工业工程本科生实践创新教学|工业工程实践分析

工业工程本科生实践创新教学

因此国外很重视学生实操能力的锻炼，在该专业课程体系中 开设了一些动手课程和实践课程，值得我们借鉴学习。另一 方面，我们在走访企业过程中发现用人单位对IE专业的应届 毕业生不满意，主要抱怨学生的动手能力差，分析和解决问 题的能力差，灵活应用所学知识的能力差。这对IE专业的教 学方式提出了新的要求。我国自IE专业开设以来，毕业生就 业率一直保持在90%以上，主要面向大中型的中、外资制造 企业从事现代企业运作管理；
工程系统与物流设计、规划、 评价决策分析；
ERP、MRPII等计算机管理系统的应用等方面 的研究与实际工作。但也存在一些不容忽视的问题，如该专 业学生就业地相对集中，主要从业于长三角和珠三角等以制 造业为主的发达地区，就业面相对狭窄；
我国制造业正处于 从“生产型制造”向“服务型制造”转型的关键阶段，IE课 程设置与经济发展需求不一致，新的课程亟需建设，而传统 课程，如人因工程、运筹学、生产计划与控制等的教学内容 也需要调整。实践教学对于培养学生的实践能力、创新能力 和综合运用知识进行科学研究与工程设计的技能，具有特别 重要的作用，在人才培养中不可或缺、不可替代。知识需要在实践中深化，能力需要在实践中磨砺，素质需要在实践中 提升。深化改革，提高质量，必须坚持以强化实践教学为着 力点，离开高质量的实践教学，提高教学质量就是空话。杜 威认为，“从做中学是比从听中学更好的学习方法。”它把 学校里知识的获得与生活过程中的活动联系起来，充分体现 了学与做的结合，知与行的统一[1]。陈亚绒等[2]也提出一 种完全抛弃以教师教为主的传统模式，体现了以学生学，以 发现为主体的新的教学模式。华南理工大学于2008年开设了 本科IE专业，其培养目标是培养满足社会和市场急需的应用 性复合型高层次专门人才。目前IE专业本科生的生源来自于 该校的理工学院的二年级本科生，普遍缺乏实践经历、相关 技能及IE专业基础。因此培养过程要拓宽知识基础，注重实 践环节，突出创新能力和实践能力的培养。面对新环境与新 要求，急需进行实践教学研究与创新。

2IE专业本科生的知识结构与能力培养 IE在长期发展过程中发展了许多颇具特色的方法，例如 时间与动作研究的方法、工作研究与测定的方法、生产计划 与控制的方法等。根据对多间有长期实施IE改进经验的大型 制造企业的访谈，以及对项目管理与六西格玛等职业资格认 证教学大纲要求的研究，我们整理得到如图1所示的IE的知 识结构，它应具有三个层次的内容：第一个层次是方法论层， 提出了价值工程是运用IE研究与解决工业生产和社会经济 系统问题时所应遵循的工作程序、逻辑步骤、基本方法，它的价值导向原则和创新本质、多学科化特性对教学体系创新 起着指导的作用；
而项目管理是实施IE时适合当前形势需要 的、科学的组织形式。我们认为，价值工程和项目管理不仅 是实施IE的方法论，而且也是IE知识体系的基础理论。第二 个层次是理论方法与工具层。本层次研究的对象是IE作为一 门学科所包含的各种原理、方法、工具。它包括人因与效率 工程等四个研究领域。第三个是应用实践能力层。IE改进需 要克服各种变革阻力，包括组织、流程以及人的惯性以及抗 拒变革产生的各种表现的阻力，IE专业人员必须具有克服阻 力推进变革的能力。根据以上知识层次的要求，全日制IE本 科生在学习期间，应侧重技术创新能力、系统综合能力、数 据分析与实践应用能力和沟通组织能力四方面能力的培养。

