質量管理與可靠性課程教學改革與探索

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質量管理與可靠性課程教學改革與探索

摘要:《質量管理可靠性》是工業工程(IE)專業的主干課程之一,實踐性和理論性較強。針對課程特點及學科的最新發展,對教學方式改革、教學內容創新、實踐環節等方面進行探索,為了達到培養學生應用型質量管理人才的目的,本文重點闡述了統計學與質量控制與可靠性相整合,啟發式教學和案例教學相結合,理論教學和實踐教學相融合的啟發式教學模式。

關鍵詞:質量管理;教學改革;教學手段;啟發式教學;案例教學

       一、 引言

       質量管理與可靠性是工業工程專業的一門專業必修課,該課程主要講述了質量管理的理論、方法、體系、設計和過程質量控制以及可靠性等方面的知識。主要目的是使學生了解現代質量管理的理論知識,掌握常用的統計質量控制及可靠性設計方法,并能運用所學知識去分析并解決生產和管理實踐中出現的各種質量問題。該課程是一門融管理與技術與一身,實踐性較強的課程,不僅要求學生掌握該課的理論知識及與本課程有關的相關專業知識,還要求學生具有扎實的專業基礎和較強的實踐能力,另外,還應具有較強的統計思想,這樣才能使學生走上工作崗位后,能發現并解決生產過程中出現的質量問題,勝任本職工作。

       二、 課程現狀及存在問題分析

       工業工程(IE)是一門集技術與管理于一身的新興綜合學科,IE專業1911年產生于美國,1980年我國開始有6所院校招收本科生,由于IE學科在我國的發展時間較短,各高等院校的課程體系和各個環節的設置還不夠完善,IE專業的教學改革與實踐一直是各高校研究的重點,《質量管理與可靠性》是IE專業的必修課程之一,主要講述質量管理及可靠性等方面的知識,目的是使學生了解現代質量管理的理論,掌握常用的統計質量控制及可靠性設計方法,并能運用所學知識去分析并解決生產和管理實踐中出現的各種質量問題。因此,課程教學目標既要突出針對性和實用性,又要注重和專業相關技能課程相銜接。

       清華大學IE專業非常重視質量管理的實踐教學,摒棄了傳統的參觀性實習,提出了新型的工業工程生產實習方式(現場操作實習);上海復旦大學不僅重視質量管理理論前沿知識的傳授,還安排2周的畢業設計,以增強學生的創新實踐能力;西安交通大學的《質量管理學》一直是IE專業的精品課,教學內容和教學方法都體現了對質量管理創新型人才的培養,目前,我校的質量管理與可靠性教學,也取得了一定的成果,但與其它重點高校相比還存在以下問題:

       (1)教學方式仍以傳統的教學方法為主,師生互動較少,學生積極性不高;

       (2)實踐環節較為薄弱,理論與實踐嚴重脫節。雖然該課也注重課程的理論性、系統性和先進性,但缺乏結合實際的案例、綜合性實驗教學和錄像教學;與課程有關的實驗和課程設計內容較少,學生對知識的理解不夠準確,思考問題和解決問題的能力不強。

       (3)統計思想在該課中的地位不突出,系統性不強,沒有使學生真正的體會到統計學在質量控制中的重要性。

       由于以上原因,使質量管理與可靠性的教學效果不是很突出,為了調動同學們積極性和創造性,提高教學質量和教學效果,培養具有更高素質的富有創造力和開拓精神的質量管理人才,該課題組仍需進一步的探索和改革。

       三、課程教學改革的探索與實踐

       《質量管理與可靠性》要求我們在傳授知識的同時,更要注重對學生能力的培養,注意開拓學生的創新思維,挖掘學生的潛力。那么如何培養學生的創新能力和實踐能力,如何使學生成為普遍受企業歡迎的人才呢?我們進行了進一步的探索和思考:該課的教學主要從教學手段改革、教學內容創新、實踐環節、教材建設和考核方式等方面進行改革

