基于QC小組的“檢測技術課程設計”教學改革探索

陳家焱　洪濤　林篤盛　周娟

摘要：以提高“檢測技術課程設計”的教學質量為目標，通過對傳統課程設計存在的問題進行分析，并結合QC小組的含義和特點，提出基于QC小組活動的“檢測技術課程設計”教學組織方法。按照QC小組活動原則對“檢測技術課程設計”活動進行展開，分別對課題小組建立、PDCA循環組織實施小組活動和成果發布的要點進行了闡述。最后，對基于QC小組的“檢測技術課程設計”教學改革進行了總結。

關鍵詞：檢測技術；課程設計；QC小組；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）34-0110-03

“檢測技術”課程是自動化、機電一體化、電氣工程、測控技術與儀器、工業工程類專業的專業基礎課，對檢測與控制系統設計及其應用具有重要作用?！皺z測技術”是一門交叉學科，涉及多學科的知識[1]，同時也是一門理論與實踐相結合的課程，其中設置的課程設計環節對促進學生學好該門課程起著舉足輕重的作用，利用課程設計實踐活動，能讓學生深入學習檢測系統設計方法，理解傳感器基本原理，學會將傳感器和系統設計的理論知識與實際現場進行結合，使學生能夠真正地理解為什么要學習傳感器原理，以及如何才能構建合適的檢測系統。

一、傳統課程設計存在的問題

傳統的“檢測技術課程設計”教學與課程實驗教學區別不大，一般都是由任課老師先給出設計任務書，學生根據設計任務書，查詢文獻資料，然后根據設計任務書中的設計步驟，進行傳感器選型、理論計算和圖紙設計。為了減少時間，任課老師一般會事先設計制作好傳感器應用系統，學生只要在現成的傳感器系統上進行安裝調試，測試實驗結果，這種課程設計與常規的驗證性實驗相似，很難充分調動學生的積極性和創新性。因此，學校在開展“檢測技術課程設計”時往往存在一些問題[2]。

1.學習的傳感器原理與實際構建的檢測系統不能很好銜接，只能將書本上的理論知識照搬到設計說明書里，知其然不知其所以然，缺乏靈活應用知識的能力，對解決實際問題意義不大。

2.課程設計要求提供的成果，只是演示、簡單原理展示，很少具有實際現場的觀點，往往會造成設計出的檢測系統不具有實際應用價值。

3.在課程設計過程中，學生之間的團隊合作精神體現不夠，往往某個能力較強的學生大包大攬整個課程設計內容，抄襲、打醬油的現象普遍存在，嚴重影響課程學習效果。

4.一般課程設計成績考核是以設計說明書、圖紙、實物演示作為評定依據，評價手段主要以老師打分為主，不能從根本上反映出課程設計的教學效果。

為了解決上述問題，提高課程設計教學質量，我們經過兩年的探索，將質量管理工程專業骨干課程“質量分析改進”中QC小組方法引入到“檢測技術課程設計”中，以有效改善課程設計存在的問題。

二、QC小組解決問題

QC小組是從日本發展起來的，是20世紀70年代日本產品質量雄霸世界的重要法寶。QC小組是企業現場職工，根據企業的經營戰略、質量目標和現場存在的質量問題，運用質量管理的理論和方法開展降低成本、改進質量和提高人員素質與經濟效益活動的小組。

QC小組作為一種有效解決質量問題的組織形式，具有如下一些優點。

1.科學性。QC小組按照PDCA原則組織活動，遵循科學的工作程序，逐層深入地分析與解決質量問題；在組織活動中不以想當然或個人經驗處理質量問題，而是以客觀數據作為解決質量問題的決策依據。

2.自主性。QC小組成員都是自愿參加的，這樣才能激發小組成員的積極性和創造性，并在組織活動中實行自主管理。

3.民主性。QC小組是以團隊形式開展活動，QC小組組長既可以民主推選，也可以由QC小組成員輪流擔任。另外，QC小組內部成員間是平等的，不以職位和技術等級分層看待，大家在一起集思廣益，為實現既定目標共同努力。

4.群眾性。QC小組成員可以包括企業各部門的成員，除企業領導之外，不僅包括企業的管理人員、技術人員，在工作第一線的操作人員也吸引參加[3，4]。

當前，QC小組及以QC小組為原型的各種質量改進活動，已經在全世界范圍內的企業、政府、醫院、科研機構等，得到了廣泛應用，并取得了很好的效果，本文將QC小組活動的精髓引入到“檢測技術課程設計”的教學組織中。

