參與引導式教學模式在“木制品生產工藝學”課程教學中的實踐探索

(北京林業大學材料科學與技術學院，北京 100083)

“木制品生產工藝學”課程知識具有較強的綜合性，它結合了材料、機械和家具等木制品生產工藝多方面的知識，是木材科學與工程、家具設計與制造專業的必修課程，其教學目標是培養學生具備發現木制品生產過程中的問題和解決問題的能力，為企業輸送生產管理的高級技術人才，以幫助企業降低木制品的生產成本，降低能耗[1-2]。

隨著木制品加工技術的不斷革新，當前“木制品生產工藝學”課程教學模式已無法適應行業的發展需求，因此，如何根據“木制品生產工藝學”課程的教學特點，探究出能夠滿足行業需求的有效的教學模式，以培養學生具備在木制品生產過程中發現問題、分析問題和解決問題的創新能力，提高學生的學習效果是任課教師需要考慮的問題。筆者以國內某企業的木制品生產線為例，探討了參與引導式教學模式在課程教學中的應用方法，以引導學生根據所學的理論知識去改進生產線，提高生成效率，降低生產成本，在實際生產中鍛煉學生的實踐能力。

一、“木制品生產工藝學”課程教學存在的問題

雖然經過不斷的改革，“木制品生產工藝學”課程教學取得了一定的成就，但隨著我國改革開放的不斷深入，大量國外產品和生產技術陸續進入我國，促使木制品生產企業的生產模式不斷改進，智能制造技術不斷普及[3]。針對這一行業發展現狀，以現有教學模式培養的專業人才已不適應企業生產發展的需求，“木制品生產工藝學”課程教學存在著急待解決的問題。

(一)課程教學重理論、輕實踐

“木制品生產工藝學”是一門實踐性較強的課程，但目前課程教學內容主要是針對理論概念的講解和生產工藝過程的描述。實踐環節只是安排學生對相關企業的木制品生產過程進行參觀，課程設計也只是對板式家具或實木家具的生產工藝及制造過程進行工藝設計。這種課程教學方式存在很多問題：首先，由于理論知識講解過多，使得學生在學習過程中容易走神，失去學習興趣，導致學習效果差；其次，理論教學沒有與實際相聯系，使得學生不知道所學理論知識的真正用處，所以即使掌握了課程理論知識也無法進行靈活應用；最后，雖然企業參觀能讓學生了解一些木制品加工和生產過程，但多數情況下學生只是走馬觀花，無法真正了解木制品生產過程，更無法發現其中存在的問題。同時，課程設計大多停留在紙上，與實際脫節，也無法培養學生的實踐能力。

(二)學生的課程教學參與度較低

學生對課程知識的掌握程度和實踐能力是衡量教學效果的重要標準。傳統的“木制品生產工藝學”課程教學采取的是教師講、學生聽的模式，學生很少提問，更沒有學生對所講知識提出質疑。究其原因，以教師講解為主體的教學模式，教師和學生之間缺乏交流，教師難以發現學生的真正想法，從而不能針對學生的自身特點因材施教，所以教學效果不佳；同時，由于學生長期處于“被動接受，從不質疑”的狀態，教師很難培養他們發現、分析并解決問題的能力；學生長期缺乏“參與教學的過程”，導致學生只是掌握了理論知識，卻不知道如何應用這些理論知識。

(三)課程考核形式單一

“木制品生產工藝學”課程教學的最終目的是為企業培養解決實際問題的工程技術人才，以提高木制品生產效率，降低生產成本。所以，企業最看重的是學生應用理論知識解決實際問題的能力。而現有的課程考核采取閉卷考試的形式，主要針對基本概念和加工過程進行考核，這種考核形式不利于培養學生的綜合能力。首先，由于時間有限，考試題目僅針對一些非常重要的概念進行考核，所以考核內容不完整，學生即使能拿到高分，也并不意味掌握了理論知識；其次，“木制品生產工藝學”課程中的重點概念有限，學生即使平時不學習，考試之前只要對一些重點知識概念進行突擊復習也能拿到高分，從而讓學生產生考前突擊就能拿高分的懶惰思想，無法真正掌握課程教學內容，導致學生成績與能力不匹配。企業招收的都是分數較高的學生，但在實際工作過程中，學生并不具備與高分相匹配的工作能力，學生被扣上“高分低能”的帽子，影響了企業對專業人才的信心。與此同時，成績一直優秀的學生，在實際工作中處處碰壁，使學生開始懷疑自己的能力，有可能產生“有用的知識都是畢業后學到的，課堂上所學知識都無用”的錯誤思想，這種思想對學生和學科的發展都會產生不可估量的負面影響。

