資源簡介

普 通 高 中 教 科 書
《通用技術(shù)》選擇性必修3
工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
第四章 工程決策與管理
第 二 節(jié) 工程管理
教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)背景
什么是工程？工程是人類運(yùn)用技術(shù)手段，遵從科學(xué)規(guī)律，有組織、有計(jì)劃地打造具有特定功能物件的實(shí)踐活動(dòng)。物件中的“物”包括非生命體、生命體；物件中的“件”包括軟件、硬件。
工程活動(dòng)與我們的日常生活息息相關(guān)：建筑工程建造出舒適的房屋，讓人類不再風(fēng)餐露宿；機(jī)械工程制造出各種機(jī)械，將人類從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來；計(jì)算機(jī)及軟件工程增強(qiáng)了人類應(yīng)對(duì)繁雜、深?yuàn)W腦力勞動(dòng)的能力；通信及網(wǎng)絡(luò)工程讓我們可以隔空交流，即時(shí)互通語音、文字、圖像信息，縮短了人們之間的心靈距離；交通工程、航空工程為人類創(chuàng)造出高速鐵路、高速公路及空運(yùn)系統(tǒng)，縮短了旅行時(shí)距，將偌大個(gè)地球變成了“地球村”；生物工程、人工智能工程、機(jī)器人工程……一系列新興工程的成熟與推廣應(yīng)用，正在改變、引領(lǐng)著我們的現(xiàn)在和未來。
黨的二十大報(bào)告指出，要實(shí)施科教興國戰(zhàn)略，強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐。工程設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)中國式現(xiàn)代化的重要支柱，我們需要培養(yǎng)造就更多大師、戰(zhàn)略科學(xué)家、一流科技領(lǐng)軍人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、青年科技人才、卓越工程師、大國工匠、高技能人才。
教學(xué)目標(biāo)：
知識(shí)與技能目標(biāo):
1.工程管理主要包括時(shí)間管理、質(zhì)量管理和成本評(píng)估。
2.理解全面質(zhì)量管理，了解質(zhì)量控制和改進(jìn)。
3.用甘特圖、關(guān)鍵路徑法進(jìn)行規(guī)劃和管理。
4.運(yùn)用成本估算方法進(jìn)行項(xiàng)目成本估算。
教學(xué)內(nèi)容分析:
簡單來講，工程決策就是回答什么是工程實(shí)施的目的和怎樣完成工程的問題。它是人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，采用一定的科學(xué)理論，通過一定的程序和方法，對(duì)若干備選方案進(jìn)行研究論證，從中選出最為滿意方案的過程。
工程管理是指通過一定的組織形式，用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)、理論和方法對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)的所有工作，進(jìn)行計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)和控制，以達(dá)到保證工程質(zhì)量、縮短工期、提高投資效益的目的。
學(xué)情分析:
生活在科技迅猛發(fā)展的21世紀(jì)，同學(xué)們有必要了解一些機(jī)器人的知識(shí)，
通過典型工程案例分析，同學(xué)們了解工程發(fā)展的簡要?dú)v史和工程分類。結(jié)合著名工程師的工程實(shí)踐案例，進(jìn)一步了解工程師工作的特點(diǎn)和職業(yè)要求。
通過典型工程設(shè)計(jì)的分析，同學(xué)們理解工程設(shè)計(jì)的一般過程，并利用“無碳小車”的工程項(xiàng)目制作讓學(xué)生親身體驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。學(xué)會(huì)編制簡易的工程設(shè)計(jì)任務(wù)書。
將通過實(shí)例，同學(xué)們介紹現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中常用的3D建模方法，并讓同學(xué)們獲得一次制作實(shí)物模型的體驗(yàn)。
