工業(yè)工程多樣化教學(xué)法

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1.前言

系統(tǒng)工程是工業(yè)工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生應(yīng)掌握系統(tǒng)工程的基本思想和方法論,并能初步運(yùn)用系統(tǒng)工程的常用模型方法，定性分析與定量分析相結(jié)合，最終達(dá)到最優(yōu)控制和最優(yōu)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化。該課程在整體的課程體系中起到非常重要的基礎(chǔ)作用。我校工業(yè)工程專業(yè)將培養(yǎng)目標(biāo)確定為：培養(yǎng)適應(yīng)國家建設(shè)和科技發(fā)展需要的，既掌握扎實(shí)的機(jī)械工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，又掌握現(xiàn)代管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)的理論和方法，能熟練應(yīng)用工業(yè)工程知識(shí)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)作和管理，既懂技術(shù)又擅長管理的復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才。培養(yǎng)目標(biāo)主要是面向生產(chǎn)制造業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后能從事工廠規(guī)劃設(shè)計(jì)和改善、產(chǎn)品制造工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過程管理等方面的技術(shù)和管理工作，具備經(jīng)典工業(yè)工程的應(yīng)用能力和現(xiàn)代工業(yè)工程的創(chuàng)新能力。針對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)，確定生產(chǎn)系統(tǒng)工程課程的教學(xué)內(nèi)容，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)及考核方法使學(xué)生掌握系統(tǒng)工程觀念，提高解決實(shí)際問題的能力，是本課程教學(xué)的目標(biāo)。筆者以在三峽大學(xué)機(jī)械學(xué)院近4年對(duì)系統(tǒng)工程課程的教學(xué)實(shí)踐探索，從系統(tǒng)工程的特點(diǎn)、工業(yè)工程專業(yè)對(duì)本課程的需求出發(fā)，總結(jié)了理論講授+案例分析+課堂實(shí)例討論的教學(xué)模式，收到了良好的教學(xué)效果。

2.課程內(nèi)容的確定

系統(tǒng)工程課程的特點(diǎn)是系統(tǒng)性、開放性和應(yīng)用型，學(xué)習(xí)時(shí)不能孤立，應(yīng)該前后聯(lián)系，系統(tǒng)思考，堅(jiān)持問題導(dǎo)向，采用系統(tǒng)化方法；同時(shí)作為一門交叉學(xué)科，它延續(xù)與綜合很多學(xué)科領(lǐng)域，融合各種方法，應(yīng)用面極廣，是多學(xué)科融合的課程；系統(tǒng)工程屬于應(yīng)用科學(xué)層次，理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)。在教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，造就學(xué)生基于行業(yè)問題導(dǎo)向的管理能力。系統(tǒng)工程這門課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想和方法論解決實(shí)際問題的能力，而不是僅僅教會(huì)學(xué)生一些基本的諸如系統(tǒng)模型方法、層次分析法等已數(shù)學(xué)化的工具。如果教師對(duì)該學(xué)科整體結(jié)構(gòu)沒有深刻的認(rèn)識(shí)，按部就班地照教材上的章節(jié)講解，學(xué)生學(xué)完之后會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)工程就是一些模型和方法的誤解，因此，在教學(xué)中必須站在系統(tǒng)的觀點(diǎn)上準(zhǔn)確把握本課程的整體結(jié)構(gòu),把握系統(tǒng)工程的精髓,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。課程內(nèi)容主要使學(xué)生全面了解、掌握系統(tǒng)工程的全貌。在學(xué)生學(xué)習(xí)完之后能夠?qū)υ撜n程有一個(gè)全面的了解，能從系統(tǒng)的、全局的角度分析問題，解決問題。因此課程的內(nèi)容安排既要考慮一定的深度，也要照顧一定的廣度，盡量讓學(xué)生能掌握系統(tǒng)工程的原則和特點(diǎn),了解系統(tǒng)工程在系統(tǒng)科學(xué)和分析決策科學(xué)中的地位和作用。我校工業(yè)工程專業(yè)采用的教材是陳宏民編著的《系統(tǒng)工程導(dǎo)論》，原書有七個(gè)章節(jié)，課時(shí)安排：理論講授34學(xué)時(shí)，討論課6學(xué)時(shí)。受課時(shí)限制，同時(shí)避免與其他相關(guān)課程內(nèi)容重復(fù)，內(nèi)容做了相應(yīng)的刪減。七個(gè)章節(jié)內(nèi)容及課時(shí)分配如下：第一章序言，2學(xué)時(shí)；第二章系統(tǒng)與系統(tǒng)工程，4學(xué)時(shí)；第三章系統(tǒng)工程方法論，6學(xué)時(shí)；第四章系統(tǒng)建模方法，6學(xué)時(shí)；第五章系統(tǒng)分析方法，8學(xué)時(shí)；第六章系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，6學(xué)時(shí)；第七章系統(tǒng)仿真，2學(xué)時(shí)。

