基于OBE理念的《精益生产》课程体系分析

吴 昊　谈 波　庞可染　战惠惠　

基于OBE理念的《精益生产》课程体系分析

吴 昊谈 波庞可染战惠惠

（马鞍山学院智造工程学院，安徽 马鞍山 243100）

为了使工业工程专业毕业生的专业能力满足用人企业实际需求，借鉴基于学习产出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE），文章以《精益生产》课程为例，从课程目标、知识体系和教学过程三个层次进行分析，提出了以激发学生创造力、强化知识体系和提升学生参与度的教学模式和评价体系，对提升学生专业技术能力具有重要意义。

OBE理念；精益生产；课程体系

引言

OBE理念自2013年被引入国内以来，由于其强调学生专业知识能力的获取，并以此来反向推动课程体系、教学目标、教学方法、学习成果评价等方面构建，形成拥有PDCA循环功能的教学闭环，具有不断改进教学质量和水平[1]，与实际用人企业需求向对接的特点，在我国工程教育领域广受欢迎，获得了众多学者的关注。

《精益生产》作为工业工程专业的核心课程，包含了本专业大二、大三所学专业课程中的绝大部分知识点，且具有非常明显的实际应用属性，是目前我国众多制造型企业降低生产成本、获取更高利润、改进生产方式、快速满足市场需求变化的重要途径[2]。在此背景下，制造型企业对于从事精益生产（Lean manufacturing，LP）领域的专业人才需求缺口大，如何培养出满足企业用人需求，能够灵活应用专业知识和进行创新的学生，对于应用型本科高校而言，具有重要的研究意义。

因此，本文以《精益生产》课程为研究对象，基于OBE理念对该课程体系进行研究，以课程学习目标为出发点，结合企业实际需求和专业培养大纲要求，进行课程教学内容体系的分析研究。

1　《精益生产》课程目标分析

OBE理念的主要特点就是从学生知识能力的掌握情况出发，对教学过程进行分析改善，进而落实课程以及专业所设立的相关目标[3]。马鞍山学院作为应用型本科培养高校，教学活动的主要任务就是扎实培养学生的知识掌握能力和应用能力。基于此任务，对《精益生产》课程目标进行系统分析。

马鞍山学院工业工程专业的《精益生产》课程开设于大四上学期，授课学时为32个学时，采取课堂集中授课的教学形式，根据课程大纲和专业培养计划，结合已毕业学生所在用人企业的实际反馈，提出《精益生产》课程的4个主要学习成果目标：

（1）了解精益生产的基本理论框架，明确传统生产方式与精益生产模式的区别；

（2）了解精益生产理论的发展历程以及其新思想、理论、技术和方法；

（3）掌握看板管理、均衡化生产、自动化、一个流生产以及价值流分析等生产活动的支撑、分析方法，通过案例分析等形式，明确此类方法的运用场景和流程；

（4）结合外出生产实习经验和比赛活动，锻炼在实际应用过程中发现问题的能力，初步具备运用专业技术分析问题的能力，尝试自主进行问题改善活动及其有关方案的撰写工作。

通过以上归纳出的4个主要学习成果可以看出，学习成果目标（1）和学习成果目标（2）主要强调的是学生对于该门课程基本理论框架及其发展过程、特点的了解，目的在于让学生知道什么是精益生产？为什么会出现精益生产理论？为什么要学习精益生产？以避免出现课程学习结束了，但学生仍然不了解这门课程的作用以及学生不知道为什么要学习这门课程的情况出现。

学习成果目标（3）着重于关注课程方法技术的学习内容和程度要求，并且通过案例分析、视频学习等形式将枯燥的书本知识立体化、趣味化，让学生直观的感受这些方法、技术的应用，以便构建完整的知识框架。

学习成果目标（4）强调学生对于知识、技术的应用能力，这一成果是用人单位反馈所明确提出的。当学生离开校园，进入用人单位工作时，最大的难点在于如何将书本上的知识运用起来，以及去发现、解决问题。为了加强学生在这一方面的能力，提出了“外出生产实习＋比赛活动参与”的培养模式，外出生产实习不仅符合专业培养方案的有关要求，同时还能以此为契机，让学生作为参与者，亲身体验相关企业的生产运营实际，结合实习报告的约束，要求学生对于企业实际结合所学知识进行分析，以实现发现问题、分析问题的锻炼。同时比赛活动的开展可以提升学生问题分析能力和方案的撰写能力，以实现综合能力的提升。