同學(xué)介紹工程設(shè)計(jì)過程中評(píng)價(jià)和決策的重要性，讓大家初步學(xué)會(huì)運(yùn)用決策矩陣、層次分析法、決策樹等工具和方法進(jìn)行時(shí)間管理、質(zhì)量管理和成本評(píng)估等。
教學(xué)重難點(diǎn):
工程管理主要包括時(shí)間管理、質(zhì)量管理和成本評(píng)估。
理解全面質(zhì)量管理，了解質(zhì)量控制和改進(jìn)。
用甘特圖、關(guān)鍵路徑法進(jìn)行規(guī)劃和管理。
運(yùn)用成本估算方法進(jìn)行項(xiàng)目成本估算。
教學(xué)策略:
本節(jié)課教學(xué)“學(xué)習(xí)目標(biāo)”幫助我們明確章節(jié)應(yīng)該掌握的要點(diǎn)；“案例”通過引入典型工程或事件，讓同學(xué)們初步認(rèn)知工程設(shè)計(jì)的各個(gè)要素；“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”將知識(shí)要點(diǎn)分解為各種小任務(wù)，引導(dǎo)同學(xué)有的放矢地學(xué)習(xí)；“立即行動(dòng)”讓同學(xué)們手腦并用，通過親身體驗(yàn)來理解、掌握與章節(jié)有關(guān)的知識(shí)內(nèi)容；“探究”為同學(xué)們深入探究問題提供了線索；“練習(xí)”能幫助同學(xué)們檢測和回顧應(yīng)該掌握的知識(shí)。
教學(xué)準(zhǔn)備:
展示用的圖片、其他技術(shù)產(chǎn)品、多媒體課件。
教學(xué)過程:
情景導(dǎo)入:
老師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)《通用技術(shù)》選擇性必修3第四章 工程決策與管理第 二 節(jié) 工程管理。
一、工程設(shè)計(jì)過程中的項(xiàng)目管理
工程設(shè)計(jì)過程中的項(xiàng)目管理就是在時(shí)間、成本、質(zhì)量有限的資源約束下，運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)、方法和理論，對(duì)項(xiàng)目涉及全部工作進(jìn)行有效地管理。即從項(xiàng)目的投資決策開始到項(xiàng)目結(jié)束的全過程，進(jìn)行計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、控制和評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的目標(biāo)。
工程管理是一門應(yīng)用性和綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，它與工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、系統(tǒng)工程等學(xué)科都有密切聯(lián)系。其核心內(nèi)容可以概括為“三控制、二管理、一協(xié)調(diào)”。
其中，“三控制”是指進(jìn)度控制、質(zhì)量控制、成本控制。由于工程建設(shè)具有單一性和一次性的特點(diǎn)，所以要在時(shí)間、質(zhì)量、成本的有限約束條件內(nèi)完成工程項(xiàng)目，是工程管理的重點(diǎn)。“二管理”是指合同管理和信息管理。“一協(xié)調(diào)”是指組織協(xié)調(diào)。
在工程管理中，運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)、理論和方法尤為重要。
二、質(zhì)量管理與質(zhì)量控制
1．全面質(zhì)量管理。
根據(jù)ISO9000: 2000的定義，質(zhì)量是指一組固有特性滿足要求的程度。這個(gè)含義揭示質(zhì)量存在于各個(gè)領(lǐng)域的任何事物中，它由一組固有特性組成，應(yīng)明確需求并履行。
根據(jù)ISO9000: 1994的定義，全面質(zhì)量管理是指一個(gè)組織以質(zhì)量為中心，以全員參加為基礎(chǔ)，目的在于通過讓顧客滿意和本組織所有成員及社會(huì)受益而達(dá)到長期成功的管理途徑。
全面質(zhì)量管理包含以下基本要求。
（1）全員的質(zhì)量管理。
（2）全過程的質(zhì)量管理。
