传统的课程体系的设立常常出现学生学习目标不明确、学习效果差、精力投入不足及与建立在各个篇章之间的关联性不大等问题，使各章节之间的综合度不高，内容过细过全。为此，构建分层授课与活模块并行结合的教学方法，使学生掌握最新的、最具有前瞻性的知识与科学技术，进而使学生毕业后能够在短时间进入工作状态。

针对研究生对于基本知识的熟悉程度提出分层授课模式，将教学内容在难易度、理解度、教育进度按照按学生的基础以及学习能力进行相应分层。 随机模块即灵活多变的课程专业方向模块，要求学生在课程学习时必须选择一定数量的专业方向模块，以达到“一专多能”的学生培养目标。并开设各章节之间的“桥梁式”模块，促使知识融会贯通，培养学生知识迁移能力。

通过分层授课与随机模块并行结合的教学方法，将理论教学与实践教学以及教学与考核紧密结合，取得了良好的教学效果，强化了学生对课程学习的自主性，并提高了学生对课程的创新性思考和解决问题能力。

3 结语

研究生培养可以理解为在大学本科教育后进行能够培养高层次专门人才的一种学历教育，这种“大学本科毕业后”教育既是高等教育的重要组成部分，又是最高阶段。研究生创新能力是指利用积累的知識和经验经过科学的思维加工和再造，产生新知识、新思想、新方法和新成果的本领。本文结合研究生课程“汽车车身先进设计及制造工艺”，通过实例及分析的方法讲解了授课中主要采用的问题驱动、科研实例与基础课程相结合，以及分层授课与随机模块并行实施等方法，从而使学生在学习知识的同时，提高学生的求知能力、创新思维能力及实践能力，为研究生创新能力培养提供一定的理论和实践支持。

参考文献

[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] 赵卿敏.创新能力的形成与培养[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.

[3] 廉永杰.创新教育及比较研究[M].北京：科学出版社，2006.

[4] 廖湘阳.研究生教育发展战略研究[M].北京：清华大学出版社，2006.

[5] 徐慧，李丽琴，罗军飞. 学科建设与研究生教育的共生互动[J].高等教育研究学报，2005，28（2）： 2-3.endprint