基于生产游戏的研讨式课堂教学改革研究——以《精益生产》课程为例

李玉林

精益生产是我校工业工程本科专业的一门专业必修课程。它以介绍精益生产体系为主线，主要讲授精益理念、准时化生产与物流、看板管理、均衡化生产、流程化生产、自働化、标准作业、TPM、人才培育和价值流图等精益生产理论和技术。经过多年的教学实践，在培养学生的精益思想和精益实践能力方面起到了重要作用。但实际教学过程仍存在一些问题，如教师“一言堂”现象、学生实践知识欠缺等，使得学生学习的能动性和创造性受到抑制。近年来，众多课程在课堂教学中应用了新的教学模式，如研讨式教学、混合式教学、翻转课堂等[1,2]。考虑到该课程生产实践属性较强而实践教学条件不足的实况，通过创设游戏式的生产情景，可全面激发学生的积极主动性和创造性，且便于组织实施。因此，本文以研讨式教学理念为基础，充分发挥生产游戏的虚拟性、趣味性和探索性等特点，对“精益生产”课程的课堂教学进行研讨式教学改革研究与实践。

一 研讨式课堂教学模式内涵及改革思路

研讨式教学是指，教师根据课程内容的特点选择诸如案例分析、游戏演练、模拟实验等方法和手段，重新设计和组织教学内容，创设宽松、民主、互动的教学情景，让学生参与其中，并引导学生创造性地运用已有知识和能力，自主发现问题、分析问题和解决问题，在研讨中获取知识、培养能力和训练思维的一种新型教学模式[3]。其整个教学实施过程包括模块设计、指导选题、独立探索、小组交流、总结提高等步骤[4]。研讨式教学法在教学形式上变“讲授式”为“研讨式”，打破了传 统“满堂灌”“一言堂”的填鸭式课堂教学模式。在教学过程中，不仅强调课程知识的掌握，更注重运用知识分析、解决问题的能力的培养，以此改变传统单一平面的教学形式为多元立体的教学形式[5]。

根据工业工程专业培养方案以及《精益生产》课程教学大纲的要求，选择合适内容开发课程教学资源实现研讨型教学，具体改革思路包括：1）引入生产游戏，以激发学生兴趣，提高教学参与度。2）在生产游戏某环节设置瓶颈问题，由学生解决，以提高学生分析、解决问题的能力。3）改变生产模式，探讨不同生产模式的实际问题，以培养学生创新精神和科研能力。4）采用“理论知识讲授(或自学)+生产游戏+研讨”的教学模式，以解决理论与实际联系的问题，有效提高学生的实践能力。

二 基于生产游戏的研讨式课堂教学设计

（一）研讨主题及关键游戏道具选择

本课程设置了4次课共8个学时的研讨型课堂教学。研讨主题包括推动与拉动生产、总量均衡生产、品种均衡生产和一个流生产等。生产游戏中使用了3种类型的纸飞机包括BOE-1型、BOE-1型和BOE-1型纸飞机（如图1所示），每种纸飞机按其制作工艺划分为4个工位，例如，BOE-1型纸飞机的生产工位划分及工位工作内容如图2所示。

（二）研讨内容及其游戏设计

各研讨主题的研讨内容及其生产游戏设计如下。

图1 纸飞机类型

图2 BOE-1型纸飞机生产工位划分

（1）推动与拉动生产

研讨内容：批量和原料控制（推和拉）对工序负荷和库存的影响。

游戏设计：模拟生产的产品为BOE-1型纸飞机。安排4位同学作为安装作业员分别负责纸飞机装配生产线的各工作站。将瓶颈工位分配到各工作站的其中一个。首先，所有作业员以自己舒适的方式在一个标准的推动方式下工作，无需担心库存堆积。然后，按照每次一件流的拉动生产方式进行工作。最后，通过改变批量进行拉动式生产模拟。生产模拟过程中，在工作站最后配置1名QA人员检验完成品，4名同学用手机秒表功能记录生产时间数据，1人配送物料，1名LEADER，记录生产线中所有WIP的总和。生产游戏进行4个回合，每个回合的纸飞机生产数量为20架。

（2）总量均衡生产

研讨内容：总生产量波动对设备、人员、库存和其他必要生产要素的影响。

游戏设计：考虑等时段内，市场对BOE-1型纸飞机的需求量不同时，非总量均衡条件下的拉动式生产过程，并根据不同时段的产量需求进行设备、人员配置和生产模拟。然后考虑总量均衡条件下的拉动式生产过程，并配备相关资源进行生产模拟。生产模拟过程中，相关数据记录人员根据具体情况配置。生产游戏进行2个回合，每个回合的纸飞机生产数量为20架。

