梁良 夏熱 李小勇 張治坤

[摘 要] 隨著國家新工科教育理念的提出，工科實踐教學(xué)在工科教育中的地位日益凸顯，但目前許多工科院校并未完全認識到實踐教學(xué)對培養(yǎng)新工科人才的重要意義。工科高校實踐教學(xué)應(yīng)構(gòu)建基于PDCA循環(huán)（計劃、確定方針、目標和活動計劃）的實踐教學(xué)閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，從計劃、執(zhí)行、考核和處理四個階段進行實踐教學(xué)改革。通過在工程實訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用PDCA，檢驗PDCA循環(huán)控制的效果，能為工科工程實訓(xùn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新起到一定的參考作用。

[關(guān)鍵詞]工程實踐；課程教學(xué)；PDCA循環(huán)控制

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）11-0070-03

○、引言

隨著人類社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平日新月異，高等教育在其中扮演著越來越重要的角色。在過去的三十年中，我國高校的數(shù)量、招生規(guī)模以及畢業(yè)生數(shù)量迅速擴張。高等教育從以前的精英教育階段逐漸過渡到大眾化教育階段[1][2]。然而，高校畢業(yè)生就業(yè)情況的不理想直接反映了高校教學(xué)和培養(yǎng)模式存在諸多問題[3][4]。對于工科學(xué)生來說，畢業(yè)生的素質(zhì)能力和企業(yè)的要求不匹配的問題日益嚴峻，實踐能力是其中一個很重要的因素。長期以來，我國的理論教學(xué)一直處于主體地位，實踐教學(xué)則是理論教學(xué)的補充，其重要性還沒有得到充分認識[5]。同時，在教學(xué)過程中，沒有將“理論知識傳授”、“實踐能力培養(yǎng)”貫穿至整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，無法有效做到知識的反饋和交互補充，這種做法難以培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐動手能力和工程創(chuàng)新意識。

黃繼英對德國和美國的兩所大學(xué)工科實踐教學(xué)情況進行了對比，發(fā)現(xiàn)德國大學(xué)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)多于美國，而美國學(xué)生則是通過到企業(yè)接受就業(yè)培訓(xùn)來提高實踐能力的[6]。李陽研究了歐美三所大學(xué)和我國四所大學(xué)的實踐教學(xué)狀況，發(fā)現(xiàn)歐美大學(xué)的教學(xué)計劃中實踐教學(xué)所占的比例較大，均在30%以上，而我國大學(xué)實踐教學(xué)所占的比例則為20%左右[7]。文獻[8]指出我國大學(xué)工科實踐教學(xué)計劃中畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)占到了很大的比例，達到40%～50%，而在歐美大學(xué)中，該比例僅為10%。在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，歐美大學(xué)注重學(xué)生創(chuàng)新能力和跨學(xué)科綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)，重視實踐報告和實踐成果；而我國工科實踐教學(xué)存在管理目標不明確，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)綜合性不強，與企業(yè)的聯(lián)系不夠緊密等問題。這導(dǎo)致工科實踐教學(xué)不能與理論教學(xué)相協(xié)調(diào)，影響了整體教學(xué)質(zhì)量的提高。

工科實踐教學(xué)是指在一定的教學(xué)環(huán)境下，教師有組織、有目的地指導(dǎo)工科學(xué)生進行實踐性、應(yīng)用性學(xué)習(xí)，傳承實踐知識，開拓實踐能力、創(chuàng)新能力，提高綜合素質(zhì)的教學(xué)活動。近年來我國的工科實踐教學(xué)取得了很大的進步，但在觀念、設(shè)備條件、師資、軟件、管理等方面與實際需求不相適應(yīng)。如實驗設(shè)備數(shù)量不足導(dǎo)致大規(guī)模工程訓(xùn)練教學(xué)難以正常開展；部分設(shè)備性能落后，與市場需求不適應(yīng)；實驗室實踐教學(xué)內(nèi)容更新、拓展不夠，缺乏現(xiàn)代大工程訓(xùn)練項目等問題。因此，只有通過實踐教學(xué)讓學(xué)生將理論知識運用于實踐并將理論知識與實踐知識相結(jié)合，使其發(fā)現(xiàn)自身問題并彌補不足，為將來進入社會勝任崗位打下了基礎(chǔ)。