       1 教學手段改革

       傳統教學方法的關系主要采用課堂授課、提問、練習等方式的板書授課,信息量小,方式單一。為了調動課堂學生的積極性,培養學生創新思維,提高學生分析問題和解決問題的能力。課題組研究了美國、歐洲等國外先進的教學方式,結合我國的國情,并參考國內外教育教學實踐,圍繞“加強學生‘三基’”這個核心,最終確定了“啟發式教學和案例教學相結合,統計學與質量控制與可靠性相整合,理論教學和實踐教學相融合”的改革路線。

       (1)采用啟發式教學和案例教學相結合的方法。啟發式教學采用討論啟發和提問啟發兩種方法,讓學生通過參與課堂教學活動,啟發學生學會分析問題和解決問題的能力,達到師生雙向互動的教學效果。例如:教學過程中可通過案例引發學生的積極性,啟發學生對發生在某企業的質量問題進行思考,誘導學生從問題入手,尋找產生問題的根源,運用5M1E(人、機、料、法、環與測量的英文首寫簡稱)方法去尋找問題產生的主要原因,當然在尋找問題的過程中,學生會運用大量的相關知識和數據處理方法,主要原因確定后,針對主要原因采取一系列的改進措施,然后對改進過程進行控制,最后檢查改進后的結果。這種教學方法能調動學生的積極性和學習興趣,同時也能培養學生的創新思維。案例教學主要通過精選企業質量管理方面的典型案例。例如:海爾集團的質量管理和經營模式、6 Sigma方法在廈門ABB集團的應用、“品管圈”QCC內人員應掌握的質量管理技術與方法等,必要時增加錄像教學,深入淺出講解,指導學生練習,以鞏固和消化所學知識。案例教學中案例的設計非常重要。

       (2)傳統教學手段和現代教學技術相結合的教學方式。教學方式的網絡化、數字化是一種趨勢[1],充分利用現有教育資源(多媒體教學、軟件應用、專題研討、案例教學、網上答疑等方式),通過課堂展示、案例教學、情景教學、網絡答疑等形式提供師生間交流和互動的平臺,增加課堂教學的生動性,充分發揮教學互動和教學相長的優點。目前,我們制作了優質的多媒體課件,課件圖文并茂、直觀形象的演示給同學們耳目一新的感覺,增加了課堂教學的生動性,課堂上也增加了案例研討和統計質量分析軟件Minitab的使用等內容,使學生掌握現代化的數據處理手段,在重要的章節給同學們布置大作業,例如上面的典型案例分析,課上利用部分時間進行分析討論,充分調動學生的積極性。通過課堂展示、案例教學、網絡答疑等形式提供師生間交流和互動的平臺,充分發揮了教學互動和教學相長的優點[2],通過改革,活躍了課堂氣氛,增強了學生的學習興趣,取得了顯著的教學效果。#p#分頁標題#e#

       2 教學內容創新

       質量管理的內容豐富、博大精深,要根據工業工程學科的特點,補充最新內容,保持學科的先進性,以培養應用型人才為目標。該課主要包括四部分內容:質量管理理論基礎、質量管理的統計技術與方法、設計、生產過程質量控制、可靠性設計等內容,這些內容涉及到大量企業常用的質量管理的技術、理論和方法,例如:設計過程質量功能展開QFD、6 Sigma方法的業績改進模型DMAIC、質量控制QC的“老七種工具”和“新七種工具”、過程能力分析、抽樣檢驗、可靠性分析等內容,這些都是企業質量管理人員經常用到的技術和方法,要想在有限的時間內完成該課程的教學很有難度,而且工業工程的學生所學的課程都具有學時少、內容多的特點。所以在選擇課程教學內容時更要重點突出、有計劃、有選擇的來講授該課程的精髓和在企業應用最廣的內容。教學內容的創新主要體現在以下三個方面:

       (1)不斷更新教學內容,嚴格與質量管理體系標準的修訂和認證評審法規的調整同步;密切關注國家卓越績效體系(GB/T1958O一2004)的貫標和認證,適時引入有關內容或開設后續課程,以提升學生崗位適應能力。根據情況為了適應考研學生的需要,適當增加質量經濟性分析、正交試驗設計等內容,簡化質量管理體系的建立、運行和監控等內容。