（3）全企業(yè)的質(zhì)量管理。
（4）多方法的質(zhì)量管理。
2．質(zhì)量控制。
質(zhì)量控制是指為達(dá)到質(zhì)量要求所采取的作業(yè)技術(shù)和活動(dòng)（圖4-6）。
這就是說，質(zhì)量控制是為了通過監(jiān)控質(zhì)量形成過程，消除質(zhì)量環(huán)上所有階段引起不合格或不滿意效果的因素，以達(dá)到質(zhì)量要求，獲取經(jīng)濟(jì)效益，而采用的各種質(zhì)量作業(yè)技術(shù)和活動(dòng)。
在國際上，質(zhì)量控制對(duì)象根據(jù)它們的重要程度和監(jiān)督控制要求不同，可以設(shè)置“見證點(diǎn)”或“停止點(diǎn)”。“見證點(diǎn)”和“停止點(diǎn)”都是質(zhì)量控制點(diǎn)。
三、時(shí)間管理
時(shí)間管理是指通過事先規(guī)劃和運(yùn)用一定的技巧、方法與工具實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的靈活有效運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)人或組織的既定目標(biāo)。
在工程設(shè)計(jì)過程中往往會(huì)受到整個(gè)流程的時(shí)間限制。這就要求設(shè)計(jì)工程師運(yùn)用一定的方法、手段來合理安排時(shí)間，下面介紹兩種有用的方法。
1．甘特圖。
甘特圖是在1917年由亨利·甘特開發(fā)的，其內(nèi)在思想簡單，基本呈現(xiàn)是一個(gè)線條圖，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示活動(dòng)（項(xiàng)目），線條表示在整個(gè)期間里的計(jì)劃和實(shí)際的活動(dòng)完成情況。它直觀地表明任務(wù)計(jì)劃在什么時(shí)候進(jìn)行及實(shí)際進(jìn)展與計(jì)劃要求的對(duì)比。
甘特圖能呈現(xiàn)以下的信息含義。
（1）將項(xiàng)目中所有事件或時(shí)間節(jié)點(diǎn)排序列表。
（2）估計(jì)完成每個(gè)項(xiàng)目所需的時(shí)間。
（3）列出每個(gè)項(xiàng)目開始和結(jié)束的時(shí)間。
（4）用條形圖表示這些信息。
例如，用甘特圖來表示某工程進(jìn)度狀況（圖4-7）（參見教材P86）。
甘特圖以圖示的方式通過活動(dòng)列表和時(shí)間刻度形象地表示出任何特定項(xiàng)目的活動(dòng)順序與持續(xù)時(shí)間。主要包括以下的步驟：
（1）明確項(xiàng)目涉及的各項(xiàng)活動(dòng)、項(xiàng)目。內(nèi)容包括項(xiàng)目名稱（包括順序）、開始時(shí)間、工期，任務(wù)類型（依賴/決定性）和依賴于哪一項(xiàng)任務(wù)。
（2）創(chuàng)建甘特圖草圖。將所有的項(xiàng)目按照開始時(shí)間、工期標(biāo)注到甘特圖上。
（3）確定項(xiàng)目活動(dòng)依賴關(guān)系及時(shí)序進(jìn)度。使用草圖，按照項(xiàng)目的類型將項(xiàng)目聯(lián)系起來，并安排項(xiàng)目進(jìn)度。
（4）計(jì)算單項(xiàng)活動(dòng)任務(wù)的工時(shí)量。
（5）確定活動(dòng)任務(wù)的執(zhí)行人員及適時(shí)按需調(diào)整工時(shí)。
（6）計(jì)算整個(gè)項(xiàng)目時(shí)間。
項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)
請(qǐng)根據(jù)本書第二章中討論的“無碳小車”工程項(xiàng)目預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間及在第三章進(jìn)行“無碳小車”工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中實(shí)際使用時(shí)間長度，利用Excel繪制出“無碳小車”工程項(xiàng)目的甘特圖。
2．關(guān)鍵路徑法。
