工业工程人才培养的改革3篇

时间:2023-02-17 11:04:48 关键词: 工业工程 人才培养 改革

摘要:

工业工程人才培养的改革3篇

工业工程人才培养篇1

1确定工业工程专业毕业设计指导思想

工业工程专业作为一个明确的“工程”专业,其毕业设计教学环节除强调要按照工程类专业的要求和特点来设立之外,还应着重强调毕业设计的内容必须贴近企业的生产实际。结合本专业特点、社会需求的发展变化,同时也借鉴国内其他高校工业工程专业对毕业设计实践环节的改革经验,我们确定了“综合训练,结合专业,深入实际,鼓励创新”的工业工程专业毕业设计指导思想。

2工业工程专业毕业设计教学改革

按照工业工程专业毕业设计的指导思想,通过广泛深入的调查和分析,我们建立了工业工程专业毕业设计新模式。该模式的框架图如图1所示。主要从教学形式和教学内容对毕业设计实践教学环节进行了改革。

2.1毕业设计教学形式的改革

2.1.1缩短毕业设计的提前期

相对于目前许多高校所采取的在专业课程学习结束之后再集中进行毕业设计的方法,我们将毕业设计的提前期缩短至学生进校。从学生进校时的专业教育到之后的专业学习,教师都会结合学习内容,向学生强调毕业设计的要求、可能涉及的研究方向和知识领域等,使学生在集中毕业设计开始之前就有一个感性的认识,并注意在之后的理论和实践学习中进行知识的积累,为毕业设计的完成奠定了扎实的基础。

2.1.2推行面向企业的“开放式”毕业设计教学

目前,多数高校的毕业设计(论文)都安排在大四第二学期进行。这个时间段恰好是学生求职和就业的关键阶段。随着就业压力逐年增加,学生已经很难将精力集中到在学校完成毕业设计。主要表现在:一些没有找到就业单位的学生四处奔波,根本无心思和精力顾及毕业设计;另一些已经找到就业单位的学生,因为用人单位要求其试用或提前上岗,而无暇顾及毕业设计;还有一些学生本身学习的自觉性和主动性较差,对毕业设计消极对待等。这些矛盾和问题的存在,给毕业设计的质量带来了极大的影响。我们对此进行了深入细致的调查研究,并结合本专业的具体情况进行了不断的探索,在激烈的矛盾之中努力寻求保证并提高毕业设计质量的方法。首先,通过多方努力,帮助学生尽早、尽快、尽好地实现就业,解决其后顾之忧;其次,针对多数学生已有就业或实习单位,将以往采用的以校园为主的“封闭式”毕业设计方式改变为面向企业的“开放式”教学方式。对于已有就业单位的学生,采取以就业企业为主要工作地点,以就业岗位的问题解决为主要研究目标的面向企业的毕业设计。学生能够按照企业要求尽早熟悉工作岗位,并为结合具体生产实际完成毕业设计提供了有利条件。而对于少数还没有就业或实习单位的学生则结合指导教师教学或科研方向进行选题,由指导教师帮助学生联系相关单位,使其能通过多种渠道深入生产实际中,以顺利完成毕业设计。多年实践,证明这种面向企业的“开放式”毕业设计教学模式既较好地解决了目前许多学校普遍面临的毕业设计与就业之间的矛盾冲突,也较好地保证了毕业设计的质量。

2.1.3实施以教师为主,企业工程师为辅的毕业设计指导方式

由于大多数学生的毕业设计需要深入企业完成,为了保证毕业设计的质量,我们实施了以教师为主、企业工程师为辅的毕业设计指导方式。其中,指导教师主要负责对知识体系、理论原理、毕业设计课题深度难度和工作量的把握,引导学生对实际问题的分析解决能力;企业工程师主要负责对实际问题的发现及解决效果的鉴别。因此,采取校内外相结合的交叉指导模式,既提高了学生专业知识能力、论文写作能力,更提高了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.2毕业设计教学内容的改革

