基于三螺旋理論的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)研究

張洪亮　陳彬

摘要：針對工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)中存在的問題，構(gòu)建了基于三螺旋理論的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系，明晰了工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)的目標(biāo)、強化過程管控與效果檢驗，形成了以“目標(biāo)——手段——檢驗”為主線的實踐教學(xué)閉環(huán)管理模式，給出了一條解決工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)需求之間結(jié)構(gòu)性矛盾的路徑，并以安徽工業(yè)大學(xué)為例介紹了該模式的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程；實踐教學(xué)；三螺旋理論；人才培養(yǎng)

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2017.03.017

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-1580（2017）03-0057-04

工業(yè)工程起源于20世紀(jì)初的美國，它是一門將管理、工程技術(shù)融為一體的工程性、實踐性和綜合性都很強的學(xué)科，在企業(yè)降低成本、改善質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率與效益等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。在工業(yè)工程教育方面，1908年，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)首先設(shè)立工業(yè)工程系。在我國，1992年，國家教委批準(zhǔn)西安交大、天津大學(xué)首批試辦工業(yè)工程專業(yè)，經(jīng)過20余年的發(fā)展，目前已有170余所高校設(shè)立工業(yè)工程專業(yè)，工業(yè)工程已成為近年來始終熱度不減的專業(yè)。此外，根據(jù)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄（2012年）》，工業(yè)工程已成為管理學(xué)門類下的一級學(xué)科，可見，工業(yè)工程專業(yè)正受到國內(nèi)教育界和社會越來越高的重視。

目前，我國已成為世界制造中心，并逐漸由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變，企業(yè)及社會逐漸意識到工業(yè)工程在工業(yè)現(xiàn)代化過程中的重要作用，因此，對工業(yè)工程專業(yè)人才的需求迅速增長。然而，高校工業(yè)工程人才培養(yǎng)與社會人才需求間存在著一定的結(jié)構(gòu)性矛盾，一方面，企業(yè)越來越注重工業(yè)工程人才的實踐能力及創(chuàng)新能力；另一方面，一般高校培養(yǎng)的工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)生缺乏較強的創(chuàng)新和實踐能力，不能很好地滿足社會對工業(yè)工程專業(yè)人才需求的期望。在此背景下，培養(yǎng)和造就一批工程能力強，具有創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力的工業(yè)工程人才，成為工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)與實踐改革的方向，也是解決工業(yè)工程人才培養(yǎng)與社會對工業(yè)工程人才需求間矛盾的重要途徑。

一、工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)改革思路

實踐教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力的過程中占有重要地位，但由于工業(yè)工程專業(yè)在我國的起步較晚，導(dǎo)致人們對工業(yè)工程專業(yè)的認(rèn)知不夠透徹，所以，國內(nèi)一般高校的工業(yè)工程專業(yè)在課程體系設(shè)置中沒能徹底擺脫重理論輕應(yīng)用、重課堂教學(xué)輕實踐、重學(xué)術(shù)輕工程的模式，在實踐教學(xué)課程設(shè)置上沒能更好地挖掘與識別企業(yè)需求，導(dǎo)致學(xué)生缺乏工業(yè)工程具體實踐，工業(yè)工程知識應(yīng)用與創(chuàng)新能力亟需提升。因此，傳統(tǒng)的以教師為中心、以課程講授為主要教學(xué)方式的教學(xué)模式難以體現(xiàn)工業(yè)工程的專業(yè)特色，畢業(yè)生工程化背景較弱，難以適應(yīng)企業(yè)及社會對工業(yè)工程專業(yè)人才的需求預(yù)期。因此，積極推進工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)改革，搭建完善的實踐教學(xué)體系，強化創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)，培養(yǎng)符合社會需求的創(chuàng)新型、應(yīng)用型工業(yè)工程專業(yè)人才是工業(yè)工程教育中急需解決的問題。

針對上述問題，本文提出了基于三螺旋理論的工業(yè)工程專業(yè)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實踐教學(xué)

