基于QC小组的“检测技术课程设计”教学改革探索

摘要：以提高“检测技术课程设计”的教学质量为目标，通过对传统课程设计存在的问题进行分析，并结合QC小组的含义和特点，提出基于QC小组活动的“检测技术课程设计”教学组织方法。按照QC小组活动原则对“检测技术课程设计”活动进行展开，分别对课题小组建立、PDCA循环组织实施小组活动和成果的要点进行了阐述。最后，对基于QC小组的“检测技术课程设计”教学改革进行了总结。

关键词：检测技术；课程设计；QC小组；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0110-03

“检测技术”课程是自动化、机电一体化、电气工程、测控技术与仪器、工业工程类专业的专业基础课，对检测与控制系统设计及其应用具有重要作用。“检测技术”是一门交叉学科，涉及多学科的知识[1]，同时也是一门理论与实践相结合的课程，其中设置的课程设计环节对促进学生学好该门课程起着举足轻重的作用，利用课程设计实践活动，能让学生深入学习检测系统设计方法，理解传感器基本原理，学会将传感器和系统设计的理论知识与实际现场进行结合，使学生能够真正地理解为什么要学习传感器原理，以及如何才能构建合适的检测系统。

一、传统课程设计存在的问题

传统的“检测技术课程设计”教学与课程实验教学区别不大，一般都是由任课老师先给出设计任务书，学生根据设计任务书，查询文献资料，然后根据设计任务书中的设计步骤，进行传感器选型、理论计算和图纸设计。为了减少时间，任课老师一般会事先设计制作好传感器应用系统，学生只要在现成的传感器系统上进行安装调试，测试实验结果，这种课程设计与常规的验证性实验相似，很难充分调动学生的积极性和创新性。因此，学校在开展“检测技术课程设计”时往往存在一些问题[2]。

1.学习的传感器原理与实际构建的检测系统不能很好衔接，只能将书本上的理论知识照搬到设计说明书里，知其然不知其所以然，缺乏灵活应用知识的能力，对解决实际问题意义不大。

2.课程设计要求提供的成果，只是演示、简单原理展示，很少具有实际现场的观点，往往会造成设计出的检测系统不具有实际应用价值。

3.在课程设计过程中，学生之间的团队合作精神体现不够，往往某个能力较强的学生大包大揽整个课程设计内容，抄袭、打酱油的现象普遍存在，严重影响课程学习效果。

4.一般课程设计成绩考核是以设计说明书、图纸、实物演示作为评定依据，评价手段主要以老师打分为主，不能从根本上反映出课程设计的教学效果。

为了解决上述问题，提高课程设计教学质量，我们经过两年的探索，将质量管理工程专业骨干课程“质量分析改进”中QC小组方法引入到“检测技术课程设计”中，以有效改善课程设计存在的问题。

二、QC小组解决问题

QC小组是从日本发展起来的，是20世纪70年代日本产品质量雄霸世界的重要法宝。QC小组是企业现场职工，根据企业的经营战略、质量目标和现场存在的质量问题，运用质量管理的理论和方法开展降低成本、改进质量和提高人员素质与经济效益活动的小组。

QC小组作为一种有效解决质量问题的组织形式，具有如下一些优点。

1.科学性。QC小组按照PDCA原则组织活动，遵循科学的工作程序，逐层深入地分析与解决质量问题；在组织活动中不以想当然或个人经验处理质量问题，而是以客观数据作为解决质量问题的决策依据。

2.自主性。QC小组成员都是自愿参加的，这样才能激发小组成员的积极性和创造性，并在组织活动中实行自主管理。

3.民主性。QC小组是以团队形式开展活动，QC小组组长既可以民主推选，也可以由QC小组成员轮流担任。另外，QC小组内部成员间是平等的，不以职位和技术等级分层看待，大家在一起集思广益，为实现既定目标共同努力。

4.群众性。QC小组成员可以包括企业各部门的成员，除企业领导之外，不仅包括企业的管理人员、技术人员，在工作第一线的操作人员也吸引参加[3，4]。

当前，QC小组及以QC小组为原型的各种质量改进活动，已经在全世界范围内的企业、政府、医院、科研机构等，得到了广泛应用，并取得了很好的效果，本文将QC小组活动的精髓引入到“检测技术课程设计”的教学组织中。

