基于生產游戲的研討式課堂教學改革研究
——以《精益生產》課程為例

李玉林

精益生產是我校工業工程本科專業的一門專業必修課程。它以介紹精益生產體系為主線，主要講授精益理念、準時化生產與物流、看板管理、均衡化生產、流程化生產、自働化、標準作業、TPM、人才培育和價值流圖等精益生產理論和技術。經過多年的教學實踐，在培養學生的精益思想和精益實踐能力方面起到了重要作用。但實際教學過程仍存在一些問題，如教師“一言堂”現象、學生實踐知識欠缺等，使得學生學習的能動性和創造性受到抑制。近年來，眾多課程在課堂教學中應用了新的教學模式，如研討式教學、混合式教學、翻轉課堂等[1,2]?？紤]到該課程生產實踐屬性較強而實踐教學條件不足的實況，通過創設游戲式的生產情景，可全面激發學生的積極主動性和創造性，且便于組織實施。因此，本文以研討式教學理念為基礎，充分發揮生產游戲的虛擬性、趣味性和探索性等特點，對“精益生產”課程的課堂教學進行研討式教學改革研究與實踐。

一 研討式課堂教學模式內涵及改革思路

研討式教學是指，教師根據課程內容的特點選擇諸如案例分析、游戲演練、模擬實驗等方法和手段，重新設計和組織教學內容，創設寬松、民主、互動的教學情景，讓學生參與其中，并引導學生創造性地運用已有知識和能力，自主發現問題、分析問題和解決問題，在研討中獲取知識、培養能力和訓練思維的一種新型教學模式[3]。其整個教學實施過程包括模塊設計、指導選題、獨立探索、小組交流、總結提高等步驟[4]。研討式教學法在教學形式上變“講授式”為“研討式”，打破了傳 統“滿堂灌”“一言堂”的填鴨式課堂教學模式。在教學過程中，不僅強調課程知識的掌握，更注重運用知識分析、解決問題的能力的培養，以此改變傳統單一平面的教學形式為多元立體的教學形式[5]。

根據工業工程專業培養方案以及《精益生產》課程教學大綱的要求，選擇合適內容開發課程教學資源實現研討型教學，具體改革思路包括：1）引入生產游戲，以激發學生興趣，提高教學參與度。2）在生產游戲某環節設置瓶頸問題，由學生解決，以提高學生分析、解決問題的能力。3）改變生產模式，探討不同生產模式的實際問題，以培養學生創新精神和科研能力。4）采用“理論知識講授(或自學)+生產游戲+研討”的教學模式，以解決理論與實際聯系的問題，有效提高學生的實踐能力。

二 基于生產游戲的研討式課堂教學設計

（一）研討主題及關鍵游戲道具選擇

本課程設置了4次課共8個學時的研討型課堂教學。研討主題包括推動與拉動生產、總量均衡生產、品種均衡生產和一個流生產等。生產游戲中使用了3種類型的紙飛機包括BOE-1型、BOE-1型和BOE-1型紙飛機（如圖1所示），每種紙飛機按其制作工藝劃分為4個工位，例如，BOE-1型紙飛機的生產工位劃分及工位工作內容如圖2所示。

（二）研討內容及其游戲設計

各研討主題的研討內容及其生產游戲設計如下。

圖1 紙飛機類型

圖2 BOE-1型紙飛機生產工位劃分

（1）推動與拉動生產

研討內容：批量和原料控制（推和拉）對工序負荷和庫存的影響。

游戲設計：模擬生產的產品為BOE-1型紙飛機。安排4位同學作為安裝作業員分別負責紙飛機裝配生產線的各工作站。將瓶頸工位分配到各工作站的其中一個。首先，所有作業員以自己舒適的方式在一個標準的推動方式下工作，無需擔心庫存堆積。然后，按照每次一件流的拉動生產方式進行工作。最后，通過改變批量進行拉動式生產模擬。生產模擬過程中，在工作站最后配置1名QA人員檢驗完成品，4名同學用手機秒表功能記錄生產時間數據，1人配送物料，1名LEADER，記錄生產線中所有WIP的總和。生產游戲進行4個回合，每個回合的紙飛機生產數量為20架。

（2）總量均衡生產

研討內容：總生產量波動對設備、人員、庫存和其他必要生產要素的影響。

游戲設計：考慮等時段內，市場對BOE-1型紙飛機的需求量不同時，非總量均衡條件下的拉動式生產過程，并根據不同時段的產量需求進行設備、人員配置和生產模擬。然后考慮總量均衡條件下的拉動式生產過程，并配備相關資源進行生產模擬。生產模擬過程中，相關數據記錄人員根據具體情況配置。生產游戲進行2個回合，每個回合的紙飛機生產數量為20架。