(1)以深入企业生产实际为中心。“以贴近企业生产实际为中心”是指要求学生在毕业设计过程中必须深入企业生产现场,通过多种途径、多种形式了解和掌握本专业基本的生产实际知识,获得对企业及生产过程的感性认识,并增强组织纪律性、培养艰苦朴素、热爱劳动的思想作风,为今后工作打下基础。选题是提高毕业设计质量的前提,因此,毕业设计课题的选择应符合本专业培养目标与教学要求,并力求体现学科的发展。特别注意毕业设计选题与学生的就业方向和就业岗位相结合,强调学生深入企业、结合实际,尽最大可能采取学校和就业或实习单位根据企业生产实际需要共同选题的方式。(2)以符合企业实际的问题改善为导向。考虑到工业工程是一门应用性很强的专业,加大了工程类和“问题改善”类题目的比例。即要求学生深入企业生产现场进行调查、了解和分析,识别、确定目前生产系统存在的实际问题,选择恰当的工业工程技术和方法进行分析,并结合实际生产环境,提出切实可行的改进措施和方案,力求得到更加优化的结果,并在此基础上完成毕业设计。(3)以培养学生综合能力为核心。学生综合能力的培养是高等教育发展改革的核心,也是衡量人才培养质量的关键性指标。为了较好地解决这一问题,我们在毕业设计过程中始终坚持以学生能力培养为核心,通过多种手段和方法,不断提高学生的综合能力,具体内容如表1所示。

2.3毕业设计管理方式的改革

工业工程专业毕业设计一般包括:查阅资料及调研、选题、开题、提出分析及解决问题方案、完成毕业设计、答辩等过程。整个毕业设计过程内容繁杂,各环节密切相关,互相影响。特别是“开放式”毕业设计形式的采取,带来了更多影响毕业设计质量的不确定因素。因此,必须改革以往针对“封闭式”毕业设计过程的管理方式,实施全员参与、全程管理、多种方法相结合的管理方式,认真、仔细地做好毕业设计每一个环节工作,确保毕业设计质量。为此,我们实施了全程、多层次的毕业设计质量监控;全程、多方位的毕业设计质量评价;全程、多渠道的毕业设计质量反馈和改进的毕业设计管理方式,使本专业毕业设计工作逐步制度化、程序化,规范化,较好地保证了本专业毕业设计的质量。

2.3.1认真做好毕业设计选题工作

规定毕业设计选题的要求。毕业设计选题应符合本专业培养目标,达到毕业设计教学大纲的基本要求;应力求体现学科发展;应与学生的就业方向相结合;应尽量与工程实际相结合;应尽量与教师的科研课题和科研方向相结合等。在此基础上,加大设计类、工程类、改善类题目的比例。同时,选题应体现本专业“以工业工程为基础,以质量工程为突破口”的人才培养特色。要注意因生而异、因材施教,使不同情况的学生能够从事不同难度、不同深度、不同广度、不同工作量、不同创新要求、不同研究方向的课题。对已有实习单位的学生,实施学校指导教师与就业单位导师联合指导毕业设计的模式,采取学校和就业单位根据企业生产实际需要共同选题的方式。制定严格的毕业设计选题审核流程。指导教师在充分了解毕业设计教学大纲及选题要求的基础上进行相关准备,拟定题目,填写毕业设计课题申报表。拟申报课题经专业系教师委员会审核后进行修改;再由专业系组织聘请校外专家进行评审,并要求指导教师按照专家评审意见认真修改完善。最后由二级学院教授委员会进行审查。多环节的审核程序,确保了毕业设计的选题质量。

2.3.2严格毕业设计过程管理

在认真、科学、合理地完成毕业设计选题后,从多个方面入手严把质量关,以完善的制度保证毕业设计全程的质量监控。首先,专业系严格按照学校毕业设计工作条例和二级学院毕业设计安排进行管理。同时,结合工业工程专业的具体情况和教学工作计划,经专业教师委员会讨论,制定《工业工程专业毕业设计指导要求的补充规定》《工业工程专业毕业设计教学大纲》;编制《工业工程专业毕业设计指导书》。此外,制定每届学生毕业设计工作计划和日程安排表,规定教师每周辅导时间并完成指导记录。做好毕业设计初期工作的质量监控。毕业设计选题确定后,指导教师下达任务书,学生进行开题。在开题报告中,学生对查阅中外参考文献的篇数、研究的主要内容、研究的技术路线及最终目标或成果形式等作出明确阐述。只有开题答辩通过后学生才能正式进行毕业设计工作,专业系负责对学生开题报告工作进行检查,以此使开,题工作得到学生和指导教师的充分重视。做好毕业设计中期工作的质量监控。中期检查的主要任务是检查毕业设计计划的执行和落实情况,了解学生遇到的困难和存在的不足,及时给予指导和帮助。中期检查可使指导教师及时发现并纠正在指导工作中存在的不足。该工作同时促进了学生和指导教师,有效避免在毕业设计后期“突击”完成任务。中期检查要求学生逐一向专业系汇报,对未完成阶段任务的学生采取相应措施进行督促。做好毕业设计后期工作的质量监控。严格执行学校和二级学院的毕业设计答辩资格审查制度。要求教师提前安排学生预答辩,及时发现问题,提高毕业设计的答辩质量。同时,明确指导教师、评阅教师、主答辩教师、答辩组教师等各自的职责,保证答辩过程的质量。做好毕业设计期间的学生考勤管理。专业系要求指导教师严格考勤制度。学生需将自己毕业设计的进展情况定期进行汇报,要求指导教师对遇到的问题及时给予回复和帮助。同时,考虑到多数学生已就业或实习的实际情况,指导教师可以采取面对面指导或网上指导等多种方式。

