“生产计划与控制”课程混合式教学探索与实践

［摘 要］ “生产计划与控制”是高等工科院校工业工程专业必修的一门重要专业基础课，掌握其相关理论及方法对于学生将来的实际应用具有重要的现实意义。针对该课程在传统教学中存在的概念知识庞杂，计算分析公式多、参数多，学生过程参与度不足、知识获得途径单一等问题，从教学内容、教学方法、过程考核等方面对该课程进行升级与优化，并依托智慧树平台，对该课程的线上线下混合教学模式进行了探索与实践，以期为该课程的教学改革提供借鉴。

［关键词］ 生产计划与控制；线上线下混合式；多元化过程考核；知识图谱

［基金项目］ 2022年度西安理工大学教改项目“‘生产计划与控制’在线课程建设的研究与实践”（102-251042207）

［作者简介］ 巴 黎（1986—），男，陕西西安人，博士，西安理工大学机械与精密仪器工程学院机械工程及自动化系讲师，主要从事生产作业调度和智能算法相关研究；李 言（1960—），男，陕西彬州人，博士，西安理工大学机械与精密仪器工程学院机械工程及自动化系教授，主要从事先进制造技术和精密加工方法相关研究；杨明顺（1974—），男，河南西峡人，博士，西安理工大学机械与精密仪器工程学院机械工程及自动化系教授，主要从事生产过程控制和产品质量工程相关研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）48-0094-05 ［收稿日期］ 2023-10-16

引言

近年来，随着信息技术的高速发展，不断推动着我国高等教育的改革与创新，信息技术在高等教育生存与发展中承担着越来越重要的角色［1］。混合式教学以信息技术作为底层支撑，将传统的课堂教学与互联网教学相结合，一方面，提高了教师引导、监控过程学习的主导作用；另一方面，提高了学生的学习热情及自主学习能力［2-3］。作为传统教学的升级与补充，线上线下混合式教学已逐渐成为高等教育教学的常态［4］。

“生产计划与控制”是工业工程专业的必修课，亦是西安理工大学工业工程（工科类）专业及智能制造工程专业的专业基础课。该课程以离散制造企业的生产计划与控制为重点，以企业的计划编制与控制为主线，围绕生产计划与控制的层次及生产计划与控制的目的两个课程核心，涵盖企业从需求开始，通过经营规划、综合计划、主生产计划、物料需求计划、生产作业计划五级递阶计划控制体系的逐层分解与细化，直至车间现场管理与控制的整个生产运作过程。

传统的“生产计划与控制”课程往往采用课堂讲授、课后作业的教学方式，在实际教学过程中存在诸多不足，如教学形式单一、学生参与度不够、过程考核不足、实践环节少、课程内容冗余等，导致学生学习热情低、主观能动性差、课堂教学效果不佳。目前，已有相关学者从不同角度对“生产计划与控制”课程进行了改进。在加强实践环节方面，樊静丽等［5］以提高学生实践能力为主要出发点，提出了解决教学过程中加强实验室建设的若干具体方法，为该课程提供了一定的改进思路；李帅等［6］对课程的内容体系进行了梳理，并开展了基于数字化工厂的课程教学设计和实践。在课程体系方面，张志文等［7］运用QFD理论建立了课程体系的质量屋模型，通过TRIZ理论找出影响学习该课程的大学生创新能力的关键要素，调整了“生产计划与控制”课程的课时分配，为课程改进提供了借鉴。贵文龙等［8］从教学目标、教学内容、教学方式及考核方式等方面进行了分析和改进，使该课程更具有针对性，更加符合工业工程专业的发展需要。本文基于上述研究，聚焦“生产计划与控制”课程本身，以西安理工大学工业工程（工科类）专业学生为教学对象，从课程内容、教学方法、考核方式等方面，提出具有针对性的教学改革方案。

