案例式教学在基础工业工程教学中的应用与探讨

丁怡 张世亮 俞国燕

[摘 要]当前基础工业工程教学中存在开课时间早，学习与应用脱节，知识吸收与转化率低等问题，不利于培养学生的自主思考能力。案例式教学可以吸引学生的注意力，将课堂教学中基于课本知识与实际生产、生活现象相联系，培养学生主动发现问题、善于提出问题、有效解决问题的习惯。案例式教学在使用过程中应注意案例内容不应该过于丰富，提升教师角色定位的有效性，同时注重对案例学习后的总结。

[关键词]案例式教学；基础工业工程；教学方式

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）11-0095-03

工业工程（Industrial Engineering，简称IE）起源于20世纪初的美国，它以现代工业化生产为背景，在发达国家得到了广泛应用[1]。现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。工业工程专业是以降低成本、提高产品质量及生产效率为核心的一门综合性、多元化的应用知识体系学科。基础工业工程既是工业工程专业的一门基础课程，又是一门核心课程[2]。该课程的重点在于激发学生对工业工程专业的兴趣，使学生掌握本专业最基本的生产管理方法，引导学生在该领域对需要研究的问题保持关注，启发学生对现阶段生产管理模式的讨论，以便他们更深入地学习专业知识。本科毕业生在本专业求职及后续深造的过程中，都会大量使用该课程的知识[3]。

一、当前基础工业工程教学中存在的主要问题

高等教育并不仅仅是为了培养学生的工作能力和业务水平，也是为了以通识教育为引导力量，在让大学生认知世界、探索真理的过程中，提升学习者对整个社会的理解、认同及改善。而工业工程专业培养的人才不能仅仅是为了学以致“用”，更要学以致“思”。工业工程专业的特点是来源于课本，实际应用却远远高于课本知识。这给工业工程的课堂授课带来很大压力：如何让学生在学习课本知识的同时，举一反三、触类旁通地去理解实际应用的案例，这是当前工业工程教学领域中的难题。当前工业工程教学中存在的问题主要体现在以下几个方面。

（一）开课时间早，学习与应用脱节

本课程虽然在专业系统学习中是重点核心课程，但由于该课程的基础性，一般开设在本科第四学期，此时学生尚未进行系统的专业学习，只学习了先修课程专业导论，对工业工程专业整体的学习重点无法把握。很多学生对专业课的学习不具有前瞻性，在正规授课阶段才匆忙应付，对专业课不能给予足够的重视，临毕业求职时通过企业面试了解到该门课程的重要性，又重新花费时间学习该门课程的专业知识，造成教学的无用与浪费。

（二）知识吸收与转化率低

任何课程都离不开知识语义编码、进行长期存储的目的。而工业工程专业不仅要培养学生对课本知识的理解，而且还要培养学生面对生产现实去分析及解决问题的能力。在传统的授课过程中，教师通常采用“一对多”的教授模式，这种模式反应简单，“无信息反馈”，在学生知识的学习过程中不能形成“闭环”。而专业课本身教授的知识点很多都是以生产实践为背景的，学生本来学习兴趣就低，这种照本宣科的教授方式不利于知识的吸收和转化，难以引发学生的共鸣。学生通过死记硬背记住了如何去寻找和发现问题，而等到需要“分析和解决”问题时，学生因不具有与生产实践相结合的能力，无法对通过课本知识找到的优化点进行精益改善，造成知识吸收及转化率低下。

（三）不利于培养学生的自主思考能力

在传统的教学过程中，本课程教授一般是从典型制造企业的管理模式入手，在以现场作业为主的程序分析的基础上，运用课本案例说明精益改善原理[4]。国内高校本专业该课程的授课方式大部分也采用了传统授课方式，但通过学生反馈及调研我们发现，该方式主要是利用文字叙述案例的方式，这容易使案例理论性过强，内容枯燥，学生很难产生兴趣和疑问，不利于培养学生的自主思考能力，也无法对学生进行深层次的提问，培养学生精益改善的思维，创新意识更无从谈起[5]。

工业工程专业课程的重点在于思考如何寻找优化改善之处，如何进行优化改善。课程内容只能提供给学生分析优化的工具，卻不能引发学生的“灵感”。其实，教学过程中还需要有大量的案例来提供丰富多样的解决方案，这样才能让学生形成所谓的“灵机一动”。

因此，如何改革传统的教学方法，在授课方式上让学生生动地学习到精益改善的思维并培养其良好的思考习惯，同时能够让学生对所学的重点理论知识留下深刻的印象，这是本课程改革的重点。针对以上在教学中出现的问题，通过思考及探索，本文提出一套具有专业特色的案例式教学授课方式，其在教学过程中取得了一定的成效。