3毕业设计质量监控体系的优化

建立由组织机构、制度、实施监控、监控内容组成的工业工程专业毕业设计质量监控体系,如图2所示。通过质量监控体系的有效运行,使本专业毕业设计过程实现了全程、多层次的毕业设计质量监控;实现了全程、多方位的毕业设计质量评价;实现了全程、多渠道的毕业设计质量反馈和改进。使毕业设计工作逐步制度化、程序化,规范化,端正了指导教师、学生对毕业设计的态度,克服了盲目、随意和敷衍的行为,做到有章可循,思路更清晰、目标更明确、要求更具体,提高了教师和学生的积极性,保证了毕业设计的教学质量。

4结束语

基于应用型人才培养的工业工程专业毕业设计教学改革的探索与实践,推动了毕业设计工作管理方式的改革与创新,加强了对毕业设计过程中各个环节的管理,强化了师生对毕业设计工作的质量意识。经过教学实践,学生毕业设计的选题质量、撰写规范程度、工程实践能力及创新能力培养等方面均有了较大提升。

作者:杨蕾 甘信华 李卫红 张忠 单位:常州工学院经济与管理学院

工业工程人才培养篇2

智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它把制造自动化的概念扩展到了智能化、柔性化和高度集成化[1-2]。随着时代和科技的发展,各国政府相继提出了新的发展战略,如中国的“中国制造2025”、美国的“工业互联网”、德国的“工业4.0”等[3-6]。在这些战略的引领下,全球掀起了开展智能制造事业的浪潮,富士康、三星、西门子等众多企业正致力于打造无人工厂,海尔立志打造工业4.0标杆等。智能制造已经成为未来制造业发展的重大趋势和核心内容。工业工程是对人、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和实施的一门学科[7]。工业工程培养的人才主要服务于制造业,制造业的智能化变革势必对工业工程的人才需求产生冲击[8-9]。笔者基于这种考虑,结合工业工程专家和智能制造专家对智能制造困境的解读,剖析了工业工程人才在智能制造中的地位和作用,提出了智能制造背景下工业工程人才培养改革的若干举措,以促进工业工程人才服务于智能制造的质量提升。

1专家解读企业“智能化”的困惑

很多企业在推动智能制造时遭遇了各种困惑,包括:采取了智能化的设计/优化方案,降低了劳动者的工作强度,企业却没有创造更多的价值;采用了机器人等自动化设备,增加了成本,却没有给企业带来足够的效益;采用了云计算、大数据等技术,收集了大量数据,却未能从中发现更多有价值的信息。针对这些困惑,工业工程专家和智能制造专家指出了其关键问题所在,提出了自己的观点[6]。马元业,工业工程专家、智能制造专家,曾在富士康集团工业工程部工作10余年,目前在青岛海尔股份有限公司从事工业工程及智能制造相关工作。马元业指出,通过大量的中外企业案例可知,智能制造升级应当先做好精益生产、理顺管理流程、消除八大浪费,再进行自动化升级,进而实施生产过程的信息化,最终实现智慧工厂,充分发挥智能化、信息化的优势,产生更有用的信息,带来更大的效益。张开鹏,智能制造专家,施耐德电气全球供应链中国区高级副总裁。张开鹏指出,只有为不断提高精益生产水平而做的自动化投资,才是有效的投资。精益生产能使生产系统很快适应用户的需求变化,能精简掉生产过程中一切无用的、多余的东西。“中国制造2025”首先要做到智能制造,而智能制造的根本离不开精益生产。无论是工业工程专家,还是智能制造专家,他们均认为企业智能制造的实现,离不开精益生产的支撑。精益生产侧重生产的管理层面,而智能制造侧重技术层面,它们是企业不同层面的两件大事,只有做好精益生产,才能充分体现智能制造的优势。培养精益生产的人才正是工业工程专业的强项,因此,智能制造背景下工业工程的人才培养变得至关重要。