2　《精益生产》课程知识体系分析

在结合专业培养目标和课程目标，使用OBE理念和用人单位需求反馈进行分析，提出4个课程学习成果规划之后，需要对课程知识体系进行分析，找出现有课程知识体系与课程学习成果之间的匹配关系，现将《精益生产》教学内容分为以下几部分：

（1）精益生产概述部分。此部分主要介绍精益生产的来源、发展、理念等内容，着重介绍精益生产的核心理念体现——准时化生产。

（2）准时化生产的支撑技术。该部分从三个方面进行分类，分别是时间、数量和产品类别方面，包含看板管理、总量均衡、品种均衡、流程化生产、少人化生产、缩短作业切换时间、准时化物流等章节的内容，是本课程的学习的重难点内容。

（3）准时化生产的分析技术。该部分包含两个方面的内容，分别是自働化和价值流图。这两个技术分别适用于分析生产线系统在制造过程中是否存在异常或缺陷和制造过程活动所带来的增值与否。这两个技术可以用来分析产品生产线的制造和流程设计，是提高产品质量、消除无增值活动的重要分析手段，但内容较为抽象，对学生而言难以去理解。

（4）相关基础理论。此部分主要由已学过的专业课组成，例如标准作业法、现场改善、基础IE、目视管理、5S管理、TPM、品质管理等内容。由于此部分的内容在之前的专业课程中已经进行过学习，所以理论知识难度不大，但重点在于如何将多门课程的核心内容融合起来，结合精益生产思想，在学生层面形成相应的知识体系，让学生在进行分析问题时可以做到系统化思考。

通过以上对于该课程内容的划分可以发现，《精益生产》课程体系具有非常强的综合性和实际应用属性。本课程知识体系与工业工程专业其余相关课程关系图如图1所示。

图1 课程体系结构图

根据张洪亮等[4]的研究结果，在用人单位对工业工程专业的4项专业技能需求中，精益改善的重要性程度最高，达到0.108；考虑全部18个评价指标，其重要性仅次于决策优化的0.118。由此可见，做好基于OBE理念的《精益生产》课程体系建设，符合工业工程这一应用型专业的本质需求，也满足用人单位的实际需求，具有实际研究价值。

3　《精益生产》教学过程分析

在传统教学设计过程当中，教学重难点往往是根据知识点难度进行划分，也就是单纯的从记忆能力、计算能力角度来判定学生是否掌握有关知识内容。常常会出现学生通过死记硬背、临时突击的方式来通过考试[5]，在此情况下学生对于专业知识的理解和运用能力必然是无法达到学习成果目标要求的，本文以“流程化生产”这一章节的教学内容为例，从章节知识内容、教学活动、学习成果评价三个方面进行分析研究。

3.1　章节知识内容与预期学习成果

“流程化生产”是《精益生产》课程结构的第五章，授课主要内容涵盖生产流程分析、设备管理、动作分析与分配、人员管理等内容，章节知识体系完整，涉及本专业其他专业课程内容多，因此，首先从章节知识内容入手，明确本章节教学知识层级，具体如图2所示。

图2 章节知识关联图

由图2可以发现流程化生产的目的可以归纳为4点，分别是缩短生产周期、便于质量问题回溯寻源、减少/消除在制品库存、减少无效搬运。通过与章节内容的关联，发现“流程化生产”章节内的教学重点分别是设备布置和设计、一个流生产和少人化。但设备布置和设计、少人化这两部分的内容，在《物流工程1》《基础工业工程》课程的学习过程中已经进行过详细的学习，在本章并不将其设为教学难点。由于一个流生产、缩短作业切换时间与企业实际生产过程密切相关且较为抽象，若完全按照书本进行教学，学生难以进行理解，故将其设为教学难点。

基于之前所提出的《精益生产》课程学习成果目标，给出第五章“流程化生产”的学生学习成果目标：通过对比实验和仿真，明确设施布置在生产过程中的影响，学生能够判断设施布置的合理与否，并对其进行设计改进；将生产过程在课堂中直观化体现，分析传统生产模式中库存多、质量溯源难、生产周期长的原因，学生能够从流程角度找出问题所在，并初步制定流程分析图。

3.2 教学方法分析

在目前“流程化生产”章节的授课过程中，以主讲教师理论授课为主，强调理论知识的灌输，通过电子课件结合教材中的案例对重难点进行展开，结合课后的作业布置以及期末考试来检查学生对于专业知识的掌握情况。教学过程完全由教师教学进行主导，学生的学习过程始终处于被动状态，学习质量难以保证。通过对近两年期末试卷卷面情况的分析，学生对缩短作业时间方法的分析、设备布置和设计的目的不明确，失分率较高，卷面分数的主要来源是基本概念和论述类题目。由此可见当前的授课过程并不符合OBE理念的要求，在此情况下提出基于OBE理念的教学方法改革。

