构建PDCA一体化的项目导向式工程教育方法研究

李 妮，董占军，王天健

(1.中国海洋大学 工程学院,山东 青岛 266001；2.山东工艺美术学院,山东 济南 250014)

项目导向式教学将工程技术人才培养中的科学知识、技术知识和工程知识统一,并能有效地将理论与工程实践相结合。因此,项目导向式教学在近年来备受教育界青睐。然而项目导向式教学不同于真实企业环境下的实践项目。学生在项目课程实践中容易出现阶段目标分散,拖延时间,质量达不到预期的现状。本文从教学管理的角度出发,依据PDCA理念,并以工业设计专业为例,分别从教师教学设计、教学管理和学校政策管理角度探讨了项目导向式教学高质量获得的方法和路径,最后以工业设计企业实践课题挂式拖车为例展示了PDCA在项目管理中的重要性。

1 PDCA一体化教学体系的原理及特点

项目导向式教学始于16世纪意大利的大学中,在20世纪受到美国和欧洲大学的关注。它基于工作任务的教学模式,让学生以项目(组)形式完成一项或多项任务,并以书面或口头形式总结表达其过程及产出物[1]。其核心理念是将学生掌握的多学科理论性知识有机融入具体项目实践中,从而使各学科知识更富逻辑性。

PDCA是一种科学的工作程序,是开展有质量活动的科学方法。它由美国质量管理专家休哈特博士提出的质量持续改善模型,又称 “戴明环”。该模型在企业质量管理中得到广泛应用。PDCA模型可分为四个阶段(如图1所示),即P(plan),计划制定阶段；D(do),计划执行阶段,该阶段主要任务是按拟定计划实施；C(check),计划检查阶段,该阶段主要任务是对计划实施的效果进行检查；A(action),计划处理阶段,该阶段主要任务是根据检查结论,对出现的问题进行改进并纳入到下一个PDCA循环中。PDCA呈循环螺旋式上升,其四个阶段的转动周而复始[2]。从整体看,PDCA又是一个大套小、互相独立又互相联系的管理程序体系[3]。

PDCA模型用于项目导向式教学可充分发挥两者的优势,并且PDCA模型的循环前进特性可将项目内容充分地分解、执行,并能在不断地检查中按照目标轨道前进。

图1 PDCA的循环促进

2 PDCA一体化教学的应用方法

PDCA循环的管理思想和程序适用于高校教学管理之中[4]。项目一体化教学中导入PDCA理念可进一步完善教学内容、教学方法和教学效果,确保从计划到检查评估和处理实施得到有效性的管理。本文以工业设计专业为例进行以下解析。

2.1 明确课程定位及课程总体目标、阶段目标

鉴于PDCA的过程管理特色,项目导向式教学首先要明确教学目的和定位。设置总体目标和阶段目标,制定合理明确的设计任务和教学时间,以便让学生能充分了解教学的逻辑性及系统性。这一阶段,相当于PDCA理念中的P阶段,即把整个教学方向作为策划的目标,以实现这个目标为载体[5]。就工业设计专业而言,以项目为导向的教学能够充分展示产品设计开发过程的完整性以及多学科的融合性等特征。PDCA可以在各个阶段的课程群中与项目导向式教学方法结合,每个阶段中都要明确课程目标、特点和任务。

2.2 构建循环上升的阶段教学知识点

循环上升的阶段管理特性是PDCA的重要管理特点,如图2所示。项目式教学需要配合PDCA的特征。项目导向式教学虽以项目为载体,其本质是将课程内容打通,目的是使知识得到有机贯穿。这要求教师在熟知教学知识点的基础上能够设置承上启下的递进设计任务。递进的设计任务符合PDCA螺旋上升的管理体系,并能加强知识点的循环认知与理解。

图2 循环上升管理

2.3 重视阶段检查与修正

项目导向式教学的高质量实施离不开PDCA理念在各个环节中的有效检查(C阶段)和处理(A阶段)。这需要教师除了在课程内容设置中加强知识点的循环认知外,还需要根据学生的认知状况不断地总结(C阶段)和修正(A阶段)。总结和修正需要引入课程评估机制。内容除包含对阶段课程目标点的评估以及总体目标的评估,还包含对教学方法、学生反馈状态、授课进度等内容的评估。通过评价,对于已经达到的预期效果进行巩固；对未达到的效果,分析影响因素。改进的需求将导致进一步的教学策划,而这将引导整个教学过程的提升和发展,并进入教学持续改进的良性循环[6]。

2.4 加强人文素养在课程间的渗入

从PDCA所包含的四个过程来看,策划是基础,实施是核心,检查是手段,持续改进是根本[7]。它作为一种教学管理手段,在与项目式教学结合的工程技术人才培养过程中应注意人文素养在课程间的渗透。这可实现专业培养和人文培养的双向目标。工程技术人才的人文培养是多方面的,如美国工业设计教育就很重视学生 “个性偏好”的培养[8]。总的来说,人文素养包含学生的职业道德、团队协作能力、个人能力、性格、人生观等的培养。

3 PDCA一体化教学管理组织体系的完善

PDCA管理循环应用到高校教学管理中能够改善和提高教师乃至学校的整体教学质量[9]。PDCA实施的目的是加强质量保障。质量保障离不开组织体系的完善。组织的结构和功能设计必须考虑预期的服务功能[10]。项目导向式教育不同于传统的课堂讲学。它在与PDCA的融合过程中,也对学校的教学管理策略与路径提出了新的问题。