2智能制造背景下工业工程人才培养改革思路

目前的工业工程人才培养主要针对于传统的制造业,其课程体系、教学资源等相对滞后,显然无法满足智能制造的需求。只有在保持传统工业工程人才培养优势的同时,融入一定的智能制造相关知识,才能使工业工程人才在智能制造这一新系统环境中更加游刃有余地实施精益生产。分析智能制造的特点不难看出,信息技术指数级增长,数字化、网络化普及应用,集成式智能化创新是智能制造的三大驱动力[10],这三大驱动力表明了智能制造人才应具备的三大核心能力,即信息转换能力、数据挖掘能力、集成创新能力。可围绕三大核心能力,将智能制造相关知识融入到传统工业工程的人才培养中。

2.1增设智能制造的相关课程

对于人才培养,课程设置是关键一环。分析智能制造的三大核心能力,目前的工业工程专业课程设置大多不能满足要求,需要增设一定的课程。基于智能制造要求的三大能力,笔者分析了国内知名院校工业工程专业课程的设置情况,进一步分析了智能制造专业的相关课程,结合工业工程的培养目标及学生特点,提出了课程增设方案。针对信息转换能力:清华大学、天津大学、重庆大学3所名校开设的相关课程主要有“数据库原理”“数据结构与算法分析”“管理信息系统”等,属于信息类的基础性课程、非专业课程,对企业信息管理的针对性不强。可增设制造业的相关课程,如“制造业信息化导论”等。此外,企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning,ERP)体现了最先进的企业管理理论,并提供了企业信息化的最佳方案,可增设ERP方面的课程,如“ERP原理与应用”等。同时,为了更好地进行信息数字化设计与管理,应了解信息数字化的原理,可增设“数字化设计基础”“微机原理”等课程。针对数据挖掘能力:清华大学、天津大学、重庆大学3所名校普遍开设的相关课程主要包括“运筹学”“数理统计”。此外,清华大学和天津大学考虑了智能制造时代的大数据特性,开设了“机器学习与大数据”“智能算法在工业工程中的应用”“信息系统与大数据分析”等课程,均以专业选修方式开设。除了这些课程,笔者认为还可增设一些大数据处理常用的数据挖掘方法,如大数据算法、模式识别等。此外,对于大数据挖掘,相应的软件处理也很关键,应使学生具备熟练应用相应软件处理大数据的能力,矩阵实验室(MatrixLaboratory,Matlab)、统计分析软件(StatisticalProductandSer-viceSolutions,SPSS)等都是大数据处理较常用的软件,因此,可补充这类软件课程。针对集成创新能力:清华大学、天津大学、重庆大学3所名校现有的培养方案主要通过实践环节实施,例如工业工程综合课程设计、工业工程综合创新实践等,这种培养方式一定程度上可以激发学生的创新思维,但缺乏理论的情况下,学生的创新往往是一时的灵感,不利于形成系统的创新思维模式。因此,笔者建议加入一定的理论学习,如“互联网+创新应用”“创新工程实践”等,这种“理论+实践”的培养模式,更有利于学生形成良好的创新思维模式。为了更好地针对智能制造进行创新,应了解“中国智造”及智能制造的主要劳动力———“智能机器人”,可以增设这类背景课程。

