董浩存张 亮王 晋刘 红

（1.沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁沈阳110159；2.华晨汽车工程研究院，辽宁沈阳110141；3.沈阳理工大学高等教育研究所，辽宁沈阳110159）

基于创新能力培养的汽车改装研究型课程教学实践

董浩存1张 亮1王 晋2刘 红3

（1.沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁沈阳110159；2.华晨汽车工程研究院，辽宁沈阳110141；3.沈阳理工大学高等教育研究所，辽宁沈阳110159）

工程教育的专业课是培养学生工程能力和创新能力的重要单元。本文论述了研究型专业课程“汽车改装”的教学实践，以兴趣引入项目选题，培养学生的创新意识；以设计为主线选择课程内容，培养学生的工程能力和创新能力；以多元化的成绩评价体系培养学生的创新素质，探索如何将创新能力的培养融入教学之中。

研究型专业课程；创新能力；基于工程项目学习；汽车改装

培养优秀的工程技术人才已成为高等工程教育的一个重要目标。一个优秀工程技术人才的基本特征是创新能力。工程教育的专业课更重视知识的应用、能力的培养和素质的养成，是培养学生工程能力和创新能力的重要单元，最适合采用符合工程能力的培养规律、符合综合素质形成逻辑的研究型教学[1]。那么，如何培养学生的创新意识，训练学生的工程能力和创新能力，促进学生创新素质的提高，这是一个值得探讨的重要课题。本文论述了将创新能力的培养融入研究型专业课程“汽车改装”教学之中的探索与实践。

汽车改装课程聘请了汽车企业的研发工程师参与教学，采用了基于工程项目学习的教学方式，将源于工程实践的汽车改装项目作为载体，以设计为主线，以知识的融合和培养创新能力为导向，培养学生的知识综合应用能力，以及分析、解决汽车工程实际问题的能力，以提高学生的创新能力和工程素质。

一、以兴趣引入课程项目的选题，培养学生的创新意识

研究型课程的教学，以探索学科知识的产生和发展规律为路径，以剖析工程原理的形成过程为载体，以分析、研究和解决工程实际问题和工程学科问题的过程为平台，以师生互动和同学合作为形式，将学习知识与研究问题相结合，使学生在学习学科知识、工程原理和思考、分析、探究问题的过程中获取、应用和更新知识，在解决问题的过程中培养和训练发现、研究和解决问题的能力，在合作学习和团队交流过程中形成和提高综合素质[2]。

要达到理想的教学目标，课程项目的选题非常重要。考虑到汽车改装课程是车辆工程专业在大学四年级开设的一门专业课程，此阶段的学生已形成了较完整的专业知识体系，所以将课程项目的选题方向确定为汽车技术改装，简称为“汽车改装”。在确定选题时，首先，考虑了选题的开放性，即是否能够培养学生从汽车实际使用当中发现问题，并对简单问题能够进行深入思考和分析，以培养学生的创新意识。其次，考虑了选题的综合性，即是否能够培养学生具有对专业知识整合与应用的能力，是否能够培养学生建立科学的思维方式。再次，考虑了选题的工程性，即是否能够培养学生具有团队合作、顺利沟通的能力，是否能够培养学生综合考虑标准规范、制造、检测、维护、成本、安全等工程实际问题的能力。最后，还充分考虑了选题是否能够引发学生的研究兴趣，是否有助于培养学生的创新意识。在宏观确定的选题范围内，允许学生根据自己的兴趣自主地选择课程的项目课题。

在研究型课程的教学中，学生是在教师的指导下自主开展研究性的学习的。如何让已经习惯了被给予、害怕不确定的学生不对课程项目产生抵触，而是产生研究意向，并乐于利用已掌握的专业知识自主地进行研究学习呢？汽车改装的教学经验是：以兴趣引入课程项目的选题，提高学生运用所掌握的知识改造现实工业产品和创造新产品的欲望，激发学生的好奇心、想象力和求知欲，增强他们求变创新的激情。

教师在介绍选题时，可以由学生感受到、接触到汽车使用中的一些现象、需求等来引入话题，使学生意识到汽车的工程现场就在汽车的使用中，感受到理论知识的实际应用意义，以便对汽车工程产生兴趣，对课程项目产生研究意向。例如，对晕车很厉害的同学来说，自己爱车的哪些性能需要改变，以改善晕车状况？改变这些性能需要进行怎样的个性化改装？再如，汽车在行驶达到一定的速度后，会感觉“发飘”——似乎车轮不接地了，要改善车辆的这一性能需要怎样改装？又如，想把制动器的制动盘换成更大直径的、制动钳换成多活塞的，并认为这样的车样子更炫、制动性更好，那就请你来设计改装方案吧，需要同时进行匹配改装的还有哪些部分？还有，你乘坐或驾驶的哪一款车令你感觉很好？请从专业的角度谈谈理由？……