二、參與引導式教學模式在“木制品生產工藝學”課程教學中的實踐探索

針對“木制品生產工藝學”課程教學過程中存在的不足，筆者探討了參與引導式教學模式在課程教學中的實施方法，并以國內某企業的木制品生產線為例，在實踐中全面提升學生發現、分析和解決問題的能力。

(一)參與引導式教學模式的特點

參與引導式教學就是“學生參與、教師引導”的教學模式，通過“理論講解—小組實踐—總結創新”的教學過程，將學生的“被動接受”變為“主動參與”；將“枯燥無味”的理論講授變為“生動形象”的案例教學；將學生“無精打采”的學習狀態變為“積極互動”的課堂氛圍。在整個教學過程中，教師引導學生積極參與到工程實踐中，去發現問題、分析問題和解決問題，最后學生將理論知識轉化成為企業的實際生產力。

(二)參與引導式教學模式的實施步驟

筆者結合“木制品生產工藝學”課程教學大綱，以板式家具生產過程為例，將學生分成幾個小組，并以小組為單位在課堂上對木制品實際生產中的工藝過程進行模擬，通過“理論講解—小組實踐—總結創新”的教學過程，讓學生探究這個企業現有木制品生產線存在的問題，并根據自己所學的理論知識去改進生產線，從而提高生成效率，降低生產成本。

1.教師通過實際案例導入課程教學的“理論講解”

理論知識是學生進入工作崗位后發現問題、找尋解決問題方法的基礎[4]。所以，課程教學改革首先要注重理論知識的講解。在傳統的理論教學中，教師大多采用文字板書的形式進行理論知識的講授，學生常常感到枯燥乏味，學習效果不佳。在參與引導式教學模式下，教師由實際案例引入“理論講解”：首先，教師通過為學生播放企業木制品生產過程的視頻，由此引入課程知識的講解。例如，在教學過程中，筆者采用的是在進行技術推廣過程中拍攝的山東、江蘇和廣東等地10多家家具企業的木制品生產的案例視頻資料。通過觀看教學案例視頻資料，學生可以直觀感受企業之間加工水平的差距。之后，針對教學案例，筆者開始分析各企業生產相同木制品所需的時間和加工效率，并引出生產線上生產工藝流程的概念講解，讓學生意識到合理的生產工藝流程對木制品企業提高生產效率和降低生產成本的重要性。學生通過教學案例直觀了解到理論知識的來源及在實踐中的應用方法，可以激發學生的學習興趣和熱情。

其次。通過對各企業木制品生產過程的比較分析，教師可以引導學生去尋找這些企業生產工藝流程存在差距的原因，并將差距與生產效率和生產成本結合起來進行歸納總結，讓學生了解關于木制品生產需要遵守的生產工藝的排布原則等：如生產工藝路線的流向應順暢，不出現倒流或少出現倒流；加工工序之間及設備與工序之間應進行合理的匹配；應保證零部件的加工質量；盡量降低生產能耗，提高勞動生產率等。通過比較分析，讓學生從整體上對木制品生產過程中涉及的生產工藝流程相關的理論知識有一個整體的了解。

2.教師引導學生開展“小組實踐”

學生學習完理論知識后，還不能充分理解理論知識的深刻含義，所以也不知道理論知識的應用方法。這時就需要以一些實際案例為載體，開展工程實踐，讓學生通過實踐去內化和應用理論知識。筆者將學生分成幾個小組，按照簡化的板式家具生產工藝流程，對板式家具生產過程進行實踐模擬，每個學生在固定的工位充當對應的角色，共同完成板式家具的生產。

為了向學生更直觀地介紹生產工藝流程的合理性以及工藝流程對企業的影響，筆者在實踐教學中還引入了企業生產過程中凈利潤的概念，通過凈利潤的多少來衡量生產工藝流程的改進是否給企業帶來了利潤，以此用來體現生產工藝流程的合理性，并將其作為學生對生產工藝流程改進效果的衡量標準。簡化后的凈利潤表達式見圖1。

