工业工程实践教学系统的建构

本文作者：葛晓梅

随着工业工程在我国的广泛应用，我国的工业工程教育得到了快速发展。据不完全统计，目前全国已有180多所高校开设了工业工程专业。与快速成长的工业工程教育规模形成鲜明对比的是，工业工程专业教学创新与改革明显滞后，工业工程专业原有的课程体系已不能很好地适应应用型人才的培养要求，尤其是实践教学。如何创新实践教学，深化教学改革，提高学生的实践能力和创新能力，培养社会需要的应用型人才已经成为亟待探讨和解决的问题。

一、现行实践教学存在的问题

目前，我国高校工业工程专业的实践教学都已普遍开展，大多数高校虽然对实践教学越来越重视，但是相对于理论教学还存在很多不足［1－2］:(1)传统的实验教学侧重于验证性实验。实践教学中的设计性实验很少，有些学校的设计性实验比例不到10%，各门课程实验自成体系，学生难以从实验教学中学到探求未知、开拓创新的能力。(2)实验教学模式单一。统一的实验课和教学方式忽视了学生在能力和个性化方面的差异，学生被动地接受教师预先设定好的方案，按步骤进行，缺乏主动参与的热情和积极性。(3)课程设计与实际联系不够。大部分课程设计都在校内进行，没有结合企业生产现场，学生在综合分析、解决问题的能力上存在明显欠缺，不能很好地适应现代制造业飞速发展的要求。(4)生产实习流于形式，实习效果不好。近年来学校招生规模的扩大使实习学生的人数越来越多。实习一般采取集中模式，企业参与程度低，学生主动性差，实习缺乏深度，实习流于形式。(5)实践教学质量难以保证。校内实训限于环境和条件的制约，缺乏完善的管理约束机制，实验数据杜撰，实验报告抄袭的现象难以禁止;校外实习受生产单位的多种因素影响，企业大都不愿让学生动手操作，更不愿意让学生顶岗实习，实践教学缺乏稳定的指导和有效的监控，实践教学效果很难保证。

二、实践教学体系的基本框架

应用型人才培养既有别于“学术型”、“研究型”普通高等教育人才培养，又不同于“高职高专”教育的岗位技术技能人才培养。应用型人才的培养是面向社会，服务地区经济发展的。针对工业工程专业强调应用型的特点，结合人才培养工作面临的共性问题，贯彻“重基础、宽口径、强实践、长应用”的十二字方针，构建基于应用型人才培养的工业工程专业实践教学体系基本框架［3］，如图1所示。该教学体系增设了大量的实验和课程设计，五门主干专业课都开设了专门的实验和课程设计，并加大了设计性实验的比例。该体系重点放在实践教学环节的工程性、应用性和研究性及专业素质的培养上，通过形象化教学→实验课教学→现场实习→课程设计(毕业设计)→课外实践五个阶段，使学生对专业基本知识反复进行运用和训练，按螺旋上升的方式强化学生的实践技能。

三、实践教学体系的构建

1．加大设计性综合实验

工业工程专业课开设的实验大多是验证性实验，这些实验没有挑战性，学生对做实验的积极性不高。郑州航空工业管理学院2006年建成了生产系统实验室，该实验室是一个比较先进的工业工程综合实验室，学生可以利用实验室的装配流水线，加工一些比较简单的实验产品，通过实验产品的加工组装，可以把基础工业工程的动作研究、时间研究和作业分析等实验，生产计划与控制的生产线平衡实验，人因工程的噪音、照明和疲劳测定等实验综合在一起。这种综合性实验不仅可以将人因工程、基础工业工程和生产计划与控制几个学科有机地联系在一起，使学生理解生产的系统性和各门专业课之间的内在联系，而且大大激发了学生做实验的积极性，提高了学生分析问题解决问题的能力和创新实践能力。

2．开设团队式的课程设计

工业工程五门主干课(生产计划与控制、基础工业工程、物流工程学、质量工程学、人因工程学)都安排了课程设计，课程设计是学生在掌握了所学课程的基本理论、基础知识的前提下，综合运用知识完成设计要求。目的是通过课程设计，培养学生综合运用工业工程知识解决问题的能力和素养。课程设计通常采用集中的方式，由指导教师指定一组课题，以4人～6人为小组进行操作，课程设计包括设计过程、设计报告书写和答辩三个阶段。总成绩为三个环节的最终加权成绩，每个小组有一个总成绩，根据每个组的成绩，组长针对每个同学对小组的贡献率进行打分，整个团队相互协作，充分调动了每个学生的积极性，又培养了他们团队协作精神。

3．开展任务驱动型的生产实习

由于以往的生产实习，指导教师没有给学生明确具体的实习任务，而且生产实习指导书中给出了实习任务比较笼统而且范围比较大，实习内容比较空泛。实习任务不明确，学生实习带有盲目性。这样，实习往往只是认识、了解生产现场，使实习失去意义，缺乏挑战性，学生易产生懈怠和应付心理。任务驱动型实习方法为:老师首先和拟实习企业有关部门进行沟通，了解企业目前所面临的主要生产问题，然后学生通过自愿的方式组建团队，每个团队分配一个具体的任务。团队内的成员相互合作，合理分配任务，共同完成这项工作，共同递交一份实习报告。任务驱动型实习，能发挥学生的潜能，刺激学生追求完成任务的成就感，提高生产实习的教学效果［4～5］。

