质量管理与可靠性课程教学改革与探索

质量管理与可靠性课程教学改革与探索

摘要:《质量管理与可靠性》是工业工程(IE)专业的主干课程之一,实践性和理论性较强。针对课程特点及学科的最新发展,对教学方式改革、教学内容创新、实践环节等方面进行探索,为了达到培养学生应用型质量管理人才的目的,本文重点阐述了统计学与质量控制与可靠性相整合,启发式教学和案例教学相结合,理论教学和实践教学相融合的启发式教学模式。

关键词:质量管理;教学改革;教学手段;启发式教学;案例教学

       一、 引言

       质量管理与可靠性是工业工程专业的一门专业必修课,该课程主要讲述了质量管理的理论、方法、体系、设计和过程质量控制以及可靠性等方面的知识。主要目的是使学生了解现代质量管理的理论知识,掌握常用的统计质量控制及可靠性设计方法,并能运用所学知识去分析并解决生产和管理实践中出现的各种质量问题。该课程是一门融管理与技术与一身,实践性较强的课程,不仅要求学生掌握该课的理论知识及与本课程有关的相关专业知识,还要求学生具有扎实的专业基础和较强的实践能力,另外,还应具有较强的统计思想,这样才能使学生走上工作岗位后,能发现并解决生产过程中出现的质量问题,胜任本职工作。

       二、 课程现状及存在问题分析

       工业工程(IE)是一门集技术与管理于一身的新兴综合学科,IE专业1911年产生于美国,1980年我国开始有6所院校招收本科生,由于IE学科在我国的发展时间较短,各高等院校的课程体系和各个环节的设置还不够完善,IE专业的教学改革与实践一直是各高校研究的重点,《质量管理与可靠性》是IE专业的必修课程之一,主要讲述质量管理及可靠性等方面的知识,目的是使学生了解现代质量管理的理论,掌握常用的统计质量控制及可靠性设计方法,并能运用所学知识去分析并解决生产和管理实践中出现的各种质量问题。因此,课程教学目标既要突出针对性和实用性,又要注重和专业相关技能课程相衔接。

       清华大学IE专业非常重视质量管理的实践教学,摒弃了传统的参观性实习,提出了新型的工业工程生产实习方式(现场操作实习);上海复旦大学不仅重视质量管理理论前沿知识的传授,还安排2周的毕业设计,以增强学生的创新实践能力;西安交通大学的《质量管理学》一直是IE专业的精品课,教学内容和教学方法都体现了对质量管理创新型人才的培养,目前,我校的质量管理与可靠性教学,也取得了一定的成果,但与其它重点高校相比还存在以下问题:

       (1)教学方式仍以传统的教学方法为主,师生互动较少,学生积极性不高;

       (2)实践环节较为薄弱,理论与实践严重脱节。虽然该课也注重课程的理论性、系统性和先进性,但缺乏结合实际的案例、综合性实验教学和录像教学;与课程有关的实验和课程设计内容较少,学生对知识的理解不够准确,思考问题和解决问题的能力不强。

       (3)统计思想在该课中的地位不突出,系统性不强,没有使学生真正的体会到统计学在质量控制中的重要性。

       由于以上原因,使质量管理与可靠性的教学效果不是很突出,为了调动同学们积极性和创造性,提高教学质量和教学效果,培养具有更高素质的富有创造力和开拓精神的质量管理人才,该课题组仍需进一步的探索和改革。

       三、课程教学改革的探索与实践

       《质量管理与可靠性》要求我们在传授知识的同时,更要注重对学生能力的培养,注意开拓学生的创新思维,挖掘学生的潜力。那么如何培养学生的创新能力和实践能力,如何使学生成为普遍受企业欢迎的人才呢?我们进行了进一步的探索和思考:该课的教学主要从教学手段改革、教学内容创新、实践环节、教材建设和考核方式等方面进行改革

