面向智能制造與服務(wù)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法 [日]川田誠(chéng)一 王峰 佘錦華 楊曉楠
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- 作者:[日]川田誠(chéng)一 王峰 佘錦華 楊曉楠
- 出版時(shí)間:2025/3/1
- ISBN:9787111776673
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):TH166
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)是一本專(zhuān)為智能制造系統(tǒng)研究和大學(xué)工程教育量身定制的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)探索指南。它為教育工作者、學(xué)生和專(zhuān)業(yè)人士提供了一套全面的資源,旨在幫助他們理解并有效實(shí)施PBL。書(shū)中不僅介紹了PBL的定義、優(yōu)勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)、評(píng)估方法和教師培訓(xùn),還深入探討了項(xiàng)目管理方法、技術(shù)工具、建模語(yǔ)言以及PBL在智能制造系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)際案例和個(gè)案研究,本書(shū)展示了PBL在解決現(xiàn)實(shí)世界工程問(wèn)題中的效果和變革潛力,特別強(qiáng)調(diào)了其在培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維、團(tuán)隊(duì)合作精神和終身學(xué)習(xí)能力方面的重要性。
本書(shū)的特點(diǎn)在于它的實(shí)用性和前瞻性,不僅為讀者提供了PBL的理論基礎(chǔ),還通過(guò)具體的實(shí)施策略和工具,使讀者能夠?qū)BL融入教育系統(tǒng)和課程中。此外,書(shū)中強(qiáng)調(diào)了PBL在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和適應(yīng)性強(qiáng)的工程師方面的關(guān)鍵作用。
本書(shū)的讀者對(duì)象主要是大學(xué)工程教育領(lǐng)域的教師和學(xué)生,尤其是那些對(duì)智能制造系統(tǒng)感興趣,希望提高教學(xué)效果和學(xué)習(xí)成果的教師和學(xué)生。同時(shí),對(duì)希望在專(zhuān)業(yè)實(shí)踐中應(yīng)用PBL方法的專(zhuān)業(yè)人士來(lái)說(shuō),本書(shū)也是一份寶貴的參考資料。
本書(shū)配有以下教學(xué)資源:電子課件、教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、實(shí)踐項(xiàng)目案例,歡迎選用本書(shū)作教材的教師登錄wwwcmpeducom注冊(cè)后下載,或發(fā)郵件至jinacmp@163com索取。
本書(shū)遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫(xiě)而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。
前言
歡迎閱讀這本專(zhuān)為智能制造系統(tǒng)研究和大學(xué)工程教育量身定制的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)探索指南。我們的目標(biāo)是為教育工作者、學(xué)生和專(zhuān)業(yè)人士提供資源,幫助他們理解PBL的概念,掌握實(shí)施PBL的必要技能,并探索PBL在改變工程教育和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐方面的潛力。
一、讀者對(duì)象本書(shū)適用于以下讀者群體:1教育工作者。希望將PBL納入課程或?qū)I(yè)實(shí)踐的教育工作者。
2學(xué)生。工程領(lǐng)域的學(xué)生,特別是那些尋求通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)提升知識(shí)和技能的個(gè)體。
3專(zhuān)業(yè)人士。在智能制造或相關(guān)領(lǐng)域工作,希望通過(guò)PBL提升自己的項(xiàng)目管理和解決問(wèn)題能力的專(zhuān)業(yè)人士。
4研究人員。對(duì)PBL在工程教育中的應(yīng)用感興趣的人員。
二、本書(shū)特色1實(shí)用性。本書(shū)提供了PBL的具體實(shí)施步驟、項(xiàng)目管理技巧、評(píng)估策略,以及教師培訓(xùn)的方法,能幫助讀者將PBL有效地融入教育系統(tǒng)和課程。
2綜合性。本書(shū)內(nèi)容覆蓋了PBL的定義、管理方法、高級(jí)建模技術(shù),以及在智能制造系統(tǒng)中的直接應(yīng)用,為讀者提供了一個(gè)全面的PBL視角。
3前瞻性。本書(shū)不僅討論了PBL的傳統(tǒng)應(yīng)用,還探討了其在智能制造、服務(wù)科學(xué)和服務(wù)工程中的融合,強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代工程挑戰(zhàn)的跨學(xué)科性質(zhì)。