技术创新能力。创新是工程人才必须具备的素质。培养本科 生创新意识以及在工程研究中不断进行试验创新和开发创 新的能力，有助于本科生到生产第一线去研究开发新技术、 新产品、新工艺。系统综合能力。本科生的职业生涯的发展 需要这种能力，以系统的观点解决制造企业多部门复杂协同 中多变的问题。数据分析与实践应用能力。IE专业特别强调 综合运用定性与定量相结合的技术方法和数据分析手段分 析，解决工程技术和工程管理中的实际问题的能力。沟通组 织能力。在现代工程项目中，工程人才已经不是单兵作战， 还需要对相关人员和相关事务进行沟通、组织和管理。培养 本科生协调、组织开展工程项目的能力，是开展工程实践所必需的。

3基于课程改革的实践教学体系构建 IE全日制本科生实践教学体系的目标是解决如下问 题：①传统的IE实验手段一般比较单一，目前国内高校的IE 实验室一般单独设立人因工程实验系统、基础IE实验系统等 分实验系统，这些系统一般来说都是独立的。无论是基础IE、 先进制造还是设施规划和物流分析等课程的实验，它们大多 是对生产现场某个子系统、某个侧面的简单模拟，很难再现 生产中各个子系统之间的相互关系。因此，大多数实验只能 满足验证课堂教学理论的要求，很难真实再现企业生产现场 并跟上其发展变化的步伐，学生在学习的过程中难以串联各 门专业课而形成一个系统的框架以及理解各门专业课之间 的内在联系。②IE教学与研究中很多工作在实验室是很难完 成的。比如说要做生产线的流程改善或者基础IE实验、人因 工程实验、先进制造实验、可靠性实验等，学校不可能为了 学生做实验而在校内实验室建立一条生产线。因此这些实验 都是很难开设的。学生要对生产现场有一定的了解，就必须 去生产现场实习。但是，这中间又存在了一个很大的问题：
即使不考虑学校安排学生在企业长时间实习的资金问题，学 校也得考虑压缩本应该在两年中完成的专业课，以保证有足 够时间给学生实践。③毕业学生不能很好地适应企业向“服 务型制造”转型期对人才的需求，教学过程与用人单位的实 际需求相脱节，课程配置与外部环境和国际IE研究前沿不匹配。课程配置对教育和培养具有竞争力的学生未能实现优 化；
亟需对传统的IE教学体系进行动态修订。综上，目前IE 专业在我国获得了突飞猛进的发展，然而课程设计体系还跟 不上专业建设的步伐。为此，基于价值导向的思考，提出将 从企业生产实践难题中提炼成课题理论项目，交由学生及教 师团队在短时间内研究完成，这相对于企业独立研究，学生 团队的成本更低，产学研结合所起的效果更优，才符合低成 本高效用的价值工程原则。基于以上考虑，并经过充分论证 和借鉴国外高校IE专业的培养模式，对应于三个层次的IE知 识结构，课程体系设置如表1所示，它主要增设《企业实践 项目》课程，并使该课程与其它理论课程配合，形成一体化 的课程体系。新增《产品开发》，并将《人因工程学》、《质 量管理》、《管理信息系统》、《生产计划与控制》、《物 流管理》、《服务运作管理》共七门学科基础课作为《企业 实践项目》课程中选择项目的方向。实践课程通过企业立项， 让学生综合应用所学专业知识解决一个企业生产中的实际 问题，帮助企业提高产品创新水平、降低成本、提高效率、 改善质量。强调将实践融入到工业工程主干课程的教学过程 中，而不仅仅是传统的“实践环节”。课程之间也因此产生 了更多衔接。

4《基础工业工程实践项目》课程的实施方法 4.1实践项目课程的目标 与大型企业合作进行“项目制”的《企业实践项目》课程模式如下：企业导师和学校导师组共同设计课题，企业立 项，校企双方组成团队，拟定工作计划协同研究，提出方案 并付诸实施。这种模式有利于发挥团队的力量，有效推进项 目进展，这需要对实习立项、项目过程、项目验收、项目总 结和评估奖惩等环节设立专门的管理办法。该课程使学生掌 握的基本理论知识与实验技能可以综合运用到企业生产实 际，在生产现场中得到检验，以强化学生实际动手能力的培 养，实现学习、实践、毕业论文相融合的“三位一体”的教 学模式，全面培养学生的专业理论知识、生产实践知识、实 验研究与论文撰写、系统综合能力。学生的毕业论文汇集成 实践案例库，可用于指导下一届学生的学习。该模式如图2 所示。