三、QC小組活動在“檢測技術課程設計”中的應用

“檢測技術”是我校質量管理工程專業的骨干課程，是培養質量工程專業學生具備良好機電基礎的核心課程?！皺z測技術課程設計”包含大量的電工電子、單片機、信號處理等方面的理論知識，同時，作為質量管理工程的學生對質量控制、質量改進也已掌握豐富的理論知識，為了讓學生能有效地掌握這些知識，提高解決實際工程問題的能力，必須增加學生的實踐機會。經考慮，將兩門看似不相關的課程進行結合，在“檢測技術課程設計”融入QC小組活動，來綜合訓練學生應用知識的能力，一方面突破了“檢測技術”傳統課程設計模式，改善教學效果；另一方面加強了學生對質量工程的QC小組活動組織形式和應用過程的掌握，有效鍛煉了學生運用質量工程技術解決問題的能力。由QC小組的含義及特點可知，QC小組是一種基于PDCA（策劃—實施—檢查—總結）原則的小組活動形式，根據PDCA的原則，本文將QC小組的方式引進到“檢測技術課程設計”，實踐證明效果很好。

1.建立課程設計小組。課程設計設置目的是培養學生運用理論知識解決實際問題的能力，目前學校開展的課程設計課程多是以小組形式進行的，以培養學生合作意識和團隊精神。根據QC小組的組織形式，QC小組成員構成一般是5～8人；若人員過多，可能會產生相互依賴思想，效率低下；若人員過少，可能會造成解決問題的人手不足，無法從根本上解決問題。對于“檢測技術課程設計”小組，采用學生自薦和老師認可的方式確定組長，然后由組長選定各小組成員。在課程設計中，每一個小組要確定各小組的名稱和行動口號，QC小組設立時強化學生團隊精神的重要環節，為將來的小組行動管理和課程發布奠定基礎[5]。

2.按PDCA原則組織實施課程設計。①策劃（P階段）。第一，選擇課題。QC小組活動的課題選擇分為“問題解決型”和“創新型”兩種類型：“問題解決型”課題主要是在原有基礎上的改進或提高；“創新型”課題主要立足于研發新產品、新方法，是針對過去沒有發生過的，當前還沒有實現的產品或工作業務而開展的活動。“檢測技術課程設計”對于學生來說是第一次做，課題是由指導老師指定題目和技術要求，沒有現成的數據或信息，需要學生根據課題目的，提出各種方案，選擇最佳方案，所以QC小組活動的課題都是“創新型”課題。第二，課題目標及可行性分析。設定目標是為小組活動指明努力的方向，也是用于衡量小組活動完成的程度?！皺z測技術課程設計”在給每個小組確定設計內容時，不明確說明設計方法、技術手段，只給出設計場景和一些關鍵的技術指標，例如溫室大棚的溫濕度控制系統設計，測量精度±0.5℃，濕度精度±5%，測溫范圍4～100℃，能通過鍵盤設定報警溫度的上下限，液晶屏上能夠顯示報警狀況，報警溫度濕度自定。課題QC小組可以圍繞課題目標多方面選擇確定設計方案。在確定目標之后，小組應進行目標可行性分析，主要從人、機、料、法、環、測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。在課題目標深入分析的基礎上，課題QC小組針對選擇的課題，提出實現課題目標的各種方案，并對這些方案進行評價，從中確定最佳方案。在方案評價過程中，不提倡僅用定性方式進行方案評價比較，應用數據和事實說話，可以采用矩陣圖打分，對優勢（強項）、劣勢（弱項）進行評定。課程設計小組成員逐個分析各方案，對方案實施的可操作性和可行性進行論證，通過比較選出最佳方案。第四，制訂對策。經過對各方案的篩選后，課程設計小組確定了最佳方案，接著就是要研究制訂下一步對策。小組在制訂對策時，主要是考慮如何將對策實施具體化，可以對最終選擇的方案運用系統圖展開或用流程圖按流程進行描述的方法進行分析、整理，形成方案實施的對策表。按“5W1H”的表頭設計對策表，其中“對策”欄填入小組準備實施最佳方案的手段或步驟，“目標”欄填入每個對策想要達到的量化目標，“措施”欄則填入每一項對策目標實現的具體做法。②實施（D階段）。在這個階段，QC小組按照已制訂的對策逐項實施?！皺z測技術課程設計”的工作內容主要是將系統設計方案從理論到實際應用的過程，溫室大棚的溫濕度控制系統設計課題需要完成系統原理圖的設計、電路板PCB設計、電路元器件的焊接、硬件調試、軟件程序設計、軟件測試、系統集成等。在這個實施過程中，也要注意每項對策實施后，檢查相應對策目標的完成效果，以便及時調整。按照QC小組形式組織實施“檢測技術課程設計”過程中，需要的時間遠遠不止兩周，對于“檢測技術課程設計”的內容，通常任課教師會提前一個月將課程設計內容與要求、組織形式介紹給學生，將有關任務布置下去，讓學生提前按照QC小組形式開展活動，在課程設計規定的集中2周時間主要進行效果檢查和改進總結。③檢查（C階段）。當“檢測技術課程設計”的設計工作全部完成之后，QC小組成員就要進行效果檢查，以確認小組設定的課題目標是否達成。小組通過收集的客觀數據，檢查是否達到小組設定的課題目標。如果達到了課題目標，說明小組取得了較好的活動效果，完成了此次QC小組活動課題；如果未達到課題目標，小組就要查找原因所在，是措施制訂的問題，還是對策方案的問題，必要時再進行新一輪的PDCA循環[6]。④總結（A階段）。QC小組成員完成了課程設計既定目標后，應對實施方案和措施進行總結，需要把課程設計過程中所產生的各類數據、程序及涉及的理論、工具等進行整理，對取得的成果進行總結，對尚未解決的問題，進行分析，提出初步建議解決方案，形成詳細的課程設計報告書。在形成報告書時，每個組員可以針對自己的具體分工進行詳細的展開，最后由組長負責組織組員討論、修改，形成一篇完整的“檢測技術課程設計”報告書。