（3）品种均衡生产

研讨内容：品种和数量是否均衡对工序负荷和库存的影响。

游戏设计：生产组织形式同研讨主题（1），但考虑BOE-1型、BOE-2型和BOE-2型三种型号的纸飞机拉动式生产，首先模拟非品种均衡时的拉动式生产过程，记录工序负荷及库存数据，然后模拟品种均衡时的拉动式生产过程，并记录工序负荷及库存数据。生产模拟过程中，相关人员配置同研讨主题（1），生产模拟进行2个回合，每个回合的纸飞机生产数量为20架。

（4）一个流生产

研讨内容：生产物流流程（传统方式和JIT方式）对生产周期和库存的影响。

游戏设计：考虑模拟生产20架BOE-1型纸飞机，首先按传统生产物流流程布置生产现场进行模拟生产，然后按JIT生产物流流程（一个流）布置生产现场进行模拟生产。相关人员配置、分工和工作站位安排同研讨主题（1）。生产游戏进行2个回合，每个回合的生产产量为20架BOE-1型纸飞机。

（三）研讨教学过程组织流程设计

研讨式教学过程分四个阶段进行，即课前准备、生产模拟、问题研讨和总结评价。详细教学过程组织流程如图3所示。

图3 研讨教学过程组织流程图

课前准备阶段：包括教师设计研讨模块、分配学生自学任务、提供研讨资料并指导学习、学生查找资料、自主学习等。教师与学生之间通过网络教学平台、雨课堂、微信或QQ交互。

生产游戏及研讨阶段：在教师指导下，学生按照游戏规则及要求进行。在每次生产游戏结束后，生产游戏参与者发表自己的感受，观察者对这个活动以及观察到的变化发表看法，教师根据课程知识点和生产游戏结果进行提问，引导学生进行讨论。学生根据讨论结果，对生产进行改善或调整，并对改善或调整后的生产过程进行游戏模拟和讨论。

总结评价阶段：教师结合生产游戏结果对课程知识点进行梳理总结，并指出生产游戏过程中存在的问题。

（四）研讨式教学考核方式设计

根据课程教学大纲的要求，课程考核成绩=过程考核成绩×50%+期末考核成绩×50%-考勤扣分。其中，过程考核的构成及所占比例为：过程考核成绩=雨课堂教学平台自主学习×20%+平时作业×30%+专题讨论×50%。注重过程考核，过程考核包括学生自主学习状态、平时作业、专题讨论等内容，重点考查学生在相应教学环节对理论应知的掌握程度。其中专题讨论部分主要考查学生发现、分析和解决问题的能力，根据学生发言次数、提出或回答问题的质量以及研讨报告质量进行综合评判。

三 基于生产游戏的研讨式课堂教学实施

为了验证基于生产游戏的研讨式课堂教学对《精益生产》课程教学效果的推动作用，课程组于2019年上半年选择工业工程专业2017级1班（共28人），开展游戏研讨式教学改革实施。课堂教学实施结束后，整理教学记录并统计显示，所有学生均参与了生产游戏体验，89.3%的学生参与了问题讨论，其中发言次数最多者达17次，最少者0次（共3人）。为了进一步了解学生对教学过程的主观感受，从能力培养情况和课堂教学趣味性方面设计调查问卷进行评估。调查结果显示，92.9%的学生认为此种教学模式对提高自身发现问题、分析问题和解决问题的能力有很大好处，其他学生认为有一定好处；82.1%的学生认为该教学模式增强了自身的创新意识；96.4%的学生认为基于生产游戏的研讨式课堂教学不仅趣味性较强，能提高学生的参与度，而且有助于理解和巩固课程知识。由此可见，学生对基于生产游戏的研讨式课堂教学模式非常满意。教学过程不仅能够有效激发学生的学习兴趣，提高教学参与度，而且能够调动学生的创造性，提高分析、解决问题的能力，改善了课堂教学效果。

四 结语

考虑生产游戏的虚拟性、趣味性和探索性，本文结合研讨式教学模式对“精益生产”课程的课堂教学进行了设计，形成了“理论知识讲授(或自学)+生产游戏+研讨”的教学模式。实践证明，基于生产游戏的研讨式课堂教学，对提高学生的教学参与度，培养发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及形成创新意识均具有很好的效果。