       (3)統計學和質量管理與可靠性相整合。強化統計思想在《質量管理與可靠性》中的應用,增強學生對質量數據的處理分析能力。各大高校與質量有關的實驗與課程設計,都是圍繞“統計質量控制”展開,將統計學思想融入課程教學中。例如:統計學中的概率統計、參數估計、假設檢驗、方差分析和實驗設計在質量控制當中應用最為廣泛,企業質量問題的解決來源于企業對質量數據的搜集、整理和分析,從而找出質量問題的所在。而統計學就是一門對數據進行搜集、整理、顯示和分析的學科,所以要學好質量控制就要領會統計學的內涵。質量控制與可靠性中的質量控制工具(直方圖、排列圖、控制圖、正交試驗設計、過程能力分析、臭氧檢驗等內容)與可靠性設計(可靠性的特征量及其常用函數、可靠性模型)部分內容都是統計學思想在質量管理當中的具體運用。因此,在講授課程的同時,要提醒同學們課前要預習統計學的相關內容,這樣也把枯燥無味的數學思想應用到了解決實際的質量問題當中,使同學們體會概率論和數理統計的精髓,以提高同學們的學習興趣。與此同時,在要求學生在掌握原理和應用的基礎上,要能利用相關的統計分析軟件(SPSS、SAS、Minitab等)對統計質量數據進行分析,以提高解決實際問題的能力和相應的軟件使用技能。

       (2)不斷豐富主講教師為企業咨詢服務的經驗并調整充實到課程教學中來,使課程體系更具有現場作業的實務性,并爭取從理論教學內容中抽繹出可在企業班組培訓中實施的模塊。

       3 加強實踐教學環節

       加強實踐教學是培養創新型人才體系的重點,是提高學生的創新精神和實踐能力的重要途徑。實踐教學環節一直采用理論教學和實踐教學相融合的啟發式教學模式,在傳統理論教學的同時,鼓勵學生參與經管學院開設的與質量管理相關的學術講座,并努力邀請中國質量協會、質量管理咨詢機構和企業界質量管理專家舉辦課外講座,積極組織學生參觀唐山愛信齒輪集團、機車車輛廠(中國北車集團)、校內工程訓練中心等典型企業,鼓勵學生參與課程內容相關的科研項目的輔助研究工作,以培養學生獨立分析實際問題、靈活運用理論要點和創新解決問題的能力。實踐環節主要從以下幾個方面進行加強:

       (1)校內外專家資源的開發利用。質量管理是一門應用性和實踐性較強的課程,其中應用性較強的內容非常有必要聘請質量管理咨詢機構或企業界質量管理專家來校講課。例如:質量管理方法在企業的具體應用、工序質量控制以及質量認證的程序和步驟等內容,只有結合具體企業的實施來授課,才能使學生了解得更加透徹,也可把抽象的內容變得更加生動,以激發學生學習的熱情。

       (2)增設貫穿該課整個教學過程的“小課程設計”,并積極引導能力較強的學生參加教師科研項目的研究與開發,通過實際的開發與研究活動,一方面加深學生了對枯燥、深奧的質量知識的理解,同時拓寬了學生的視野,提高了學生的實際應用能力,培養了學生科研創新的素質,為將來學生走向社會進行實際開發和科學研究奠定良好的基礎[3]。我校工業工程目前沒有開設該課的課程設計,為了加強學生的實踐能力,可以在講課過程中把老師的科研課題的一部分以“大作業”的方式布置給學生,。“小課程設計”的涵蓋面應廣泛、內容應體現課程的重點與難點,學生只有綜合運用所學知識才能完成設計,這種方法既能使學生理解、鞏固和消化所學的知識, 也便于今后應用于實踐。“小課程設計”題目如下:

        設計過程質量控制—質量功能展開QFD在電焊機研制過程中的應用及其可靠性分析(需提供電焊機零部件組成及其加工工藝、可靠性數據);

        制造過程質量控制—如何提高變速箱生產的一次合格品率(需提供詳細的變速箱生產工藝流程和質量數據)。

        如何提高唐山鋸片廠硬質合金齒圓鋸片的鋸片質量(需提供詳細的鋸片生產工藝流程和質量數據)