3.多樣化教學(xué)模式的探索

基于對(duì)系統(tǒng)工程課程教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容的分析，緊扣工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)和高等教育改革的要求，以尊重學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和解決實(shí)際問題的能力為主要目的，筆者通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)了一套理論講授+案例分析+課堂討論的本課程教學(xué)模式。系統(tǒng)工程課程教學(xué)模式的特點(diǎn)是教學(xué)方法多樣化。系統(tǒng)工程課程內(nèi)容繁多,其中系統(tǒng)工程的理念、方法的應(yīng)用等是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生不容易掌握。因此,在具體的教學(xué)中應(yīng)徹底放棄機(jī)械的、填鴨式的教學(xué)方式,充分尊重學(xué)生的主動(dòng)性,通過各種方式和方法引導(dǎo)學(xué)生改善自身的學(xué)習(xí)行為，由“以教師為主體”的傳統(tǒng)教學(xué)模式向“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的新型教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，以提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。因此，筆者建議在系統(tǒng)工程課程教學(xué)中引入案例教學(xué)法和課堂討論教學(xué)法，使教學(xué)方法多樣化，完成從單一的課堂講授向課堂講授+課堂討論+案例教學(xué)的轉(zhuǎn)變。

3.1課堂講授法

高校雖然越來越注重學(xué)生實(shí)踐能力的提高，但講授法在高校課堂教學(xué)中仍然非常重要，是教師教學(xué)過程中運(yùn)用最多的方法之一。但教師在運(yùn)用過程中缺乏改進(jìn)意識(shí)，講授法以“滿堂灌”為主，無法適應(yīng)新時(shí)代的要求。因此，重新認(rèn)識(shí)講授法，科學(xué)合理地有效運(yùn)用是當(dāng)前高校課堂所必需的。課堂講授法的優(yōu)點(diǎn)：一是教師直接向?qū)W生呈現(xiàn)學(xué)科內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的接受能力控制教學(xué)進(jìn)度；二是課堂講授法有助于展示教師的人格魅力，教師以他淵博的知識(shí)、清晰的思路、流暢的語言感染學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；三是課堂講授法能夠給予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。關(guān)于課堂講授法的缺點(diǎn)是，在教學(xué)過程中學(xué)生的注意力會(huì)逐漸下降。因此，注意在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情景，實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置問題，收到較好的教學(xué)效果：一是激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)為積極思考，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的獨(dú)立性和主動(dòng)性；二是在講授和引導(dǎo)學(xué)生探索新知識(shí)的過程中，找出不同知識(shí)以及新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合和優(yōu)化。

