PDCA模式在應用型大學開放性實驗教學中的應用

吳耀春，韓向可（安陽工學院機械工程學院，河南安陽455000）

PDCA模式在應用型大學開放性實驗教學中的應用

吳耀春，韓向可
（安陽工學院機械工程學院，河南安陽455000）

摘要：開放性實驗是應用型本科院校提高學生實踐能力和應用能力的有效途徑，是實驗教學改革的必然要求。開放性實驗教學能否取得良好的效果，關鍵在于實驗過程的監(jiān)控。將PDCA模式應用于開放實驗中，結果顯示，有助于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、應用實踐的能力。

關鍵詞：應用型；開放性實驗；PDCA模式；成效

D01：10.19329/j.cnki.1673-2928.2016.04.033

應用型大學的核心是培養(yǎng)學生的工程實踐能力和技能應用能力，而高校實驗室是培養(yǎng)學生工程實踐能力和技能應用能力的重要場所，具有不可替代的作用。安陽工學院（以下簡稱“我?！保┳鳛楹幽鲜∈着鷳眯捅究圃盒！稗D型”試點院校，近幾年，隨著加大對實驗儀器設備的投入，實驗室數(shù)量的增多，如何提高實驗設備的利用率，發(fā)揮好實驗室的重要作用，以培養(yǎng)學生的實踐能力創(chuàng)新意識，成為當前實踐教學面臨的一個重要課題。現(xiàn)在僅僅局限于有限的實驗學時內完成教學大綱規(guī)定的必做實驗內容，遠遠不能滿足學生能力培養(yǎng)的需要，也造成實驗設備資源的極大浪費，因而利用課余時間進行開放性實驗教學就顯得十分必要。而開放性實驗教學能否取得良好的效果，關鍵是整個實驗過程的監(jiān)控。PDCA循環(huán)理論是一種非常重要的質量管理理論，在很多領域的質量管理中都有應用，實踐證明其對高校開放實驗教學工作的質量保證同樣具有明顯的指導意義。

本文以電子制作開放實驗室為例，在開放性實驗教學的管理中運用PDCA循環(huán)理論以保證教學效果，旨在探索提高開放性實驗教學質量的新途徑。

1 PDCA循環(huán)理論

“PDCA循環(huán)”又稱戴明循環(huán)，是一種非常重要的質量管理理論，廣泛應用于很多領域。通過計劃（P）、實施（D）、檢查（C）、改進（A）的不斷循環(huán)，從制定計劃到實現(xiàn)計劃以質量提高為目的的循環(huán)過程，以持續(xù)改進為理念的質量管理模式。開放性實驗是由若干個開放性實驗項目組成的一個“P、D、C、A”運轉體系如圖1所示。每一個開放實驗項目在老師的指導下按照“P、D、C、A”步驟執(zhí)行一周，形成一個的PDCA子循環(huán)，在執(zhí)行的過程中按照計劃中的預定目標，把產(chǎn)生的偏差作為第二次循環(huán)的改進依據(jù)，直至達到或接近預定目標進入下一個實驗項目循環(huán)。在各個實驗項目小循環(huán)轉動的不斷推動下，開放性實驗大循環(huán)體系不斷運轉改進，各個實驗項目教學質量提高，推動整個開放性實驗教學質量的提高。

2 PDCA在開放性實驗中應用

PDCA循環(huán)作為一種科學的管理方法可以用于所有領域，電子制作實驗室作為機械工程學院的一個開放型實驗室，在開放性實驗教學中自覺地堅持PDCA循環(huán)，取得了一定的成效。