4．增设创新学分

在培养方案中增设创新学分，引导学生参加社会实践活动。通过开展“各类大赛”，组织学生参加社会实践、科技论文竞赛等活动，训练学生的科研能力和实践能力，并使学生获得相应学分。鼓励学生参与每年举办的“希望杯”、“挑战杯”、“沙盘大赛”等竞赛，开展“竞赛教育”。“竞赛教育”在促使参赛学生围绕竞赛范围梳理、整合所学知识从而优化学生知识结构的同时，能够提升学生理论能力、创新能力。工业工程专业学生先后获得“全国大学生数学建模竞赛”二等奖，“用友杯”全国“ERP”沙盘大赛团体二等奖和河南赛区第二名的优异成绩。学生设计的“多功能车座购物装置”和“一种多功能安全提示装置”产品获得国家实用新型专利。这些成绩极大地提高了学生学习专业课的积极性和创新实践能力。

四、实践教学实施的保障措施

要使实践教学落到实处，仅仅有科学完善的实践教学内容体系是不够的，还必须狠抓实践教学保障机制的建设。很多院校实践教学实施了很多年，但是效果一直不是很明显，原因主要是保障环节出了问题。

1．加强实验室建设

实验条件是保证实验教学质量的基础和前提，为了保证实验教学效果，必须不断加大对实验室建设的投入力度。近年来，学校先后扩建了实验室，购置了先进的实验设备，目前，郑州航空工业管理学院管理科学与工程实验中心已拥有生产系统实验室、生产中心虚拟现实实验室、人因工程实验室、质量工程实验室和综合物流实验室，其中有的实验室处于国内先进水平。由于该专业人数较多，实验教学工作量很大，我们设立了开放实验室，研制开发了实验室预约系统，学生可根据自己的时间安排进行实验，这样，大大提高了实验教学的效率和效果，而且提高了学生的创新实践能力。

2．加强实践基地建设

实践基地是确保工业工程实践教学效果的重要内容，多年来，我们已与航空制造企业建立了稳定的实习基地，包括沈飞、西飞、西航、成飞、株洲331厂等，学生去航空实习基地主要进行生产实习。航空制造企业都是外地企业，为了满足学生的认知实习等实践，必须开发本地实习基地。借助于教研室成员的社会资源和合作关系，通过对郑州宇通公司、郑州日产公司、郑州娅丽达裤业公司、郑州润滑油公司、郑州思念公司、郑州海马公司等十几家制造型企业的甄选，本着多行业、本地化的原则，课程组选择了汽车、服装、食品、能源四类行业中的五家制造型企业，主要作为认知实习和实践基地。实习基地的扩展，为学生实习提供了有力保障。

3．改革实践考核方式

评价考核的改变是实践改革的驱动力，一个好的评价体系不仅能有效地激发学生学习的原动力，也有利于教学效果的公正评价。改变传统的以教师主导的评价方式，让学生和实习企业等共同参与评价。考核的内容也不能是单一的实验报告或实习报告，还包括实际操作和答辩等内容，这样才能客观地反映学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力、实践创新能力等。比如生产实习的成绩评价方式是以企业考评、学生自评与教师评价相结合的综合评价方式，考核的内容有实习报告和答辩，每个团队的总成绩是各个环节的加权成绩，个人成绩按贡献大小决定。这样每个成员的工作绩效都影响整个团队的成绩，让每个同学认识到自己在团队中的重要性，改变了以往学生随便抄袭实习报告，应付实习的现象，极大调动了每个同学参与实践的积极性，实践效果良好。

4．完善实践教学反馈与监控体系

建立健全实践教学反馈与监控体系，是加强实践教学管理和提高实践教学质量的重要保障。郑州航空工业管理学院建立了校、院二级教学督导机制，分为校级教学督导组和院级教学督导组。院级教学督导成员经常深入到学生当中，了解学生学习实践课的情况，听取学生对实践教学的意见;他们会对实践教学计划进行评估，对青年教师或教学效果较差的教师，进行听课“会诊”，提出改进意见。校级教学督导组对教学质量和教学过程实时监控，他们会随机听课，抽查老师的实验准备情况，抽查实验报告、实习报告和课程设计报告。在期中和期末，召开实践教学工作座谈会，听取教师对实践教学的组织、管理情况，实践教学中遇到的困难和问题等方面的意见。教学督导组以“督”入手，重点在“导”，目的是不断提高学校的实践教学质量［6］。学院将进一步完善监控体系，为实践教学质量提供保障。

5．加强实践教师队伍建设

教师队伍是实践教学体系的构建者，更是实践教学体系的实施者，实践教学效果的好坏与教师的经验和能力密切相关。通过引进和培养等方式，形成一批具有超前的实践教学理念、较高的学术水平和教学水平、较强实践能力的教师队伍。学院主要通过培养的方式来建设“双师型”教师队伍，要求每个专业教师必须带实验课，必须参与课程设计和实习等实践环节的教学。学院有计划地安排从事实践课教学的教师到企业的生产一线锻炼或参加企业的课题研究工作，鼓励老师利用带生产实习的机会多与企业接触，提高教师的实践应用能力。同时，建立一支相对稳定的来自企业的具有丰富实践经验的兼职教师队伍。兼职教师队伍能改善师资结构，适应专业变化的要求，对“双师型”教师队伍起到一定的补充作用。［7］

五、结语

工业工程专业是一个实践性非常强的专业，每个学校都十分重视实践教学环节。本文通过对工业工程专业实践教学的探讨，构建了基于应用型人才培养的实践教学体系，并提出了保障实践教学顺利实施的一些措施。除此以外，还应进一步加强实验设备及设施建设，加强实习基地的维护，加大综合性实验的开发等，为培养应用型工业工程人才搭建实践平台。同时，我们应紧密结合社会需求的变化，不断地完善工业工程专业实践教学体系。