4.2实践项目课程的操作流程 适当的课题数目应根据学生人数确定，每个课题需要1 至3个学生为宜；
企业数量根据课题数目确定，每个企业提 出的课题约6个为宜，课题数不少于学生人数。企业为每个 课题配一位企业导师。例如应对于30人的班，联系5家企业， 共提出约30项课题。共同商讨、选择可行的项目，项目完成 后衔接进入毕业论文撰写阶段。操作流程如下文所示。

4.2.1问题确定 在这一阶段中，企业从实践需求出发提出课题。在2013 年，广日电梯、海鸥卫浴、风华高科、广船国际、志高空调 共5家教学实践基地提出了共30项课题。包括基于人因工程电梯人机界面的研究、入库零件点数错误防止等。部份课题 存在如下的一种或几种问题：一是不能提炼为理论问题，例 如课题“入库零件点数错误防止”；
二是题目太难，难以让 学生在本学期内完成，例如“卫浴行业低成本自动化设备开 发”；
三是目标不明确，内容太多，难以深入研究出成果， 例如“新产品研发项目管理”。校内导师需判断企业所提出 的课题是否存在以上问题，如果存在，还需要与企业协商， 提出课题修改意见或取消课题。最后得到23项课题，由30名 学生选择，每项课题由1到2名学生共同完成研究，并分别撰 写论文。问题确定阶段是保证理论与实践结合的保证。

4.2.2初步沟通 对于以上课题，学生通过每家企业集体参观半天，观看 课题相关的现场，听取企业导师的讲解。学生最终选定课题， 分解任务，列出计划，以项目的形式开展研究。同一企业的 课题成员组成一个小组。学生选举小组长。这一阶段的完成 标志着项目的正式开展。

4.2.3方案研究 针对所确定的课题，个人及分组搜集资料，包括拍摄企 业生产实践，制作实验视频素材库。然后根据资料的搜集与 分析，提出解决方案。该阶段为期2个月，是实践教学课程 的主体内容。在这一阶段中，学生一方面需要复习理论课程 的相关内容并加以综合运用，另一方面需要深入企业现场分 析实际问题并建立模型，最后运用理论方法加以解决。4.2.4方案验证与结题 通过为期一个月的验证，得到结论。由企业导师与校内 导师组成项目答辩小组，对各个小组提出的方案报告进行答 辩。企业导师的评审意见权重为0.8，校内导师的评审意见 占0.2。课题答辩成绩计为毕业论文答辩成绩。毕业论文总 评成绩包括毕业论文答辩成绩、毕业论文撰写质量2个方面， 各占50%。

5实践教学对就业能力影响分析 就业能力影响因素通俗地说，就是企业招聘时看重的应 聘者的哪些方面的素质与经历。本研究采用自编问卷，选取 有IE实践经验的、有招聘IE专业本科生经历与意向的制造企 业13家，对企业的中层技术与管理人员共150名进行调查， 最后收回有效问卷113份。结果表明，企业最重视的因素是 本科生的项目实践经历。企业往往通过翻阅应聘本科生的项 目实践报告来判断他的应用实践能力，并作为是否录用的最 重要依据。2014年IE专业本科生的就业率为100％，并且进 入大型著名企业的比例较往年有所提高。这表明，通过实践 教学体系，IE专业的全日制本科生增加了在大型制造企业的 项目实践经历，明显增强了就业能力。

6实施效果 实践教学模式的研究是当前的一个热点问题，本项目提 出的全日制IE实践教学模式对其它专业的本科生培养有重 要的借鉴意义。通过联系海欧卫浴、广日电梯、志高空调等大型制造企业的合作，实践教学体系使学生在能力培养方面 得到连续、渐进、综合的训练。合作企业也取得了多项专利 与相应的知识产权，真正实现了双赢。