圖1　PDCA循環(huán)模式

2.1計劃階段（P）

開放實驗教學的目的是培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力和應用綜合素質，整個過程的設計要以學生為中心。在開放實驗教學中，實驗項目的內容應該多為設計型、綜合型、研究性，盡量避免驗證型實驗。指導老師只需公布實驗項目的題目及任務要求供學生選擇，學生需要查閱相關文獻及資料，提出實驗步驟和設計思路，自擬并論證實驗方案，整個實驗教學過程都圍繞學生進行設計，充分調動學生的積極性。2014年，電子制作實驗室共申報并審批開放性實驗項目5項：①基本單元電路設計；②PCB電路板的設計與制作；③電子報幕屏的設計與制作；④液晶屏（128*64）控制系統(tǒng)的設計與制作；⑤小功率直流電機測控系統(tǒng)設計。

（1）教學目標的分析

根據(jù)開放性實驗項目的任務要求，把實驗項目劃分為幾個教學環(huán)節(jié)并設計每一個環(huán)節(jié)的教學目標。本次開放性實驗項目④在實施過程中根據(jù)實際情況進行了三次循環(huán)，達到指定教學目標。具體的教學目標如表1所示。

表1　液晶屏控制系統(tǒng)設計與制作PDCA循環(huán)教學目標

（2）教學條件分析

開放實驗室環(huán)境條件，是每一個實驗環(huán)節(jié)教學目標正常實現(xiàn)的保證。比如項目④液晶屏控制系統(tǒng)設計：實驗室中需準備電路設計軟件、雕刻機、電烙鐵、焊錫、萬用表、示波器，各種相關的電子元器件等。做好實驗前準備工作以保證每個實驗項目都能有條不紊地進行。

（3）質量標準

質量標準是開放性實驗教學效果的檢驗依據(jù)。合理的質量標準制定要考慮開放性實驗教學的目標、目前學生的實際情況、現(xiàn)有的教學條件等方面因素。根據(jù)我校的實際情況，以項目④為例，共制定了三個循環(huán)的計劃安排和質量監(jiān)控標準，其中第一次循環(huán)如表2所示。

（4）學生情況分析

學生是整個實驗過程的主體，學生情況分析是制定相應的教學計劃和教學目標的關鍵。不同專業(yè)學生的課外時間的分布情況不同，同一專業(yè)不同班級學生的相關課程的學習情況不同，同一專業(yè)同一班級學生的興趣愛好、學習習慣與方法不同，同一實驗小組的不同成員對上一個實驗教學環(huán)節(jié)的掌握情況也不同。這些因素在制定教學計劃和教學目標中都要充分考慮。

表2　液晶屏控制系統(tǒng)設計與制作第一次循環(huán)教學計劃于質量監(jiān)控標準

2.2實施階段（D）

按照每個項目及每個項目環(huán)節(jié)的各個循環(huán)制定的教學計劃實施。在實施過程中，要確保以學生為主體，讓學生自由、充分發(fā)揮能動性，獨立思考與工作，自行安排組織自己的實驗過程。指導老師密切觀察學生的實驗現(xiàn)象，傾聽學生對問題的分析及需求，引導學生解決實驗過程中出現(xiàn)的問題。既不能包辦代替，也不能撒手不管，要時刻注意學生的反饋信息，扮演好建議、咨詢和顧問的角色。在項目④中，第一循環(huán)是學生根據(jù)開放實驗項目任務要求，自己通過查閱資料、討論，設計出自己的方案，由學生自己組織、指導老師參與進行論證，設計出合理控制電路；第二循環(huán)以第一循環(huán)的成果為基礎，以做出仿真結果為目標，學生自己進行任務模塊化劃分，時間安排；第三循環(huán)是在仿真實現(xiàn)的基礎上，做出實物電路并調試成功。整個實驗過程，學生是在以自己為中心，根據(jù)實驗要解決的問題通過現(xiàn)有的學習資源、計算機網(wǎng)絡獲取學習資料，主動與指導老師、合作伙伴進行探討，找到問題的解決辦法，完成自己的學習行為。培養(yǎng)學生勇于探索、敢于創(chuàng)新、善于溝通的學習習慣，形成學生靈活多樣的學習方式，挖掘學生的學習動力，提高學生的實踐創(chuàng)新能力和應用綜合素質。