一、“生产计划与控制”课程教学现状

（一）课程知识点庞杂冗余，学生难以厘清知识点间的相互关系

对于“生产计划与控制”课程，课程团队为工科类工业工程专业选定的参考教材主要为2012版及2019版由吴爱华主编，机械工业出版社出版的《生产计划与控制》。课程合计40课时，主要涵盖《绪论》《生产运作系统的战略规划》《需求管理》《产品开发管理》《综合计划》《库存管理》《主生产计划》《物料计划与企业资源计划》《生产能力》《生产作业计划》共10章内容。该课程属于“半文半理”，内容庞杂、概念多、计算多，若平铺直叙地进行授课，学生很难理解多而杂的知识点以及知识点间的相互关系，亟须对课程内容进行重塑。

（二）计算分析类知识点公式多、参数多，学生难理解

经统计，在授课内容当中，计算分析类知识点多达20个，如表1所示。此类知识点涵盖了大量的公式和参数，且部分计算分析类知识点既包含意义完全不同的参数，亦涵盖意义相同的参数。从试卷答题效果可知，对于参数相近、意义相似，但公式原理存在区别的计算分析类知识点，学生容易出现代入错误参数及公式的问题。因此，如何让学生真正理解公式及各个参数的含义，避免对公式的死记硬背，是课程教学中的难点之一。

（三）学生获取知识途径单一

教学改革前的课程教学方式主要为课堂讲授，授课教师将章节PPT分享给学生。学生对于该课程的主要知识获得来源较为单一，加之课程中存在大量难理解、易混淆的知识点，导致学生在对学过的知识点进行纠错与复习时，仅凭PPT及课本难以达到理想的效果。因此，在知识获取途径方面，需要通过更多方式来体现课程的重点及难点。

（四）过程考核方式简单，学生平时的知识积累不足

在课程改革前，对于过程考核，主要体现在课堂随机点名问答及课后作业上。由于课程内容多，课堂上难以留出足够时间进行课堂互动，导致学生对知识点的印象不深，通常出现讲到某个知识点时，随机提问学生该知识点所关联的已讲过的内容，学生往往难以回答上来的情况，即“学着忘着”，学过的知识点难以积累起来。这些问题和过程考核方式单一、环节少、时间短有着密切的关系。因此，一方面，应当设计更多的过程考核方式；另一方面，需要足够的课堂互动时间来实现过程考核。

二、课程改革思路

（一）围绕课程“两个核心”，对课程内容进行重塑

课程内容主要围绕生产计划与控制的层次及生产计划与控制的目的两个课程核心，如图1所示。在进行知识点梳理时，部分相关度低，非核心类内容将被精简，如绪论和综合计划中关于服务业的相关内容。

通过对知识点梳理，课程团队将课程内容划分为课程入门概念、生产计划与控制的目的、生产计划与控制的层次、其他综述性概念四个模块。借助智慧树平台，绘制了“生产计划与控制”课程的知识图谱，并将图谱中各知识点与智慧树中的课程习题进行关联，方便学生学习及复习。由于整体知识图谱过大，难以体现在文章当中，文中仅展示生产能力的知识图谱，如图2所示。

此外，在精简内容的同时，部分与本专业相关度较大的知识点将进行深入介绍及扩展。例如，在节拍的相关介绍中，仅举例了节拍的计算方法，但该概念与工序同期化、工作地、设备负荷系数均有较大关联，因此课程团队在课本例题的基础上，从节拍计算扩展到工作地数量及设备负荷系数计算，并通过课堂互动，强调了工序同期化的原理和目的，以此加强学生对于上述概念间相互关系的理解。

（二）讲清公式各部分的实际含义，避免死记硬背

针对计算分析类知识点公式多、参数多，学生难理解的问题，团队通过现实中各种各样的例子，对各种公式及参数进行举例讲解，让书本上的字母符号“活起来”，使学生理解每个公式及参数的实际意义。例如，在讲解盈亏平衡法时，通过小卖部出售辣条的例子，向学生解释固定成本、单件可变成本、盈亏平衡点、单件毛益贡献等参数的实际意义，而并非只是公式的堆砌。通过将现实中的例子融入课本的公式当中，提高学生对公式及参数的理解。

此外，对于既包含意义完全不同的参数，亦涵盖意义相同参数的部分知识点，对其中的关键参数及公式进行总结，重视这些易混淆知识点的讲解。例如，对于经济订货批量模型及经济生产批量模型，二者公式相似，既存在意义相似的参数，亦存在意义不同的参数，课程团队对其中的关键参数进行列表比对（见表2），并在授课中对两种模型关键参数的实际意义进行详细讲解，以避免学生混淆。