圖1 簡化后的凈利潤表達式

(1)“小組實踐”模擬的生產工藝流程

按照板式家具生產過程中最基本的環節，“小組實踐”按照“裁板-封邊-打孔-組裝-檢驗”5個環節進行，最終產品由2塊不同的板件A和B組裝而成(所有組裝后的板件上都應標有A和B)。另外，采用2種不同的封邊條進行封邊，最終產品上的A和B具有相同顏色的封邊條。對于無法進行現場模擬的環節，如裁板和打孔，學生采用秒表計時，代替實際加工過程。在“小組實踐”過程中，每組學生共有6人，分別進行裁板、封邊、打孔、組裝、檢驗和搬運，學生在生產工藝實踐中的具體任務和操作規程見圖2。

圖2 學生在生產工藝實踐中的操作規程和具體任務

(2)第一次實踐：基于生產工藝流程的“小組實踐”

模擬前，每個學生按照自己的分工，認真了解自己工位的操作規程，之后進行實踐模擬。為了讓學生真正體會到改進生產工藝流程的重要性，筆者選取了源于某家具企業真實的生產工藝流程，學生的任務就是通過模擬實踐，對該家企業的生產工藝流程進行改進，旨在讓企業得到更多的利潤。

在模擬過程中，每個學生的工位都是按照該企業的真實情況進行排布的，裁板、打孔和檢驗位于一側，組裝和封邊位于另一側，原材料和庫房位于生成線的兩側，學生在相應的工位就坐后，負責搬運的學生將生產出來的部件按照要求提供給每一個工序的人員，筆者選取其中一組學生的實踐模擬過程進行論述。第一次“小組實踐”模擬的生產工藝流程見圖3。

模擬結束后，筆者將該小組各個工位的部件數進行了統計并加以記錄，第一次“小組實踐”使用板件的情況見表1。

圖3 第一次“小組實踐”模擬的生產工藝流程

從圖3可以看出，在第一次“小組實踐”中共有6位學生分別參與了裁板、封邊、打孔、組裝、檢驗和搬運工作。同時從表1中可以看出，當第一次“小組實踐”完成后，得到4個合格成品、2個不合格成品；共消耗了46塊板件，其中處于各工位上的板件為34塊， 6個成品使用的板件為12塊。根據圖1給出的簡化后的凈利潤計算公式，可以得到凈利潤=30×4-1.5×46-20×6-23，即利用這種生產工藝流程進行生產的最后凈利潤為-92元。也就是說，企業處于虧本狀態。因此，該生產工藝流程急需改善。

表1 第一次“小組實踐”使用板件的情況

注：成品=板件數÷2

(3)第二次實踐：基于改進后的生產工藝流程的“小組實踐”

企業要生存就必須對生產工藝流程進行改進。為了引導學生發現問題，筆者首先詢問在各工序崗位學生的感受，并鼓勵學生提出改進方案。在討論過程中，封邊工位的學生覺得封邊工位需要增加人手，以便加快封邊的過程；擔任搬運員的學生覺得自己滿場跑，非常累，但還是趕不上加工的節奏；裁板和打孔的學生覺得不知道什么時候換刀更合適……。學生從自己的感受出發，提出了很多改進措施。筆者對學生提出的各種改進措施進行了引導分析，最后通過討論，學生確定了從兩方面對工藝流程進行改進：一是所有工位按照一條線進行排序，原材料及前道工序加工完成的半成品以傳遞的形式，向后一個工位發放，節省出的搬運人員補充到封邊工序崗位，第二次“小組實踐”模擬改進后的生產工藝流程見圖4。

圖4 第二次“小組實踐”模擬的改進后生產工藝流程

第二次“小組實踐”模擬結束后，筆者依然將每個工位的部件數進行了統計并加以記錄，第二次“小組實踐”模擬改進生產工藝流程后使用板件的情況見表2。

表2 第二次“小組實踐”使用板件的情況

注：成品=板件數÷2

從表2可以看出，生產工藝流程改進后，封邊工序的效率得到了很大的提高，該生產線的凈利潤由-92元變成了-2元，這說明生產工藝流程改進后，生產效益得到了提高，但是企業為了生存，還需要繼續進行改進。