三、QC小组活动在“检测技术课程设计”中的应用

“检测技术”是我校质量管理工程专业的骨干课程，是培养质量工程专业学生具备良好机电基础的核心课程。“检测技术课程设计”包含大量的电工电子、单片机、信号处理等方面的理论知识，同时，作为质量管理工程的学生对质量控制、质量改进也已掌握丰富的理论知识，为了让学生能有效地掌握这些知识，提高解决实际工程问题的能力，必须增加学生的实践机会。经考虑，将两门看似不相关的课程进行结合，在“检测技术课程设计”融入QC小组活动，来综合训练学生应用知识的能力，一方面突破了“检测技术”传统课程设计模式，改善教学效果；另一方面加强了学生对质量工程的QC小组活动组织形式和应用过程的掌握，有效锻炼了学生运用质量工程技术解决问题的能力。由QC小组的含义及特点可知，QC小组是一种基于PDCA（策划―实施―检查―总结）原则的小组活动形式，根据PDCA的原则，本文将QC小组的方式引进到“检测技术课程设计”，实践证明效果很好。

1.建立课程设计小组。课程设计设置目的是培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，目前学校开展的课程设计课程多是以小组形式进行的，以培养学生合作意识和团队精神。根据QC小组的组织形式，QC小组成员构成一般是5～8人；若人员过多，可能会产生相互依赖思想，效率低下；若人员过少，可能会造成解决问题的人手不足，无法从根本上解决问题。对于“检测技术课程设计”小组，采用学生自荐和老师认可的方式确定组长，然后由组长选定各小组成员。在课程设计中，每一个小组要确定各小组的名称和行动口号，QC小组设立时强化学生团队精神的重要环节，为将来的小组行动管理和课程奠定基础[5]。

2.按PDCA原则组织实施课程设计。①策划（P阶段）。第一，选择课题。QC小组活动的课题选择分为“问题解决型”和“创新型”两种类型：“问题解决型”课题主要是在原有基础上的改进或提高；“创新型”课题主要立足于研发新产品、新方法，是针对过去没有发生过的，当前还没有实现的产品或工作业务而开展的活动。“检测技术课程设计”对于学生来说是第一次做，课题是由指导老师指定题目和技术要求，没有现成的数据或信息，需要学生根据课题目的，提出各种方案，选择最佳方案，所以QC小组活动的课题都是“创新型”课题。第二，课题目标及可行性分析。设定目标是为小组活动指明努力的方向，也是用于衡量小组活动完成的程度。“检测技术课程设计”在给每个小组确定设计内容时，不明确说明设计方法、技术手段，只给出设计场景和一些关键的技术指标，例如温室大棚的温湿度控制系统设计，测量精度±0.5℃，湿度精度±5%，测温范围4～100℃，能通过键盘设定报警温度的上下限，液晶屏上能够显示报警状况，报警温度湿度自定。课题QC小组可以围绕课题目标多方面选择确定设计方案。在确定目标之后，小组应进行目标可行性分析，主要从人、机、料、法、环、测等方面分析小组所拥有的资源，具备的能力，以及课题难易度等。第三，确定最佳方案。在课题目标深入分析的基础上，课题QC小组针对选择的课题，提出实现课题目标的各种方案，并对这些方案进行评价，从中确定最佳方案。在方案评价过程中，不提倡仅用定性方式进行方案评价比较，应用数据和事实说话，可以采用矩阵图打分，对优势（强项）、劣势（弱项）进行评定。课程设计小组成员逐个分析各方案，对方案实施的可操作性和可行性进行论证，通过比较选出最佳方案。第四，制订对策。经过对各方案的筛选后，课程设计小组确定了最佳方案，接着就是要研究制订下一步对策。小组在制订对策时，主要是考虑如何将对策实施具体化，可以对最终选择的方案运用系统图展开或用流程图按流程进行描述的方法进行分析、整理，形成方案实施的对策表。按“5W1H”的表头设计对策表，其中“对策”栏填入小组准备实施最佳方案的手段或步骤，“目标”栏填入每个对策想要达到的量化目标，“措施”栏则填入每一项对策目标实现的具体做法。②实施（D阶段）。在这个阶段，QC小组按照已制订的对策逐项实施。“检测技术课程设计”的工作内容主要是将系统设计方案从理论到实际应用的过程，温室大棚的温湿度控制系统设计课题需要完成系统原理图的设计、电路板PCB设计、电路元器件的焊接、硬件调试、软件程序设计、软件测试、系统集成等。在这个实施过程中，也要注意每项对策实施后，检查相应对策目标的完成效果，以便及时调整。按照QC小组形式组织实施“检测技术课程设计”过程中，需要的时间远远不止两周，对于“检测技术课程设计”的内容，通常任课教师会提前一个月将课程设计内容与要求、组织形式介绍给学生，将有关任务布置下去，让学生提前按照QC小组形式开展活动，在课程设计规定的集中2周时间主要进行效果检查和改进总结。③检查（C阶段）。当“检测技术课程设计”的设计工作全部完成之后，QC小组成员就要进行效果检查，以确认小组设定的课题目标是否达成。小组通过收集的客观数据，检查是否达到小组设定的课题目标。如果达到了课题目标，说明小组取得了较好的活动效果，完成了此次QC小组活动课题；如果未达到课题目标，小组就要查找原因所在，是措施制订的问题，还是对策方案的问题，必要时再进行新一轮的PDCA循环[6]。④总结（A阶段）。QC小组成员完成了课程设计既定目标后，应对实施方案和措施进行总结，需要把课程设计过程中所产生的各类数据、程序及涉及的理论、工具等进行整理，对取得的成果进行总结，对尚未解决的问题，进行分析，提出初步建议解决方案，形成详细的课程设计报告书。在形成报告书时，每个组员可以针对自己的具体分工进行详细的展开，最后由组长负责组织组员讨论、修改，形成一篇完整的“检测技术课程设计”报告书。

