工業(yè)工程專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與思考

　　【摘要】 結(jié)合工業(yè)工程專業(yè)需掌握的能力特征要求，研究工業(yè)工程專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系的設(shè)計(jì)問(wèn)題。提出了分層與分級(jí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，涵蓋四大類別實(shí)習(xí)教學(xué)體系，融合實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)的實(shí)踐生態(tài)對(duì)接方式，形成了“有項(xiàng)目、有指導(dǎo)、有成效”和智商、情商齊發(fā)展的學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。

　　本文源自朱建軍; 薛涵; 王麗; 虞先玉; 袁磊， 工業(yè)和信息化教育 發(fā)表時(shí)間：2021-07-23

　　【關(guān)鍵詞】工業(yè)工程;實(shí)踐創(chuàng)新;實(shí)驗(yàn)體系;實(shí)習(xí)體系;競(jìng)賽體系

　　0  引言

　　高校開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐教育是適應(yīng)全球化競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇，也是對(duì)科技產(chǎn)業(yè)革命和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的回應(yīng)。建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家要以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為先行，這就要求高校完善適合自身特點(diǎn)的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系。很多學(xué)者圍繞高校創(chuàng)新實(shí)踐教育進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[1]闡述了創(chuàng)新教育與創(chuàng)業(yè)教育的融合問(wèn)題;文獻(xiàn)[2]研究了科學(xué)素質(zhì)教育、終身教育、專業(yè)跨界及國(guó)際交流的內(nèi)在關(guān)系;文獻(xiàn)[3]依托大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建了高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育模型;文獻(xiàn)[4]建立了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同共構(gòu)、全鏈條融通的支持體系;文獻(xiàn)[5]提出要推進(jìn)課程體系、機(jī)制體系、服務(wù)體系及實(shí)踐體系等多方面的創(chuàng)新;文獻(xiàn)[6] 指出應(yīng)以更新教育理念、重塑教育模式、注重師資培養(yǎng)、加大教改力度等多方面為切入點(diǎn)進(jìn)行改革;文獻(xiàn)[7]指出應(yīng)堅(jiān)持師生共創(chuàng)理念，構(gòu)建系統(tǒng)化的知識(shí)鏈與實(shí)踐鏈;文獻(xiàn)[8]以工業(yè)工程專業(yè)為例，構(gòu)建了系統(tǒng)化的課程體系，實(shí)現(xiàn)了分模塊、分階段、分層次培養(yǎng)。以上研究表明，創(chuàng)新實(shí)踐教育研究呈現(xiàn)多樣化及個(gè)性化，但作為一門 “工—管—理”綜合交叉的新型專業(yè)，以工業(yè)工程專業(yè)為對(duì)象的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系研究較少。對(duì)此，筆者基于工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的特點(diǎn)，提出了較為系統(tǒng)完整的創(chuàng)新實(shí)踐教育體系，為新時(shí)代工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供了參考和借鑒。

　　1  工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)規(guī)律簡(jiǎn)析

　　實(shí)現(xiàn)從粗放式管理向以集成化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化為特征的精益管理轉(zhuǎn)變，是提升我國(guó)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的必由之路。作為能夠幫助企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提升管理水平、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的交叉學(xué)科，工業(yè)工程專業(yè)作用重大，該專業(yè)人才具有廣闊的發(fā)展空間與前景。工業(yè)工程專業(yè)具有行業(yè)特色與技術(shù)特征交叉的屬性，該專業(yè)人才培養(yǎng)需要綜合考慮學(xué)科交叉、知識(shí)綜合、能力復(fù)合、面向?qū)嵺`和富于創(chuàng)新等特征。近年來(lái)，隨著制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的逐步落實(shí)，工業(yè)工程專業(yè)發(fā)展迎來(lái)了歷史機(jī)遇，專業(yè)性質(zhì)發(fā)生了以下轉(zhuǎn)變：思維習(xí)慣由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變;企業(yè)綜合要求由低成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)向質(zhì)量效益競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變;發(fā)展模式由粗放制造向綠色制造轉(zhuǎn)變;服務(wù)領(lǐng)域由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。這些變化具有連帶性，帶來(lái)了企業(yè)思路的轉(zhuǎn)變，而企業(yè)思路轉(zhuǎn)變又影響著對(duì)工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)生的要求。在這種機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的情況下，處在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育浪潮之中的工業(yè)工程專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)模式探索刻不容緩。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，工業(yè)工程專業(yè)人才實(shí)踐培養(yǎng)，呈現(xiàn)專業(yè)強(qiáng)烈的實(shí)踐需求與相對(duì)缺乏的實(shí)踐資源之間的矛盾，出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室功能單一、實(shí)踐基地?cái)?shù)量不足和實(shí)踐教學(xué)動(dòng)力不足等問(wèn)題。這些問(wèn)題下，學(xué)生的創(chuàng)新主觀能動(dòng)性難以發(fā)揮，導(dǎo)致學(xué)生不敢創(chuàng)新、教師不愿指導(dǎo)、企業(yè)不屑參與，也制約著專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