一、PDCA循環(huán)及其特點

PDCA循環(huán)又叫質(zhì)量環(huán)，是管理學(xué)通用模型，20世紀50年代被成功運用于持續(xù)改善產(chǎn)品質(zhì)量過程中。其中的PDCA是英語單詞Plan（計劃）、Do（執(zhí)行）、Check（檢查）和Action（處理）四個單詞的首字母。Plan（計劃）就是找出問題，分析該問題的各種影響因素并確定主要因素；Do（執(zhí)行）為制定解決問題的步驟并加以落實；Check（檢查）為檢查落實措施后的結(jié)果；Action（處理）是將解決問題的方法標準化，進行總結(jié)并提出新目標，然后再進入下一次的PDCA循環(huán)，直到問題解決。在質(zhì)量計劃的制訂和組織實現(xiàn)的過程中，這個過程就是按照PDCA循環(huán)在指定的計劃指導(dǎo)下進行不停頓地、周而復(fù)始地運轉(zhuǎn)、逐步提高。

PDCA循環(huán)實際上是有效進行一項工作的合乎邏輯的工作程序。PDCA四個過程并不是運行一次就完結(jié)，而是周而復(fù)始地進行，一個循環(huán)結(jié)束，解決了一部分問題，可能還有其他問題尚未解決，或者在循環(huán)過程中出現(xiàn)新的待解決的問題，需要進行下一次循環(huán)。這種周而復(fù)始的循環(huán)正是質(zhì)量管理的基本方法。如果將整個某個高校的教學(xué)工作作為一個大PDCA循環(huán)，那么各個學(xué)科、各個院系、各個專業(yè)還有各自小的PDCA循環(huán)，就像一個行星輪系一樣，由大環(huán)帶動小環(huán)，逐級有規(guī)則地運轉(zhuǎn)。從圖中還可以發(fā)現(xiàn)，PDCA循環(huán)并不是在同一水平上進行循環(huán)的，每次循環(huán)都會解決一部分問題，取得一部分成果，其工作就會進一步提高，到下一次循環(huán)又有新的目標和內(nèi)容。

二、PDCA循環(huán)在工科實踐教學(xué)中的體現(xiàn)

（一）工科實驗內(nèi)容的改革

在新的教育形勢下，高等學(xué)校構(gòu)建綜合性工程實踐平臺不僅可以實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研多層次實踐教學(xué)模式，還可以將理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)結(jié)合起來，使學(xué)生成為真正的學(xué)習(xí)主體，在工程實踐過程中循序漸進、逐步積累、技術(shù)內(nèi)化。依托該平臺可以充分發(fā)揮高校的科研優(yōu)勢，使之應(yīng)用于教學(xué)實踐、學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)之中，實現(xiàn)“認知型訓(xùn)練—實踐型訓(xùn)練—綜合型訓(xùn)練—創(chuàng)新型訓(xùn)練”四個層次多模塊、相互銜接的工程實踐教學(xué)體系，進一步體現(xiàn)實踐技能系統(tǒng)訓(xùn)練與科學(xué)研究能力培養(yǎng)相結(jié)合的特點。其中，認知型訓(xùn)練為專業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)用訓(xùn)練，主要是安排學(xué)生進行本行業(yè)認知教育，使學(xué)生初步認識本行業(yè)的特點及相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備。實踐型訓(xùn)練則是綜合應(yīng)用訓(xùn)練，主要是使學(xué)生全面了解和掌握對應(yīng)工程行業(yè)相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能，相關(guān)系統(tǒng)及輔助設(shè)備，能充分了解和掌握最新的行業(yè)技術(shù)及最新成果。綜合型訓(xùn)練則是培養(yǎng)學(xué)生的工程意識與實際應(yīng)用能力，使學(xué)生了解和掌握本行業(yè)動力設(shè)備運行及維護知識，掌握大型動力設(shè)備的啟停程序，控制模式及設(shè)備運行方式，并能夠結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行事故分析和處理。創(chuàng)新型訓(xùn)練是將實踐教學(xué)體系各課程內(nèi)容進行融合，分為多個訓(xùn)練模塊，各模塊多個知識點進行綜合，設(shè)置相應(yīng)的研究探索性實踐項目。