2.2灵活运用教学方法、教学模式规划教学资源

由上述分析可知,智能制造背景下工业工程的人才培养有必要融入一定的智能制造背景与理论,增设一定的课程,在学分、学时的限制下,如果融入的过多,传统的工业工程理论会明显缩减,就失去了工业工程的优势;如果融入过少,达不到智能制造的需求。考虑到学时和内容的矛盾性,笔者提出基于创新性的教学方法和教学模式,以丰富的教学资源为途径来解决这个问题。教学方法上。案例教学法、讨论式教学法、任务驱动式教学法等是广泛采用的教学方法[11-12],在工业工程专业课授课中采用这些方法时,可将智能制造的实践案例作为素材,包括成功案例和失败案例。对于成功案例,侧重讨论分析工业工程发挥的作用;对于失败案例,着重从工业工程的角度分析讨论其原因。通过这样的教学设计使智能制造的思想、知识润物细无声地融入到工业工程的人才培养中,既有利于工业工程学生深刻认识智能制造与工业工程的相关性,又有利于解决学时有限的问题。教学模式上。随着信息技术、互联网技术的不断发展,现有的教学模式也发生了较大变化,从传统的单一课堂授课,发展出大型开放式网络课程(MassiveOpenOnlineCourses,MOOC)[13]、小规模限制性在线课程(SmallPrivateOnlineCourse,SPOC)[14]、MOOC+SPOC+翻转课堂[15-18]、线上线下混合式授课等。其中,MOOC和SPOC的学习不受时空的限制,可以更好地解决学时有限的难题,同时借助MOOC和SPOC的学习拓展工业工程学生的智能制造知识。但基于MOOC和SPOC学习时,仅靠学生自主学习,不利于达成效果,在培养方案中可考虑设置“综合训练”,指定智能制造课程模块(“中国制造”“智能机器人”等),通过MOOC和SPOC学习相应模块,对所学模块进行总结,以撰写论文、提交报告等方式结课,发挥考核督促作用,会收到一定的效果。对于需要深入理解的课程,还是有必要借助传统课堂授课,可采用传统课堂、翻转课堂、线上线下混合等模式授课[19-21]。上述设计,从课程的性质、课程目标等方面提供了不同授课模式参考,可有效减轻智能制造知识融入的学时压力。教学资源上。目前有关的教材、案例、资源等,对于智能制造和工业工程都是相互独立的,如果仅靠教师自己去挖掘案例,将两者结合,效果不甚理想。一方面,教师深入实践的机会较少,很难深入分析两者的关系;另一方面,教师自己去挖掘的案例,往往较零散、不全面,很难达到系统化。因此,急需联合有经验的工业工程专家和智能制造专家,共同编写相应的教材、案例集等,供工业工程人才培养使用。另外,应充实智能制造的MOOC和SPOC资源,尤其是非智能制造的学生适合学习的资源,以便不同专业的学生选择更适合的资源进行学习。好的教学资源建设,可为教学方法、教学模式的应用提供更好的辅助支撑,在学分、学时有限的情况下,更好地达成培养目标。

2.3与时俱进,不断优化人才培养方案

时代在不断发展,技术在不断更新,智能制造的三大核心能力内涵也会不断调整,高校的人才培养也应顺应时代需求不断优化。优化的途径可从教师视角和学生视角出发。1)教师视角。教师可通过文献追踪、校校交流、校企交流、会议交流等方式,获得工业工程领域最新的需求信息,从而不断优化人才培养方案。文献追踪。大学的图书馆数字资源非常丰富,CNKI、万方等数据库中收录了大量工业工程专家学者发表的高水平论文,数据库更新速度很快,有些数据库可随杂志出版同步更新,甚至提前发表,数据库中的文献可随时查找、下载。因此,可有效利用这些优质的资源,通过文献追踪的方法及时把握好时代的脉搏,掌握好工业工程专业的发展动态,不断优化相应的人才培养目标和培养方案。校校交流。全国开设工业工程专业的学校有250多所,教师可通过电话、网络、实际调研走访等方式,与其他院校进行沟通交流,进而相互学习、相互借鉴,不断进行优化。校企交流。目前很多企业都非常重视工业工程的应用,尤其分布在长三角、珠三角一带的企业,大多设有专门的工业工程部或精益生产部。教师可以走进企业,与相关的工业工程从业者进行沟通交流,更准确地把握高校人才培养的着力点,不断优化现有的人才培养方案。会议交流。工业工程应用与推广及人才培养研讨会、工业工程企业应用高峰论坛等会议每年都会定期举办,吸引来自众多院校的教师及众多企业的精英参会交流,这是一个很好的开阔视野的途径,教师可以与工业工程专家、企业精英进行深入交流,改进现有培养方案的不足。2)学生视角。教师的“教”最终是为学生的“学”服务的,因此,教师应不断追踪学生“学”的效果,发现课程设置、实践环节设置等存在的问题,及时改进,进而不断优化人才培养方案。在校生追踪反馈。一方面,可围绕课程培养目标,调查每门课程的达成效果,进而分析课程设置的合理性,对培养目标达成效果差的课程及时调整;另一方面,可从学生在校期间的实践环节着手,主要考查学生课程设计(尤其是核心课程的课程设计)、ERP实训、生产实习、毕业实习、毕业论文撰写等环节的表现,通过调查问卷、学生报告、撰写的论文等深入分析学生将理论知识与实践结合的能力,剖析人才培养方案存在的不足,及时调整。毕业生追踪反馈。毕业生是专业人才培养的实践者,是高校理论与企业实践的纽带,教师可定期对毕业生展开调查,是对高校人才培养最好的反馈与促进。对毕业生反馈信息的收集,目前大多采用调查问卷的方式,随着微信、钉钉等软件的使用,教师可利用这些软件与学生深入交流,最终分工作行业、工作年限等进行汇总,深入分析高校人才培养与企业需求的差距与问题所在,及时进行调整。