以兴趣引入项目课题，可以较为明显地调动学生学习的主动性和积极性，不再把课题完全看作是需要完成的烦人的“作业”，而是在兴趣的引导下开始积极深入地探讨课题，充分发挥学生作为学习主体的主动性、积极性，培养其创新意识和创新思维。实践证明，以兴趣激发学生的学习积极性和主动性，进而引导教学，在一定程度上可能成为教学方式创新的突破点。

二、以设计为主线，培养学生的工程能力和创新能力

创新活动的开展不仅需要创新思维，而且需要创新能力；缺乏创新能力，将使得创新者的创新意识难以实现。为了将工程能力和创新能力的培养融入课程教学中，汽车改装课程对教学重新进行了设计。

首先，教学内容是以设计为主线[3]，融合机械设计、互换性与技术测量、汽车理论、汽车制造工艺学等相关课程的知识和方法，围绕课程目标和课程项目构建的。教学内容既是完成工程项目的基础，也是工程项目内容的分解。同时，要力求符合学生的认知习惯，教学顺序以实际的汽车改装设计实施流程来安排。这样，学生在完成课程项目的过程中也能自主地进行知识的整合与构建，即不仅掌握了单一的知识点，而且能够清晰地认识知识点之间的有机联系，知晓工程项目的整体设计方案，知晓如何综合应用所学知识去解决工程实际问题，以实现知识意义的构建和工程设计能力的提高，增强创新能力。

其次，汽车改装课程的项目源于工程实践，具有明显的专业特色。以设计为主线，把工程设计的各要素尽量多地融合到课程项目中，按照工程项目的实施过程，分层次、有计划地培养学生的工程能力和创新能力。

学生自行组成项目研究小组，并为小组命名。学生可以根据兴趣和项目组人数选择研究项目，或与老师商讨后自行确立研究项目。小组成员对课程项目进行初步讨论并进行任务分工，提交项目研究方案和进程安排，使每个学生都能明确自己要研究的重点以及与组内其他同学的合作关系。这样，既培养了学生的团队合作能力、沟通交流能力，也在技术上使学生理解团队在工程设计和创新设计中的作用。

每位学生都要建立电子档案袋，要能独立地进行资料检索、文献收集和整理，以及记录研究日志，分析、总结和归纳研究思路和技术路径，以培养学生获得信息的能力、总结归纳的能力和初步工程设计的能力。

在课程项目的初步阶段，应要求学生完成汽车改装的工作原理及结构方案设计。学生要绘制改装设计方案草图，可借助工程软件进行初步的三维建模以验证设计方案，完成技术的可行性分析。通过训练学生对汽车基本系统及结构的分析能力和工程制图能力,培养学生基本的工程素质和相应的能力。

在课程项目的中间阶段，应要求学生完成所改装汽车系统及其主要零部件的设计。这一过程要求学生充分考虑与原车的匹配，并进行必要的设计计算，而且鼓励编程和利用各种数学软件来计算，综合应用各种工程软件进行性能分析，要求设计所改装系统及主要零件的具体结构，以二维工程图纸和三维实体模型来表达设计。在项目研究进程中，学生根据需要，可以自主学习和掌握相应的理论、方法、技术和计算机软件，必要时可以寻求相关教师的辅导，由此训练学生综合运用不同专业知识来提高解决实际工程问题的能力和自主学习的能力，以及在设计过程中团队合作、沟通的能力。

在课程项目的后期，应要求学生依据某一汽车生产企业现有的生产能力，对自己设计的汽车改装方案进行技术经济分析，并进行安全性能、环保性能分析等。这一过程让学生更全面地理解工程设计的现实约束条件，理解制造中的约束条件对产品设计和过程设计的影响，培养学生从各种角度思考问题，以及在约束条件下提高解决工程问题的能力。同时，也让学生理解了最好的工程设计方案是在各种边界条件下能满足需要的最佳折中点，以及未来做一名工程师需要掌握的知识和具备的能力。

在每一设计阶段结束时，都应安排全班范围的课程交流和答辩，即以设计小组的方式展示设计方案、准备答辩演示文稿，其他同学提出意见和建议，供小组成员进一步深入研究。在项目完成后，组织同学对各组项目成果进行评审，邀请专业的其他教师和企业工程师组成项目评审组，对项目的研究方法和手段、研究成果与不足、进一步研究的方向等诸多方面进行分析和评价。通过这一环节，培养了学生总结和归纳能力，准确地描述结构功能的能力，对一项设计作出有效评述的能力，强烈地激发了学生自主学习的欲望，并享受了学习的乐趣，以此培养学生严谨求实的科学态度和开拓进取的创新精神。