（3）品種均衡生產

研討內容：品種和數量是否均衡對工序負荷和庫存的影響。

游戲設計：生產組織形式同研討主題（1），但考慮BOE-1型、BOE-2型和BOE-2型三種型號的紙飛機拉動式生產，首先模擬非品種均衡時的拉動式生產過程，記錄工序負荷及庫存數據，然后模擬品種均衡時的拉動式生產過程，并記錄工序負荷及庫存數據。生產模擬過程中，相關人員配置同研討主題（1），生產模擬進行2個回合，每個回合的紙飛機生產數量為20架。

（4）一個流生產

研討內容：生產物流流程（傳統方式和JIT方式）對生產周期和庫存的影響。

游戲設計：考慮模擬生產20架BOE-1型紙飛機，首先按傳統生產物流流程布置生產現場進行模擬生產，然后按JIT生產物流流程（一個流）布置生產現場進行模擬生產。相關人員配置、分工和工作站位安排同研討主題（1）。生產游戲進行2個回合，每個回合的生產產量為20架BOE-1型紙飛機。

（三）研討教學過程組織流程設計

研討式教學過程分四個階段進行，即課前準備、生產模擬、問題研討和總結評價。詳細教學過程組織流程如圖3所示。

圖3 研討教學過程組織流程圖

課前準備階段：包括教師設計研討模塊、分配學生自學任務、提供研討資料并指導學習、學生查找資料、自主學習等。教師與學生之間通過網絡教學平臺、雨課堂、微信或QQ交互。

生產游戲及研討階段：在教師指導下，學生按照游戲規則及要求進行。在每次生產游戲結束后，生產游戲參與者發表自己的感受，觀察者對這個活動以及觀察到的變化發表看法，教師根據課程知識點和生產游戲結果進行提問，引導學生進行討論。學生根據討論結果，對生產進行改善或調整，并對改善或調整后的生產過程進行游戲模擬和討論。

總結評價階段：教師結合生產游戲結果對課程知識點進行梳理總結，并指出生產游戲過程中存在的問題。

（四）研討式教學考核方式設計

根據課程教學大綱的要求，課程考核成績=過程考核成績×50%+期末考核成績×50%-考勤扣分。其中，過程考核的構成及所占比例為：過程考核成績=雨課堂教學平臺自主學習×20%+平時作業×30%+專題討論×50%。注重過程考核，過程考核包括學生自主學習狀態、平時作業、專題討論等內容，重點考查學生在相應教學環節對理論應知的掌握程度。其中專題討論部分主要考查學生發現、分析和解決問題的能力，根據學生發言次數、提出或回答問題的質量以及研討報告質量進行綜合評判。

三 基于生產游戲的研討式課堂教學實施

為了驗證基于生產游戲的研討式課堂教學對《精益生產》課程教學效果的推動作用，課程組于2019年上半年選擇工業工程專業2017級1班（共28人），開展游戲研討式教學改革實施。課堂教學實施結束后，整理教學記錄并統計顯示，所有學生均參與了生產游戲體驗，89.3%的學生參與了問題討論，其中發言次數最多者達17次，最少者0次（共3人）。為了進一步了解學生對教學過程的主觀感受，從能力培養情況和課堂教學趣味性方面設計調查問卷進行評估。調查結果顯示，92.9%的學生認為此種教學模式對提高自身發現問題、分析問題和解決問題的能力有很大好處，其他學生認為有一定好處；82.1%的學生認為該教學模式增強了自身的創新意識；96.4%的學生認為基于生產游戲的研討式課堂教學不僅趣味性較強，能提高學生的參與度，而且有助于理解和鞏固課程知識。由此可見，學生對基于生產游戲的研討式課堂教學模式非常滿意。教學過程不僅能夠有效激發學生的學習興趣，提高教學參與度，而且能夠調動學生的創造性，提高分析、解決問題的能力，改善了課堂教學效果。

四 結語

考慮生產游戲的虛擬性、趣味性和探索性，本文結合研討式教學模式對“精益生產”課程的課堂教學進行了設計，形成了“理論知識講授(或自學)+生產游戲+研討”的教學模式。實踐證明，基于生產游戲的研討式課堂教學，對提高學生的教學參與度，培養發現問題、分析問題和解決問題的能力，以及形成創新意識均具有很好的效果。