3.課程設計成果發布。成果發布會是“檢測技術課程設計”的最后環節，也是非常重要的組成部分。成果發布會由所有小組共同參與組織實施，發布時，由每個小組的組長或指定的組員對整個活動進行發布匯報，然后由評審老師和小組組長按照評審規則進行綜合評價?；赒C小組形式的課程設計成果發布與一般意義上的課程設計答辯相比是有明顯區別的，主要體現以下一些方面[2]：首先，課程設計成果發布由每小組派出成員代表到講臺上進行小組成果匯報，匯報內容包括課程設計組織形式、小組分工、實施過程、心得體會和成果展示等，所有同學共享小組成果，在此基礎上進行全面評價打分。其次，課程設計成果發布要求所有學生都要參加發布會，學生是整個發布會的主角。發布會設有專門的主持人，設有答疑環節，老師帶著學習的態度參與學生的課程發布會，至于成績評定，根據事先擬定好的評分準則對學生和各小組進行客觀公正的評價。最后，課程設計成果發布會評分準則是綜合各方面意見形成的規則（見表1），參與評審的老師和同學以此為基礎進行打分，相對客觀地給出各小組發布會的最終分數。

通過對基于QC小組的“檢測技術課程設計”的組織與實施，一方面克服了傳統課程設計組織形式難以調動學生積極性和創造性的缺陷，提高了學生運用理論知識解決實際問題的水平，增加了學生的工程實踐能力；另外一方面，為新形式下如何進行實踐課程教學改革，提供了很好的案例[7]。將QC小組活動形式組織課程設計推廣應用到不同專業和課程的校內實踐課程，對提升學生理論與實踐結合能力和綜合處理問題能力，也有非常重要的借鑒價值。

參考文獻：

[1]揚帆，李國平，趙黨軍，等.傳感器及其應用課程設計改革與實踐[J].武漢工程大學學報，2007，29（5）：88-90.

[2]洪濤，曾其勇，楊其華，等.基于QC小組的課程設計組織方法[J].實驗室研究與探索，2012，（1）：140-141.

[3]梁紅霞.日本及國際QC小組活動發展概述[J].中國質量，2010，（1）：62-63.

[4]郭美萍.小組成果點評與QC小組水平的提升[J].中國質量，2010，（10）：78-79.

[5]陳永強.QC小組活動在生產性實訓中的開展與應用[J].蕪湖職業技術學院學報，2014，16（2）：91-94.

[6]施紀紅.QC小組活動在SMT實訓課程中的應用[J].蘭州教育學院學報，2014，30（12）：95-96，160.

[7]王根平，易靈芝，吳志敏，等.基于CDIO的《檢測與傳感器原理》課程設計研究與實踐[J].計量與測試技術，2011，38（1）：17-18，20.