基于三螺旋理論的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系強化了實踐教學(xué)的出發(fā)點，即以社會及企業(yè)對工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的需求為目標(biāo)，強化應(yīng)用與動手能力，強化創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，滿足企業(yè)與社會對工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需求；以課程實驗與課外實習(xí)為關(guān)鍵過程，突出課程實驗與實習(xí)實踐環(huán)節(jié)的聯(lián)動；以國家級、省級及校級三級聯(lián)動的工業(yè)工程競賽為手段，檢驗實踐教學(xué)效果。三者之間相互協(xié)同，構(gòu)建以“導(dǎo)向——手段——檢驗”為核心的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系閉環(huán)管理模式。

二、基于三螺旋理論的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)改革內(nèi)容

（一）圍繞企業(yè)需求凸顯工程能力培養(yǎng)

應(yīng)用性強、實踐性強是工業(yè)工程的專業(yè)特色，這既為學(xué)生就業(yè)提供了廣闊的前景，同時也對工業(yè)工程專業(yè)的實踐教學(xué)提出了更高的要求，所以，工業(yè)工程教學(xué)單位應(yīng)深度挖掘把握社會及企業(yè)對工業(yè)工程專業(yè)人才需求的預(yù)期，強調(diào)學(xué)生實踐能力及創(chuàng)新能力訓(xùn)練，使工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)生在工作崗位上能學(xué)以致用。因此，深度推進校企合作，選取典型企業(yè)，形成密切的產(chǎn)學(xué)研關(guān)系，為學(xué)生實習(xí)提供良好的平臺，在實踐教學(xué)中具有重要的作用。此外，為切實把握企業(yè)需求，要深入分析近年來工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)質(zhì)量與就業(yè)去向，切實挖掘并動態(tài)把握企業(yè)對工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)生的需求動態(tài)及專業(yè)素質(zhì)要求，確定工業(yè)工程專業(yè)的重點培養(yǎng)方向，明晰工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系的改革方向及目標(biāo)，適應(yīng)社會和企業(yè)對工業(yè)工程人才的需求期望。

（二）實驗與實踐環(huán)節(jié)一體化建設(shè)

課程實驗也是提升工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生動手實踐能力的重要方式，但以往的課程實驗設(shè)置沒有從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的高度進行統(tǒng)一規(guī)劃，課程實驗內(nèi)容間的內(nèi)在聯(lián)系不強，存在交叉與重復(fù)，各課程實驗往往以斷點、碎片的形式存在，難以形成圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的、有機聯(lián)系的課程實驗鏈條，因此，應(yīng)圍繞工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，以動手能力、實踐能力、綜合素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo)，統(tǒng)一制定課內(nèi)實驗指導(dǎo)書，明確相關(guān)課程實驗內(nèi)容，構(gòu)建相互聯(lián)系、有機互動的課程實驗。實習(xí)環(huán)節(jié)是工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)的重要組成，也是提升工業(yè)工程專業(yè)課堂教學(xué)效果的重要支撐，而形成面向全過程的實習(xí)管控機制是提高實習(xí)效果的重要保障，因此，加強校外實習(xí)基地建設(shè)，明確各實習(xí)與實踐環(huán)節(jié)的目的、內(nèi)容與方式，加強全過程化的課外實習(xí)管控，制定完備的課外實習(xí)考核機制，是提升課外實習(xí)實踐環(huán)節(jié)效果與質(zhì)量的關(guān)鍵點。

同時，課程實驗與課外實踐各有特點，對工業(yè)工程教學(xué)單位而言，應(yīng)積極加強課程實驗與課外實踐的一體化建設(shè)，從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的高度整合課內(nèi)實驗與課外實踐環(huán)節(jié)間的關(guān)系，使兩者互為補充、相互促進，在工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生實踐能力培養(yǎng)過程中發(fā)揮積極的協(xié)同作用。