        三項“小課程設計”幾乎涵蓋了該課程的所有知識點,貫穿整個教學過程,可使學生將所學知識融會貫通,加強質量管理理論、技術的應用能力。

        (3)增設開放性、綜合性實驗(操作+上機)

        目前,IE專業未開設質量控制與可靠性方面的實驗,該課程要求學生具有實際操作能力和對質量數據的處理能力。典型實驗設置如下:#p#分頁標題#e#

        軸類零件的直方圖繪制與分析(要求學生實地測量數據、分析數據,并使用統計質量控制軟件Minitab繪制直方圖);

        軸類零件加工的工序質量控制(要求學生實地測量,并繪制控制圖( 圖), 并對工序能力進行分析)。

        (4)校內、外實習基地的建設和利用

        我校的實習基地有:濰坊柴油機廠、唐山鋼鐵集團、唐山愛信齒輪集團、唐山松下焊機產業有限公司、唐山冶金礦山等企業,在實習過程中,引導學生去發現質量問題,并運用所學知識與技術去尋找解決質量問題的方法。鼓勵學生參與課程內容相關的科研項目的輔助研究工作,以培養學生獨立分析問題、靈活運用理論要點和解決實際問題的能力。

        我校工程訓練中心也為學生的實踐教學奠定了良好的基礎,經過組織參觀實習和實地操作,學生可了解金屬零件的加工工藝,掌握各種機床及數控機床的加工特點,為學生解決產品質量問題打下了堅實的基礎,也為以后學走上工作崗位做了充分的準備。

        4 加強教材建設

        該課曾使用過劉書慶主編的《質量管理學》,目前在使用蘇秦主編的《質量管理與可靠性》,該教材為21世紀工業工程專業規劃教材,內容新穎,重點突出,適合工業工程教學的要求,唯一的不足是缺少典型案例,統計思想不夠突出。

        結合IE專業的特點和實際的授課經驗,我們已聯系好科學技術出版社,預計出版“十二五”國家級規劃教材《質量管理學》。該教材將結合國內外質量管理學的最新研究成果,吸收以往教材的精華,強化統計思想,增加實用性和應用性的現代化教學內容,且每章配有典型案例分析、思考題和練習題。教材編寫的主要構思與方案確定如下:

        •質量管理概論(第一章);

        •質量管理體系及運行監控(第二章);

        •質量管理統計技術與方法(第三章);

        •設計過程質量控制(第四章);

        •制造過程質量控制(第五章);

        •質量檢驗(第六章);

        •質量成本與績效度量(第七章);

        •質量改進(第八章);

        •可靠性設計與分析(第九章)。

        5 課程考核方式的改革

        質量管理與可靠性考試成績是平時成績和期末成績的加權平均,傳統的平時成績主要考核學生考勤和交作業的情況,平時占20%%,期末占70%~80%。在現行的平時成績考核中,根據學生參與課堂活動的表現,包括提交的作業和案例分析報告、在課堂上所作的案例分析演示、參與互動討論等表現,綜合小組評分與教師評分給出成績,占總成績的30%;在期末考試中,盡量減少死記硬背才能回答的題目,增加開放性辨析題和案例分析題的比重和難度。通過評價方式的引導,促進學生注重平時的學習、結合實際進行主動和獨立的思考、并培養其團隊合作意識與能力。

        四、結束語

        質量管理與可靠性課程的教學改革是一個永無終止的過程,只有在教學中改革,在改革中探索,在探索中教學,才能保持課程內容的先進性、教學方法的多樣性,才能調動學生的積極性和主動性,才能使我校送出去的畢業生受到社會的認可和歡迎。

參考文獻:

[1] 王金發,王宏斌,何炎明等.“細胞與遺傳學試驗”國家精品課程的建設[J],中國大學教學,2010(5):59-61

[2] 劉桂珍,殷寶麟.互換性與測量技術基礎課稱教學改革與實踐[J].黑龍江高教研究, 2010(8):167-169

[3] 劉彥保. 計算機網絡課程教學改革與實踐[J]. 黑龍江高教研究, 2006(2):111-114

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