關(guān)鍵路徑法（critical path method，CPM）是一種基于數(shù)學(xué)計(jì)算的項(xiàng)目計(jì)劃管理方法，是網(wǎng)絡(luò)圖計(jì)劃方法的一種，屬于肯定型網(wǎng)絡(luò)圖。關(guān)鍵路徑法將項(xiàng)目分解成為多個(gè)獨(dú)立的活動(dòng)并確定每個(gè)活動(dòng)的工期，然后用邏輯關(guān)系（結(jié)束—開始、結(jié)束—結(jié)束、開始—開始和開始—結(jié)束）將活動(dòng)連接，從而能夠計(jì)算項(xiàng)目的工期、各個(gè)活動(dòng)時(shí)間特點(diǎn)（最早和最晚時(shí)間、時(shí)差）等。
關(guān)鍵路徑法最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，由雷明頓蘭德公司的克里和杜邦公司的沃爾克在1957年提出的，用于對(duì)化工工廠的維護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行日程安排。在當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了許多龐大而復(fù)雜的科研和工程項(xiàng)目，這些項(xiàng)目常常需要運(yùn)用大量的人力、物力和財(cái)力，因此如何合理而有效地對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行組織，在有限資源下和在最短的時(shí)間、最低的成本費(fèi)用下完成整個(gè)項(xiàng)目就成為一個(gè)突出的問題，關(guān)鍵路徑法提供了解決問題的方法。
案例
圖4-8（參見教材P87）中的每一個(gè)英文字母表示一項(xiàng)工作的名稱，名稱下面是該工作總花費(fèi)時(shí)間和參與人數(shù)，箭頭線表示工作的先后順序，當(dāng)只考慮時(shí)間影響因素時(shí)，紅色箭頭線經(jīng)過的工作用時(shí)最多，所以該紅色箭頭線途經(jīng)（稱關(guān)鍵線路）的工作就稱關(guān)鍵工程，這種以圖4-8所示形式來表達(dá)工程管理進(jìn)程的方法就是關(guān)鍵路徑法。
四、成本估算
1．成本估算的內(nèi)容。
成本估算也稱項(xiàng)目成本控制工作，它是一項(xiàng)綜合管理工作。具體來看，它是在項(xiàng)目實(shí)施過程中盡量使項(xiàng)目實(shí)際發(fā)生的成本控制在項(xiàng)目預(yù)算范圍之內(nèi)的一項(xiàng)項(xiàng)目管理工作。 項(xiàng)目成本控制包括對(duì)各種能夠引起項(xiàng)目成本變化因素的控制（事前控制）、項(xiàng)目實(shí)施過程的成本控制（事中控制）和項(xiàng)目實(shí)際成本變動(dòng)的控制（事后控制）3個(gè)方面。
在設(shè)計(jì)初期能盡早給出粗略的成本估算固然重要，但進(jìn)入具體設(shè)計(jì)后，要盡快對(duì)成本評(píng)估進(jìn)行改進(jìn)，才能確定最終的成本評(píng)估。只有在具體設(shè)計(jì)階段，才能更加明確產(chǎn)品的材料、生產(chǎn)過程、準(zhǔn)確的尺寸和公差，所以需要不斷優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)成本估算的修正。
在工程施行過程中，成本分為固定成本和可變成本兩大類。
固定成本包括：投資成本（如資產(chǎn)折舊、財(cái)產(chǎn)稅、保險(xiǎn)費(fèi)用等）、營業(yè)成本（如服務(wù)人員服務(wù)費(fèi)用、物資供應(yīng)、設(shè)備租金等）、管理支出（公司主管人員費(fèi)用、法律人員費(fèi)用、研發(fā)人員費(fèi)用等）和銷售支出（如銷售人員費(fèi)用、運(yùn)輸庫存成本等）。
可變成本包括：原料成本、直接勞動(dòng)成本、保養(yǎng)成本、能源和用具成本、質(zhì)量控制人員費(fèi)用、專利技術(shù)特許使用資金、包裝和存儲(chǔ)成本、殘廢品損失。
2．成本估算的方法。
常用的成本估算方法有以下幾種。
（1）類比估算法。類比估算法又稱“類推法”，這是一種在項(xiàng)目成本估算精確度要求不是很高的情況下使用的項(xiàng)目成本估算方法。這種方法也被叫作自上而下法，是一種通過比照已完成的類似項(xiàng)目的實(shí)際成本，去估算出新項(xiàng)目成本的方法。因此這種方法需要有經(jīng)驗(yàn)累積或公開的成本數(shù)據(jù)。
