美國弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)分析與我國相關(guān)專業(yè)教學(xué)之比較

龐 博 孫如斯

（1.湖南科技大學(xué)能源與安全工程學(xué)院 湖南 湘潭 411201；2.華東理工大學(xué)商學(xué)院 上海 200237）

弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程本科教育簡介

弗吉尼亞理工大學(xué)（Virginia Polytechnic Institute and State University）是一所位于美國東海岸弗吉尼亞州的著名公立大學(xué)。成立于1872年，現(xiàn)已發(fā)展成弗吉尼亞州內(nèi)規(guī)模最大、提供學(xué)位最多的創(chuàng)新研究性綜合高校。在美國公立大學(xué)排名第30名，在全美大學(xué)排名第71名，工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)在全美排名第3名。

弗吉尼亞理工大學(xué)有教職工1300左右，本科生22000人，研究生7000多人，是一個(gè)學(xué)術(shù)風(fēng)氣及研究氣息極佳的學(xué)校農(nóng)學(xué)、工程、建筑等傳統(tǒng)學(xué)科是其最強(qiáng)勢(shì)的專業(yè)，許多專業(yè)排名全美前20名。弗吉尼亞理工大學(xué)由占地2600多英畝的主校區(qū)和分布其他六個(gè)地區(qū)的分支及研究機(jī)構(gòu)組成。擁有100多幢建筑和一座機(jī)場。此外，在瑞士還設(shè)有海外教學(xué)基地，在州內(nèi)擁有1700英畝的農(nóng)業(yè)研究基地。弗吉尼亞理工大學(xué)為特高研究型大學(xué)，是美國最強(qiáng)的四大理工院校之一（麻省理工、加州理工、佐治亞理工、弗吉尼亞理工）。工業(yè)系統(tǒng)工程 （Industrial System Engineering）是弗吉尼亞理工大學(xué)的強(qiáng)勢(shì)專業(yè)之一。作為工學(xué)學(xué)科的分支，主要研究如何分析復(fù)雜系統(tǒng)并建立抽象模型從而改進(jìn)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)工程學(xué)及數(shù)理學(xué)科不同的是，這一學(xué)科的重點(diǎn)在于研究決策者（人）在復(fù)雜系統(tǒng)中的作用。在傳統(tǒng)意義中，ISE工程師的工作集中在設(shè)計(jì)、執(zhí)行、評(píng)估及改進(jìn)集合人力、資金、信息、知識(shí)、廠房、設(shè)備、能源、物料，以及流程的制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。近年來，越來越多的ISE工程師投身到諸如物流、信息、金融、醫(yī)療、服務(wù)、研發(fā)、國防等行業(yè)當(dāng)中從事系統(tǒng)分析工作與改進(jìn)工作。毫不夸張地說，ISE工程師能在任何領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮相當(dāng)可觀的作用。ISE工程師在獲得工業(yè)工程學(xué)位之前也往往學(xué)習(xí)過數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)、自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、計(jì)算機(jī)或其他工程類的學(xué)科。ISE工程師能夠從系統(tǒng)科學(xué)的角度出發(fā)，更為理性化地處理系統(tǒng)中的不確定因素及其復(fù)雜的交互作用，從而解決產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中的重大管理和系統(tǒng)優(yōu)化問題。計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入幫助ISE工程師能夠應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的問題。這些對(duì)企業(yè)的盈利能力和長遠(yuǎn)發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。

弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)在全美排名第三，系部內(nèi)設(shè)置有22個(gè)實(shí)驗(yàn)室和10個(gè)研究中心，其擁有優(yōu)秀的講師和先進(jìn)的教學(xué)理念。該校在工業(yè)系統(tǒng)工程科研方面也做出過杰出的貢獻(xiàn)，被認(rèn)為是全美最頂尖的14個(gè)合作項(xiàng)目之一。弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程教育的先進(jìn)性不言而喻，其中不乏有很多值得我國高校學(xué)習(xí)的地方。

工業(yè)系統(tǒng)工程本科生課程設(shè)置與要求

弗吉尼亞理工大學(xué)的工業(yè)系統(tǒng)工程學(xué)系是一個(gè)頂尖的系部。它能夠?yàn)閷W(xué)生提供由工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)（ABET）工程評(píng)審委員會(huì)認(rèn)可的工業(yè)工程學(xué)（BSIE）學(xué)士學(xué)位。這是在全美最知名、評(píng)價(jià)最高的工業(yè)工程認(rèn)證機(jī)構(gòu)之一。從該系畢業(yè)的學(xué)生在就業(yè)方面有諸多選擇，其中，包括制造工廠、配送倉庫、醫(yī)院、航空公司、鐵路、銀行、游樂園、管理咨詢、軍事以及聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)。工業(yè)工程主要目標(biāo)之一是創(chuàng)造有價(jià)值的組織。例如，通過提高集成系統(tǒng)的性能，來提高質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本、工作人員的安全以及客戶的滿意度等。弗吉尼亞理工大學(xué)的工業(yè)工程專業(yè)所設(shè)置的課程的深度和廣度，足以讓他們的學(xué)生應(yīng)對(duì)各個(gè)行業(yè)的挑戰(zhàn)。

弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)（以下簡稱VTISE）的課程設(shè)置非常詳細(xì)，本科生需要修滿包括理學(xué)、自然科學(xué)、工程學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)以及專業(yè)核心相關(guān)課程共計(jì)136學(xué)分，如表1所示。

表1 工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)課程設(shè)置及學(xué)生應(yīng)修學(xué)分表

除了學(xué)分上的要求之外，VTISE還對(duì)本科生提出了其他的學(xué)習(xí)方面的要求，其中包括：（1）微積分相關(guān)課程必須取得C以上成績，否則不允許其進(jìn)行更高等級(jí)的課程的學(xué)習(xí)。（2）專業(yè)核心課程必須取得C以上的成績，否則不為其頒發(fā)學(xué)士學(xué)位證書。（3）所有本科畢業(yè)生必須通過美國憲法規(guī)定的相關(guān)資格考試才能畢業(yè)。（4）只有在學(xué)習(xí)了一門或者多門基礎(chǔ)課程之后，才能進(jìn)行更高級(jí)的課程的學(xué)習(xí)，具體要求如圖1所示。

從以上內(nèi)容來看，VTISE對(duì)課程方面的要求有四個(gè)特點(diǎn)值得國內(nèi)本科院校的學(xué)習(xí)。

首先是對(duì)于數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)類課程的重視。VTISE的課程設(shè)置中，這兩類的課程共需修滿23學(xué)分，并且對(duì)這些課程做出了成績上的要求：取得C以上的成績。同時(shí)，該系的其他課程也十分重視數(shù)學(xué)理論的學(xué)習(xí)。數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的課程不僅可以幫助學(xué)生掌握的課程以內(nèi)的知識(shí)和技巧，還能夠增強(qiáng)學(xué)生的邏輯能力、思辨能力及推理能力等理性思維能力，可使學(xué)生養(yǎng)成一種理工科學(xué)生應(yīng)具備的將問題系統(tǒng)化、條理化、簡單化的能力。這無疑能夠提高工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)本科生的全面素質(zhì)，加強(qiáng)其分析能力與創(chuàng)新意識(shí)，使其具備成為一名優(yōu)秀的工業(yè)工程師應(yīng)有的素質(zhì)。

其次是對(duì)于實(shí)踐、實(shí)戰(zhàn)的重視。在VTISE的課程設(shè)置中，各類實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課程占有多達(dá)21學(xué)分，同時(shí)，還對(duì)學(xué)生提出了明確的社會(huì)實(shí)踐要求。在平時(shí)的授課過程中，多采取通過實(shí)際問題引出相關(guān)理論的教學(xué)模式。反觀國內(nèi)的大部分高校都是采取直接灌輸理論知識(shí)的教學(xué)模式，疏于實(shí)際問題的分析與應(yīng)用，灌輸一些晦澀難懂的知識(shí)令學(xué)生難以接受，無法達(dá)到良好的教學(xué)效果。

再次是對(duì)于人文社會(huì)科學(xué)的重視。VTISE為每一位本科學(xué)生安排了6學(xué)分的英文寫作課程，主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用語言、文字等形式對(duì)技術(shù)成果進(jìn)行展示和交流的能力。而在國內(nèi)高校中罕有學(xué)校會(huì)為學(xué)生安排如此多學(xué)分的語文方面的課程。理工科的學(xué)生都具有較強(qiáng)的邏輯思維能力，同時(shí)，普遍缺乏語言、文字方面的表達(dá)能力。而且，在實(shí)際工作中，清晰地表達(dá)出自己的想法是十分重要的，國內(nèi)的高校應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生這方面能力的培養(yǎng)。

這是市第一人民醫(yī)院婦產(chǎn)科開具的關(guān)于竹韻的婦檢證明。鑒定結(jié)果是這樣寫的：處女膜完整，無損缺，亦未發(fā)現(xiàn)修補(bǔ)痕跡，被檢查者尚未在過性行為。

