□ 葛曉梅

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 管理工程學(xué)院，河南 鄭州 450046)

引言

基礎(chǔ)工業(yè)工程學(xué)是工業(yè)工程本科專業(yè)的主干課程之一，課程設(shè)計作為理論課程教學(xué)的延伸，是十分重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。目前的教學(xué)中，很多高校存在教學(xué)內(nèi)容單一，缺少充分的調(diào)研和實踐，過程管理松散，重結(jié)果輕過程評價等問題，造成學(xué)生參與度不高，實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力較弱，達不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

CDIO模式作為一種工程教育模式，以啟發(fā)于產(chǎn)品生命周期模型的構(gòu)思(Conceive)—設(shè)計(Design)—實施(Implement)—運作(Operate)為載體，強調(diào)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、動手實踐、分析問題和團隊協(xié)作能力[1]。我國CDIO工程教育改革主要集中在“機械類、計算機類、電氣類、化工類、土木類”等工程類專業(yè)，教學(xué)改革內(nèi)容多集中在人才培養(yǎng)模式、課程體系建設(shè)、實踐教學(xué)模式和教學(xué)方法等方面[2-6]。工業(yè)工程是從科學(xué)管理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用性工程專業(yè)技術(shù)，兼具工程技術(shù)和管理技術(shù)的雙重屬性，針對工業(yè)工程專業(yè)的CDIO教學(xué)改革主要集中在人才培養(yǎng)、綜合實驗教學(xué)、實踐教學(xué)體系等宏觀方面[7-9]，針對某一具體實踐課程的研究還沒有。因此，本文借鑒CDIO理念，對基礎(chǔ)工業(yè)工程課程設(shè)計進行教學(xué)改革與探討，以提升實踐教學(xué)質(zhì)量。

1 基于CDIO的教學(xué)設(shè)計

1.1 教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計

根據(jù)CDIO工程教育大綱標(biāo)準(zhǔn)的要求，把學(xué)生的專業(yè)技能、工程實踐能力、創(chuàng)新能力、團隊溝通和合作能力作為其主要培養(yǎng)目標(biāo)[10]。本課程的教學(xué)目標(biāo)：學(xué)會由產(chǎn)品入手對企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)進行分析、診斷、優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方法，培養(yǎng)學(xué)生運用相關(guān)知識解決企業(yè)中實際問題的實踐能力；掌握方法研究與時間測定的方法與步驟；熟悉基礎(chǔ)工業(yè)工程的各種圖表的繪制和應(yīng)用，提高學(xué)生的文檔編輯能力和繪圖能力；提高學(xué)生的查閱文獻資料能力與文字表達能力；通過項目實踐，提高學(xué)生的溝通表達能力，團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，提升個人職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)。

1.2 “產(chǎn)品加工項目”的設(shè)計

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院每年約有300名學(xué)生修讀該課程，由于選修人數(shù)太多，去工廠實踐難度太大。課程組開發(fā)了一種能夠模仿生產(chǎn)現(xiàn)場的產(chǎn)品加工項目，教學(xué)產(chǎn)品如玩具車模型、飛機模型和紙藝產(chǎn)品等，這些產(chǎn)品具有成本低廉和可操作性強的特性，生產(chǎn)加工場地具有很強的開放性，保證重復(fù)大量生產(chǎn)。

1.3 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

學(xué)生自主選擇產(chǎn)品進行生產(chǎn)過程的設(shè)計和改善，以“紙籃子產(chǎn)品加工項目”為例，介紹下具體的教學(xué)內(nèi)容：

①設(shè)計紙籃子生產(chǎn)線。教師和學(xué)生用繪圖軟件共同設(shè)計紙籃子圖紙，選取其中一種圖紙，如圖1所示。把圖紙用A4紙打印生成原材料，根據(jù)工藝要求，通過下料、涂色、粗剪、精剪、折疊、編號、粘貼和檢驗等工序，加工成產(chǎn)品—花籃如圖2所示，自行設(shè)計紙籃子生產(chǎn)線，完成紙籃子的生產(chǎn)。

圖2 紙籃子成品

②運用方法研究、作業(yè)測定、現(xiàn)場管理等知識平衡和改善該生產(chǎn)線，借助該生產(chǎn)線完成生產(chǎn)現(xiàn)場的調(diào)研，針對存在的問題，進行改善。

③提交初步設(shè)計方案和改善方案，進行改善前后的效果評價。方案中必須繪制相關(guān)的現(xiàn)場布局圖、工藝程序圖、流程程序圖和雙手作業(yè)圖等，分別用秒表測時法和MOD法制定每個工位的標(biāo)準(zhǔn)時間，計算日產(chǎn)能。

