PDCA循環(huán)在工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

嚴(yán)大煒，鄒琳江

（安徽工業(yè)大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，安徽 馬鞍山 243002）

PDCA循環(huán)又叫戴明循環(huán)，是由美國(guó)著名的質(zhì)管專家戴明博士在長(zhǎng)期的管理實(shí)踐工作中總結(jié)并提出的全面質(zhì)量管理所應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)程序.[1]P(計(jì)劃PLAN):從問題的定義到行動(dòng)計(jì)劃；D(實(shí)施DO):實(shí)施行動(dòng)計(jì)劃；C(檢查 CHECK):評(píng)估結(jié)果；A(處理ACTION):標(biāo)準(zhǔn)化和進(jìn)一步推廣.全面質(zhì)量管理活動(dòng)包括質(zhì)量計(jì)劃的制訂、組織實(shí)現(xiàn)、實(shí)現(xiàn)情況的檢查和處理的全部過程，該過程按照PDCA循環(huán)，周而復(fù)始地不斷運(yùn)轉(zhuǎn).本文探討了PDCA循環(huán)在工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用，運(yùn)用全面質(zhì)量管理的先進(jìn)方法對(duì)工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行過程控制，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革全過程按照PDCA進(jìn)行循環(huán)、不斷完善、持續(xù)改進(jìn).

1 工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與問題

對(duì)于理工科院校，工程熱力學(xué)是一門非常重要的主干課程，是能源動(dòng)力類專業(yè)最為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，同時(shí)，它又是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其許多研究進(jìn)展都是通過實(shí)驗(yàn)得來，因此實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)于工程熱力學(xué)的教學(xué)和科研具有十分重要的意義.

隨著高等教育改革的深化，國(guó)內(nèi)各高校也越來越重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革課題研究也如火如荼地進(jìn)行[2].但是，面對(duì)教育教學(xué)改革的趨勢(shì)，特別是創(chuàng)新教育的要求，工程熱力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也存在若干問題.首先是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度有待提高，受重理論輕實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教育氛圍的影響，部分教師和學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中的作用的認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課從屬于理論課，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)積極性不高，甚至存在“走過場(chǎng)”的現(xiàn)象；其二，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)相對(duì)滯后，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)短缺，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在內(nèi)容和形式上相對(duì)于理論教學(xué)環(huán)節(jié)更加靈活，對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件條件的要求也相對(duì)較高，沒有先進(jìn)，精密儀器的支撐，很難開展出創(chuàng)新綜合型實(shí)驗(yàn)；第三，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式仍需改進(jìn)，由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法本身的缺限，實(shí)驗(yàn)過程以講解為主，直觀性差，不能很好的表現(xiàn)出各實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)間的相互關(guān)聯(lián)與配合，影響教學(xué)質(zhì)量，另外，實(shí)驗(yàn)條件和內(nèi)容被嚴(yán)格限定，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不能自主學(xué)習(xí)，只能被動(dòng)接受實(shí)驗(yàn)結(jié)果，制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，限制了其動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的充分發(fā)揮[3-4].

2 PDCA循環(huán)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施

針對(duì)工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，在當(dāng)前的教學(xué)體制下，將全面質(zhì)量管理體系的基本方法——PDCA循環(huán)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教改的全過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教改工作進(jìn)行跟蹤、控制、評(píng)價(jià)與反饋.

2.1 P——實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、熟悉實(shí)驗(yàn)操作、掌握實(shí)驗(yàn)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[5].目前實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)通常有兩種方法：一是通過在線模擬實(shí)驗(yàn)，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容，這種方法簡(jiǎn)單直觀，能通過動(dòng)畫形式仿真實(shí)驗(yàn)操作，甚至直接演示實(shí)驗(yàn)效果；另一種方式即傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書為教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，要求學(xué)生以預(yù)習(xí)報(bào)告的形式對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容、流程以及關(guān)鍵步驟進(jìn)行說明.兩種預(yù)習(xí)方法各有優(yōu)劣，在每次實(shí)驗(yàn)開始之前，由教師按教學(xué)名單將學(xué)生隨機(jī)分為若干組并記錄，分別按照一種預(yù)習(xí)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與準(zhǔn)備.

2.2 D——實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)施

實(shí)驗(yàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、協(xié)同協(xié)作、實(shí)踐創(chuàng)新等綜合能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié).實(shí)驗(yàn)操作原則上按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)時(shí)的分組進(jìn)行，在開始實(shí)驗(yàn)前，由各小組內(nèi)部討論實(shí)驗(yàn)步驟和操作以及成員分工，實(shí)驗(yàn)過程中鼓勵(lì)和支持學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的獨(dú)立構(gòu)思和創(chuàng)新嘗試.當(dāng)出現(xiàn)操作問題和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)失真時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思和總結(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施進(jìn)行修正.教師主要負(fù)責(zé)糾正一些原則性錯(cuò)誤、提供必要的技術(shù)支持以及保證實(shí)驗(yàn)室安全，不宜過多提示和干預(yù)實(shí)驗(yàn)過程.每一組由教師指派專人全程記錄討論內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)過程、出現(xiàn)的問題及解決方式.