　　工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)具有多重性和寬泛性：培養(yǎng)有技術(shù)、懂管理，具備專業(yè)能力、外語(yǔ)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)能力的復(fù)合型人才。人才培養(yǎng)的復(fù)雜性、內(nèi)涵的模糊性，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)工業(yè)工程專業(yè)理解不足，對(duì)畢業(yè)去向更知之甚少。南京航空航天大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“南航”)地處長(zhǎng)三角地區(qū)，具有“航空、航天、民航”特色(三航)，工業(yè)工程專業(yè)以服務(wù)國(guó)防工業(yè)為背景。結(jié)合南航特色，學(xué)生需要滿足“三航”和制造型企業(yè)對(duì)綜合型人才的要求，具備較強(qiáng)的工程科學(xué)和管理科學(xué)知識(shí)，能夠適應(yīng)多種部門的生產(chǎn)和管理工作，具有系統(tǒng)分析、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管控、質(zhì)量管理及標(biāo)準(zhǔn)化方面的能力，以及注重效率、質(zhì)量、成本、標(biāo)準(zhǔn)化等專業(yè)素養(yǎng)。學(xué)生畢業(yè)后可從事現(xiàn)場(chǎng)管理與改善、精益生產(chǎn)與管理、流程優(yōu)化與管理、質(zhì)量管理與提升、物流設(shè)計(jì)與管理、供應(yīng)鏈管理等工作。筆者根據(jù)對(duì)工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)特征的研究發(fā)現(xiàn)，本科4年中各階段教學(xué)相互作用，學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度在4年中無(wú)明顯變化;學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力呈小幅度上升趨勢(shì);教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富程度、師生互動(dòng)頻率呈增加趨勢(shì)，這表明師生知識(shí)水平在互動(dòng)過(guò)程中均得以提高。

　　根據(jù)以上分析結(jié)果，筆者從教師、企業(yè)、學(xué)生3個(gè)角度剖析了角色需求與引導(dǎo)目標(biāo)之間的聯(lián)系(見(jiàn)圖1)：教師具有“自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)”的目標(biāo)，企業(yè)具有“合作共贏”的訴求，學(xué)生則希望通過(guò)本科4年的學(xué)習(xí)提升綜合能力。因此，應(yīng)建立成熟、適應(yīng)性強(qiáng)的人才培養(yǎng)機(jī)制，以立德樹人為根本任務(wù)，樹立正確、有深度的目標(biāo)，為建立創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系奠定基礎(chǔ)。

　　2  工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系設(shè)計(jì)

　　通過(guò)對(duì)工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)情況和教學(xué)規(guī)律的分析，結(jié)合南航工業(yè)工程專業(yè)特點(diǎn)，圍繞實(shí)踐創(chuàng)新這一中心，筆者從實(shí)驗(yàn)教學(xué)、企業(yè)實(shí)習(xí)、科創(chuàng)競(jìng)賽3個(gè)方面進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了1套較為完整的教學(xué)方案。

　　2.1  分層分級(jí)特色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)

　　南航工業(yè)工程專業(yè)擁有設(shè)施較為完善的工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建成了基礎(chǔ)工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室、人因工程實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)與質(zhì)量管理實(shí)驗(yàn)室、航宇工業(yè)工程仿真實(shí)驗(yàn)室、管理信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、復(fù)雜裝備研制過(guò)程管理實(shí)驗(yàn)室和IBM服務(wù)優(yōu)化等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，形成了基礎(chǔ)工業(yè)工程課程群，系統(tǒng)工程、運(yùn)營(yíng)管理課程群，質(zhì)量管理、運(yùn)籌學(xué)、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、項(xiàng)目管理課程群等多個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，緊密圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)從分層、多元和分級(jí)的角度，開(kāi)展模塊豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，借助多方面綜合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，全方位培養(yǎng)學(xué)生能力、提高學(xué)生素質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。教學(xué)手段方面，開(kāi)展“自主實(shí)驗(yàn)+網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)”“常規(guī)教學(xué)+實(shí)驗(yàn)操作”“數(shù)據(jù)分析+研究型與應(yīng)用型學(xué)習(xí)”“創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)+企業(yè)培訓(xùn)”的實(shí)踐教學(xué)。實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)置方面，具有“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)—綜合實(shí)驗(yàn)—創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”的分層分級(jí)特色，實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次體系設(shè)計(jì)如圖2所示。