       1 教学手段改革

       传统教学方法的关系主要采用课堂授课、提问、练习等方式的板书授课,信息量小,方式单一。为了调动课堂学生的积极性,培养学生创新思维,提高学生分析问题和解决问题的能力。课题组研究了美国、欧洲等国外先进的教学方式,结合我国的国情,并参考国内外教育教学实践,围绕“加强学生‘三基’”这个核心,最终确定了“启发式教学和案例教学相结合,统计学与质量控制与可靠性相整合,理论教学和实践教学相融合”的改革路线。

       (1)采用启发式教学和案例教学相结合的方法。启发式教学采用讨论启发和提问启发两种方法,让学生通过参与课堂教学活动,启发学生学会分析问题和解决问题的能力,达到师生双向互动的教学效果。例如:教学过程中可通过案例引发学生的积极性,启发学生对发生在某企业的质量问题进行思考,诱导学生从问题入手,寻找产生问题的根源,运用5M1E(人、机、料、法、环与测量的英文首写简称)方法去寻找问题产生的主要原因,当然在寻找问题的过程中,学生会运用大量的相关知识和数据处理方法,主要原因确定后,针对主要原因采取一系列的改进措施,然后对改进过程进行控制,最后检查改进后的结果。这种教学方法能调动学生的积极性和学习兴趣,同时也能培养学生的创新思维。案例教学主要通过精选企业质量管理方面的典型案例。例如:海尔集团的质量管理和经营模式、6 Sigma方法在厦门ABB集团的应用、“品管圈”QCC内人员应掌握的质量管理技术与方法等,必要时增加录像教学,深入浅出讲解,指导学生练习,以巩固和消化所学知识。案例教学中案例的设计非常重要。

       (2)传统教学手段和现代教学技术相结合的教学方式。教学方式的网络化、数字化是一种趋势[1],充分利用现有教育资源(多媒体教学、软件应用、专题研讨、案例教学、网上答疑等方式),通过课堂展示、案例教学、情景教学、网络答疑等形式提供师生间交流和互动的平台,增加课堂教学的生动性,充分发挥教学互动和教学相长的优点。目前,我们制作了优质的多媒体课件,课件图文并茂、直观形象的演示给同学们耳目一新的感觉,增加了课堂教学的生动性,课堂上也增加了案例研讨和统计质量分析软件Minitab的使用等内容,使学生掌握现代化的数据处理手段,在重要的章节给同学们布置大作业,例如上面的典型案例分析,课上利用部分时间进行分析讨论,充分调动学生的积极性。通过课堂展示、案例教学、网络答疑等形式提供师生间交流和互动的平台,充分发挥了教学互动和教学相长的优点[2],通过改革,活跃了课堂气氛,增强了学生的学习兴趣,取得了显著的教学效果。#p#分页标题#e#

       2 教学内容创新

       质量管理的内容丰富、博大精深,要根据工业工程学科的特点,补充最新内容,保持学科的先进性,以培养应用型人才为目标。该课主要包括四部分内容:质量管理理论基础、质量管理的统计技术与方法、设计、生产过程质量控制、可靠性设计等内容,这些内容涉及到大量企业常用的质量管理的技术、理论和方法,例如:设计过程质量功能展开QFD、6 Sigma方法的业绩改进模型DMAIC、质量控制QC的“老七种工具”和“新七种工具”、过程能力分析、抽样检验、可靠性分析等内容,这些都是企业质量管理人员经常用到的技术和方法,要想在有限的时间内完成该课程的教学很有难度,而且工业工程的学生所学的课程都具有学时少、内容多的特点。所以在选择课程教学内容时更要重点突出、有计划、有选择的来讲授该课程的精髓和在企业应用最广的内容。教学内容的创新主要体现在以下三个方面:

       (1)不断更新教学内容,严格与质量管理体系标准的修订和认证评审法规的调整同步;密切关注国家卓越绩效体系(GB/T1958O一2004)的贯标和认证,适时引入有关内容或开设后续课程,以提升学生岗位适应能力。根据情况为了适应考研学生的需要,适当增加质量经济性分析、正交试验设计等内容,简化质量管理体系的建立、运行和监控等内容。

