基于統(tǒng)一對(duì)象的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)研究

徐建萍

(貴州大學(xué)管理學(xué)院,貴州 貴陽(yáng)550025)

工業(yè)工程專業(yè)是典型的多學(xué)科交叉綜合性專業(yè),工業(yè)工程專業(yè)對(duì)學(xué)生素質(zhì)培養(yǎng)的要求不僅針對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),還注重批判性和創(chuàng)造性思維以及實(shí)踐能力的提升,在工業(yè)工程實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)認(rèn)知方式的真正改進(jìn)和發(fā)展,因此實(shí)踐教學(xué)對(duì)實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),提高人才素質(zhì),具有十分重要的意義。

1 工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)有200多所高等院校開(kāi)設(shè)了工業(yè)工程專業(yè),工業(yè)工程與其他工程學(xué)科相比,其數(shù)學(xué)模型化和定量化還比較弱,因而更注重實(shí)踐、經(jīng)驗(yàn)和技巧培養(yǎng)。

工業(yè)工程的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)主要分為兩大類：一類是課程實(shí)驗(yàn),大多是預(yù)先設(shè)計(jì)好的驗(yàn)證型、認(rèn)識(shí)型實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生基于相關(guān)理論來(lái)學(xué)習(xí)和掌握儀器設(shè)備或方法技能的練習(xí);另一類實(shí)踐是需要客觀地依照生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)要求來(lái)進(jìn)行活動(dòng)。各實(shí)踐環(huán)節(jié)與課程相關(guān)聯(lián),由不同的教師來(lái)安排和指導(dǎo),各自采用不同的問(wèn)題模型(不同產(chǎn)品對(duì)象/不同的生產(chǎn)系統(tǒng)),使得不同實(shí)踐環(huán)節(jié)難以進(jìn)行整體協(xié)調(diào),不同課程的知識(shí)難以相互滲透,學(xué)生在前階段獲得的實(shí)踐認(rèn)識(shí)不能在后續(xù)實(shí)踐過(guò)程中得到鞏固和復(fù)現(xiàn)。

2 基于學(xué)科知識(shí)體系的工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)體系

現(xiàn)代工業(yè)工程學(xué)科具有交叉性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和工程實(shí)踐性等特點(diǎn),周躍進(jìn)等構(gòu)建了包括公共基礎(chǔ)、專業(yè)公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程與應(yīng)用方向的IE學(xué)科體系。齊二石等認(rèn)為工業(yè)工程的技術(shù)體系包括三大類,社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、工程學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)是其理論基礎(chǔ),工程技術(shù)、信息技術(shù)是其支撐技術(shù)。結(jié)合工業(yè)工程學(xué)科知識(shí)體系和核心實(shí)踐教學(xué)模塊,從系統(tǒng)性實(shí)踐應(yīng)用問(wèn)題出發(fā),將各實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián),構(gòu)建IE實(shí)踐教學(xué)體系,如圖1所示。

圖1 基于工業(yè)工程知識(shí)體系的實(shí)踐教學(xué)體系

以工業(yè)工程學(xué)科知識(shí)體系為基礎(chǔ),將實(shí)踐教學(xué)劃分為三個(gè)層次：基礎(chǔ)性課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)踐/課程設(shè)計(jì)和開(kāi)放性問(wèn)題訓(xùn)練?；A(chǔ)性課程實(shí)驗(yàn)是配合相應(yīng)課程教學(xué)過(guò)程中開(kāi)設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或基本方法使用練習(xí),主要涵蓋基礎(chǔ)工業(yè)工程、人機(jī)工程、機(jī)械設(shè)計(jì)及制造、物流工程、生產(chǎn)計(jì)劃與控制等多門課程;綜合實(shí)踐與課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是以解決局部系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題為目的的綜合性實(shí)踐教學(xué),將采用基礎(chǔ)性課程實(shí)驗(yàn)中的多種方法進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化,結(jié)合統(tǒng)一對(duì)象將各層次的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行延伸。

3 面向統(tǒng)一對(duì)象的實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)統(tǒng)一對(duì)象的選擇

