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基于系统性实践教学体系的《基础工业工程》课程教学改革
摘要:基础工业工程课程是高校工业工程专业的核心专业课之一,针对课程教学环节设计中存在的内容流于形式、各环节各自为政、缺少呼应问题,教学团队紧紧围绕以学生为中心,培养学生的实践应用能力,基于模拟工厂模式、努力达到“两性一度”的金课堂,构建系统性实践教学体系,让学生以操作者身份和工业工程师角色积极参与到实践中,让实践真正走进专业课堂。课程体系的系统性重构,在教学实践中取得了显著的效果,具有一定的推广价值和实际意义。
关键词:基础工业工程;课程体系;教学改革
基础工业工程作为工业工程专业的基础课,旨在使学生初步掌握方法研究和作业测定技术相关技术,对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施,使之满足生产与服务系统的需求,使之发挥出最大效能。各高校教学团队针对基础工业工程课程教学存在的问题,开展了大量的教学改革研究,例如杨欣(2020)采用“学以致用”教学模式、研讨项目主导的教学进程、师生互动教学讨论、创设案例教学情境,从课程理念、内容、方法等方面进行基础工业工程课程教学改革[1];赵曼等(2020)提出了“任务驱动+对分”的教学模式,并对教学设计过程进行了经典岗位任务调研分析、课程教学目标设定、关键知识领域任务设计、课堂教学组织设计、课程考核方式设计,并取得了显著的教学效果[2];黄丽等(2021)从“互联网+”智慧课堂着手开展教学模式改革,完成了“校企合作双元育人”教学平台构建、立体教学资源库建设、智慧课堂教学方法改革、“产教融合”实践教学方式改革以及多元考核方式改革等工作[3]。
目前,国内各高等院校基础工业工程始终在探寻课程改革的有效方法与实践经验,并取得了一定的成果。但由于不同高校工业工程专业定位不同,导致不能完全生搬硬套已有的教学改革成果,因此,笔者从沈阳工业大学基础工业工程课程教学现状出发,分析、总结课程中存在的问题并探寻有效的教学改革思路与可行的改革方案。
一、基础工业工程课程教学现状分析
基础工业工程由工作研究和现场管理等内容组成,工作研究包括方法研究和作业测定。方法研究中各内容是从整体到局部、从宏观到微观的递进逻辑关系。作业测定中各内容均指向标准时间的制定,各个内容之间存在一定联系,但又有明显的区别。方法研究与作业测定既可以单独使用,也可组合使用。学生普遍认为本课内容难度较大,知识点数量多,专业覆盖度广,优秀达成率低,挂科危险度高。
基础工业工程专业课程的教学一般由课堂教学、实验、大作业和期末考试等多个环节组成。看似完美的教学环节设计,同样存在着明显的缺陷:
(1)课程各个教学环节的内容流于形式,比如实验内容走过场、学生混学时,大作业题目缺乏具体目标,学生做大作业全过程“搜一搜、贴一贴”等;
(2)课程各个教学环节各自为政,课堂教学内容与大作业、实验和课程设计等教学环节之间缺少呼应;
(3)课程教学与其他专业课程和教学环节缺少有效呼应。
二、教学改革与实践思路
基础工业工程课程教学团队的改革与实践思路为:紧紧围绕以学生为中心,培养学生的实践应用能力,将问答式、讨论式、和争辩式课堂改为“实践式”、“教授他人”的新课堂,基于模拟工厂模式、努力达到“两性一度”的金课堂,让学生以操作者身份和工业工程师角色积极参与到实践中,让实践真正走进专业课堂,构建系统性实践教学体系。
(1)课程内容重构。
基础工业工程课程体系中,关于方法研究的各内容是从整体到局部、从宏观到微观的递进逻辑关系。在大学课堂教学和企业实际应用之间,搭建模拟工厂实践阶梯,将以讲为主、以案例分析为形式的传统专业课教学转变为模拟实操、角色体验为核心的实践教学模式,使学生以IE工程师角色置身于模拟工厂环境中,通过动手实操、方案研讨、现场模拟、知识培训、运用课程知识提出改善方案等进行综合实践,如图1所示。同时,根据模拟工厂在实践教学中的特点,重构为讲授时的从局部到整体、从微观到宏观的顺序,并进行课节模块划分。