④編寫有關(guān)技術(shù)文件，如SOP和工藝文件。

⑤書寫設(shè)計報告，制作項目匯報課件，答辯。

1.4 教學(xué)流程的設(shè)計

貫徹CDIO理念，設(shè)計基于CDIO的教學(xué)流程如圖3所示[11]。在整個教學(xué)實施過程中，以項目為載體、以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，將CDIO理念融入整個教學(xué)過程[12]。

2016年5月-2016年12月期間,我院收治的30例婦產(chǎn)科患者,其中12例子宮肌瘤,6例子宮癌癥,5例盆腔炎,7例妊娠合并癥。年齡為21-65歲,平均年齡為(46.6±3.5)歲,病程為1-30年,平均病程為(10.8±6.9)年。

圖3 基于CDIO的教學(xué)流程

2 基于CDIO的教學(xué)實施和管理

2.1 項目具體實施

①項目構(gòu)思。學(xué)生自由組合項目組，每個項目組6-8人，組員按學(xué)號大小排序，隨機選定第N名同學(xué)當(dāng)組長，組長的職責(zé)是負(fù)責(zé)組織和協(xié)調(diào)項目的學(xué)習(xí)。根據(jù)教師提供的設(shè)計任務(wù)書，了解課程設(shè)計的目標(biāo)、內(nèi)容和要求等，熟悉產(chǎn)品的加工工藝和產(chǎn)品質(zhì)量評價指標(biāo)，構(gòu)思具體的實施方案。教師對產(chǎn)品加工進行技術(shù)培訓(xùn)，并對實施方案的構(gòu)思進行指導(dǎo)。

②項目設(shè)計。首先，組長制定項目組的人員管理制度和考核制度。結(jié)合理論知識，進行生產(chǎn)線布局、工位的安排、人員的分工等設(shè)計，項目組進行產(chǎn)品的加工。教師對學(xué)生的項目設(shè)計進行指導(dǎo)和答疑。

③項目實施。實施初期，生產(chǎn)效率較低，在生產(chǎn)線運行中，用程序分析找出瓶頸工位，結(jié)合作業(yè)分析動作分析等改善瓶頸，不斷優(yōu)化生產(chǎn)線。每個操作員都要提高操作熟練度和加工質(zhì)量，一般產(chǎn)量達到100個后，生產(chǎn)節(jié)拍能優(yōu)化到1.2分鐘左右。對優(yōu)化后的生產(chǎn)線，測定各工位的時間，采集各操作者動作等。最后，繪制各種圖表，計算各工位的標(biāo)準(zhǔn)時間。

④項目運作。書寫設(shè)計報告，為了避免搭便車，要求每個同學(xué)繪制自己工位的相關(guān)圖表如雙手作業(yè)圖和MOD分析表等。制作PPT，準(zhǔn)備現(xiàn)場比賽和答辯。教師對每個同學(xué)成績進行考核，開展學(xué)習(xí)反思和教學(xué)反思，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

2.2 項目過程管理

2.2.1 教師及時指導(dǎo)

指導(dǎo)教師要按項目實施計劃，定期深入到項目學(xué)習(xí)場所，與學(xué)生面對面交流，進行現(xiàn)場指導(dǎo)和答疑。教師可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+”建立微信群或QQ群進行線上指導(dǎo)，對于學(xué)生的問題及時進行指導(dǎo)，提高指導(dǎo)效率。

2.2.2 填寫項目學(xué)習(xí)活動記錄表

在項目學(xué)習(xí)過程中，填寫項目學(xué)習(xí)活動記錄表，記錄表內(nèi)容包括出勤情況、任務(wù)和分工、任務(wù)完成情況、成員的貢獻等，教師定期檢查記錄表，監(jiān)控項目學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)情況。記錄表作為個人評價的一個有效依據(jù)，有了科學(xué)的監(jiān)督約束機制，大大提高了全員參與度，有效避免了搭便車現(xiàn)象。

2.2.3 定期分享學(xué)習(xí)成果

每個小組定期把學(xué)習(xí)階段性成果、學(xué)習(xí)過程的照片和錄像上傳到指導(dǎo)群，這樣，不僅老師能實時地對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行監(jiān)督和控制，小組間無形中形成競爭的學(xué)習(xí)氣氛，互相督促，協(xié)同學(xué)習(xí)。

3 基于CDIO的課程考核

3.1 答辯前引入現(xiàn)場比賽

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，驗證項目組的實踐能力和團隊協(xié)作能力，答辯前所有項目組進行現(xiàn)場產(chǎn)品加工的比賽，考慮到工作的疲勞程度，一般采用30分鐘的人均產(chǎn)能作為評價指標(biāo)。比賽結(jié)束，檢驗員進行產(chǎn)品質(zhì)量檢驗和評價，統(tǒng)計合格產(chǎn)品數(shù)量，計算各項目組的人均產(chǎn)能/單位時間。為了獲得較好的比賽成績，項目組要進行大量的模擬生產(chǎn)訓(xùn)練，不斷創(chuàng)新優(yōu)化生產(chǎn)線。比賽教學(xué)不僅提高了全員參與率，還可以大大提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效率。