4案例研究。本書(shū)通過(guò)實(shí)際案例和個(gè)案研究,展示了PBL在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的應(yīng)用效果和變革潛力,增強(qiáng)了理論與實(shí)踐的結(jié)合。
三、本書(shū)結(jié)構(gòu)本書(shū)共5章,介紹了PBL的不同方面,從定義和原則,到高級(jí)建模技術(shù)以及在智能制造系統(tǒng)中的直接應(yīng)用。這種方法拓寬了讀者的理解范圍,能使他們掌握有效實(shí)施PBL的必要技能。
第1章介紹了PBL的定義、優(yōu)勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)、實(shí)施過(guò)程、評(píng)估方法以及師資隊(duì)伍建設(shè)與培訓(xùn)等方面。這些內(nèi)容對(duì)于理解如何將PBL有效融入教育系統(tǒng)和課程至關(guān)重要。
第2章闡述了對(duì)工程教育項(xiàng)目的成功實(shí)施至關(guān)重要的項(xiàng)目管理方法。該章討論了PMBOK、Agile和Scrum等成熟方法,為工程項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性提供了一個(gè)工具包。
第3章重點(diǎn)介紹了支持工程項(xiàng)目的技術(shù)工具和語(yǔ)言,包括UML、SysML等建模語(yǔ)言以及各種仿真軟件。該章對(duì)于理解如何應(yīng)用這些工具來(lái)簡(jiǎn)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)和仿真流程至關(guān)重要。
第4章探討了PBL在智能制造系統(tǒng)中的應(yīng)用。該章詳細(xì)介紹了一些實(shí)際案例和個(gè)案研究,這些案例和個(gè)案研究證明了PBL在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的應(yīng)用效果和變革潛力。此外,該章還討論了將服務(wù)科學(xué)和服務(wù)工程融入PBL項(xiàng)目的問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代工程所迎接的跨學(xué)科的挑戰(zhàn)。
第5章以工程學(xué)教育中PBL的未來(lái)作為結(jié)束語(yǔ),強(qiáng)調(diào)這種教育方法在培養(yǎng)適應(yīng)性強(qiáng)、技能嫻熟和具有創(chuàng)新精神的工程師方面日益重要。
通過(guò)學(xué)習(xí)本書(shū),讀者對(duì)如何調(diào)整和應(yīng)用PBL以提高工程教育中的學(xué)習(xí)成果,尤其在智能制造系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)成果有了全面了解。我們誠(chéng)邀您閱讀本書(shū),并應(yīng)用書(shū)中討論的概念,實(shí)現(xiàn)個(gè)人和專(zhuān)業(yè)上的成長(zhǎng),探索PBL在改變工程教育和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐方面的潛力。
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)的吳敏教授與曹衛(wèi)華教授,在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的課程組織與案例撰寫(xiě)方面給予了寶貴指導(dǎo),為提高本書(shū)的學(xué)術(shù)質(zhì)量與實(shí)踐價(jià)值提供了有力保障,在此表示感謝。同時(shí),對(duì)本書(shū)引用的各類(lèi)參考文獻(xiàn)和資料的原作者及其單位表示衷心的感謝,他們的研究成果為本書(shū)的撰寫(xiě)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在項(xiàng)目式課程教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,參與課程的相關(guān)老師和同學(xué)以高度的熱情和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,為本書(shū)提供了實(shí)踐案例并完善了相關(guān)內(nèi)容,在此表示感謝!
鑒于編者對(duì)智能制造與服務(wù)的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法的理解尚有局限,書(shū)中難免存在不足之處。誠(chéng)懇地希望廣大讀者能夠提出寶貴的意見(jiàn)和建議,幫助我們進(jìn)一步完善本書(shū),使其在未來(lái)的教學(xué)與實(shí)踐中發(fā)揮更大的作用。
高等院校教師
前言
第1章項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)1
1.1項(xiàng)目式學(xué)習(xí)(PBL)概述1
1.1.1PBL的定義和原則1
1.1.2面向工程教育的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)3
1.1.3PBL的優(yōu)勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)5