三、以多元化的成绩评价体系培养学生的创新素质

研究型教学强调学生参与、注重学习过程，因此，教学评价应该以学习过程评价为主，以学习结果评价为辅。要注重学生在学习过程中的具体表现，以学生在知识获取、工程和社会能力提高、综合素质养成以及技能掌握、创新能力提升等各个方面进步的幅度作为教学评价的主要标准。

依据课程目标、教学内容和教学过程，结合实际操作的可行性，构建了心智能力、工具能力、知识能力和创新能力四个能力维度，内含十六个能力点的成绩评价指标体系。成绩评价涉及到了课程开始时的项目选题、组建项目组，直至课程结束时的设计成果交流答辩等学习过程的各个阶段；成绩评价综合考虑了学生在学习过程中的表现，如与项目小组内其他同学的合作、在讨论设计方案和交流答辩等环节的发言，也考量了学生在课程项目各个阶段完成的设计文档，如检索整理出的设计资料文献的电子档案袋，汽车改装设计方案草图，完成的设计图纸、设计计算书、技术经济分析报告，等等。成绩的评价以过程性评价为主，评价的形式多样化，既强调了学生知识和技能的掌握，又注重学生在学习过程中的具体表现，这样，促进了学生平时的学习，而不是结课时临时突击。同时，这种方式也更加客观、准确、全面地评价了学生的学习效果，增强了学生自主学习、自由探索的积极性，有利于培养学生的创新素质。

在评价学生成绩时，采取了学生自评和互评、非任课专业教师和汽车企业工程师评价（参加结课时对课程项目成果及答辩的评价），任课教师的评价等多种方式，从多个方面、多个角度进行更全面、更客观的评价。学生由被评价对象成为评价的主体，意见得到尊重，增强了学生参与研究型课程学习的意愿，也培养了学生的评价能力。同时，在评价时，还要鼓励学生提出有创见的思想，特别是在有争议的问题上更要多元思维，以促进创新精神的形成，培养学生的创新素质。

对于成绩评价的结果，不是简单地给学生一个总评成绩，而是给出标示各个能力点及评价数据的能力蜘蛛图，淡化成绩评价等级，突出对学生创新能力的定性评价，让学生及时了解在知识获取、能力培养和素质提高过程中所取得的进步，并知晓自身存在的不足，以明确今后努力的方向。同时，对学生日后创新能力的进一步提升，尽可能地提出具体明确的建议和意见，以激励学生尽早具备创新素质。

具有创新能力是一个优秀工程技术人才的基本特征。在研究型课程的教学中，如何培养学生的创新能力，汽车改装课程进行了一些探索实践。几年来的教学过程和教学效果表明，这些做法是可行的、有效的。首先，以兴趣引入课程项目的选题，突出知识在真实、动态的生活中的实践运用，激发学生的问题意识，使学生由被动的接受转变为主动的探求，培养学生的创新意识。其次，以设计为主线，融合多门课程的知识，融合尽量多的工程设计要素，构建知识与能力一体化的学习过程，培养学生运用知识解决实际问题的能力，以及培养学生的工程能力和创新能力。再次，注重学习过程的成绩评价体系，要有多样化的评价形式，多元化的评价主体，评价的结果要为学生明确努力的方向，将成绩评价转变为继续学习的一个过程，提升学生的创新素质。

[1]林健.卓越工程师创新能力的培养[J].高等工程教育研究，2012（5）：1-17.

[2]林健.面向卓越工程师培养的研究性学习[J].高等工程教育研究，2011（6）：5-15.

[3]王军，马星国，黄树涛，刘红.以设计为主线，面向能力培养的工程技术人才培养模式[C].Proceeedings of the 2011 International Conference on Education Science and Management Engineering，2011，Part3：1287-1290.

（责任编辑 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

辽宁省本科教学改革项目“面向创新能力培养的《汽车改装》研究型课程教学模式改革研究与实践”（项目编号：UPRP20140439）的阶段成果；辽宁省本科教学改革项目“基于兵器行业和地方需求相融合的创新人才培养的研究和实践”（项目编号：UPRP20140006）的阶段成果；沈阳理工大学2013年度教学改革项目“面向创新能力培养的《汽车改装》研究型课程教学模式改革”的阶段成果

董浩存（1962—），女，沈阳理工大学汽车与交通学院副教授，从事汽车底盘系统设计研究；张亮（1981—），男，沈阳理工大学汽车与交通学院讲师，从事汽车底盘系统设计研究；王晋（1985—），男，华晨汽车工程研究院工程师，从事车辆碰撞安全研究；刘红（1968—），女，沈阳理工大学高等教育研究所副教授，从事高等教育管理及改革研究。