基于OBE理念的《精益生產》課程體系分析

吳 昊　談 波　龐可染　戰惠惠　

基于OBE理念的《精益生產》課程體系分析

吳 昊談 波龐可染戰惠惠

（馬鞍山學院智造工程學院，安徽 馬鞍山 243100）

為了使工業工程專業畢業生的專業能力滿足用人企業實際需求，借鑒基于學習產出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE），文章以《精益生產》課程為例，從課程目標、知識體系和教學過程三個層次進行分析，提出了以激發學生創造力、強化知識體系和提升學生參與度的教學模式和評價體系，對提升學生專業技術能力具有重要意義。

OBE理念；精益生產；課程體系

引言

OBE理念自2013年被引入國內以來，由于其強調學生專業知識能力的獲取，并以此來反向推動課程體系、教學目標、教學方法、學習成果評價等方面構建，形成擁有PDCA循環功能的教學閉環，具有不斷改進教學質量和水平[1]，與實際用人企業需求向對接的特點，在我國工程教育領域廣受歡迎，獲得了眾多學者的關注。

《精益生產》作為工業工程專業的核心課程，包含了本專業大二、大三所學專業課程中的絕大部分知識點，且具有非常明顯的實際應用屬性，是目前我國眾多制造型企業降低生產成本、獲取更高利潤、改進生產方式、快速滿足市場需求變化的重要途徑[2]。在此背景下，制造型企業對于從事精益生產（Lean manufacturing，LP）領域的專業人才需求缺口大，如何培養出滿足企業用人需求，能夠靈活應用專業知識和進行創新的學生，對于應用型本科高校而言，具有重要的研究意義。

因此，本文以《精益生產》課程為研究對象，基于OBE理念對該課程體系進行研究，以課程學習目標為出發點，結合企業實際需求和專業培養大綱要求，進行課程教學內容體系的分析研究。

1　《精益生產》課程目標分析

OBE理念的主要特點就是從學生知識能力的掌握情況出發，對教學過程進行分析改善，進而落實課程以及專業所設立的相關目標[3]。馬鞍山學院作為應用型本科培養高校，教學活動的主要任務就是扎實培養學生的知識掌握能力和應用能力。基于此任務，對《精益生產》課程目標進行系統分析。

馬鞍山學院工業工程專業的《精益生產》課程開設于大四上學期，授課學時為32個學時，采取課堂集中授課的教學形式，根據課程大綱和專業培養計劃，結合已畢業學生所在用人企業的實際反饋，提出《精益生產》課程的4個主要學習成果目標：

（1）了解精益生產的基本理論框架，明確傳統生產方式與精益生產模式的區別；

（2）了解精益生產理論的發展歷程以及其新思想、理論、技術和方法；

（3）掌握看板管理、均衡化生產、自動化、一個流生產以及價值流分析等生產活動的支撐、分析方法，通過案例分析等形式，明確此類方法的運用場景和流程；

（4）結合外出生產實習經驗和比賽活動，鍛煉在實際應用過程中發現問題的能力，初步具備運用專業技術分析問題的能力，嘗試自主進行問題改善活動及其有關方案的撰寫工作。

通過以上歸納出的4個主要學習成果可以看出，學習成果目標（1）和學習成果目標（2）主要強調的是學生對于該門課程基本理論框架及其發展過程、特點的了解，目的在于讓學生知道什么是精益生產？為什么會出現精益生產理論？為什么要學習精益生產？以避免出現課程學習結束了，但學生仍然不了解這門課程的作用以及學生不知道為什么要學習這門課程的情況出現。

學習成果目標（3）著重于關注課程方法技術的學習內容和程度要求，并且通過案例分析、視頻學習等形式將枯燥的書本知識立體化、趣味化，讓學生直觀的感受這些方法、技術的應用，以便構建完整的知識框架。

學習成果目標（4）強調學生對于知識、技術的應用能力，這一成果是用人單位反饋所明確提出的。當學生離開校園，進入用人單位工作時，最大的難點在于如何將書本上的知識運用起來，以及去發現、解決問題。為了加強學生在這一方面的能力，提出了“外出生產實習＋比賽活動參與”的培養模式，外出生產實習不僅符合專業培養方案的有關要求，同時還能以此為契機，讓學生作為參與者，親身體驗相關企業的生產運營實際，結合實習報告的約束，要求學生對于企業實際結合所學知識進行分析，以實現發現問題、分析問題的鍛煉。同時比賽活動的開展可以提升學生問題分析能力和方案的撰寫能力，以實現綜合能力的提升。

2　《精益生產》課程知識體系分析

在結合專業培養目標和課程目標，使用OBE理念和用人單位需求反饋進行分析，提出4個課程學習成果規劃之后，需要對課程知識體系進行分析，找出現有課程知識體系與課程學習成果之間的匹配關系，現將《精益生產》教學內容分為以下幾部分：