　　2.2  基于項(xiàng)目式的實(shí)習(xí)教學(xué)體系設(shè)計(jì)

　　實(shí)習(xí)是高校人才培養(yǎng)必不可少的環(huán)節(jié)，貫穿學(xué)生本科4年的學(xué)習(xí)，具有一定的發(fā)展規(guī)律。基于項(xiàng)目式的實(shí)習(xí)教學(xué)體系，如圖3所示。參觀實(shí)習(xí)給新生帶來(lái)較強(qiáng)新鮮感，隨著課程的切入，學(xué)生能用專業(yè)知識(shí)分析解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的問(wèn)題，既加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，又強(qiáng)化對(duì)企業(yè)的認(rèn)識(shí)。

　　通常，實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重校內(nèi)和課內(nèi)的教學(xué)實(shí)踐，實(shí)習(xí)則注重校外和課外的教學(xué)實(shí)踐，二者都是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，任何一部分出了問(wèn)題都不利于學(xué)生理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的消化和貫通。南航工業(yè)工程專業(yè)通過(guò)“選種—培植—擴(kuò)展—升華”4個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)實(shí)習(xí)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的貫通及生態(tài)對(duì)接，構(gòu)建了實(shí)踐教學(xué)一體化體系，如圖4 所示。

　　選種(課題選擇)：借鑒物種繁殖的生態(tài)學(xué)規(guī)律，對(duì)接教師的科研課題，集成各類外部資源持續(xù)關(guān)注企業(yè)需求，通過(guò)大量主題零散的企業(yè)實(shí)際問(wèn)題和解決方案，有目的地遴選出創(chuàng)新項(xiàng)目作為實(shí)踐教學(xué)的“種子”。

　　培植(實(shí)驗(yàn)室功能提升)：按照基礎(chǔ)與擴(kuò)展有機(jī)結(jié)合的思想將“種子”移植到現(xiàn)有專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，通過(guò)在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室對(duì)“種子”進(jìn)行雙向培育，促使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目持續(xù)優(yōu)化以改善實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)功能，促其成長(zhǎng)并依靠其“分蘗特性”快速增加“植株”。

　　擴(kuò)展(實(shí)踐基地落地)：選擇“植株”生長(zhǎng)茂盛、勢(shì)態(tài)發(fā)展良好的企業(yè)，根據(jù)人才培養(yǎng)現(xiàn)實(shí)需求建設(shè)實(shí)踐基地，同時(shí)構(gòu)建“雙贏”的全生命周期基地運(yùn)作管理制度，涵蓋前期聯(lián)系、初步合作、深度合作、功能升級(jí)，促使校企關(guān)系更加和諧。根據(jù)國(guó)防工業(yè)的行業(yè)特點(diǎn)和資源情況，積極開(kāi)展面向復(fù)雜產(chǎn)品制造的實(shí)踐基地建設(shè)，目前已與20余家企業(yè)合作建成實(shí)踐基地。南航工業(yè)工程專業(yè)創(chuàng)新提出了面向企業(yè)實(shí)際問(wèn)題解決的“導(dǎo)師+學(xué)生”的科研項(xiàng)目式實(shí)習(xí)方案：由企業(yè)提出需要解決的難題，專業(yè)教師擔(dān)任顧問(wèn)，以學(xué)生為主(教師根據(jù)情況駐廠指導(dǎo))解決企業(yè)問(wèn)題，這種“企業(yè)出題、校企解題、學(xué)生做題”的模式成效顯著，既較大程度地解決了企業(yè)面臨的實(shí)際問(wèn)題，又顯著提升了學(xué)生的能力。

　　升華(實(shí)訓(xùn)平臺(tái)集成)：建立面向流程管理與知識(shí)管理的知識(shí)化、集成化和共享化平臺(tái)，更好地滿足了人才培養(yǎng)的多樣化和個(gè)性化需求。現(xiàn)代化生產(chǎn)和管理日益復(fù)雜，短期小規(guī)模實(shí)踐難以滿足不同類型行業(yè)和企業(yè)對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)的個(gè)性化需求，針對(duì)實(shí)踐教學(xué)的多樣化和個(gè)性化需求，通過(guò)進(jìn)一步提煉，建成了基于流程管理與知識(shí)管理集成的虛擬實(shí)訓(xùn)管理系統(tǒng)，并引入知名企業(yè)的流程管理案例，實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)的知識(shí)化、集成化和共享化，滿足了全方位、高要求的實(shí)踐需求，該成果已經(jīng)被其他高校借鑒。