（三）著力強化全過程管理

只有將全過程管理的理念應(yīng)用到實習(xí)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才不會流于形式。為了保障實習(xí)、實踐及課程實驗環(huán)節(jié)的培養(yǎng)質(zhì)量，需要在實踐性教學(xué)實施前、實施過程中、實施后進行全方位的過程管控。實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)實施前要規(guī)范實驗指導(dǎo)書模板、實驗報告模板以及實習(xí)報告的撰寫格式。在實踐性教學(xué)過程中，要提高學(xué)生參與的積極性，挖掘?qū)W生的潛能，并以社會及企業(yè)需求為出發(fā)點，深化實踐教學(xué)改革，強化專業(yè)軟件的應(yīng)用，同時增強教師的參與性與責(zé)任心。在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后，可結(jié)合實習(xí)講習(xí)會、優(yōu)秀案例展示等活動強化教學(xué)效果的檢驗。

（四）積極推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練

在國家積極倡導(dǎo)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的背景下，高校應(yīng)積極推進創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力與意識，為社會造就創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的生力軍。對工業(yè)工程專業(yè)而言，創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目既是提升工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力的重要手段，也是檢驗工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)效果的重要途徑。因此，應(yīng)積極鼓勵學(xué)生參加工業(yè)工程學(xué)科及相關(guān)學(xué)科的各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，如“清華IE亮劍全國工業(yè)工程應(yīng)用案例”大賽等國家級、省級及校級相關(guān)賽事，通過參與各種賽事，提高學(xué)生的動手實踐能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，發(fā)揮師生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的合作效應(yīng)。此外，為了激發(fā)工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)用IE的興趣，提高學(xué)生參與國家級及省級工業(yè)工程專業(yè)相關(guān)賽事的質(zhì)量，可在保證正常教學(xué)的情況下，積極組織學(xué)生開展專業(yè)比賽，如學(xué)生制圖競賽、生產(chǎn)仿真建模比賽、精益生產(chǎn)應(yīng)用案例比賽、工業(yè)工程課外作品競賽等專業(yè)技能比賽，以促進工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生實踐應(yīng)用能力的提升。

三、應(yīng)用案例

安徽工業(yè)大學(xué)是安徽省內(nèi)較早招收工業(yè)工程專業(yè)本科生的高校，2009年劃為一本招生專業(yè)，目前為安徽省省級特色專業(yè)，擁有工業(yè)工程專業(yè)碩士點。經(jīng)過多年的發(fā)展，該校工業(yè)工程專業(yè)已具備一定的實力，擁有“物流工程”國家級精品視頻公開課，“生產(chǎn)管理”等省級精品視頻公開課，“系統(tǒng)工程”“運籌學(xué)”“人因工程”等校級精品課程。該校工業(yè)工程專業(yè)教師學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理，教師隊伍中既有省級教學(xué)名師和學(xué)術(shù)帶頭人，也有一批朝氣蓬勃的青年骨干教師，40%的教師具有博士學(xué)位。近年來，先后建設(shè)了以生產(chǎn)系統(tǒng)實驗室、物流系統(tǒng)仿真實驗室、質(zhì)量管理實驗室、人因工程實驗室等為主體的省、校兩級實訓(xùn)示范中心。盡管如此，比對應(yīng)用型、創(chuàng)新型專業(yè)人才培養(yǎng)要求，仍存在一定差距。基于此，在近幾年的實踐教學(xué)過程中，該系應(yīng)用三螺旋理論對工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)進行了富有成效的改革。

（一）明確培養(yǎng)定位

經(jīng)過幾年的建設(shè)，該專業(yè)已擁有馬鋼集團、南華集團、蕪湖美的公司、安徽三力機床公司、富士康公司、馬鞍山方圓材料工程有限公司等多家實習(xí)單位，各項實習(xí)活動都能夠有條不紊地開展。同時，該系積極分析近年來工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量與就業(yè)去向，明確了社會及企業(yè)對工業(yè)工程專業(yè)畢業(yè)生專業(yè)素質(zhì)的要求，確定了“生產(chǎn)管理”“質(zhì)量管理”“設(shè)施規(guī)劃”“人因工程”等重點培養(yǎng)方向，以使學(xué)生的就業(yè)及繼續(xù)深造更具有方向性。