2.3檢查階段（Check）

開放性實驗情況和教學效果是否達到預期效果，要在實驗項目進行到各個階段時按照質量監(jiān)控標準進行檢查。仍以項目④液晶屏控制系統(tǒng)為例，要求學生把硬件電路和軟件代碼調試好后進行展示。指導老師在預實驗中已經(jīng)調試出一個結果作為評定標準，判定學生做的設計是優(yōu)于評定標準還是劣于評定標準。在此，我們采取另外一種方式，將各組的設計結果，按合理性由高到低排序，從而產(chǎn)生最佳方案組和最差方案組，讓這兩組學生進行交流探討，指導老師作為小組成員參與討論，啟發(fā)學生自己總結項目過程中存在的問題。

2.4處理階段（Action）

對檢查階段發(fā)現(xiàn)的問題，進行處理。如果達到質量監(jiān)控標準，指導老師要總結經(jīng)驗形成實驗教學案例，進入下一個控制循環(huán)；當結果未達到質量監(jiān)控標準時，教師要認真分析上一個循環(huán)未達到標準的主要原因，找到教學過程中的問題，反思教學方法，并帶著出現(xiàn)的問題進入下一個改善循環(huán)，在該循環(huán)的計劃（P）階段，根據(jù)問題原因重新分析學生情況，細化教學安排和監(jiān)控標準，調整完善實驗教學方式，并制定新的行動計劃。

3結論

經(jīng)過近2年的不斷循環(huán)與改進，該開放實驗室達到了預期的教學目標。本實驗室取得以下成效：

（1）學生課外科技活動成果顯著。機電類學生參加校級電子設計大賽獲一等獎，校級“挑戰(zhàn)杯”一等獎，三維建模大賽二等獎兩組、三等獎三組。2015校大學科技創(chuàng)新項目立項重點資助3項，普通資助1項。在開放實驗室活動中在指導老師指導下申報專利2項。

（2）畢業(yè)設計水平提高。引入PDCA模式后，畢業(yè)設計中能夠制作出實物作品的學生增多，在答辯過程中，學生一邊演示自己的作品，一邊闡述設計的思路，效果明顯。2014年有5位畢業(yè)生的畢業(yè)設計被評為校級優(yōu)秀畢業(yè)設計。

（3）學生綜合能力提高。我們在對畢業(yè)生回訪中了解到，將PDCA模式應用在開放實驗教學中，貼近企業(yè)工作模式和思路，能夠使學生盡快適應工作崗位，為企業(yè)解決生產(chǎn)中的實際問題。

綜上所述，以PDCA循環(huán)為研究方法，周而復始、大環(huán)帶小環(huán)，小環(huán)推大環(huán)，循序漸進，使計劃、實施、檢查和處理等環(huán)節(jié)的控制達到科學化的管理水平，實現(xiàn)了開放實驗室教學工作有的放矢、有始有終，通過循環(huán)規(guī)則不斷發(fā)現(xiàn)教學中的問題，再將問題納入下一個循環(huán)，并最終解決問題。如何更有效地將PDCA模式與開放性實驗教學相結合，還有待進一步探索。

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（責任編輯：周小露）

中圖分類號：G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：1673-2928（2016）04-0115-03

收稿日期：2016-03-09

作者簡介：吳耀春（1981-），男，河南潢川縣人，安陽工學院講師，碩士，主要從事機電運動控制方面的研究。

A Study on the Application of PDCA Mode in Open Experiment Teaching of Application-oriented Institutes

WU Yaochun，HAN Xiangke
（Anyang Institute of Technology，Anyang 455000，China）

Abstract：The Opening Experiment Teaching of application-oriented institutes is an effective way to enhance students'hands-on ability and application ability，is inevitable requirement of experiment reform.Good effect of the opening experiment ties in the monitoring of experiment.This paper will have put PDCA Mode into open experiment teaching，the results showed that PDCA Mode contribute to cultivating the finding problems ability，problem-solving ability，practical and application ability.

Key words：Application-oriented；open experiment；PDCA mode；effect