       (3)统计学和质量管理与可靠性相整合。强化统计思想在《质量管理与可靠性》中的应用,增强学生对质量数据的处理分析能力。各大高校与质量有关的实验与课程设计,都是围绕“统计质量控制”展开,将统计学思想融入课程教学中。例如:统计学中的概率统计、参数估计、假设检验、方差分析和实验设计在质量控制当中应用最为广泛,企业质量问题的解决来源于企业对质量数据的搜集、整理和分析,从而找出质量问题的所在。而统计学就是一门对数据进行搜集、整理、显示和分析的学科,所以要学好质量控制就要领会统计学的内涵。质量控制与可靠性中的质量控制工具(直方图、排列图、控制图、正交试验设计、过程能力分析、臭氧检验等内容)与可靠性设计(可靠性的特征量及其常用函数、可靠性模型)部分内容都是统计学思想在质量管理当中的具体运用。因此,在讲授课程的同时,要提醒同学们课前要预习统计学的相关内容,这样也把枯燥无味的数学思想应用到了解决实际的质量问题当中,使同学们体会概率论和数理统计的精髓,以提高同学们的学习兴趣。与此同时,在要求学生在掌握原理和应用的基础上,要能利用相关的统计分析软件(SPSS、SAS、Minitab等)对统计质量数据进行分析,以提高解决实际问题的能力和相应的软件使用技能。

       (2)不断丰富主讲教师为企业咨询服务的经验并调整充实到课程教学中来,使课程体系更具有现场作业的实务性,并争取从理论教学内容中抽绎出可在企业班组培训中实施的模块。

       3 加强实践教学环节

       加强实践教学是培养创新型人才体系的重点,是提高学生的创新精神和实践能力的重要途径。实践教学环节一直采用理论教学和实践教学相融合的启发式教学模式,在传统理论教学的同时,鼓励学生参与经管学院开设的与质量管理相关的学术讲座,并努力邀请中国质量协会、质量管理咨询机构和企业界质量管理专家举办课外讲座,积极组织学生参观唐山爱信齿轮集团、机车车辆厂(中国北车集团)、校内工程训练中心等典型企业,鼓励学生参与课程内容相关的科研项目的辅助研究工作,以培养学生独立分析实际问题、灵活运用理论要点和创新解决问题的能力。实践环节主要从以下几个方面进行加强:

       (1)校内外专家资源的开发利用。质量管理是一门应用性和实践性较强的课程,其中应用性较强的内容非常有必要聘请质量管理咨询机构或企业界质量管理专家来校讲课。例如:质量管理方法在企业的具体应用、工序质量控制以及质量认证的程序和步骤等内容,只有结合具体企业的实施来授课,才能使学生了解得更加透彻,也可把抽象的内容变得更加生动,以激发学生学习的热情。

       (2)增设贯穿该课整个教学过程的“小课程设计”,并积极引导能力较强的学生参加教师科研项目的研究与开发,通过实际的开发与研究活动,一方面加深学生了对枯燥、深奥的质量知识的理解,同时拓宽了学生的视野,提高了学生的实际应用能力,培养了学生科研创新的素质,为将来学生走向社会进行实际开发和科学研究奠定良好的基础[3]。我校工业工程目前没有开设该课的课程设计,为了加强学生的实践能力,可以在讲课过程中把老师的科研课题的一部分以“大作业”的方式布置给学生,。“小课程设计”的涵盖面应广泛、内容应体现课程的重点与难点,学生只有综合运用所学知识才能完成设计,这种方法既能使学生理解、巩固和消化所学的知识, 也便于今后应用于实践。“小课程设计”题目如下:

        设计过程质量控制—质量功能展开QFD在电焊机研制过程中的应用及其可靠性分析(需提供电焊机零部件组成及其加工工艺、可靠性数据);

        制造过程质量控制—如何提高变速箱生产的一次合格品率(需提供详细的变速箱生产工艺流程和质量数据)。

        如何提高唐山锯片厂硬质合金齿圆锯片的锯片质量(需提供详细的锯片生产工艺流程和质量数据)

