基于QC小組的“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革探索

陳家焱　洪濤　林篤盛　周娟

摘要：以提高“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，通過對(duì)傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)存在的問題進(jìn)行分析，并結(jié)合QC小組的含義和特點(diǎn)，提出基于QC小組活動(dòng)的“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)組織方法。按照QC小組活動(dòng)原則對(duì)“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”活動(dòng)進(jìn)行展開，分別對(duì)課題小組建立、PDCA循環(huán)組織實(shí)施小組活動(dòng)和成果發(fā)布的要點(diǎn)進(jìn)行了闡述。最后，對(duì)基于QC小組的“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：檢測(cè)技術(shù)；課程設(shè)計(jì)；QC小組；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）34-0110-03

“檢測(cè)技術(shù)”課程是自動(dòng)化、機(jī)電一體化、電氣工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、工業(yè)工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)檢測(cè)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用具有重要作用?！皺z測(cè)技術(shù)”是一門交叉學(xué)科，涉及多學(xué)科的知識(shí)[1]，同時(shí)也是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，其中設(shè)置的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)促進(jìn)學(xué)生學(xué)好該門課程起著舉足輕重的作用，利用課程設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，能讓學(xué)生深入學(xué)習(xí)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，理解傳感器基本原理，學(xué)會(huì)將傳感器和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行結(jié)合，使學(xué)生能夠真正地理解為什么要學(xué)習(xí)傳感器原理，以及如何才能構(gòu)建合適的檢測(cè)系統(tǒng)。

一、傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)存在的問題

傳統(tǒng)的“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)與課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)區(qū)別不大，一般都是由任課老師先給出設(shè)計(jì)任務(wù)書，學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，查詢文獻(xiàn)資料，然后根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)行傳感器選型、理論計(jì)算和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。為了減少時(shí)間，任課老師一般會(huì)事先設(shè)計(jì)制作好傳感器應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)生只要在現(xiàn)成的傳感器系統(tǒng)上進(jìn)行安裝調(diào)試，測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這種課程設(shè)計(jì)與常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相似，很難充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性。因此，學(xué)校在開展“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”時(shí)往往存在一些問題[2]。

1.學(xué)習(xí)的傳感器原理與實(shí)際構(gòu)建的檢測(cè)系統(tǒng)不能很好銜接，只能將書本上的理論知識(shí)照搬到設(shè)計(jì)說(shuō)明書里，知其然不知其所以然，缺乏靈活應(yīng)用知識(shí)的能力，對(duì)解決實(shí)際問題意義不大。

2.課程設(shè)計(jì)要求提供的成果，只是演示、簡(jiǎn)單原理展示，很少具有實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的觀點(diǎn)，往往會(huì)造成設(shè)計(jì)出的檢測(cè)系統(tǒng)不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3.在課程設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生之間的團(tuán)隊(duì)合作精神體現(xiàn)不夠，往往某個(gè)能力較強(qiáng)的學(xué)生大包大攬整個(gè)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，抄襲、打醬油的現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重影響課程學(xué)習(xí)效果。

4.一般課程設(shè)計(jì)成績(jī)考核是以設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙、實(shí)物演示作為評(píng)定依據(jù)，評(píng)價(jià)手段主要以老師打分為主，不能從根本上反映出課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果。

為了解決上述問題，提高課程設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量，我們經(jīng)過兩年的探索，將質(zhì)量管理工程專業(yè)骨干課程“質(zhì)量分析改進(jìn)”中QC小組方法引入到“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”中，以有效改善課程設(shè)計(jì)存在的問題。

二、QC小組解決問題

QC小組是從日本發(fā)展起來(lái)的，是20世紀(jì)70年代日本產(chǎn)品質(zhì)量雄霸世界的重要法寶。QC小組是企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)職工，根據(jù)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略、質(zhì)量目標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)存在的質(zhì)量問題，運(yùn)用質(zhì)量管理的理論和方法開展降低成本、改進(jìn)質(zhì)量和提高人員素質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益活動(dòng)的小組。

QC小組作為一種有效解決質(zhì)量問題的組織形式，具有如下一些優(yōu)點(diǎn)。

1.科學(xué)性。QC小組按照PDCA原則組織活動(dòng)，遵循科學(xué)的工作程序，逐層深入地分析與解決質(zhì)量問題；在組織活動(dòng)中不以想當(dāng)然或個(gè)人經(jīng)驗(yàn)處理質(zhì)量問題，而是以客觀數(shù)據(jù)作為解決質(zhì)量問題的決策依據(jù)。