2.3 C——實(shí)驗(yàn)報(bào)告與考核

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)與分析，按照開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，提倡實(shí)驗(yàn)報(bào)告表述形式和內(nèi)容的多樣化，圖表化.報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述與剖析，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析與解釋，另外，要求學(xué)生自己針對(duì)特定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出具體問題并解釋和思考，例如實(shí)驗(yàn)操作過程中的關(guān)鍵步驟與技巧、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的比照情況.這樣做一方面能激勵(lì)學(xué)生去主動(dòng)探索和學(xué)習(xí)，另一方面也能大大改善實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律的現(xiàn)象.

實(shí)驗(yàn)考核是檢查和評(píng)價(jià)教學(xué)效果的重要手段，根據(jù)工程熱力學(xué)各類不同性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，建立多元化的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方案.如對(duì)演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)按百分制評(píng)定，其中演示性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)占30%、實(shí)驗(yàn)過程占30%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及問題解答占40%；對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)提高至70%、包括準(zhǔn)備、規(guī)范操作、動(dòng)手能力、儀器使用、數(shù)據(jù)記錄和減小誤差等方面，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占30%，主要強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理和誤差分析以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果的思考和討論；對(duì)綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，則按“優(yōu)、良、中、合格、不合格”五級(jí)對(duì)其研究論文或報(bào)告方式進(jìn)行考評(píng)，這樣既能避免部分學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告、又能提升其科研能力，使學(xué)生畢業(yè)后無論是就業(yè)還是繼續(xù)讀研深造都受益匪淺.

2.4 A——實(shí)驗(yàn)效果評(píng)定與反饋

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)過程中，逐步建立科學(xué)合理的分段式、全過程實(shí)驗(yàn)效果評(píng)定方式.即從實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備情況、實(shí)驗(yàn)中的操作動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)報(bào)告水平、到期中檢查與期末考評(píng)，貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的多方位評(píng)定機(jī)制.例如，在期末考評(píng)時(shí)，以小組為單位對(duì)本學(xué)期實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行PPT演示總結(jié)與答辯，答辯成績(jī)實(shí)行打分制：實(shí)驗(yàn)教師評(píng)分35%、理論教師評(píng)分35%、各組代表評(píng)分30%.這種組外評(píng)價(jià)、組間互評(píng)和組內(nèi)自評(píng)的多元化評(píng)價(jià)辦法，一方面創(chuàng)造了開放、公平、競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)作的良好學(xué)習(xí)氛圍；另一方面避免了以期末考試的形式來評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況的局限性以及實(shí)驗(yàn)作品抄襲的現(xiàn)象，保證了實(shí)驗(yàn)成績(jī)的客觀性與真實(shí)性.

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)P、D、C三個(gè)過程的存檔記錄結(jié)合A(實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的評(píng)定)情況分析，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的全過程進(jìn)行質(zhì)量跟蹤和控制.指導(dǎo)教師能很明顯地看出各類教學(xué)方法取得效果的好壞、了解各組學(xué)生的理論知識(shí)水平以及動(dòng)手能力的高低，促使教師不斷改進(jìn)教學(xué)方法和內(nèi)容、提高教學(xué)水平；學(xué)生能發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)中的問題和不足、清楚地認(rèn)識(shí)到自身知識(shí)缺陷，從而有的放矢的補(bǔ)缺補(bǔ)差、努力提高自己的知識(shí)素養(yǎng)和實(shí)踐能力.教與學(xué)兩方面的正反饋能大大提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而下一次實(shí)驗(yàn)仍可按照PDCA的科學(xué)方法更加進(jìn)一步的循環(huán)改進(jìn)，不斷提高.

3 結(jié)語

教學(xué)改革永無止境，實(shí)驗(yàn)教學(xué)亦應(yīng)與時(shí)俱進(jìn).[6]運(yùn)用質(zhì)量管理的先進(jìn)方法來控制工程熱力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)全過程，通過PDCA循環(huán)來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生體會(huì)到在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的樂趣；同時(shí)也能使教師不斷學(xué)習(xí)，不斷改進(jìn)教學(xué)方式以取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，真正做到教學(xué)相長(zhǎng).

〔1〕汪詩(shī)懷.基于戴明循環(huán)理論的教學(xué)質(zhì)量保障體系構(gòu)建[J].大學(xué)教育，2013,(14):8-9.

〔2〕高成偉.大學(xué)理念與大學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(6):135-137.

〔3〕錢進(jìn)，龔德鴻，馮勝?gòu)?qiáng).熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究 [J].中國(guó)電力教育,2008（18）：152-154.

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〔5〕陳泉林，鄒文瀟.依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，開展大學(xué)工程教育 [J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009,28（6）：94-96.

〔6〕張紅光，馬國(guó)遠(yuǎn)，劉忠寶，等.注重培養(yǎng)創(chuàng)新精神的熱能與動(dòng)力工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011,28（3）：11-14.