（二）PDCA實驗改革策略

工科實踐教學(xué)可以利用PDCA循環(huán)管理模式進行組織教學(xué)，首先要求具有明確的教學(xué)目標和教學(xué)計劃（Plan）；其次要求按照教學(xué)目標和教學(xué)計劃去實施（Do）；再次是對教學(xué)目標與教學(xué)計劃執(zhí)行情況進行檢查（Check）；最后通過教學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)問題，提出解決方案（Action）。這四個過程構(gòu)成了工科實踐教學(xué)第一輪PDCA循環(huán)。根據(jù)第一輪循環(huán)檢查發(fā)現(xiàn)的問題，再次制訂新的實踐教學(xué)方案，隨后進行第二輪PDCA循環(huán)。以此類推，形成一個螺旋式上升的工科實踐教學(xué)PDCA循環(huán)。其中螺旋頂部是實踐教學(xué)的終極目標。PDCA循環(huán)就像一個不停轉(zhuǎn)動的車輪，周而復(fù)始地運轉(zhuǎn)，每一次循環(huán)都在原水平的基礎(chǔ)上提高，每循環(huán)一次都有新的目標，解決一些問題，從而將工科實踐教學(xué)提升一個新的層次，各個循環(huán)直接相互促進、相互協(xié)調(diào)，四個階段缺一不可，緊密銜接。值得注意的是，PDCA循環(huán)必須圍繞A階段的目標和計劃轉(zhuǎn)動，及時總結(jié)經(jīng)驗，肯定經(jīng)驗，將行之有效的對策和措施，上升為新的標準，為下一個循環(huán)做好準備，這樣才能保證循環(huán)有效健康地運行。只要始終遵循有效的步驟來進行實踐教學(xué)，工科實踐教學(xué)體系就會始終保持在一個良性循環(huán)狀態(tài)中。

一旦利用PDCA循環(huán)管理模式將工程訓(xùn)練中心平臺搭建成功，就可以為學(xué)生創(chuàng)造更多的進入企業(yè)學(xué)習(xí)實踐的機會；并充分結(jié)合大學(xué)生暑期實踐、大學(xué)生課外實踐活動、大學(xué)生科技創(chuàng)新、大學(xué)生科技競賽等活動，夯實學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)。一方面，通過工程實踐教學(xué)這一平臺，可以廣泛吸收相關(guān)行業(yè)專家參與人才培養(yǎng)方案制訂，共同制訂培養(yǎng)目標、課程體系和實踐教學(xué)體系，并采取必要措施鼓勵行業(yè)企業(yè)專家參與人才培養(yǎng)過程，如教學(xué)、課程設(shè)計、各類實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等，開設(shè)企業(yè)管理課程等。另一方面還可以通過工程實踐平臺構(gòu)建具有行業(yè)與專業(yè)特色的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的實踐教學(xué)體系。針對企業(yè)人才需求，修改、補充、完善現(xiàn)有的實驗教材、講義、實驗或?qū)嵙?xí)指導(dǎo)書，編寫新的立體可視化實踐教學(xué)片，建立完整的實踐教材體系。策劃、鼓勵、資助教學(xué)和學(xué)術(shù)水平高的教師和企業(yè)專家合作編寫新教材，更新陳舊、過時的內(nèi)容，把反映當今高新技術(shù)發(fā)展的新發(fā)展、新概念、新方法及新技術(shù)等充實到新的教材中，充分反映相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的新發(fā)展和新要求。

同時工程訓(xùn)練中心采取開放運行的模式，定期公布中心可提供的課程、實習(xí)崗位、指導(dǎo)教師等相關(guān)信息，開設(shè)網(wǎng)上選課系統(tǒng)、指導(dǎo)教師雙向選擇系統(tǒng)、成績管理與查詢系統(tǒng)、就業(yè)與實習(xí)崗位發(fā)布等系統(tǒng)，為企業(yè)和學(xué)校的員工和學(xué)生之間搭起一座信息橋梁，可以讓更多的人參與到中心的建設(shè)中來。

三、PDCA循環(huán)在實踐教學(xué)中的實例應(yīng)用及成果

（一）PDCA實驗改革流程

為適應(yīng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、適應(yīng)能力強、具有創(chuàng)新精神和實踐能力”的人才培養(yǎng)目標的需求，某綜合性大學(xué)工程訓(xùn)練中心構(gòu)建了現(xiàn)代工程訓(xùn)練平臺，實施多層次的工程訓(xùn)練教學(xué)模式，研究創(chuàng)新面向拔尖人才。

該校首先制定了工程實訓(xùn)教學(xué)預(yù)期教學(xué)目標來提高科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)成效，增加學(xué)生受益面，同時在全國性科技競賽中取得優(yōu)異成績，并服務(wù)于本科教學(xué)實驗和畢業(yè)設(shè)計。

其次是結(jié)合其所制定的目標，開設(shè)相應(yīng)的課程。如在科技創(chuàng)新項目中采用先進設(shè)備，使學(xué)生實踐創(chuàng)新能力得到顯著提升，并開設(shè)創(chuàng)意課程，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新激情，鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維能力；在科技競賽方面，為學(xué)生參加智能車大賽提供高端示波器、數(shù)據(jù)采集卡、頻譜分析儀等檢測儀器和設(shè)備，提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力，為其參加全國性科技競賽打下堅實基礎(chǔ)；在本科教學(xué)實驗與畢業(yè)設(shè)計方面，承擔課程實驗教學(xué)以及本科生畢業(yè)設(shè)計，提高工作效率，改善實驗室的教學(xué)水平。