2.自主性。QC小組成員都是自愿參加的，這樣才能激發(fā)小組成員的積極性和創(chuàng)造性，并在組織活動(dòng)中實(shí)行自主管理。

3.民主性。QC小組是以團(tuán)隊(duì)形式開展活動(dòng)，QC小組組長(zhǎng)既可以民主推選，也可以由QC小組成員輪流擔(dān)任。另外，QC小組內(nèi)部成員間是平等的，不以職位和技術(shù)等級(jí)分層看待，大家在一起集思廣益，為實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)共同努力。

4.群眾性。QC小組成員可以包括企業(yè)各部門的成員，除企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)之外，不僅包括企業(yè)的管理人員、技術(shù)人員，在工作第一線的操作人員也吸引參加[3，4]。

當(dāng)前，QC小組及以QC小組為原型的各種質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)，已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的企業(yè)、政府、醫(yī)院、科研機(jī)構(gòu)等，得到了廣泛應(yīng)用，并取得了很好的效果，本文將QC小組活動(dòng)的精髓引入到“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)組織中。

三、QC小組活動(dòng)在“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”中的應(yīng)用

“檢測(cè)技術(shù)”是我校質(zhì)量管理工程專業(yè)的骨干課程，是培養(yǎng)質(zhì)量工程專業(yè)學(xué)生具備良好機(jī)電基礎(chǔ)的核心課程?！皺z測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”包含大量的電工電子、單片機(jī)、信號(hào)處理等方面的理論知識(shí)，同時(shí)，作為質(zhì)量管理工程的學(xué)生對(duì)質(zhì)量控制、質(zhì)量改進(jìn)也已掌握豐富的理論知識(shí)，為了讓學(xué)生能有效地掌握這些知識(shí)，提高解決實(shí)際工程問題的能力，必須增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)。經(jīng)考慮，將兩門看似不相關(guān)的課程進(jìn)行結(jié)合，在“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”融入QC小組活動(dòng)，來(lái)綜合訓(xùn)練學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，一方面突破了“檢測(cè)技術(shù)”傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)模式，改善教學(xué)效果；另一方面加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)質(zhì)量工程的QC小組活動(dòng)組織形式和應(yīng)用過程的掌握，有效鍛煉了學(xué)生運(yùn)用質(zhì)量工程技術(shù)解決問題的能力。由QC小組的含義及特點(diǎn)可知，QC小組是一種基于PDCA（策劃—實(shí)施—檢查—總結(jié)）原則的小組活動(dòng)形式，根據(jù)PDCA的原則，本文將QC小組的方式引進(jìn)到“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”，實(shí)踐證明效果很好。

1.建立課程設(shè)計(jì)小組。課程設(shè)計(jì)設(shè)置目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，目前學(xué)校開展的課程設(shè)計(jì)課程多是以小組形式進(jìn)行的，以培養(yǎng)學(xué)生合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。根據(jù)QC小組的組織形式，QC小組成員構(gòu)成一般是5～8人；若人員過多，可能會(huì)產(chǎn)生相互依賴思想，效率低下；若人員過少，可能會(huì)造成解決問題的人手不足，無(wú)法從根本上解決問題。對(duì)于“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”小組，采用學(xué)生自薦和老師認(rèn)可的方式確定組長(zhǎng)，然后由組長(zhǎng)選定各小組成員。在課程設(shè)計(jì)中，每一個(gè)小組要確定各小組的名稱和行動(dòng)口號(hào)，QC小組設(shè)立時(shí)強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的重要環(huán)節(jié)，為將來(lái)的小組行動(dòng)管理和課程發(fā)布奠定基礎(chǔ)[5]。