（1）精益生產概述部分。此部分主要介紹精益生產的來源、發展、理念等內容，著重介紹精益生產的核心理念體現——準時化生產。

（2）準時化生產的支撐技術。該部分從三個方面進行分類，分別是時間、數量和產品類別方面，包含看板管理、總量均衡、品種均衡、流程化生產、少人化生產、縮短作業切換時間、準時化物流等章節的內容，是本課程的學習的重難點內容。

（3）準時化生產的分析技術。該部分包含兩個方面的內容，分別是自働化和價值流圖。這兩個技術分別適用于分析生產線系統在制造過程中是否存在異常或缺陷和制造過程活動所帶來的增值與否。這兩個技術可以用來分析產品生產線的制造和流程設計，是提高產品質量、消除無增值活動的重要分析手段，但內容較為抽象，對學生而言難以去理解。

（4）相關基礎理論。此部分主要由已學過的專業課組成，例如標準作業法、現場改善、基礎IE、目視管理、5S管理、TPM、品質管理等內容。由于此部分的內容在之前的專業課程中已經進行過學習，所以理論知識難度不大，但重點在于如何將多門課程的核心內容融合起來，結合精益生產思想，在學生層面形成相應的知識體系，讓學生在進行分析問題時可以做到系統化思考。

通過以上對于該課程內容的劃分可以發現，《精益生產》課程體系具有非常強的綜合性和實際應用屬性。本課程知識體系與工業工程專業其余相關課程關系圖如圖1所示。

圖1 課程體系結構圖

根據張洪亮等[4]的研究結果，在用人單位對工業工程專業的4項專業技能需求中，精益改善的重要性程度最高，達到0.108；考慮全部18個評價指標，其重要性僅次于決策優化的0.118。由此可見，做好基于OBE理念的《精益生產》課程體系建設，符合工業工程這一應用型專業的本質需求，也滿足用人單位的實際需求，具有實際研究價值。

3　《精益生產》教學過程分析

在傳統教學設計過程當中，教學重難點往往是根據知識點難度進行劃分，也就是單純的從記憶能力、計算能力角度來判定學生是否掌握有關知識內容。常常會出現學生通過死記硬背、臨時突擊的方式來通過考試[5]，在此情況下學生對于專業知識的理解和運用能力必然是無法達到學習成果目標要求的，本文以“流程化生產”這一章節的教學內容為例，從章節知識內容、教學活動、學習成果評價三個方面進行分析研究。

3.1　章節知識內容與預期學習成果

“流程化生產”是《精益生產》課程結構的第五章，授課主要內容涵蓋生產流程分析、設備管理、動作分析與分配、人員管理等內容，章節知識體系完整，涉及本專業其他專業課程內容多，因此，首先從章節知識內容入手，明確本章節教學知識層級，具體如圖2所示。

圖2 章節知識關聯圖

由圖2可以發現流程化生產的目的可以歸納為4點，分別是縮短生產周期、便于質量問題回溯尋源、減少/消除在制品庫存、減少無效搬運。通過與章節內容的關聯，發現“流程化生產”章節內的教學重點分別是設備布置和設計、一個流生產和少人化。但設備布置和設計、少人化這兩部分的內容，在《物流工程1》《基礎工業工程》課程的學習過程中已經進行過詳細的學習，在本章并不將其設為教學難點。由于一個流生產、縮短作業切換時間與企業實際生產過程密切相關且較為抽象，若完全按照書本進行教學，學生難以進行理解，故將其設為教學難點。

基于之前所提出的《精益生產》課程學習成果目標，給出第五章“流程化生產”的學生學習成果目標：通過對比實驗和仿真，明確設施布置在生產過程中的影響，學生能夠判斷設施布置的合理與否，并對其進行設計改進；將生產過程在課堂中直觀化體現，分析傳統生產模式中庫存多、質量溯源難、生產周期長的原因，學生能夠從流程角度找出問題所在，并初步制定流程分析圖。

3.2 教學方法分析

在目前“流程化生產”章節的授課過程中，以主講教師理論授課為主，強調理論知識的灌輸，通過電子課件結合教材中的案例對重難點進行展開，結合課后的作業布置以及期末考試來檢查學生對于專業知識的掌握情況。教學過程完全由教師教學進行主導，學生的學習過程始終處于被動狀態，學習質量難以保證。通過對近兩年期末試卷卷面情況的分析，學生對縮短作業時間方法的分析、設備布置和設計的目的不明確，失分率較高，卷面分數的主要來源是基本概念和論述類題目。由此可見當前的授課過程并不符合OBE理念的要求，在此情況下提出基于OBE理念的教學方法改革。