最后是對(duì)于選修課的重視。VTISE為選修課設(shè)置了33學(xué)分，占總學(xué)分的24%，相對(duì)國內(nèi)外其他大學(xué)所占的比例要大，并且給予學(xué)生很大的自由度來選擇他們感興趣的課程。這些課程涉及各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域，旨在使學(xué)生擴(kuò)展知識(shí)面，開闊思維。不同主題的選修課的風(fēng)格也各具特色，塑造了不同特點(diǎn)的學(xué)生。

工業(yè)系統(tǒng)工程專業(yè)本科生專業(yè)方向設(shè)置

VTISE為本科生設(shè)置了五個(gè)專業(yè)方向，分別是人因工程和人體工程學(xué)（HFEE）、管理系統(tǒng)工程（MSE）、機(jī)械制造系統(tǒng)工程（MFG）、運(yùn)籌學(xué)（OR）、一般工業(yè)工程（IE）。

其中，人因工程和人體工程學(xué)（HFEE）是以人為核心因素，將心理學(xué)、生理學(xué)、解剖學(xué)、人體測量學(xué)等人體科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于作業(yè)管理和工程技術(shù)設(shè)計(jì)，特別是安全設(shè)計(jì)和安全管理。人因工程和人體工程學(xué)（HFEE）關(guān)注的是設(shè)計(jì)工作，目的是令機(jī)器、操作和工作環(huán)境與使用機(jī)器的人的能力相兼容。該方向需要深入學(xué)習(xí)安全、人體因素相關(guān)方面的知識(shí)。

管理系統(tǒng)工程（MSE）是以企業(yè)管理系統(tǒng)為研究對(duì)象的一門組織管理技術(shù)，是一門以系統(tǒng)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為主體的綜合交叉性課程。其基本思想是堅(jiān)持整體觀念、統(tǒng)籌兼顧，運(yùn)用相關(guān)的優(yōu)化分析方法，實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)整體功能的提高。該方向需要深入學(xué)習(xí)經(jīng)濟(jì)工程、企業(yè)整合、系統(tǒng)工程等方面的知識(shí)。

機(jī)械制造系統(tǒng)工程（MFG）是為制造型企業(yè)解決制造過程中所產(chǎn)生的問題的一門學(xué)科，主要依托系統(tǒng)建模、計(jì)算機(jī)仿真、系統(tǒng)優(yōu)化、精益生產(chǎn)的技術(shù)來解決相關(guān)問題。該方向需要深入學(xué)習(xí)系統(tǒng)建模與仿真、精益生產(chǎn)、設(shè)施規(guī)劃與物料搬運(yùn)、自動(dòng)化等方面的知識(shí)。

運(yùn)籌學(xué)（OR）是用定量分析的方法解讀運(yùn)行系統(tǒng)，為管理決策提供科學(xué)依據(jù)的學(xué)科。它把有關(guān)的運(yùn)行系統(tǒng)首先歸結(jié)成數(shù)學(xué)模型，然后用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行定量分析和比較，得出能夠合理運(yùn)用人力、物力和財(cái)力的系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)方案。該專業(yè)方向要求學(xué)生深入學(xué)習(xí)工業(yè)系統(tǒng)工程的各項(xiàng)建模方法以及統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的知識(shí)。

一般工業(yè)工程（IE）主要是針對(duì)那些對(duì)上述四個(gè)方向不特別感興趣的學(xué)生，為他們提供具備相當(dāng)廣度的教學(xué)。一般工業(yè)工程的學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)上述四個(gè)方向的全部內(nèi)容，但是在學(xué)習(xí)的深度和難度上會(huì)比上述四個(gè)方向要低。

課程安排及教學(xué)模式

VTISE本科生入學(xué)以后，可以從五個(gè)專業(yè)方向中自由選擇，不同專業(yè)方向的課程安排也不盡相同。下面就以一般工業(yè)工程方向?yàn)槔榻B一下VTISE的課程安排。

從表2中我們可以看出，VTISE在每一學(xué)期會(huì)為學(xué)生安排4～6門課程的學(xué)習(xí)，雖然每學(xué)期課程的數(shù)量較少，但是課程難度大、成績要求高，學(xué)習(xí)起來并不輕松。VTISE課程安排層層深入，內(nèi)容緊密相連，而且不為學(xué)生安排與專業(yè)方向不相關(guān)的課程，降低了學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，使學(xué)生能夠在專業(yè)和自己感興趣的方面投入更多的精力，這一點(diǎn)十分值得國內(nèi)各高校學(xué)習(xí)借鑒。