3结束语

智能制造已成为时展的必然趋势,作为与智能制造息息相关的专业,工业工程应肩负起时代的重担,为智能制造领域输送符合时代需求的人才。笔者从工业工程的课程设置,教学方法、教学模式的运用,教学资源的规划等方面提出了切实可行的措施,既可为智能制造背景下工业工程的人才培养方案调整提供参考,又可为工业工程的人才培养实施提供借鉴。本着不断优化的理念,从教师和学生的视角提出了工业工程人才培养方案不断优化的途径。工业工程人才培养不断优化的同时,必将更好地助力智能制造。

作者:冯国红 朱玉杰 董春芳 单位:东北林业大学

工业工程人才培养篇3

1研究背景

工业工程作为一门培养既懂工程技术,又懂管理科学的创新性人才的交叉学科,已得到社会的认可和关注。随着改革开放的进一步推进,我国高校工业工程人才培养取得了较大进步,但是与目前社会对工业工程人才的需求,以及快速增长的培养规模相比,工业工程专业的培养目标、课程体系,以及教学创新与改革明显不协调,不利于本科阶段工业工程创新人才的培养[1-2]。依托学校自身的社会信誉、地理位置、教师资源、服务行业等特点,办出符合社会需求的创新型人才培养特色,并进行适应创新人才培养的工业工程课程体系和教学方法研究,是十分必要的[3-4]。为此,笔者结合多年的工业工程课程教学实践,探讨工业工程专业本科课程体系与教学改革,以达到工业工程创新型人才培养的目标要求。

2工业工程本科课程体系现状

同济大学工业工程专业自1999年开始招收本科生,经过20年的建设,目前这一专业已成为以机械工程、管理科学与工程两个一级学科为依托的特色专业,形成了机械工程、管理科学与工程相结合的特色交叉学科。同济大学工业工程专业归属于机械与能源工程学院,毕业生获工业工程专业工学学位。这一专业依4托上海市先进制造业和服务业,在工业工程理论与应用、生产系统工程、物流系统工程、质量与设备可靠性、信息管理系统、精益生产与管理等领域形成了具有鲜明特色的研究方向。本科课程体系是在本科生培养目标基础上进行规划与设计的由相互关联的一系列课程所组成的有机整体,课程体系的规划与设计是本科生培养目标实现的首要任务[5]。可见,本科生培养除了师资力量与优质资源外,工业工程专业课程体系起着重要的作用。一个完善的专业课程体系是实现本科生培养目标的核心,也是专业发展的基础。同济大学最近一次工业工程专业本科课程体系的修正于2017年完成,培养目标注重本科生掌握工业工程相关知识,以及具备解决工业工程相关问题的能力。具体课程体系由三大部分构成:通识教育课程体系、专业理论课程体系、实践教学课程体系,课程总学分为160分。通识教育课程体系中,主要包括的课程有形势与政策、思想道德修养和法律基础、中国近现代史纲要、马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、军事理论、体育、大学英语、C/C++程序设计、军训、高等数学B、线性代数B、概率论与数理统计、普通物理B、普通化学,占总课程学分的25%左右。专业理论课程体系主要包括的课程中,必修课程为理论力学、电工与电子技术、机械设计基础、互换性和测量技术、系统工程、运筹学、统计学、机械制造技术基础、基础工业工程、机械与能源工程学导论、生产计划与控制、物流与供应链管理、质量管理、人因工程学、建模与系统仿真,选修课程为管理信息系统、智能制造经济学、机械工程材料、市场营销、经济法概论、服务工程、安全工程、可靠性与设备管理、图与网络、精益生产与精益管理、管理学、Python程序设计、数据科学、仓储系统设计,占总课程学分的50%左右。实践教学课程体系中,主要包括的课程有物理实验、普化实验、工程实践、电子电路设计、制图测绘实践、机械基础实验、专业实习、基础工业工程实验、人因工程学实验、生产计划与控制课程设计、质量管理课程设计、物流与供应链管理课程设计、建模与系统仿真课程设计、管理信息系统设计、专业综合实践、毕业设计,占总课程学分的25%左右。由上述课程体系的描述可知,目前的工业工程本科课程体系缺少专门针对创新方面的课程,同时每门课程的大作业缺乏创新能力培养方面的内容。另一方面,目前的课程教学均采用传统教学方法,教学模式和教学手段有待改善。如目前一些专业理论课程中案例教学内容贫乏,课堂填鸭式教学较为突出,无法有效培养学生的创新意识和能力。为了达成创新人才培养目标,进行课程体系和教学方法的改革势在必行。