(2)教学各环节设计及内容整合。
①课程实验。将测时常用方法、评定方法、学习曲线原理等基本方法,以及秒表测时、工作抽样与模特法之间区别等教学内容设置在课程实验中。
②课后大作业。将课程每次涉及到的模拟工厂内容进行汇总并汇报。改“某度搜索—复制粘贴—修修改改”的大作业为接近实战的实践大作业。
③课程设计。虽然课程设计不在课程考核比例中,但它是课程体系中的重要组成部分,是模拟工厂向企业现场过渡的不可缺少的环节。课程设计时长为1周/1学分,以从企业获得的、多年积累下来的生产现场资源库为改善对象,将模拟工厂内容向企业案例逐步过渡,课程结束后,学生面对企业现场时不再感到无从下手,对本专业有了更进一步的了解。
(3)教学评价的改革:
①评价比例:建立“基础实验10分+实践大作业20分+理论期末考试70分=100分”+“课程设计100分”的多维度学业评价模式。
②评价角度:建立IE工程师角色体验的项目式考核方式,考核过程以学生作为IE工程师实践项目角度,对其在模拟工厂进行分析和改善过程中的表现、改善方案、改善效果等方面进行评价。
③评价模式:经过模拟生产,各组成员提出问题、共同分析问题并形成总结报告,以PPT形式汇报答辩,以团队的成果展示进行集体评价。
(4)专业课程内容相互关联。
大二上学期学生,对专业的认知一知半解。为加强学生对专业的认知,加强与其他核心专业课之间的联系,如图2所示,本课教学团队和课设指导教师均为中国机械工程学会见习工业工程师资格认证考试的核心专业课教师。
三、教学改革主要成效
基础工业工程课程教学团队经过多年的经验积累,在课程资源建设和人才培养方面均取得了一定的成果。
在课程资源建设方面,取得了如下成效:
(1)同步授课PPT、视频资源以及其他相关慕课资源到学习通并不断完善,供学生根据需要自学。本课程从2018级在学习通平台开课至今,累计页面浏览量146256,累计互动次数587次。
(2)经过多年积累,企业现场生产视频等相关资料达317个、近35G,既可以单独使用,也可以组合使用。
(3)基于精益生产的数控机床数字化装配虚拟仿真中心。如图3所示,构建基于VR/AR的数控机床数字化装配虚拟环境,并以沈阳机床的真实数控机床装配过程为数字化场景。
在人才培养方面,取得了如下成效:
(1)本课程的教学为各类工业工程专业实操竞赛打下良好基础,近四年参加的专业各类竞赛中,获得国家级奖项近30项。
(2)本课程构建的实践性教学体系,使得学生对工业工程专业各个核心专业课程及其之间的联系有了进一步的了解,见习工业工程师考试合格率从2018年的93.75%提升为2020年的100%。
四、结论
基础工业工程课程不但本专业几门核心专业课之间有着或多或少的联系,同时也是《生产实习》和《毕业设计》等教学环节的重要基础。教学团队从课程体系建设出发,对课程内容进行重构,在课堂教学与企业应用之间搭建模拟工厂实践阶梯,将传统以讲授为主的专业课教学模式转变为以模拟实操为核心的创新实践教学模式;加强教学过程监督,比如课程实验紧扣教学内容、课后大作业以模拟工厂为基础进行汇报、增加从模拟工厂到企业现场过渡的课程设计环节;将传统教学模式改为多维度学业评价模式,并建立角色体验的项目式考核方式,同时以见习工业工程师为抓手,加强学生对各专业课的认知与理解。
参考文献:
[1]杨欣. 基于应用型人才培养的《基础工业工程》课程教学改革的研究与实践[J]. 时代汽车, 2020(18): 74-76.
[2]黄丽, 周青青, 刘小燕, 等. 产教融合背景下本科智慧课堂建设的探索实践与研究——以《基础工业工程》为例[J]. 创新创业理论研究与实践, 2021, 42(03):22-25.
[3]赵曼, 魏星, 周三玲, 等. "任务驱动+对分"模式的课程教学设计——以《基础工业工程》为例[J]. 物流科技, 2020, 43(3): 172-174.
作者简介:王元新(1969-),男,辽宁沈阳人,沈阳工业大学机械工程学院,讲师。



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