二、案例式教学在基础工业工程教学中的实施

教学过程应以“学生”为中心，以“兴趣”为出发点。视频案例具有比文字性案例更活跃、更生动的特质。使用案例式教学，可以很容易吸引学生的注意力，同时利用时效性强的视频案例，可以将课堂教学中基于课本的知识与实际生产、生活现象相联系，培养学生主动发现问题、善于提出问题、有效解决问题的习惯[6] [7]。在讨论案例过程中引导学生对案例进行质疑、提问、分析，培养学生分析问题、建立模型、解决问题的能力。由于工业工程专业的特点，该专业的学生应具备对现有生产流程（设备）持有“继承并批判”的思想：“继承”是要学生对现有生产流程过程及设备工作原理熟悉并掌握；“批判”是要学生具有精益改善的思维，不因循守旧，善于利用发散思维对工作现象进行分析、思考，将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化。

在使用视频案例式教学时，主要分为两个阶段：第一阶段，常速观看视频，使学生身临其境了解某条生产线的生产运作情况，或者某种产品的制作工艺流程，在了解后结合所学知识点，对视频内容进行知识内容的讲解；第二阶段，慢速回放视频，详细分析视频中所要分析改善的各个工序或者动作，引导学生发现问题，提出改善方案。这种教学方式不仅可以使知识变得生动、具体，同时能使学生对新知识的接受度变得更高，学生有一种“自主创造”的感觉，这与传统课本知识对照答案去理解有很大的不同。

（一）使用视频案例教学，重视视频内容的选取

案例内容的选取直接关系到学生对知识点的吸收及理解速度。我国的工业工程近些年也在蓬勃发展，但仍与美国、日本等发达国家有差距[8]。为了提升学生学习及创造的前瞻性，授课视频重点选取英美等发达国家产品的先进制造流程视频，以扩大学生对制造业理解的知识面，培养他们精益改进的思维，让他们敢于创新、勇于创新、不可盲目崇拜。在具体的教学过程中，每4课时将分配出固定时间，观看教学视频案例，学生通过分组的形式，对视频案例进行问题的提出、分析及解决。

（二）重视课程知识点与案例重点处的衔接

要通过视频培养学生主动思考、提问题的习惯，这是案例式教学的重中之重。知识点与案例重点的相关处是本课程案例教学的重难点。基础工业工程授课知识点的特点就是小且关联紧密。因此对视频的截取及分解是非常重要的课前准备环节。首先，应截取与本节课程无关的内容，防止学生思考偏移。其次，分解能够有效体现该节课程知识点的细节，使其场景化、聚焦化。最后，引导学生提出有效问题。

例如，在对“程序分析”知识点的讲述过程中，该节课程的重点是绘制工艺程序图，并通过分析对实际生产情况进行检查及改善。本节课使用案例式教学，通过“圣诞节玻璃制品”的制造工艺视频，向学生们展示手工玻璃品制造的工艺流程，先通过第一遍视频，让学生熟悉产品的工艺流程。第二遍视频则通过慢速播放，对学生进行提问，如该产品属于何种生产程序类型，让学生分解出制作过程的若干道工序，并按照分析结果绘制出相应的工艺程序图。最后通过一遍回放，让学生利用“5W1H”提问技术及“ECRS四大原则”，对自己所制作的工艺程序图进行进一步的修改和完善。本视频时长大约3分钟，反复观看及思考大约花费15分钟课堂时间，但是这能寓教于乐，让学生体验到动手解决问题的乐趣，能培养学生对改善创新的习惯和自信，课堂知识点反馈效果积极良好。

（三）引导学生有效进行思考、提问

工业工程师的精益改善想法往往来自于日常生活与工作生产，因此，要培养学生精益改善的思维，就要在课堂教学中基于课本知识与实际生产、生活现象的联系，将学生主动发现问题、善于提出问题、有效解决问题的习惯培养起来。培养学生用精益改善的思维对日常生活进行分析，启发学生积极思考，引导学生的发散思维，让学生寻找提升生产率的潜在因素，充分调动学生的主动性与积极性。这既能督促学生获得知识，又锻炼了学生运用理论知识分析、解决实际问题的能力，培养了学生勤动手、勤思考的习惯。

例如在知识点“布置和经路分析”的教授过程中，我们主要向学生展示丰田公司物料管理现场的仓库存贮视频。通过观看视频，学生在教师的引导下先将仓库的平面布置图画出，再根据视频里物料选取的方式、时间，将表示加工、检查、搬运、储存等工序用规定的符号标注在平面布置图上。结合教师的进一步提问，让学生根据问题寻找仓库中哪些存储设备现阶段看起来不合理，此时学生会通过积极思考，进行整体规划。

在视频案例观看结束、问题提出后，每个小组合作前要让每个学生对问题先有一个独立思考、形成自己见解的过程，让学生产生表达的需要，进而在合作中不断加深和完善对问题的见解。在整个过程中，教师的工作就是引导学生调动已掌握的知识去分析解决问题，教师只是引导者，学生才是解决问题的主要力量[9]。