（1）基于案例仿真的翻转课堂模式。“流程化生产”章节中的知识内容都是应用于企业生产现场，虽然专业培养方案中有认知实习、生产实习这类课程的开设，但学生很难在短期实习过程中有足够的认知。同时传统的案例教学模式虽能起到理论教学的补充作用，但仍然较为抽象，为了充分发挥案例教学的作用，调动学生的课堂积极性，将案例数据结合大三学习的Flexsim仿真软件，让学生通过数据分析和仿真软件编程，结合所学课程知识进行分析。同时改变以往翻转课堂中由学生进行课本内容讲述的模式，让学生对自己所承担的案例分析进行展示，由其他学生作为评委进行讨论，在课堂进行专业交流，互相进行打分评价。

（2）激发学生创造力的实验设计。OBE理念强调以学生学会了什么来反向评价教学过程和内容，因此需要学生展现出自身的创造力。在传统的实验设计过程中，都是由教学或实验教师给出实验方案或大纲，学生在此框架内进行机械性的操作，无处发挥学生的创造力和展现设计能力。在此借鉴心理学中的“沙盘游戏”以及乐高玩具的设计思路，将实验的设计权交给学生，激发其创造力。

例如“流程化生产”中的设备布置和设计一节，鼓励学生设计出符合某一生产任务或环境要求的设备布置方案，教师只提供模块化的工具和指导性建议，将主动权交给学生，若设计出具有独特性的工具或模块，可利用学院内的3D打印机以满足设计需要。

（3）借助网上资源的课堂教学补充。在互联网视频平台和线上教育迅速发展的现在，网上教学资源呈现出井喷式增长的趋势，由于教学者的受教育背景和知识体系的不同，所展现出的教学风格和方式都不尽相同，因此完全可以借助网上优质的教育资源对课堂教学进行补充，来丰富教学活动的内容，同时，在借助网上资源的同时，线下授课教师应当做到对视频所涉及内容进行实时讲解，通过展示自己的分析过程，来吸引学生的注意力，引导学生进行思考。

3.3 学习成果评价

结合OBE理念中强调学生个人从学习过程中得到的收获和对社会发展的作用来评价其学习成果的思想，对学生学习成果评价不能局限于期末考试成绩和平时出勤情况考核，要突出学生能力和个性化的发展变化，学习成果评价内容如表1所示。

表1 学习成果评价内容

由表1可以看出，本文的学习成果评价内容是在3.2节的教学方法分析的基础上提出的，相比于传统的评价内容，增加了学生之间的互相评价，降低了教师的主观评价比例，在评价内容多元化的同时，做到了评价方的多元化，在实行过程中，也可以通过学生的评分变化和表现，对教学内容进行修改优化，以形成“教师—学生”的双向教学成果反馈评价，提高教学质量。

4 总结

本文以OBE理念为指导，对《精益生产》课程体系进行分析，明确了课程教学目标和课程知识体系，并对新提出的目标和知识体系加以分析。以本课程中“流程化生产”为对象，重点分析了章节知识内容、教学活动、学习成果评价三个方面的内容，提出了“教师—学生”的双向教学成果反馈评价方式，对激发学生创造性、提高课堂参与度均有积极的影响。

[1] 王姝懿. 基于OBE的《多媒体技术与应用》课程教学改革探索[J]. 教育现代化，2019，6(94): 91-93.

[2] 李峰. 《精益生产》课程改革与实践[J]. 教育现代化，2016，3(24): 56-57.

[3] 张新艳，周炳海，陆志强. 基于成果导向教育理念的工业工程课程教学评价研究[J]. 精密制造与自动化，2019(4): 54-56.

[4] 张洪亮，常建国，郜振华. 基于QFD方法的工业工程专业培养方案优化[J]. 高教论坛，2019(3): 58-61.

[5] 范志强，赵英姿，胡彦勇. 基于OBE理念的《物流管理》课程建设与实践[J]. 中国储运，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

安徽省高校自然科学研究重点项目（KJ2020A0843）；马鞍山学院校级教学教改项目（202002）。

吴昊（1994－），男，马鞍山学院智造工程学院讲师，硕士，研究方向为云制造、精益生产。