3适应创新人才培养的工业工程课程体系

工程类课程体系中所有课程必须根据工程认证的要求来进行设置,工业工程专业本科生毕业时要求具备12项能力:工程知识、问题分析、设计和开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。为使同济大学工业工程专业本科人才具备上述综合能力,在原有课程体系的基础上完善课程体系和教学方法,尤其突出学生的创新能力培养。按照满足工程认证,突出课程内涵与教学方法,办出专业特色,培养创新型人才的课程体系改革和教学改革思路,本着扎实、面广的通识教育基本要求,遵循专业理论教育的理论性、专业性、层次性、系统性原则,按照强化综合能力、提高创新能力的培养目标,深入调研并分析国内外高校工业工程专业的课程内容设置,规划与设计工业工程专业课程体系。由通识教育课程体系模块、专业理论课程体系模块、实践课程体系模块、创新课程体系模块组成的适应创新人才培养的工业工程课程体系,其结构如图1所示。典型的课程体系结构有层次化课程体系和模块化课程体系两类[6-7]。这次课程体系改革仍然沿用2017年修正完成的模块化课程体系,不同的是增加了创新课程体系模块,特点是突破传统学科专业知识领域的界限,按照培养目标来建立具有不同价值取向的课程体系,以满足培养学生综合解决问题能力和创新能力的需求。基于高端制造业与服务业的背景,打破传统的学科系统,以创新能力素质要求为导向,设置相应的模块化课程体系和课程内容。此次课程体系改革,在继承原有课程体系的基础上,主要突出学生的创新能力培养,在各个模块中增加与创新能力培养有关的课程内容或增设课程。在通识教育课程体系模块中,具体课程与2017年修正完成的课程基本一致,占总课程学分比例基本不变,但一些课程中增加了创新能力培养的内容。如C/C++程序设计课程中增加了C++语言创新设计的内容。同时,在课程中增设了一门面向大一新生的创新能力培养课程———工业工程与创新。在专业理论课程体系模块中,每门课程增加了创新能力培养的大作业。如系统工程课程增加了层次分析法在供应商选择中应用的大作业,运筹学课程增加了基于CPLEX软件的小规模旅行商问题求解大作业,基础工业工程课程增加了快速换模技术在一级方程式赛车换轮胎、加油中应用的大作业,生产计划与控制课程增加了基于遗传算法、粒子群算法、进化算法等软件算法的流水车间调度优化大作业,物流与供应链管理课程增加了基于智能算法的分销中心优化选址大作业,质量管理课程增加了基于神经网络的表面粗糙度评价大作业,人因工程学课程增加了适应不同人群的汽车座椅设计大作业,建模与系统仿真课程增加了带缓冲的串行生产线产能仿真大作业,可靠性与设备管理课程增加了具有衰退特征的设备预防性维护策略大作业,精益生产与精益管理课程增加了基于价值流图析技术的汽车转向支架生产系统精益改善大作业。实践课程体系模块主要包括专业课程设计,增加了创新能力培养的内容。如生产计划与控制课程设计中增加了流水线调度建模与优化设计,质量管理课程设计中增加了基于6σ理念的质量改善设计,物流与供应链管理课程设计中增加了供应链优化管理设计,建模与系统仿真课程设计中增加了银行存取款一体机的顾客到达与等待服务仿真设计,管理信息系统课程设计中增加了学籍管理信息系统设计。对于实践课程,在学生生产实习过程中,充分发挥学生的主观能动性和创造性,引导学生对生产流程或设备运行中存在的问题提出自己的见解和解决问题的方法,使学生学以致用,切身感受应用理论知识解决问题的魅力。毕业设计论文部分提高了综述部分的要求。新增加的创新课程体系模块,主要目的为在专业课学习阶段使学生学习如何从创新角度去审视、解决工业工程问题,具体课程有工业工程实践与创新、机械工程实践与创新。