3.2 隨機抽取，組間互辯

采取集中進行、分組答辯的方式，由8-12個項目組組成一個答辯組，三到五個教師組成答辯委員會。答辯環(huán)節(jié)包括項目匯報和問題回答，其中項目匯報人選采取現(xiàn)場隨機抽取，這樣每名學(xué)生事先都要作好充分的準(zhǔn)備，避免搭便車現(xiàn)象。

回答問題階段采取“項目組互辯為主，教師答辯為輔”的方式。隨機抽取兩個項目組“互辯”，其他項目組也可進行提問，通過互辯，能讓每個項目組看到與其他組之間的差距，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的溝通表達能力、交流能力、創(chuàng)新能力和批判性思維得到有效提高。同時，將學(xué)習(xí)成果與大家分享，增進小組間的協(xié)同學(xué)習(xí)。

3.3 團隊和個人關(guān)聯(lián)性評價

成績評定分為項目組成績和個人成績評定兩個環(huán)節(jié)。項目組的成績由答辯委員會評定，評價指標(biāo)體系，如表1所示，項目組的成績?nèi)Q于每一個組員的個人表現(xiàn)和團隊協(xié)作。每個組員的個人成績由老師和學(xué)生共同來評價，通過小組成員互評來評定每個組員的貢獻率排名，如表2所示，根據(jù)貢獻率排名確定個人貢獻系數(shù)，個人成績?yōu)轫椖拷M成績和個人貢獻系數(shù)的乘積。

表1 項目組評價體系

表2 個人貢獻評價體系

4 教學(xué)特色與實施效果

該改革方法的教學(xué)特色：

①低成本、高效率、大規(guī)模培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。“模擬生產(chǎn)”項目來解決去企業(yè)實踐難度大的問題，比如紙藝產(chǎn)品加工項目，打印一張原材料A4紙0.1元，每組的工具費用約30元，低成本實現(xiàn)大規(guī)模項目學(xué)習(xí)活動。

②教學(xué)過程的具有很強的時間開放性和空間開放性。教學(xué)活動由課堂內(nèi)拓展到課堂外，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮其主動性，充分利用好課余時間。學(xué)生進行項目學(xué)習(xí)活動可以由實驗室延伸到教室、圖書館、食堂和宿舍等場所，解決實驗室場地不足的限制，提高了學(xué)習(xí)的自主性和可操作性。

③有效的過程監(jiān)督措施，科學(xué)的考核方式，大大提高了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)積極性，有效避免了搭便車現(xiàn)象，尤其“比賽教學(xué)法”對提高學(xué)習(xí)潛能非常有效，同時可以提高學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效率。

④體現(xiàn)了學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位。學(xué)生代表與教師共同制定產(chǎn)品質(zhì)量評價指標(biāo)，共同制定成績評價標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生參與成績評價等，讓學(xué)生感到自己是教學(xué)活動中的主體，學(xué)習(xí)積極性大大提高。

為驗證教學(xué)改革的實際效果，課程組在15級工業(yè)工程和16級工業(yè)工程專業(yè)進行了教學(xué)實踐，實施的教學(xué)班與比較班相比，學(xué)生對于課程內(nèi)容的掌握和理解程度，考試成績明顯好于比較班。同時，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)主動性，提高了學(xué)生的工程實踐能力、團隊合作能力、溝通表達能力等；高效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升了個人職業(yè)素養(yǎng)。學(xué)生參加學(xué)科競賽的參與率增加，每個班平均達到40%，并取得較好的成績。近兩年來，獲“新道杯”沙盤模擬經(jīng)營大賽全國總決賽二等獎2項；“格力杯”第一屆中國大學(xué)生工業(yè)工程與精益管理創(chuàng)新大賽三等獎1項；“東風(fēng)日產(chǎn)杯”清華IE亮劍全國工業(yè)工程應(yīng)用案例比賽三等獎10項；在各級省級和校級比賽中也獲得較好的成績。

5 結(jié)束語

本文將CDIO理念融入到基礎(chǔ)工業(yè)工程課程設(shè)計的教學(xué)中，提出了基于CDIO的教學(xué)設(shè)計，對項目實施、教學(xué)過程管理、答辯方式和考核方式等方面進行了改革與創(chuàng)新，經(jīng)過實踐證明，該方法對于培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力效果顯著。該方法不僅適用于工業(yè)工程專業(yè)的實踐教學(xué)，同時也為其他專業(yè)的課程設(shè)計、實習(xí)、實驗等實踐教學(xué)提供一定的參考價值。