工業(yè)工程多樣化教學法

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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)基礎課，通過學習該課程，學生應掌握系統(tǒng)工程的基本思想和方法論,并能初步運用系統(tǒng)工程的常用模型方法，定性分析與定量分析相結(jié)合，最終達到最優(yōu)控制和最優(yōu)管理，實現(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作用。我校工業(yè)工程專業(yè)將培養(yǎng)目標確定為：培養(yǎng)適應國家建設和科技發(fā)展需要的，既掌握扎實的機械工程技術和計算機應用技術，又掌握現(xiàn)代管理科學與系統(tǒng)科學的理論和方法，能熟練應用工業(yè)工程知識，對企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)進行規(guī)劃、設計、運作和管理，既懂技術又擅長管理的復合型高級工程技術人才。培養(yǎng)目標主要是面向生產(chǎn)制造業(yè)，培養(yǎng)的學生畢業(yè)后能從事工廠規(guī)劃設計和改善、產(chǎn)品制造工藝設計、生產(chǎn)制造過程管理等方面的技術和管理工作，具備經(jīng)典工業(yè)工程的應用能力和現(xiàn)代工業(yè)工程的創(chuàng)新能力。針對培養(yǎng)目標，確定生產(chǎn)系統(tǒng)工程課程的教學內(nèi)容，采用適當?shù)慕虒W及考核方法使學生掌握系統(tǒng)工程觀念，提高解決實際問題的能力，是本課程教學的目標。筆者以在三峽大學機械學院近4年對系統(tǒng)工程課程的教學實踐探索，從系統(tǒng)工程的特點、工業(yè)工程專業(yè)對本課程的需求出發(fā)，總結(jié)了理論講授+案例分析+課堂實例討論的教學模式，收到了良好的教學效果。

2.課程內(nèi)容的確定

系統(tǒng)工程課程的特點是系統(tǒng)性、開放性和應用型，學習時不能孤立，應該前后聯(lián)系，系統(tǒng)思考，堅持問題導向，采用系統(tǒng)化方法；同時作為一門交叉學科，它延續(xù)與綜合很多學科領域，融合各種方法，應用面極廣，是多學科融合的課程；系統(tǒng)工程屬于應用科學層次，理論性和實踐性都非常強。在教學中應注重培養(yǎng)學生的應用能力，造就學生基于行業(yè)問題導向的管理能力。系統(tǒng)工程這門課程的教學目標是培養(yǎng)學生運用系統(tǒng)工程的思想和方法論解決實際問題的能力，而不是僅僅教會學生一些基本的諸如系統(tǒng)模型方法、層次分析法等已數(shù)學化的工具。如果教師對該學科整體結(jié)構(gòu)沒有深刻的認識，按部就班地照教材上的章節(jié)講解，學生學完之后會產(chǎn)生系統(tǒng)工程就是一些模型和方法的誤解，因此，在教學中必須站在系統(tǒng)的觀點上準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)化教學內(nèi)容,達到預期的教學目的。課程內(nèi)容主要使學生全面了解、掌握系統(tǒng)工程的全貌。在學生學習完之后能夠?qū)υ撜n程有一個全面的了解，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，盡量讓學生能掌握系統(tǒng)工程的原則和特點,了解系統(tǒng)工程在系統(tǒng)科學和分析決策科學中的地位和作用。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)工程導論》，原書有七個章節(jié)，課時安排：理論講授34學時，討論課6學時。受課時限制，同時避免與其他相關課程內(nèi)容重復，內(nèi)容做了相應的刪減。七個章節(jié)內(nèi)容及課時分配如下：第一章序言，2學時；第二章系統(tǒng)與系統(tǒng)工程，4學時；第三章系統(tǒng)工程方法論，6學時；第四章系統(tǒng)建模方法，6學時；第五章系統(tǒng)分析方法，8學時；第六章系統(tǒng)評價方法，6學時；第七章系統(tǒng)仿真，2學時。