3.1 加强项目教学实施过程中自组织项目的规范性

基于PDCA理念的项目教学的实施需要构建教师与学生项目团队、学生团队之间的组织关系,并对项目的有关要求,项目实施者的责、权进行一定的规范性。教师要构建项目工作的范围、项目的产出物和验收标准等内容。学生需要解读项目的工作说明,再创建自组织项目的内部规范。加强项目中每个人的责、权范围,调动每个人在项目中的积极性。在不间断的项目中展开项目管理,促进教学内容的高效实施。

3.2 构建自由开放的项目教学空间

基于PDCA理念的项目教学在空间环境上的要求是以教学内容为依托,形式灵活。其实训特性决定了授课地点不完全拘泥于教室空间中,可在实验室或企业,也可根据教学内容灵活变更场地。如工业设计专业中的产品设计调研环节,就可在商场等空间中进行。后期产品设计的模型制作、表面处理加工可在相应生产供应商中展开。美国工业设计教育就比较重视设计的调研执行问题,并强调把设计研究和市场研究作为创新技术基础,包含了解用户的行为观察、设计问题澄清、解决问题过程[11]。

3.3 加强与企业及专家的联动、促进

我国的工程教育规模居世界第一,但人才培养质量等指标与世界水平相距甚远[12]。学生的理论知识高于实践技能和创新能力。项目导向教学过程中加强与企业的联系可改变现行实践教学方式在育人机制上的不足,企业专家所具有的丰富的一线经验以及提供的工程实践课题,将进一步实现卓越工程技术人才的培养。校企联合平台的搭建,在实现教学资源共享的同时,能够优化实验教学内容,改革实验教学方法和考核方法。长期的校企合作过程能够强化实践教学团队的整体系统工程能力,为进一步深化培育校企合作一条龙的育人机制奠定基础。

3.4 创建客观、完善的项目教学督导评估体系

大学教学活动质量评价具有复杂性。随着项目导向式教学的开展,教学督导评价的方法不能单纯地与传统课堂授课评估体系相一致。项目导向式教学的评估体系需要从专业的视角,综合、完善地评价。这种从学校管理的角度对项目教学的评估,属于PDCA中的C阶段,目的都是为了更好地改进和执行A阶段。学校管理部门的项目教学课程评估体系也应以PDCA理念为依托,重视指导环节、过程及改进,开展短期和长期结合的质量追踪,为项目教学提供更为优良的教学平台。

3.5 挂式房车设计的项目导入与PDCA理念融合的教学实验案例

本文以工业设计专业产品系统设计课程为例进行教学方法的展示。产品系统设计课程的重要内容是让学生掌握产品的系统以及系统的设计思维。其产品系统由产品自身构造系统、产品与用户的系统、产品与企业文化的系统、产品与社会风尚系统等内容构成。本课程的挂式房车设计项目是由青岛的工业设计公司为外贸加工企业服务的实际案例引入。挂式房车悬挂于汽车后,用于旅游或露营,满足睡眠、存储或烹饪等功能需求。我国由于经济与生活水平还欠发达,再加上交通部门的规章制度要求,致使挂式房车对国人还比较陌生。这正是由于企业项目引进才能使前瞻实用性产品引入课堂,体现了项目导向式教学与企业接轨的重要意义。

课程在训练前,制定了详细的课程计划,这一阶段属于PDCA理念中的P阶段。课程计划包含了课程的总体目标、阶段目标、课程的内容呈现方式、课程时间、课程所需的相关方法、企业市场资料等内容。如表1所示,为课程计划截选的一个总体概括目标,这属于PDCA理念中的P阶段。

表1 挂式房车课程训练总体内容制定

图3 拖车初期设计方案

学生按照课程计划内容实施,即PDCA中的D阶段。在执行的过程中,教师在具体的每一个课程分布目标中进行检查(即C阶段)。这里本文以其中一组同学的设计案例来讲解PDCA理论模型中的A(处理)阶段。如图3所示方案,是小组在创意设计阶段通过手绘板与电脑软件结合的形式进行的方案快速效果展示。从展示看,这组同学具有较为灵活的创意思维,并且设计能力和表达能力都很不错。设计方案通过仿生设计方法将产品设计为流线型,具有速度感。产品的打开结构为跑车式的上翻样式,较为新颖。然而本次设计的目标为实用型,中档型定位。其设计方案为概念型设计,设计的产品明显高于生产企业的研发实力。中间节点的检查(C阶段)让学生理解产品设计系统要基于企业和市场环境。后期学生经过再设计(D阶段),则有了最终的方案,如图4所示。

图4 拖车后期的设计方案

从图4中可看出,方案与先期设置的目标计划比较接近,是市场和企业所需要的落地方案。且明显比图3方案的实用型强,更符合现行企业的加工水准。此案例充分说明了PDCA在项目教学中的融入,加强了节点目标的过程管理力度。

4 结束语

PDCA一体化的项目导向式教学使教师的教学思想朝着自主、合作、探究、高效的教学方式迈进。学生在这一过程中不断修正、完善专业技能,其个人的性格和习惯也得到了塑造。项目导向式教学的过程是发现、解决、执行的过程。PDCA是计划、实施、检查、处理的过程。两者的融合使教学内容和教学成果得到有效的提升,促进了卓越工程技术人才的专业技能、实践能力、职业素养等方面的培养。