1.1.4PBL簡(jiǎn)史6
1.2PBL的實(shí)施過(guò)程8
1.2.1PBL的具體流程9
1.2.2范例18
1.2.3項(xiàng)目管理20
1.2.4協(xié)作平臺(tái)23
1.3PBL的能力和評(píng)價(jià)25
1.3.1能力25
1.3.2PBL評(píng)估方法31
1.3.3評(píng)估示例31
1.4頭腦風(fēng)暴與親和圖法(KJ法)35
1.4.1頭腦風(fēng)暴35
1.4.2親和圖法(KJ法)36
1.4.3親和圖法(KJ法)在PBL中的應(yīng)用案例39
1.4.4親和圖法(KJ法)的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)40
1.5PBL師資隊(duì)伍建設(shè)與培訓(xùn)41
1.5.1師資隊(duì)伍建設(shè)41
1.5.2面向PBL導(dǎo)師的FD項(xiàng)目42
第2章PBL的項(xiàng)目管理方法46
2.1PBL的項(xiàng)目管理46
2.1.1什么是項(xiàng)目(項(xiàng)目與運(yùn)營(yíng))46
2.1.2項(xiàng)目的成功48
2.1.3PMBOK概要50
2.2傳統(tǒng)項(xiàng)目管理59
2.2.1項(xiàng)目管理方法59
2.2.2項(xiàng)目管理60
2.2.3利益相關(guān)者65
2.2.4WBS67
2.2.5CPM70
2.2.6甘特圖71
2.3團(tuán)隊(duì)建設(shè)72
2.3.1團(tuán)隊(duì)建設(shè)的目的和團(tuán)隊(duì)活力72
2.3.2團(tuán)隊(duì)建設(shè)的理論基礎(chǔ)74
2.3.3團(tuán)隊(duì)建設(shè)策略75
2.3.4團(tuán)隊(duì)建設(shè)活動(dòng)及其應(yīng)用76
2.3.5團(tuán)隊(duì)建設(shè)中的沖突管理77
2.3.6團(tuán)隊(duì)建設(shè)中的責(zé)任78
2.3.7團(tuán)隊(duì)建設(shè)中的溝通79
2.3.8團(tuán)隊(duì)建設(shè)中的項(xiàng)目知識(shí)管理81
2.4Agile項(xiàng)目管理簡(jiǎn)介82
2.4.1Agile管理方法的歷史與演變82
2.4.2Agile清單83
2.4.3Agile框架和方法84
2.4.4Agile管理中的Scrum框架85
2.4.5Agile的優(yōu)勢(shì)和局限性87
2.5PBL教育項(xiàng)目管理案例分析89
第3章PBL的建模和仿真工具91
3.1系統(tǒng)工程91
3.1.1系統(tǒng)工程概述91
3.1.2系統(tǒng)工程的V形圖92
3.1.3建模在系統(tǒng)工程中的重要性94
3.1.4基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)95
3.2UML96
3.2.1UML簡(jiǎn)介96
3.2.2UML事物97
3.2.3UML關(guān)系100
3.2.4UML圖101
3.3SysML106
3.3.1SysML簡(jiǎn)介106
3.3.2SysML圖的類(lèi)型107
3.3.3SysML圖109
3.3.4系統(tǒng)建模語(yǔ)言(SysML)案例研究123
3.4模擬仿真131
3.4.1基于模型的系統(tǒng)工程中的仿真131
3.4.2工程仿真軟件132
3.4.3離散事件系統(tǒng)仿真(制造數(shù)字孿生)133
3.4.4連續(xù)系統(tǒng)仿真138
第4章面向智能制造系統(tǒng)(IMS)和服務(wù)科學(xué)與服務(wù)工程的PBL示例142
4.1IMS和服務(wù)科學(xué)與服務(wù)工程的PBL示例思想142
4.1.1國(guó)際監(jiān)管體系下的PBL142
4.1.2IMS的主要組成部分143
4.1.3服務(wù)科學(xué)與服務(wù)工程150
4.2PBL實(shí)例158
4.2.1基于AR的海外游客實(shí)時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)158
4.2.2社區(qū)復(fù)原力互助服務(wù)平臺(tái)164
4.2.3基于SysML、服務(wù)工程方法和Arena軟件的家庭連續(xù)性計(jì)劃172
4.2.4服務(wù)設(shè)計(jì)方法PLAN的提案:使用離散事件模擬179
4.2.5增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境下模型的構(gòu)建、加載與定位183
4.2.6模型驅(qū)動(dòng)和碰撞檢測(cè)186
4.3其他PBL主題189
4.3.1提高裝配線(xiàn)上的精確度與協(xié)作機(jī)器人189
4.3.2使用群體機(jī)器人簡(jiǎn)化制造業(yè)物流190
第5章工科教育中PBL的未來(lái)192
5.1PBL在工科教育中的當(dāng)前趨勢(shì)和問(wèn)題192
5.1.1當(dāng)前趨勢(shì)192
5.1.2問(wèn)題193
5.2PBL在工科教育中的未來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)194
5.2.1未來(lái)機(jī)遇194
5.2.2未來(lái)挑戰(zhàn)194
5.3對(duì)PBL實(shí)踐者和研究者的建議和意見(jiàn)195
5.3.1PBL實(shí)踐者195
5.3.2PBL研究者196
參考文獻(xiàn)197