（1）基于案例仿真的翻轉課堂模式。“流程化生產”章節中的知識內容都是應用于企業生產現場，雖然專業培養方案中有認知實習、生產實習這類課程的開設，但學生很難在短期實習過程中有足夠的認知。同時傳統的案例教學模式雖能起到理論教學的補充作用，但仍然較為抽象，為了充分發揮案例教學的作用，調動學生的課堂積極性，將案例數據結合大三學習的Flexsim仿真軟件，讓學生通過數據分析和仿真軟件編程，結合所學課程知識進行分析。同時改變以往翻轉課堂中由學生進行課本內容講述的模式，讓學生對自己所承擔的案例分析進行展示，由其他學生作為評委進行討論，在課堂進行專業交流，互相進行打分評價。

（2）激發學生創造力的實驗設計。OBE理念強調以學生學會了什么來反向評價教學過程和內容，因此需要學生展現出自身的創造力。在傳統的實驗設計過程中，都是由教學或實驗教師給出實驗方案或大綱，學生在此框架內進行機械性的操作，無處發揮學生的創造力和展現設計能力。在此借鑒心理學中的“沙盤游戲”以及樂高玩具的設計思路，將實驗的設計權交給學生，激發其創造力。

例如“流程化生產”中的設備布置和設計一節，鼓勵學生設計出符合某一生產任務或環境要求的設備布置方案，教師只提供模塊化的工具和指導性建議，將主動權交給學生，若設計出具有獨特性的工具或模塊，可利用學院內的3D打印機以滿足設計需要。

（3）借助網上資源的課堂教學補充。在互聯網視頻平臺和線上教育迅速發展的現在，網上教學資源呈現出井噴式增長的趨勢，由于教學者的受教育背景和知識體系的不同，所展現出的教學風格和方式都不盡相同，因此完全可以借助網上優質的教育資源對課堂教學進行補充，來豐富教學活動的內容，同時，在借助網上資源的同時，線下授課教師應當做到對視頻所涉及內容進行實時講解，通過展示自己的分析過程，來吸引學生的注意力，引導學生進行思考。

3.3 學習成果評價

結合OBE理念中強調學生個人從學習過程中得到的收獲和對社會發展的作用來評價其學習成果的思想，對學生學習成果評價不能局限于期末考試成績和平時出勤情況考核，要突出學生能力和個性化的發展變化，學習成果評價內容如表1所示。

表1 學習成果評價內容

由表1可以看出，本文的學習成果評價內容是在3.2節的教學方法分析的基礎上提出的，相比于傳統的評價內容，增加了學生之間的互相評價，降低了教師的主觀評價比例，在評價內容多元化的同時，做到了評價方的多元化，在實行過程中，也可以通過學生的評分變化和表現，對教學內容進行修改優化，以形成“教師—學生”的雙向教學成果反饋評價，提高教學質量。

4 總結

本文以OBE理念為指導，對《精益生產》課程體系進行分析，明確了課程教學目標和課程知識體系，并對新提出的目標和知識體系加以分析。以本課程中“流程化生產”為對象，重點分析了章節知識內容、教學活動、學習成果評價三個方面的內容，提出了“教師—學生”的雙向教學成果反饋評價方式，對激發學生創造性、提高課堂參與度均有積極的影響。

[1] 王姝懿. 基于OBE的《多媒體技術與應用》課程教學改革探索[J]. 教育現代化，2019，6(94): 91-93.

[2] 李峰. 《精益生產》課程改革與實踐[J]. 教育現代化，2016，3(24): 56-57.

[3] 張新艷，周炳海，陸志強. 基于成果導向教育理念的工業工程課程教學評價研究[J]. 精密制造與自動化，2019(4): 54-56.

[4] 張洪亮，常建國，郜振華. 基于QFD方法的工業工程專業培養方案優化[J]. 高教論壇，2019(3): 58-61.

[5] 范志強，趙英姿，胡彥勇. 基于OBE理念的《物流管理》課程建設與實踐[J]. 中國儲運，2020(2): 114-115.

Analysis ofCourse System Based on the OBE Concept

In order to make the professional ability of industrial engineering graduates meet the actual needs of employing enterprises, drawing lessons from the outcomes-based education (OBE) and taking the lean production course as an example, this paper analyzes it from the three levels of course objectives, knowledge system and teaching process, proposed a teaching model and evaluation system to stimulate students' creativity, strengthen the knowledge system and enhance students' participation, which is of great significance to enhance students' professional and technical ability.

OBE concept; lean manufacturing; course system

G642

A

1008-1151(2022)01-0160-04

2021-09-27

安徽省高校自然科學研究重點項目（KJ2020A0843）；馬鞍山學院校級教學教改項目（202002）。

吳昊（1994－），男，馬鞍山學院智造工程學院講師，碩士，研究方向為云制造、精益生產。