（四）结论点评与课堂重点相结合

结论点评在理论教学中非常重要，这需要教师对课程及相关知识、工程应用、前沿技术有深刻透彻的领悟。案例式教学生动有趣，但如果忽视结论点评，课程会变成“视频观赏”课，从而失去其本来的针对性及理论性。在讨论过程中，可以采用头脑风暴的方法，让多个小组同时对某一个具体的问题进行讨论，结合教师有效的理论知识引导，最终找到合适的解决方案。例如，向学生展示美国棒球职业联赛使用的“棒球的制造工艺”，在教授“改进作业流程、平衡生产线”及“动作分析”两个知识点时播放。通过常速视频引导学生对棒球的制作过程进行流程程序分析，慢速播放引導学生将棒球制作人员进行作业时的一系列动作记录下来，对作业人员进行动作分析，最后分组分别进行论述，提出改善棒球制作的生产效率优化方法。由于没有固定的优化方式，学生的回答可能会发散，但是教师在进行最后点评时，一定要回到“发现瓶颈环节、进行生产线平衡率的计算及对比”上来，做到对本节知识点相互呼应，有的放矢。

（五）多种教学方式综合使用

为使课堂生动化，加深体验式教学和互动的效果，我们采用了多种教学手段，使学生对管理学的学习兴趣大大提高。

课上分组竞赛。课下学生自愿分组，6人一组，每个小组设组长一名，每组必须有一名女同学。课堂授课时，利用“小组合作—个体展示—集体深化”的研究模式进行。

课外调研小组。原则上应与理论课上组成的小组一致。学生也会依照课堂的分析、学习、讨论的整体思路，对自己身边存在的各种生产系统进行问题的发现、分析、改善。如对学校垃圾桶的整体位置放置、对食堂供餐人员进行动作分析，引导、组织学生进行合作探究学习。在调研初期，教师应引导学生去发现需要注意的问题，与学生一起设立较简单的调研题目；在中、后期，可由学生自行设定调研题目。

课程实训环节。利用假期时间，进一步与珠三角地区制造型企业进行“精益改善”项目合作，打造学生实际生产培训基地。充分与制造型企业进行校企合作，通过实际企业生产的精益改善项目，让学生真正地将所学知识运用到实践中去。目前，可以合作的企业有美的集团（顺德）、广东万和新电气股份有限公司等。

三、案例式教学在本课程中应注意的问题

（一）案例内容不应过于丰富

内容过于丰富的案例，会使学生忽视教学环节的重点，不利于集中思考。同时，案例不能太难、太复杂。案例的难度太大，绝大多数学生会觉得无从下手，无法表达自己的见解，那么分析讨论便无从进行，更提不出解决问题的措施，这会导致教学活动的失败。

（二）提升教师角色定位的有效性

案例式教学法重在教师的引导，此时，教师已不再是传道、授业、解惑者，而是讨论过程中的组织者和指导者。教师要在学生的讨论过程中控制全场的思路，发现思路偏移教学目标时，要及时纠正；在观看视频时，总有集中力较差的学生“走神”，此时教师应稍微暂停视频播放，并及时对前段视频进行点评，吸引学生注意力；在提问环节，教师要事先设计好多个问题，由浅入深地向学生发问，引起学生的代入感和关注度，这样可收获较好的课堂教学效果。

（三）重视对案例学习后的总结

点评总结在案例式教学中至关重要。没有总结，案例式教学就流于形式。有针对性的总结是对知识点的重申及升华，指出讨论过程中学生存在的不足与成功之处，能够进一步加深学生对知识点的印象。点评可以选取对视频案例进行现场总结，也可结合课本的相关知识点，利用课本相关内容进行总结。通过课堂实践我们发现，后者的教学实效性更好，更能体现出理论知识“从课本中来，回课本中去”，让学生学习起来有理可依。

四、结语

案例式教学法在基础工业工程课程中的实际应用还很丰富。根据工业工程专业的性质，如能增加专业教师的亲身实践，增加其到企业挂职锻炼的机会，采集到有关我国工业制造发展的相关视频，这对实施我国高校案例教学将大有裨益。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 姚健，陈本士.基础工业工程课程改革的研究[J].教育探索，2013（3）：35-36.

[2] 蒋增强，鄂明成.工业工程实验与实践教程[M].北京：科学出版社，2016.

[3] 王建林，马如宏，周峰.基础工业工程课程改革的研究与实践[J].高校实验室工作研究，2013（4）：27-28.

[4] 郑玉巧，赵家黎，吴苍.基于制造业视角的工业工程实践教学研究[J].实验科学与技术，2016（3）：92-95.

[5] 陈林杰，赵宁雨，陈彬科.以案例式教学提升教学质量[J].当代教育理论与实践，2016（1）：68-69.

[6] 陈向明.优秀教师在教学中的思维和行动特征探究[J].教育研究，2014（5）：128-138.

[7] 張佩云.项目驱动的软件工程课程案例式分段情景教学研究[J].计算机教育，2013（3）：77-79.

[8] 宝峨.专业基础工程创新之源[J].建设机械技术与管理，2009（1）：72-77.

[9] 胡冰.高校数学教学模式的改革与创新[J].黑河学刊，2012（8）：100-101.

[责任编辑：陈 明]