3.多樣化教學模式的探索

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

3.1課堂講授法

高校雖然越來越注重學生實踐能力的提高，但講授法在高校課堂教學中仍然非常重要，是教師教學過程中運用最多的方法之一。但教師在運用過程中缺乏改進意識，講授法以“滿堂灌”為主，無法適應新時代的要求。因此，重新認識講授法，科學合理地有效運用是當前高校課堂所必需的。課堂講授法的優(yōu)點：一是教師直接向?qū)W生呈現(xiàn)學科內(nèi)容，根據(jù)學生的接受能力控制教學進度；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、清晰的思路、流暢的語言感染學生，鼓勵學生的學習熱情；三是課堂講授法能夠給予學生更多的學習指導。關于課堂講授法的缺點是，在教學過程中學生的注意力會逐漸下降。因此，注意在課堂教學中創(chuàng)設問題情景，實施啟發(fā)式教學：根據(jù)教學內(nèi)容，設置問題，收到較好的教學效果：一是激發(fā)了學生學習的積極性，由被動接受轉(zhuǎn)為積極思考，增強學習的獨立性和主動性；二是在講授和引導學生探索新知識的過程中，找出不同知識以及新舊知識之間的聯(lián)系，促進學生知識結(jié)構(gòu)的整合和優(yōu)化。

3.2案例教學法

案例教學是一種以學生為中心對現(xiàn)實問題和某一特定事實進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。在教學中要求學生掌握系統(tǒng)的思想理論,掌握解決問題的多種方法和手段,同時希望學生學到如何將所學知識和實際相結(jié)合,解決企業(yè)生產(chǎn)管理過程中遇到的相關問題。案例教學是培養(yǎng)學生分析問題,解決問題能力的一個有效途徑。在系統(tǒng)工程教學中,在涉及方法、技能的內(nèi)容講授中,使用案例教學是特別有必要的。一個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,由淺及深進行系統(tǒng)分析的案例,讓學生完全領會講過的方法和手段及應用,達到傳授知識的目的，通過案例教學，使學生應用理論知識解決實際問題的能力得到提高。－在講授系統(tǒng)工程在生活中的應用時，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用背景；－在講授系統(tǒng)工程發(fā)展時，講授了都江堰工程、黃帝內(nèi)經(jīng)、丁渭修復皇宮、阿波羅登月計劃的系統(tǒng)工程思想；－在講授霍爾系統(tǒng)工程方法時，以武漢－宜昌之間交通運輸方式的選擇為例，讓同學們查找資料，運用所學的方法和步驟給出自己的分析結(jié)果，同時充分運用頭腦風暴法，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，以某地區(qū)的計劃期內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、其他產(chǎn)業(yè)的投入產(chǎn)出模型為例，和同學們一起進行模型的分析和計算，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，以沃爾瑪、耐克的SWOT分析為例；－在講授頭腦風暴法時，先講了高壓線除雪的案例，然后讓同學們開動腦筋，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)，看看同學們還能不能提出更適合的高壓線除雪方法……在講授的同時積極引導學生加入到案例的分析中，既加深了學生對所學知識的理解又掌握了運用方法，還保持了活躍的教學氣氛。

3.3課堂討論法

課堂討論能強化學習效果，激發(fā)學生的探索性和發(fā)現(xiàn)性思維。除了在介紹案例時引導學生積極加入討論外，本課程還專門開設了6個課時的討論課，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生分成5～6個人一個小組，將討論的課題布置給學生，讓他們課后查找資料，以組為單位做好準備工作，討論課時每組推選一個代表，提出本組方案，展開討論。例如，在第一、二章講完之后，給學生提出討論課題———為什么說“城市交通問題是一個系統(tǒng)工程問題”，要求學生運用系統(tǒng)工程的特點進行分析；在講授系統(tǒng)工程方法論時，進行課堂討論：企業(yè)困難時裁員的利與弊；在講授系統(tǒng)評價指標體系時，進行課堂討論：評選優(yōu)秀班集體時，如何建立一套評價指標體系等。通過討論，使學生弄清概念，熟悉步驟，掌握方法。課堂討論法能加深學生對知識的理解，拓寬學生的知識面，激發(fā)學生的興趣、發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生學會分析問題和解決問題，這對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力具有重要作用。

4.結(jié)語

通過對系統(tǒng)工程課程特點和教學目的的分析,提出了適用于系統(tǒng)工程課程的理論講授+案例分析+課堂實例討論的教學模式,該模式突破傳統(tǒng)的單純教師講授的課堂教學模式，將教師和學生引向一個更為廣闊的教與學的空間，把教的任務由傳授知識為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥l(fā)和引導學生為主，有利于培養(yǎng)學生自主學習能力和解決問題的能力。當然，教育模式的改革是一個需要在實踐中反復摸索和檢驗的過程，對系統(tǒng)工程教學模式的探索還有待于進一步深入。