        三项“小课程设计”几乎涵盖了该课程的所有知识点,贯穿整个教学过程,可使学生将所学知识融会贯通,加强质量管理理论、技术的应用能力。

        (3)增设开放性、综合性实验(操作+上机)

        目前,IE专业未开设质量控制与可靠性方面的实验,该课程要求学生具有实际操作能力和对质量数据的处理能力。典型实验设置如下:#p#分页标题#e#

        轴类零件的直方图绘制与分析(要求学生实地测量数据、分析数据,并使用统计质量控制软件Minitab绘制直方图);

        轴类零件加工的工序质量控制(要求学生实地测量,并绘制控制图( 图), 并对工序能力进行分析)。

        (4)校内、外实习基地的建设和利用

        我校的实习基地有:潍坊柴油机厂、唐山钢铁集团、唐山爱信齿轮集团、唐山松下焊机产业有限公司、唐山冶金矿山等企业,在实习过程中,引导学生去发现质量问题,并运用所学知识与技术去寻找解决质量问题的方法。鼓励学生参与课程内容相关的科研项目的辅助研究工作,以培养学生独立分析问题、灵活运用理论要点和解决实际问题的能力。

        我校工程训练中心也为学生的实践教学奠定了良好的基础,经过组织参观实习和实地操作,学生可了解金属零件的加工工艺,掌握各种机床及数控机床的加工特点,为学生解决产品质量问题打下了坚实的基础,也为以后学走上工作岗位做了充分的准备。

        4 加强教材建设

        该课曾使用过刘书庆主编的《质量管理学》,目前在使用苏秦主编的《质量管理与可靠性》,该教材为21世纪工业工程专业规划教材,内容新颖,重点突出,适合工业工程教学的要求,唯一的不足是缺少典型案例,统计思想不够突出。

        结合IE专业的特点和实际的授课经验,我们已联系好科学技术出版社,预计出版“十二五”部级规划教材《质量管理学》。该教材将结合国内外质量管理学的最新研究成果,吸收以往教材的精华,强化统计思想,增加实用性和应用性的现代化教学内容,且每章配有典型案例分析、思考题和练习题。教材编写的主要构思与方案确定如下:

        •质量管理概论(第一章);

        •质量管理体系及运行监控(第二章);

        •质量管理统计技术与方法(第三章);

        •设计过程质量控制(第四章);

        •制造过程质量控制(第五章);

        •质量检验(第六章);

        •质量成本与绩效度量(第七章);

        •质量改进(第八章);

        •可靠性设计与分析(第九章)。

        5 课程考核方式的改革

        质量管理与可靠性考试成绩是平时成绩和期末成绩的加权平均,传统的平时成绩主要考核学生考勤和交作业的情况,平时占20%%,期末占70%~80%。在现行的平时成绩考核中,根据学生参与课堂活动的表现,包括提交的作业和案例分析报告、在课堂上所作的案例分析演示、参与互动讨论等表现,综合小组评分与教师评分给出成绩,占总成绩的30%;在期末考试中,尽量减少死记硬背才能回答的题目,增加开放性辨析题和案例分析题的比重和难度。通过评价方式的引导,促进学生注重平时的学习、结合实际进行主动和独立的思考、并培养其团队合作意识与能力。

        四、结束语

        质量管理与可靠性课程的教学改革是一个永无终止的过程,只有在教学中改革,在改革中探索,在探索中教学,才能保持课程内容的先进性、教学方法的多样性,才能调动学生的积极性和主动性,才能使我校送出去的毕业生受到社会的认可和欢迎。

参考文献:

[1] 王金发,王宏斌,何炎明等.“细胞与遗传学试验”国家精品课程的建设[J],中国大学教学,2010(5):59-61

[2] 刘桂珍,殷宝麟.互换性与测量技术基础课称教学改革与实践[J].黑龙江高教研究, 2010(8):167-169

[3] 刘彦保. 计算机网络课程教学改革与实践[J]. 黑龙江高教研究, 2006(2):111-114