圖1 弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程課程要求圖

表2 VTISE一般工業(yè)工程方向課程安排表

VTISE的課堂教學(xué)是非常開放的，對(duì)于教學(xué)模式?jīng)]有硬性規(guī)定，完全由教授選擇最合適模式來進(jìn)行教學(xué)，不拘泥于形式。課程一般沒有固定教材，一般是由教授在課前指定一本教材，再由學(xué)生自行購買或借閱。VTISE的課程難度普遍較大，如果學(xué)生沒有在課前進(jìn)行充分準(zhǔn)備，是很難在課堂上跟上教授授課進(jìn)度的。值得一提的是，VTISE的教授們非常重視學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力，幾乎在每一門課程的第一節(jié)課教授都會(huì)布置2～3個(gè)有關(guān)此課程的實(shí)踐作業(yè)，如為可口可樂工廠設(shè)施規(guī)劃進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、為沃爾瑪進(jìn)行虛擬供應(yīng)鏈管理等，以此作為這一學(xué)期的考核標(biāo)準(zhǔn)之一。而在一門課程的總評(píng)中，這類實(shí)踐作業(yè)占到40%的比例，課堂表現(xiàn)占10%，期末考試和平時(shí)測驗(yàn)成績占50%，因此，很難出現(xiàn)學(xué)生僅靠期末一次考試就能過關(guān)的情況。

VTISE的本科生研究生共同教育的教學(xué)模式是十分有特色且值得學(xué)習(xí)的。高年級(jí)本科生的專業(yè)課程設(shè)置與研究生沒有太大區(qū)別，授課內(nèi)容也基本相容，只是需要學(xué)生掌握的深度不同。對(duì)此，VTISE采取高年級(jí)本科生與研究生共同授課、分層級(jí)考試的模式，節(jié)約了大量的教學(xué)資源，同時(shí)，促進(jìn)了本科生與研究生之間的學(xué)術(shù)交流，一舉兩得，值得借鑒。國內(nèi)高校研究生與本科生分別授課，但是講授內(nèi)容基本相容，浪費(fèi)了大量的教學(xué)資源。此外，研究生有一部分跨專業(yè)報(bào)考和錄取的學(xué)生，對(duì)于本專業(yè)的專業(yè)知識(shí)需要從基礎(chǔ)學(xué)起，研究生單獨(dú)授課課程難度和起點(diǎn)較高，對(duì)于此類學(xué)生授課效果較差。這種教學(xué)模式值得國內(nèi)高校工業(yè)系統(tǒng)工程相關(guān)專業(yè)的借鑒，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

實(shí)習(xí)與就業(yè)

VTISE十分重視本科生的實(shí)習(xí)，他們認(rèn)為學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)得的經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)比在課堂上得來理論要寶貴。為了鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)習(xí)，一方面，VTISE積極為學(xué)生提供關(guān)于實(shí)習(xí)方面的指導(dǎo)，如指導(dǎo)學(xué)生制作求職信、簡歷，為學(xué)生介紹實(shí)習(xí)單位等；另一方面，積極與各大公司聯(lián)絡(luò)，大力推薦本校學(xué)生前往實(shí)習(xí)；同時(shí)，VTISE會(huì)為正在實(shí)習(xí)的學(xué)生在上課時(shí)間方面開綠燈，并且實(shí)習(xí)期間的學(xué)生，經(jīng)過證明最多可向?qū)W校請(qǐng)假一年，確保學(xué)生不會(huì)因時(shí)間沖突喪失寶貴的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

從VTISE走出來的學(xué)生具備極高的專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這一切都保證了VTISE的高就業(yè)率。該系部本科生就業(yè)率常年保持在90%以上，平均起薪達(dá)到8萬美元。這與VTISE合理的課程設(shè)置、先進(jìn)的教學(xué)理念是分不開的。

弗吉尼亞理工大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)工程系作為全球工業(yè)系統(tǒng)工程領(lǐng)域教學(xué)科研領(lǐng)跑者，每年能夠?yàn)槭澜缗囵B(yǎng)400余名工業(yè)系統(tǒng)工程領(lǐng)域本科生、研究生，其高水準(zhǔn)來源于高素質(zhì)的教授隊(duì)伍、先進(jìn)的教學(xué)理念、管理方法以及合理科學(xué)的課程安排。

[1]Industrial and Systems Engineering Undergraduate Student Handbook[DB/OL].http：//www.ise.vt.edu/UndergradProgram/ImportantDocuments/2012_13_UG_Handbook.pdf

[2]The Grado Department of Industrial and Systems Engineering-Undergraduate Curriculum Flowchart[EB/OL].http：//www.ise.vt.edu/UndergradProgram/ImportantDocuments/ISE_UG_F lowchart.pdf

[3]Virginia Polytechnic Institute and State University弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)校介紹 [OL].http：//college.tiandaoedu.com/usa/comprehensive/2849.html.