3.2案例教學(xué)法

案例教學(xué)是一種以學(xué)生為中心對(duì)現(xiàn)實(shí)問題和某一特定事實(shí)進(jìn)行交互式的探索的過程。系統(tǒng)工程課程比較適合開展案例教學(xué)。在教學(xué)中要求學(xué)生掌握系統(tǒng)的思想理論,掌握解決問題的多種方法和手段,同時(shí)希望學(xué)生學(xué)到如何將所學(xué)知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合,解決企業(yè)生產(chǎn)管理過程中遇到的相關(guān)問題。案例教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題能力的一個(gè)有效途徑。在系統(tǒng)工程教學(xué)中,在涉及方法、技能的內(nèi)容講授中,使用案例教學(xué)是特別有必要的。一個(gè)小小的案例包容了全部講授的信息,通過采取由表及里,由窄至寬,由淺及深進(jìn)行系統(tǒng)分析的案例,讓學(xué)生完全領(lǐng)會(huì)講過的方法和手段及應(yīng)用,達(dá)到傳授知識(shí)的目的，通過案例教學(xué)，使學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得到提高。－在講授系統(tǒng)工程在生活中的應(yīng)用時(shí)，以華羅庚的“泡茶問題”為例，說明系統(tǒng)工程在生活中有著廣泛的應(yīng)用背景；－在講授系統(tǒng)工程發(fā)展時(shí)，講授了都江堰工程、黃帝內(nèi)經(jīng)、丁渭修復(fù)皇宮、阿波羅登月計(jì)劃的系統(tǒng)工程思想；－在講授霍爾系統(tǒng)工程方法時(shí)，以武漢－宜昌之間交通運(yùn)輸方式的選擇為例，讓同學(xué)們查找資料，運(yùn)用所學(xué)的方法和步驟給出自己的分析結(jié)果，同時(shí)充分運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，在課堂上各抒己見，總結(jié)出最佳結(jié)果；－在講授投入產(chǎn)出模型時(shí)，以某地區(qū)的計(jì)劃期內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、其他產(chǎn)業(yè)的投入產(chǎn)出模型為例，和同學(xué)們一起進(jìn)行模型的分析和計(jì)算，以幫助理解投入產(chǎn)出模型的意義和用法；－在講授系統(tǒng)環(huán)境分析的方法時(shí)，以沃爾瑪、耐克的SWOT分析為例；－在講授頭腦風(fēng)暴法時(shí)，先講了高壓線除雪的案例，然后讓同學(xué)們開動(dòng)腦筋，踴躍發(fā)言，提出自己的方案，最后介紹美國人的解決方案，互相激發(fā)，看看同學(xué)們還能不能提出更適合的高壓線除雪方法……在講授的同時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生加入到案例的分析中，既加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解又掌握了運(yùn)用方法，還保持了活躍的教學(xué)氣氛。

3.3課堂討論法

課堂討論能強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的探索性和發(fā)現(xiàn)性思維。除了在介紹案例時(shí)引導(dǎo)學(xué)生積極加入討論外，本課程還專門開設(shè)了6個(gè)課時(shí)的討論課，分別安排在不同的授課內(nèi)容完成之后開展，在討論課之前先把學(xué)生分成5～6個(gè)人一個(gè)小組，將討論的課題布置給學(xué)生，讓他們課后查找資料，以組為單位做好準(zhǔn)備工作，討論課時(shí)每組推選一個(gè)代表，提出本組方案，展開討論。例如，在第一、二章講完之后，給學(xué)生提出討論課題———為什么說“城市交通問題是一個(gè)系統(tǒng)工程問題”，要求學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)工程的特點(diǎn)進(jìn)行分析；在講授系統(tǒng)工程方法論時(shí)，進(jìn)行課堂討論：企業(yè)困難時(shí)裁員的利與弊；在講授系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，進(jìn)行課堂討論：評(píng)選優(yōu)秀班集體時(shí)，如何建立一套評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等。通過討論，使學(xué)生弄清概念，熟悉步驟，掌握方法。課堂討論法能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生的興趣、發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題和解決問題，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力具有重要作用。

4.結(jié)語

通過對(duì)系統(tǒng)工程課程特點(diǎn)和教學(xué)目的的分析,提出了適用于系統(tǒng)工程課程的理論講授+案例分析+課堂實(shí)例討論的教學(xué)模式,該模式突破傳統(tǒng)的單純教師講授的課堂教學(xué)模式，將教師和學(xué)生引向一個(gè)更為廣闊的教與學(xué)的空間，把教的任務(wù)由傳授知識(shí)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥l(fā)和引導(dǎo)學(xué)生為主，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力。當(dāng)然，教育模式的改革是一個(gè)需要在實(shí)踐中反復(fù)摸索和檢驗(yàn)的過程，對(duì)系統(tǒng)工程教學(xué)模式的探索還有待于進(jìn)一步深入。