2.按PDCA原則組織實(shí)施課程設(shè)計(jì)。①策劃（P階段）。第一，選擇課題。QC小組活動(dòng)的課題選擇分為“問題解決型”和“創(chuàng)新型”兩種類型：“問題解決型”課題主要是在原有基礎(chǔ)上的改進(jìn)或提高；“創(chuàng)新型”課題主要立足于研發(fā)新產(chǎn)品、新方法，是針對(duì)過去沒有發(fā)生過的，當(dāng)前還沒有實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品或工作業(yè)務(wù)而開展的活動(dòng)?！皺z測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是第一次做，課題是由指導(dǎo)老師指定題目和技術(shù)要求，沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)或信息，需要學(xué)生根據(jù)課題目的，提出各種方案，選擇最佳方案，所以QC小組活動(dòng)的課題都是“創(chuàng)新型”課題。第二，課題目標(biāo)及可行性分析。設(shè)定目標(biāo)是為小組活動(dòng)指明努力的方向，也是用于衡量小組活動(dòng)完成的程度?！皺z測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”在給每個(gè)小組確定設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)，不明確說(shuō)明設(shè)計(jì)方法、技術(shù)手段，只給出設(shè)計(jì)場(chǎng)景和一些關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，例如溫室大棚的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，測(cè)量精度±0.5℃，濕度精度±5%，測(cè)溫范圍4～100℃，能通過鍵盤設(shè)定報(bào)警溫度的上下限，液晶屏上能夠顯示報(bào)警狀況，報(bào)警溫度濕度自定。課題QC小組可以圍繞課題目標(biāo)多方面選擇確定設(shè)計(jì)方案。在確定目標(biāo)之后，小組應(yīng)進(jìn)行目標(biāo)可行性分析，主要從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等方面分析小組所擁有的資源，具備的能力，以及課題難易度等。第三，確定最佳方案。在課題目標(biāo)深入分析的基礎(chǔ)上，課題QC小組針對(duì)選擇的課題，提出實(shí)現(xiàn)課題目標(biāo)的各種方案，并對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，從中確定最佳方案。在方案評(píng)價(jià)過程中，不提倡僅用定性方式進(jìn)行方案評(píng)價(jià)比較，應(yīng)用數(shù)據(jù)和事實(shí)說(shuō)話，可以采用矩陣圖打分，對(duì)優(yōu)勢(shì)（強(qiáng)項(xiàng)）、劣勢(shì)（弱項(xiàng)）進(jìn)行評(píng)定。課程設(shè)計(jì)小組成員逐個(gè)分析各方案，對(duì)方案實(shí)施的可操作性和可行性進(jìn)行論證，通過比較選出最佳方案。第四，制訂對(duì)策。經(jīng)過對(duì)各方案的篩選后，課程設(shè)計(jì)小組確定了最佳方案，接著就是要研究制訂下一步對(duì)策。小組在制訂對(duì)策時(shí)，主要是考慮如何將對(duì)策實(shí)施具體化，可以對(duì)最終選擇的方案運(yùn)用系統(tǒng)圖展開或用流程圖按流程進(jìn)行描述的方法進(jìn)行分析、整理，形成方案實(shí)施的對(duì)策表。按“5W1H”的表頭設(shè)計(jì)對(duì)策表，其中“對(duì)策”欄填入小組準(zhǔn)備實(shí)施最佳方案的手段或步驟，“目標(biāo)”欄填入每個(gè)對(duì)策想要達(dá)到的量化目標(biāo)，“措施”欄則填入每一項(xiàng)對(duì)策目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的具體做法。②實(shí)施（D階段）。在這個(gè)階段，QC小組按照已制訂的對(duì)策逐項(xiàng)實(shí)施?！皺z測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的工作內(nèi)容主要是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案從理論到實(shí)際應(yīng)用的過程，溫室大棚的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題需要完成系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)、電路板PCB設(shè)計(jì)、電路元器件的焊接、硬件調(diào)試、軟件程序設(shè)計(jì)、軟件測(cè)試、系統(tǒng)集成等。在這個(gè)實(shí)施過程中，也要注意每項(xiàng)對(duì)策實(shí)施后，檢查相應(yīng)對(duì)策目標(biāo)的完成效果，以便及時(shí)調(diào)整。按照QC小組形式組織實(shí)施“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”過程中，需要的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止兩周，對(duì)于“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的內(nèi)容，通常任課教師會(huì)提前一個(gè)月將課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求、組織形式介紹給學(xué)生，將有關(guān)任務(wù)布置下去，讓學(xué)生提前按照QC小組形式開展活動(dòng)，在課程設(shè)計(jì)規(guī)定的集中2周時(shí)間主要進(jìn)行效果檢查和改進(jìn)總結(jié)。③檢查（C階段）。當(dāng)“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)工作全部完成之后，QC小組成員就要進(jìn)行效果檢查，以確認(rèn)小組設(shè)定的課題目標(biāo)是否達(dá)成。小組通過收集的客觀數(shù)據(jù)，檢查是否達(dá)到小組設(shè)定的課題目標(biāo)。如果達(dá)到了課題目標(biāo)，說(shuō)明小組取得了較好的活動(dòng)效果，完成了此次QC小組活動(dòng)課題；如果未達(dá)到課題目標(biāo)，小組就要查找原因所在，是措施制訂的問題，還是對(duì)策方案的問題，必要時(shí)再進(jìn)行新一輪的PDCA循環(huán)[6]。④總結(jié)（A階段）。QC小組成員完成了課程設(shè)計(jì)既定目標(biāo)后，應(yīng)對(duì)實(shí)施方案和措施進(jìn)行總結(jié)，需要把課程設(shè)計(jì)過程中所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)、程序及涉及的理論、工具等進(jìn)行整理，對(duì)取得的成果進(jìn)行總結(jié)，對(duì)尚未解決的問題，進(jìn)行分析，提出初步建議解決方案，形成詳細(xì)的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。在形成報(bào)告書時(shí)，每個(gè)組員可以針對(duì)自己的具體分工進(jìn)行詳細(xì)的展開，最后由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)組織組員討論、修改，形成一篇完整的“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”報(bào)告書。