（二）加強實踐教學(xué)地位

該系積極進行本科生專業(yè)培養(yǎng)方案的調(diào)整，形成了具有“時代特色，專業(yè)特色，地域特色”的實踐教學(xué)體系（2015年版），該體系增加了實踐及實驗等環(huán)節(jié)的課時比重，其中，專業(yè)基礎(chǔ)課、上機及實踐課時達到58課時；集中性教學(xué)實踐環(huán)節(jié)達到32周課時；專業(yè)選修課上機及實踐課時達到114課時。其次，在實驗課程結(jié)構(gòu)方面，更加強調(diào)社會及企業(yè)的實際需求，增加了“管理統(tǒng)計學(xué)”“器夾具設(shè)計”“精益生產(chǎn)”“消費產(chǎn)品設(shè)計”等課程實驗，實現(xiàn)了拓展學(xué)生知識面、拓展就業(yè)口徑的效果。

（三）實驗與實踐聯(lián)動推進

重新修訂了工業(yè)工程專業(yè)課外實踐指導(dǎo)書，從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的高度整合了各課外實踐環(huán)節(jié)間的關(guān)系。在具體課外實踐過程中，深入推進實行“雙導(dǎo)師”制，即帶隊老師與專業(yè)指導(dǎo)老師雙導(dǎo)師制度，以提升實踐環(huán)節(jié)的效果與質(zhì)量。完善實習(xí)講習(xí)會制度，針對認(rèn)識實習(xí)，開展了“認(rèn)識實習(xí)講習(xí)會”；針對生產(chǎn)實習(xí)，開展了“創(chuàng)新案例交流會”；針對畢業(yè)實習(xí)，開展了“角色扮演活動”。這些活動的開展提高了學(xué)生校外實習(xí)的積極性。重點加強實驗室建設(shè)，先后購置了生產(chǎn)仿真軟件Flexsim、質(zhì)量管理軟件JMP及人因工程軟件Jack等。

在設(shè)計各課程實驗內(nèi)容的過程中，該系以生產(chǎn)運作體系為主線，以仿真軟件為實現(xiàn)工具，通過生產(chǎn)系統(tǒng)將各課程實驗內(nèi)容串聯(lián)起來，借助仿真軟件強化了各實驗內(nèi)容的可用性、可實現(xiàn)性。經(jīng)過幾年的建設(shè)，該系主干課程均已開設(shè)相關(guān)實驗項目，見表1：

（四）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練效果明顯

首先，在課程體系中增加了創(chuàng)造學(xué)、Triz等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育及社會責(zé)任教育等課程。同時，積極推進本科生導(dǎo)師制，并強化大學(xué)生積極參加校級學(xué)生科研訓(xùn)練計劃、省級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目及教育部國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃，通過參與各種賽事，提高學(xué)生的動手實踐能力，激發(fā)學(xué)生的興趣，發(fā)揮師生在創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)方面的合作效應(yīng)。近年來，該專業(yè)學(xué)生先后獲得2013年中國大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽二等獎、2013年全國Triz大賽一等獎、2014年全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎、2015年安徽省首屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎。學(xué)生就業(yè)率連續(xù)三屆一直穩(wěn)定在96%以上，穩(wěn)居全校前列，考研學(xué)生中多人被浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、天津大學(xué)等知名大學(xué)錄取，應(yīng)用型與創(chuàng)新型工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的態(tài)勢日趨形成。

四、結(jié)論

論文提出的工業(yè)工程專業(yè)實踐教學(xué)三螺旋模型，為解決人才培養(yǎng)與人才需求間的結(jié)構(gòu)性矛盾提供了一種途徑，有效推動了師生聯(lián)動，提升了課程實驗與實習(xí)實踐的過程質(zhì)量，并以安徽工業(yè)大學(xué)為例介紹了該模型的應(yīng)用效果。論文研究成果為相關(guān)院校培養(yǎng)應(yīng)用型與創(chuàng)新型工業(yè)工程人才提供了新的思路，也為相關(guān)專業(yè)改善實踐教學(xué)效果、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了有價值的借鑒。