再次是結(jié)合工程實訓(xùn)教學(xué)預(yù)期教學(xué)目標對工程實訓(xùn)教學(xué)執(zhí)行過程進行分析。其主要問題有：設(shè)備明顯不足，多層次的工程訓(xùn)練難以正常開展；部分設(shè)備性能落后，與市場需求不適應(yīng)。前者導(dǎo)致實訓(xùn)教學(xué)僅僅能夠基本滿足工學(xué)部部分專業(yè)工程實踐的需要，無法適應(yīng)該校人文、理學(xué)、醫(yī)學(xué)專業(yè)開設(shè)工程訓(xùn)練課程的需要；后者導(dǎo)致主體實訓(xùn)項目仍停留在傳統(tǒng)的 “金工”實習(xí)層面上，與同類院校開設(shè)的先進技術(shù)訓(xùn)練項目有較大差距。

最后是根據(jù)所檢查出的問題，選擇合適的解決方案進行逐一解決。如依托能源動力工程與裝備綜合實驗室，彰顯可再生綠色能源工程特色。購置可再生能源模型構(gòu)件，學(xué)生可創(chuàng)意組裝，普及可再生能源知識。購置機器人演示與組裝模型，科普機器人知識。建立智能汽車測試環(huán)節(jié)，配置儀器及零配件，為學(xué)生參加全國智能汽車大賽奠定基礎(chǔ)。購置桌面3D打印機、計算機、創(chuàng)新設(shè)計軟件，建立3D打印實訓(xùn)教學(xué)平臺。學(xué)生可利用該平臺，充分發(fā)揮想象力，打印出自己心儀的作品，同時激發(fā)學(xué)生研究3D打印技術(shù)、探索前沿技術(shù)的興趣。增加工程實踐與綜合部分先進技術(shù)設(shè)備，增加設(shè)備臺套數(shù)，擴大承載能力。購置超精細激光金屬切割機床、加工中心，增加先進技術(shù)訓(xùn)練項目。

（二）PDCA實驗改革成效

通過上述第一輪PDCA循環(huán)發(fā)現(xiàn)，本循環(huán)還有尚未解決的問題，如高端CAM創(chuàng)新平臺建設(shè)不足，難以讓學(xué)生進入數(shù)字化智能化制造時代；模擬駕駛設(shè)施，數(shù)控車床、線切割機床等數(shù)控設(shè)備數(shù)量有限，難以擴大教學(xué)承載能力；先進的焊接教學(xué)機器人實訓(xùn)平臺難以讓學(xué)生感受焊接自動化技術(shù)的現(xiàn)代化水平；虛擬制造實訓(xùn)教學(xué)平臺建設(shè)不足，難以改善實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化教學(xué)過程，提高設(shè)備、場地的利用率。本次PDCA循環(huán)尚未解決的問題將會轉(zhuǎn)到下一次循環(huán)中，進行進一步有針對性的改進。這種方法在一定程度上可以解決工程實訓(xùn)教學(xué)存在的部分問題，促進工科實踐教學(xué)質(zhì)量的提高，適應(yīng)教育發(fā)展的新形勢，給工程實訓(xùn)教學(xué)模式帶來一定的創(chuàng)新。

為期兩年半的PDCA循環(huán)工程實訓(xùn)教學(xué)模式探索試驗表明，該訓(xùn)練中心已獲得國家級獎項三項、省部級獎項五項，獲獎領(lǐng)域包括專業(yè)類科目競賽、創(chuàng)新類大賽、智能車競賽、機器人大賽等多個領(lǐng)域，這對推動實踐教學(xué)改革，提高畢業(yè)生的素質(zhì)能力具有重要意義。

四、結(jié)論

本文以高校工科實踐教學(xué)管理為研究對象，分析了影響實踐教學(xué)質(zhì)量的主要因素，并借鑒國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的全面質(zhì)量管理理論，構(gòu)建了工科實踐教學(xué)體系和形成了PDCA循環(huán)管理方法。結(jié)合工程實訓(xùn)教學(xué)具體案例，從計劃、執(zhí)行、考核和處理四個階段闡述工科實踐教學(xué)實施全面質(zhì)量PDCA循環(huán)管理的過程。這在一定程度上克服了傳統(tǒng)實踐教學(xué)的弊端，解決了工科實踐教學(xué)存在的部分問題，提高了工科實踐教學(xué)的質(zhì)量和效益，并適應(yīng)教育發(fā)展的新形勢，帶來了實踐教學(xué)管理的創(chuàng)新，為提高工科實踐教學(xué)質(zhì)量提供了借鑒。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]