3.課程設(shè)計(jì)成果發(fā)布。成果發(fā)布會(huì)是“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的最后環(huán)節(jié)，也是非常重要的組成部分。成果發(fā)布會(huì)由所有小組共同參與組織實(shí)施，發(fā)布時(shí)，由每個(gè)小組的組長(zhǎng)或指定的組員對(duì)整個(gè)活動(dòng)進(jìn)行發(fā)布匯報(bào)，然后由評(píng)審老師和小組組長(zhǎng)按照評(píng)審規(guī)則進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?；赒C小組形式的課程設(shè)計(jì)成果發(fā)布與一般意義上的課程設(shè)計(jì)答辯相比是有明顯區(qū)別的，主要體現(xiàn)以下一些方面[2]：首先，課程設(shè)計(jì)成果發(fā)布由每小組派出成員代表到講臺(tái)上進(jìn)行小組成果匯報(bào)，匯報(bào)內(nèi)容包括課程設(shè)計(jì)組織形式、小組分工、實(shí)施過程、心得體會(huì)和成果展示等，所有同學(xué)共享小組成果，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行全面評(píng)價(jià)打分。其次，課程設(shè)計(jì)成果發(fā)布要求所有學(xué)生都要參加發(fā)布會(huì)，學(xué)生是整個(gè)發(fā)布會(huì)的主角。發(fā)布會(huì)設(shè)有專門的主持人，設(shè)有答疑環(huán)節(jié)，老師帶著學(xué)習(xí)的態(tài)度參與學(xué)生的課程發(fā)布會(huì)，至于成績(jī)?cè)u(píng)定，根據(jù)事先擬定好的評(píng)分準(zhǔn)則對(duì)學(xué)生和各小組進(jìn)行客觀公正的評(píng)價(jià)。最后，課程設(shè)計(jì)成果發(fā)布會(huì)評(píng)分準(zhǔn)則是綜合各方面意見形成的規(guī)則（見表1），參與評(píng)審的老師和同學(xué)以此為基礎(chǔ)進(jìn)行打分，相對(duì)客觀地給出各小組發(fā)布會(huì)的最終分?jǐn)?shù)。

通過對(duì)基于QC小組的“檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的組織與實(shí)施，一方面克服了傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)組織形式難以調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和創(chuàng)造性的缺陷，提高了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的水平，增加了學(xué)生的工程實(shí)踐能力；另外一方面，為新形式下如何進(jìn)行實(shí)踐課程教學(xué)改革，提供了很好的案例[7]。將QC小組活動(dòng)形式組織課程設(shè)計(jì)推廣應(yīng)用到不同專業(yè)和課程的校內(nèi)實(shí)踐課程，對(duì)提升學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合能力和綜合處理問題能力，也有非常重要的借鑒價(jià)值。

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