（三）通过智慧树平台，分享课程重要知识点

课改前，学生学习及复习的主要参考资料为课本和PPT。由于课程知识点多，部分知识点容易混淆，仅靠以上两种方式难以达到较好的学习效果。作为课堂学习的补充，课程团队将关键知识点录制成教学视频，上传至智慧树平台。目前共录制了20个教学视频，各视频时长为10分钟左右，学生可结合智慧树课程视频、PPT和课本，对课程的知识点进行查漏补缺。此外，通过智慧树平台，将教学视频与知识图谱关联，方便学生进行学习和复习。

（四）依托智慧树平台，丰富过程考核方式

课改前，对于工科类工业工程专业“生产计划与控制”课程，其最终成绩由过程考核成绩和期末考试成绩组成，过程考核成绩占比30%、期末考试成绩占比70%。其中，过程考核主要由课堂考勤（5%）、课堂随机问答（5%）和课后作业（20%）组成。课改后将过程考核成绩占比提高至40%，其组成部分见表3。

1.取消课堂考勤。课改后取消了课堂考勤，主要原因在于课改后丰富了课堂互动环节，提高了课堂互动时间，通过课中互动及课堂练习已清楚学生的考勤情况，因此取消了老旧的课堂考勤形式。

2.多样化的课中互动。课改前的课中互动方式主要为教师在PPT内附加客观题，随机点名学生问答，互动环节少、互动方式单一，无法激发学生学习热情，课堂显得沉闷。课改后增加了课堂抢答及小组讨论环节，其中，课堂抢答通过智慧树平台实现，在答错不扣平时成绩、答对增加平时成绩的抢答规则下，学生课堂抢答非常积极；此外，通过抛出课本上无法直接找到答案的“大问题”，由学生组成小组进行课堂讨论与总结，使学生主动参与学习。通过以上方式，活跃了课堂气氛，提高了学生的自学能力。

3.增加课堂练习。课改前主要通过课后作业对学生的学习情况进行考核，由于缺乏有效的监管机制，抄袭情况比较普遍，这种方式难以从实质上提高学生的学习效果。在进行课程内容重塑的基础上，课堂上有更多的时间留给学生，因此将较重要的概念及计算分析类知识点放到课堂上，通过布置智慧树课堂练习，力争“趁热打铁”，让学生当堂学习、当堂练习，在一定程度上避免了抄袭情况。在做好课堂练习环节的基础上，还会布置少量的课后作业进行补充。

4.增加智慧树视频学习。随着课程进度，教师会抛出下节课知识点所涉及的一些问题，要求学生带着问题，通过智慧树视频进行预习，以此提高课堂教学效果。

课改后将过程考核的重心放在课堂，努力使学生能够当堂学、当堂练，多元化的过程考核方式，活跃了课堂氛围，提高了学生的学习热情，加强了学生对知识点的积累。

三、课程改革后的教学质量评价

改革后的“生产计划与控制”课程教学方式能够被学生普遍接受，得到了学生的充分支持，学生评教分数排位在学院前30%。教师将一部分课堂时间“归还”给学生，提高了学生的课堂参与度及学习热情，加强了过程考核，提高了教学效果。西安理工大学工业工程专业（工科类）“生产计划与控制”课程于每年春季开展，以上改革内容已实施于2023年春季教学当中，与去年的卷面得分率的对比情况见表4。在填空题、判断题及单选题三种偏概念性的题型方面，得分率有所提升；在计算分析题方面，此类知识点一直是课程的重点和难点，改革思路中的第2条已融入近几年的教学当中，因而得分率均超过了80%。

结语

本文相关课程团队经过近几年的教学积累，总结了“生产计划与控制”课程教学中存在的问题，从课程内容、教学方法、考核方式等方面进行了课程改革，通过丰富多样的授课手段和过程考核方式，在一定程度上将学生被动接受的学习方式转变为主动参与学习，激发了学生的学习热情。团队在未来的课程改革当中，将继续在课程教学效果方面进行提升。此外，在课程思政、课程实验等方面也将继续对该课程进行改进与完善。