　　通過(guò)上述發(fā)展過(guò)程，南航與合作企業(yè)良性互動(dòng)，實(shí)驗(yàn)室和實(shí)踐基地具備自身造血機(jī)制，學(xué)生在全程參與實(shí)踐的過(guò)程中獲得了充分的鍛煉，較好地破解了認(rèn)知結(jié)構(gòu)失衡的難題。

　　2.3  逐層遞進(jìn)的競(jìng)賽體系設(shè)計(jì)

　　競(jìng)賽是促進(jìn)學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、提升專業(yè)整體水平的有效助推器，對(duì)教學(xué)體系設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用。專業(yè)競(jìng)賽發(fā)展規(guī)律與實(shí)踐體系類似，由低年級(jí)向高年級(jí)呈現(xiàn)數(shù)量增加、難度加深、等級(jí)提升的趨勢(shì)，專業(yè)性和鍛煉價(jià)值不斷加強(qiáng)。南航工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生在參與科創(chuàng)競(jìng)賽的過(guò)程中收獲激情，不斷探索，實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值，最終全面提升專業(yè)水平，工業(yè)工程專業(yè)競(jìng)賽體系設(shè)計(jì)如圖5所示。

　　南航工業(yè)工程專業(yè)鼓勵(lì)學(xué)生組建科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)參與國(guó)內(nèi)外各類高水平學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽，探索在科學(xué)研究過(guò)程中穿插綜合素質(zhì)培養(yǎng)(如表達(dá)能力、展示能力、演講能力、溝通能力等)的模式。且要求每名學(xué)生在學(xué)習(xí)期間必須參加1次科研訓(xùn)練計(jì)劃或?qū)W科專業(yè)競(jìng)賽。在問(wèn)題驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向下，教師提出各類型課題，并根據(jù)問(wèn)題特點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新知識(shí)的模塊化分類，如理論性、方法性和應(yīng)用性等模塊。師生共同研討篩選，按照難度等級(jí)形成可供選擇的項(xiàng)目庫(kù)：針對(duì)基金類項(xiàng)目，重在訓(xùn)練學(xué)生研究的規(guī)范性;針對(duì)競(jìng)賽類項(xiàng)目，重點(diǎn)提煉創(chuàng)新思想，訓(xùn)練學(xué)生綜合表現(xiàn)力;針對(duì)創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目，提供環(huán)境進(jìn)行孵化，重在訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)作能力。基金類項(xiàng)目成果可支持教師的科研工作，對(duì)教師和企業(yè)有一定的支持作用;競(jìng)賽類項(xiàng)目有可能成為創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目，具有較強(qiáng)的標(biāo)桿誘導(dǎo)作用;創(chuàng)業(yè)類、競(jìng)賽類項(xiàng)目還可形成教學(xué)案例，反哺教學(xué)。以科研項(xiàng)目為牽引，基于真實(shí)的科研情境培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力，形成了“有項(xiàng)目、有指導(dǎo)、有成效”和智商、情商齊發(fā)展的學(xué)生綜合創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。學(xué)生在全國(guó)工業(yè)工程案例競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽等多項(xiàng)學(xué)科專業(yè)賽中均有較為突出的表現(xiàn)。

　　3  成效分析

　　南航工業(yè)工程專業(yè)2019年獲批首批國(guó)家級(jí)一流本科專業(yè);專業(yè)就業(yè)形勢(shì)良好，學(xué)生就業(yè)率近3年保持在學(xué)校前列;建有1個(gè)國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)(管理定量方法課程群)、1個(gè)江蘇省高等學(xué)校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、1個(gè)江蘇省高校社科優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì);建成了國(guó)家經(jīng)濟(jì)管理創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式實(shí)驗(yàn)示范區(qū)、教育部創(chuàng)業(yè)教育實(shí)驗(yàn)示范區(qū)和江蘇省經(jīng)濟(jì)管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心等國(guó)家級(jí)和省部級(jí)創(chuàng)新人才實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，培養(yǎng)出了一批適應(yīng)社會(huì)、企業(yè)要求的高素質(zhì)人才。

　　4  結(jié)語(yǔ)

　　筆者研究了南航工業(yè)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，從實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)和競(jìng)賽3個(gè)方面進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。面對(duì)新的工業(yè)革命和大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系仍在探索與發(fā)展中，未來(lái)將在已有基礎(chǔ)上，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)系列教材與課程資源的建設(shè)，進(jìn)一步整合校內(nèi)外資源、開(kāi)放協(xié)同，實(shí)現(xiàn)專創(chuàng)融合、學(xué)科交叉融合，深度激發(fā)師生、企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。