（2）參數(shù)估計(jì)法。參數(shù)估計(jì)法又稱統(tǒng)計(jì)估算法，這是利用項(xiàng)目特性參數(shù)去建立數(shù)學(xué)模型來估算項(xiàng)目成本的方法。例如，民用裝修項(xiàng)目使用每平方米單價(jià)。
（3）標(biāo)準(zhǔn)定額法。標(biāo)準(zhǔn)定額法是依據(jù)國家或地方主管部門，或者項(xiàng)目成本管理咨詢機(jī)構(gòu)編制的標(biāo)準(zhǔn)定額估算項(xiàng)目成本的方法。
（4）工料清單法。工料清單法也叫自下而上法，這種方法首先要給出項(xiàng)目的工序及每個(gè)工序所用的人工、物料清單，然后再對(duì)各項(xiàng)物料和工作的成本進(jìn)行估算，最后向上滾動(dòng)累加得到項(xiàng)目總成本的方法。
工料清單法是將各種成本參數(shù)名稱及數(shù)量綜合反映在一張表格中進(jìn)行比較分析的方法。是進(jìn)行成本控制最常用的方法之一。如表4-5所示為真實(shí)工程案例表格法分析成本。
表4-5 工程案例
項(xiàng)目編碼 計(jì)算方法 041 042 043
項(xiàng)目名稱
單位
計(jì)劃單位成本
擬完成工程量
擬完成工程計(jì)劃施工成本 （5）×（4） 30 30 40
已完成工程量
已完成工程計(jì)劃
施工成本 （7）×（4） 30 30 40
實(shí)際單位成本
已完成工程實(shí)際施工成本 （7）×（9） 30 50 50
施工成本局部偏差 （8）-（10） 0 -10 -10
施工成本局部偏差程度 （8）÷（10） 1 0.8 0.8
施工成本累計(jì)偏差∑（11）
施工成本累計(jì)偏差程度 ∑（10）÷∑（8）
進(jìn)度局部偏差 （8）-（6） 0 10 0
進(jìn)度局部偏差程度 （8）÷（6） 1 1.33 1
進(jìn)度累計(jì)偏差 ∑（15）
進(jìn)度累計(jì)偏差程度 ∑（6）÷∑（8）
討論與分析
分析班級(jí)春游活動(dòng)：經(jīng)費(fèi)、路程、時(shí)間等安排。分3～5人一組，進(jìn)行小組分析討論。
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)內(nèi)容 評(píng)價(jià)方式
自評(píng) 互評(píng) 師評(píng)
能參與社會(huì)相關(guān)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的討論與決策
能運(yùn)用趨勢分析等評(píng)估技巧，對(duì)技術(shù)的發(fā)展作出判斷
在進(jìn)行技術(shù)方案設(shè)計(jì)時(shí)，能運(yùn)用模擬試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型來考慮影響因素
能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行決策分析
能對(duì)某一技術(shù)方案進(jìn)行性能評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
能依據(jù)設(shè)計(jì)需求制定多個(gè)方案并進(jìn)行比較權(quán)衡
能使用設(shè)計(jì)文件、日志等記錄設(shè)計(jì)的創(chuàng)意、過程和結(jié)果
說明：A—優(yōu)秀，B—良好，C—合格，D—待改進(jìn)
通過本章的學(xué)習(xí)，你的核心素養(yǎng)得到了哪些發(fā)展
板書設(shè)計(jì)
第四章 工程決策與管理
第 二 節(jié) 工程管理
一、工程設(shè)計(jì)過程中的項(xiàng)目管理
二、質(zhì)量管理與質(zhì)量控制
1．全面質(zhì)量管理。
2．質(zhì)量控制。
三、時(shí)間管理
1．甘特圖
2.關(guān)鍵路徑法
四、成本估算
1．成本估算的內(nèi)容。
2．成本估算的方法。
教學(xué)反思
通用技術(shù)
選擇性必修3
工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
普 通 高 中 教 科 書
主 編 劉瓊發(fā)
副 主 編：李 榕 周衛(wèi)星 朱美健 席春玲
本 冊(cè) 主 編：王華權(quán)
本冊(cè)副主編：周 嘉
編 寫 人 員：
周 熙 周 嘉 王華權(quán) 柯 力　林 敏 陸 超
廣東教育出版社
廣東科技出版社

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