文獻(xiàn)設(shè)計(jì)了游行彩車模型作為實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用對(duì)象,在產(chǎn)品功能與加工復(fù)雜程度、零部件數(shù)量、加工及裝配工具、材料成本等方面滿足教學(xué)實(shí)踐條件要求。以游行彩車模型作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,可以涉及包括機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、基礎(chǔ)工業(yè)工程、物流工程、生產(chǎn)計(jì)劃與控制等多門課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn);進(jìn)一步將單一產(chǎn)品的游行彩車模型擴(kuò)展為系列產(chǎn)品,可以開(kāi)展針對(duì)該產(chǎn)品系列的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行方面的綜合性實(shí)踐研究。

實(shí)踐教學(xué)中采用統(tǒng)一對(duì)象,可以將工業(yè)工程各階段的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐圍繞統(tǒng)一對(duì)象進(jìn)行規(guī)劃,系統(tǒng)化地搭建實(shí)踐平臺(tái),實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)和方法在實(shí)踐過(guò)程中的逐步綜合與提升,提高不同實(shí)踐環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性和延續(xù)性。作為實(shí)踐教學(xué),統(tǒng)一對(duì)象模型的選擇主要考慮以下因素：(1)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,零件種類不超過(guò)50個(gè),裝配工序易于拆分,使用一般工具可進(jìn)行裝配;(2)機(jī)構(gòu)有相關(guān)聯(lián)的機(jī)械原理理論,功能特征明確;(3)機(jī)構(gòu)既適合小批量裝配生產(chǎn),也能采用裝配線生產(chǎn)。

3.2 統(tǒng)一對(duì)象的實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐要素分析

本文以渦輪開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置和游行彩車模型為例,分析統(tǒng)一對(duì)象與實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的實(shí)踐要素,由此將工業(yè)工程的課程實(shí)驗(yàn)(設(shè)計(jì))和綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)與統(tǒng)一對(duì)象的實(shí)踐要素建立關(guān)聯(lián),如圖2所示。機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造類課程的實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐可圍繞渦輪蝸桿驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品裝配工藝規(guī)劃開(kāi)展;《基礎(chǔ)工業(yè)工程》課程針對(duì)該機(jī)構(gòu)的裝配工藝過(guò)程安排工作研究實(shí)驗(yàn);《生產(chǎn)計(jì)劃與控制》課程針對(duì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、裝配線生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)及裝配線平衡分析;《物流工程》課程對(duì)該裝置裝配車間進(jìn)行設(shè)施及物流規(guī)劃設(shè)計(jì)。以課程實(shí)踐為基礎(chǔ),開(kāi)展生產(chǎn)/服務(wù)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)以及“工業(yè)工程綜合課程設(shè)計(jì)”等綜合訓(xùn)練。針對(duì)游行彩車模型,可規(guī)劃的實(shí)踐內(nèi)容包括產(chǎn)品加工裝配、工作研究、工程經(jīng)濟(jì)分析、裝配工位規(guī)劃、生產(chǎn)系統(tǒng)系統(tǒng)仿真等。

圖2 基于統(tǒng)一實(shí)踐對(duì)象的工業(yè)工程實(shí)踐路線圖

統(tǒng)一對(duì)象的實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐要素分析從整個(gè)專業(yè)學(xué)科知識(shí)體系的角度明確了所采用實(shí)踐對(duì)象對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐內(nèi)容的支撐程度,不同的實(shí)踐對(duì)象在實(shí)踐教學(xué)體系的應(yīng)用存在差異。采用統(tǒng)一對(duì)象實(shí)踐教學(xué)模型奠定了工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)體系中各實(shí)踐活動(dòng)共同的研究或問(wèn)題情境,不同的課程在相同的問(wèn)題情境下分階段地去分析和解決同一系統(tǒng)問(wèn)題下的不同分支(局部領(lǐng)域應(yīng)用),然后綜合性地解決整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)實(shí)踐到專業(yè)實(shí)踐的過(guò)渡和銜接。

4 總結(jié)

立足工業(yè)工程,從局部到整體主動(dòng)思考能夠系統(tǒng)性解決生產(chǎn)/服務(wù)系統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題的方法,將學(xué)科知識(shí)體系中課程之間的關(guān)聯(lián)性在實(shí)踐過(guò)程中圍繞統(tǒng)一對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),為學(xué)生提供延續(xù)性的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用情景,提高實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的效果,增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)放性,有助于學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

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