4适应创新人才培养的工业工程教学改革

为了配匹适应创新人才培养的工业工程课程体系改革,相应的课程教学方式和手段也必须改革。教学方式和手段在课堂及课外教学中扮演着重要的角色[8],如何改革以往的教学方式和手段,提高适应创新人才培养的工业工程教学水平,是后续教学改革的重点。随着时代的进步和科技发展,教学方式和手段也一直在不断完善。目前,同济大学工业工程专业的教学采用混合式,针对不同的课程采用不同的方式,主要包括填鸭式、翻转课堂、案例、现场作业、研讨会、主题讨论。无论如何组合上述各种教学方式,目前课堂教学的基础都是采取启发式和填鸭式共存的教学方式,且填鸭式课堂教学占主导地位。可见,这种教学方式已不能满足创新人才的培养。创新人才培养离不开创新意识、创新能力和创新精神的培养[9],通过教学方式来实施时,主要采用启发式教学,如案例教学、翻转课堂、研讨会、主题讨论。为此,适应创新人才培养的课程教学改革需要注重启发式教学在教学过程中的应用,同时使启发式教学成为课堂教学的核心。笔者以系统工程课程为例,讨论适应创新人才培养的教学改革。系统工程课程是工业工程专业的一门核心基础专业课程,改革时除完善课程大纲外,教学方式和手段都有所改善。系统工程的核心内容由整体观的系统论、解决硬问题和软问题的方法论、系统动力学模型、预测、系统决策、系统评价组成。在进行整体观的系统论、解决硬问题和软问题的方法论知识点讲解过程中,引入案例教学方法,尽量使学生在创新意识、创新能力及创新精神方面得到培养。如引入田忌赛马案例,使学生进行发散式思考,如何从全局观的角度来分析和解决问题,并以此作为切入点,使学生后续进行类似案例编写并做总结汇报。预测、系统决策、系统评价知识点包括定性分析和定量分析内容,尽量引入研讨会教学方式[10],课前布置课程内容预习,并给出与课程内容相关的命题,使学生按照国际会议做汇报的方式做出英文幻灯片,进行英文演讲,并相互提问。系统动力学模型内容采用主题讨论教学方式进行,主讲教师布置课堂讨论主题,如将典型制造企业的库存控制系统作为讨论主题,课前使学生查阅各种资料并进行阅读,在此基础上形成自己的观点,并建立系统动力学模型。在课堂上,每组学生用幻灯片形式进行汇报。每个小组汇报完成后,主讲教师进行提问及评价。主讲教师还会根据课堂的内容进行小结与反馈。课外学习方面,除了查阅资料和预习教学内容、资料外,主讲教师还布置课外大作业,学生完成后在课堂上用幻灯片进行汇报。对于其它课程,如基础工业工程、管理信息系统、精益生产与管理等,教学方式在不同程度上采用案例教学及研讨会等,同时会更加注重翻转课堂模式的应用。对于教学手段,在原有的以多媒体教学为主、以板书教学为辅的基础上,增加了智能移动电话之类的便携式智能终端。学生在课堂中通过智能移动电话查阅生产计划与控制课程内容中的准时制理论应用内容,包括文字、图像、动画、视频等,给学生一种直观、可视化的展示,使学生容易掌握与工程实际相结合的知识点,不仅可以提高授课内容的生动性和可理解性,而且可以明显提高教学效果和效率。

5科学评价体系

建立科学合理的工业工程专业教学评价体系,客观衡量学生的理论知识掌握程度及创新能力,对后续学生的综合评价和教师的教学评价具有重要意义。不同学校、不同院系有不同的教学评价体系,适应创新人才培养的工业工程专业教学评价体系,应该是多元化的教学评价体系。工业工程专业本科教学评价体系既要重视课堂教学评价,同时又要强调课外自学能力和创新能力的评价。在课堂教学评价方面,以记录、互评、教师评价等手段为主,占总成绩的15%。课外自学能力和创新能力方面,课外作业用于掌握理论知识点的评价,大作业用于理论与实践相结合的应用性、创新性评价,个人论文用于综合能力和创新能力的评价,占总成绩的25%。理论教学效果评价采用闭卷或开卷考试,考试的知识点必须涵盖教学大纲中涉及的工程认证要求的具体内容,占总成绩的60%。

6结束语

笔者分析了当前的工业工程专业本科课程体系,同时进行了适应创新人才培养的工业工程专业本科课程体系改革研究,对四个课程体系模块的课程内容进行了改善,并对专业课程中适应创新人才培养的内容进行了改善。在此基础上,对课程教学方式进行了改革,以系统工程课程为例介绍了教学方式的改革,同时进行了课程教学评估研究。本次课程体系和教学改革对学生创新能力方面的培养具有较大作用,对后续工业工程专业创新人才的培养具有重要意义。

作者:周炳海 单位:同济大学机械与能源工程学院