3.课程设计成果。成果会是“检测技术课程设计”的最后环节，也是非常重要的组成部分。成果会由所有小组共同参与组织实施，时，由每个小组的组长或指定的组员对整个活动进行汇报，然后由评审老师和小组组长按照评审规则进行综合评价。基于QC小组形式的课程设计成果与一般意义上的课程设计答辩相比是有明显区别的，主要体现以下一些方面[2]：首先，课程设计成果由每小组派出成员代表到讲台上进行小组成果汇报，汇报内容包括课程设计组织形式、小组分工、实施过程、心得体会和成果展示等，所有同学共享小组成果，在此基础上进行全面评价打分。其次，课程设计成果要求所有学生都要参加会，学生是整个会的主角。会设有专门的主持人，设有答疑环节，老师带着学习的态度参与学生的课程会，至于成绩评定，根据事先拟定好的评分准则对学生和各小组进行客观公正的评价。最后，课程设计成果会评分准则是综合各方面意见形成的规则（见表1），参与评审的老师和同学以此为基础进行打分，相对客观地给出各小组会的最终分数。

通过对基于QC小组的“检测技术课程设计”的组织与实施，一方面克服了传统课程设计组织形式难以调动学生积极性和创造性的缺陷，提高了学生运用理论知识解决实际问题的水平，增加了学生的工程实践能力；另外一方面，为新形式下如何进行实践课程教学改革，提供了很好的案例[7]。将QC小组活动形式组织课程设计推广应用到不同专业和课程的校内实践课程，对提升学生理论与实践结合能力和综合处理问题能力，也有非常重要的借鉴价值。

参考文献：

[1]扬帆，李国平，赵党军，等.传感器及其应用课程设计改革与实践[J].武汉工程大学学报，2007，29（5）：88-90.

[2]洪涛，曾其勇，杨其华，等.基于QC小组的课程设计组织方法[J].实验室研究与探索，2012，（1）：140-141.

[3]梁红霞.日本及国际QC小组活动发展概述[J].中国质量，2010，（1）：62-63.

[4]郭美萍.小组成果点评与QC小组水平的提升[J].中国质量，2010，（10）：78-79.

[5]陈永强.QC小组活动在生产性实训中的开展与应用[J].芜湖职业技术学院学报，2014，16（2）：91-94.

[6]施纪红.QC小组活动在SMT实训课程中的应用[J].兰州教育学院学报，2014，30（12）：95-96，160.

[7]王根平，易灵芝，吴志敏，等.基于CDIO的《检测与传感器原理》课程设计研究与实践[J].计量与测试技术，2011，38（1）：17-18，20.