學生根據改進的結果，繼續提出自己的感受和改進措施。裁板工序的學生提出每次換裁板刀要耽誤很多時間；封邊和組裝工序的學生提出裁板和打孔工位傳遞過來的部件沒有根據封邊類型對板件進行分類，導致需要很長的時間進行尋找；組裝工序的學生提出A板和B板不一樣多，經常要耗時等待對應部件的到來。筆者對學生提出的各種問題進行了引導分析，最后經過討論商議，學生提出從兩個方面進行改進：一是裁板后的部件A板和B板要分別放在標有A和B的盤中，兩種封邊完成后的板材要分別放置在標有A-1、A-2和B-1、B-2的托盤中，而且將封邊工序的學生減少至1名。第三次“小組實踐”模擬改進后生產工藝流程見圖5。

圖5 第三次“小組實踐”模擬的改進后生產工藝流程

模擬實踐結束后，筆者依然將每個工位的部件數進行了統計并加以記錄，第三次“小組實踐”模擬改進生產工藝流程后的使用板件情況見表3。

表3 第三次“小組實踐”使用板件的情況

注：成品=板件數÷2

從表3中可以看出，通過第二次改進，該生產工藝流程的利潤由-2元，變成了盈利169.5元，這說明生產工藝流程改進后生產效益得到極大提高。但從表3中可以看出，本生產工藝流程前后還不是很匹配，還需進一步改進。以此類推，經過7次生產工藝流程的改進后，本生產線的凈利潤可以達到409.5元。第七次“小組實踐”模擬改進生產工藝流程后使用板件的情況見表4。

表4 第七次“小組實踐”使用板件的情況

注：成品=板件數÷2

3.教師引導學生進行課程知識的“總結創新”

通過“理論講解”，學生對理論知識有了一定的了解；通過“小組實踐”，學生不僅了解了具體的生產工藝流程，而且對生產工藝流程中的一些細節和工藝思想有了更深刻的理解，還能根據切身感受提出問題，通過團隊討論，在教師的引導下提出較優的解決方案，這為他們進入工作崗位奠定了一定的基礎。“小組實踐”完成后，教師還需要引導學生進行總結，將很多表面現象提升到理論高度，使學生在以后的實際工作中能熟練運用理論知識去指導實踐，從而解決更多的生產實際問題。學生在“小組實踐”過程中提煉的問題、解決的辦法及應遵循的工藝原則見表5。

表5 學生在“小組實踐”過程中提出的問題、解決方案及應遵循的工藝原則

4.采取以問題為導向的課程考核方式

學生在教師的引導下，通過參與實踐，學會了如何發現、分析和解決問題。因此，在后期的課程考核過程中，筆者以簡化的企業實際生產過程存在的問題為考題，引導學生根據所學的理論知識和實踐經驗，對企業現有生產工藝過程進行評價，并對存在的問題提出改進措施。同時，根據教師給出的原材料、人工和機器等成本資料，計算出改進后的生產線的生產效率和產能。這種以實際工程案例為內容的考核方式，不僅能使學生更好地理解和掌握理論知識，還能幫助他們運用理論知識解決實際問題，使他們在進入工作崗位后能盡快融入到實際生產中，成為企業的技術骨干。

三、參與引導式教學模式在“木制品生產工藝學”課程教學中的實施成效

(一)激發了學生的學習興趣

在課程教學過程中，學生通過對實際生產工藝流程的模擬，不斷去發現問題，并以團隊的力量去尋找解決方案，尤為重要的是學生學會以產品利潤為指標來衡量木制品生產線的合理程度，使學生意識到理論知識的重要性，激發了學習的興趣，促使他們能全身心投入到課程的學習中，取得了良好的學習效果。

(二)提升了學生的團隊合作能力

由于木制品生產過程包括很多工序，每道工序之間需要進行有效的配合才能達到最優的生產過程，因此，在實際生產工藝流程的模擬中，學生需要進行綜合考慮，找尋出合理的配合方式，才能真正完成生產線的最佳改進。在這一過程中，極大地提升了學生的團隊合作能力。