面向区域产业集群的应用型IE 人才培养的课程教学模式.pdf

第12卷第2期2009年4月工业工程IndustrialEngineeringJournalVol.12No.2April2009收稿日期:2008206203基金项目:浙江省新世纪高等教育教学改革研究资助项目(yb08056)作者简介:陈亚绒(19772),女,陕西省人,讲师,硕士,主要研究方向为工业工程与管理.面向区域产业集群的应用型IE人才培养的课程教学模式陈亚绒,周宏明,付培红,李峰平(温州大学机电工程学院,浙江温州325035)摘要:基于温州区域产业集群对工业工程人才的需求特征,构建了面向区域产业集群的应用型工业工程创新人才培养目标,提出了对接区域产业集群的基础工业工程课程创新教学模式,阐述了课程创新教学模式的3个方面:对接区域产业需求的多元化实践教学创新、面向区域产业需求的课程体系优化、支持创新学习的网络课程平台开发。关键词:基础工业工程；实践教学；区域产业集群中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号:100727375(2009)0220122204OntheTeachingandTrainingofInnovativePersonnelforRegionalIndustrialClustersChenYa2rong,ZhouHong2ming,FuPei2hong,LiFeng2ping(SchoolofMechanicalEngineering,WenzhouUniversity,Wenzhou325035,China)Abstract:BasedonthedemandcharacteristicsofindustrialengineeringtalentsinindustrialclustersintheregionofWenzhou,sometrainingobjectivesforinnovativeindustrialengineeringtalentsweresetup,ateachingmodeforfundamentalindustrialengineeringcoursewasproposed,andthreeareasofteachingmodeweregiven:thediversifiedpracticeteachinginnovation,theoptimizationofthecoursesystemfortheneedofregionalindustries,andthedevelopmentoflearningnetworkplatformforinnovativelearning.Keywords:fundamentalindustryengineering；practiceteaching；regionalindustrialclusters随着国际产业分工的发展,中国正逐渐成为世界的制造工厂。但本土制造企业的粗放型经营管理模式无法满足快节奏、低成本、高效率、高质量的市场需求,这些问题已经成为制约制造业发展的“瓶颈”,于是越来越多的企业开始重视工业工程技术和方法的应用。与此同时,我国的工业工程教育得到了快速发展。自1992年国家教委批准西安交通大学、天津大学首批设立工业工程专业,据不完全统计,目前全国已有166所高校开设了工业工程专业1。与快速成长壮大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。查阅文献发现,目前的教学研究基本分为3种:一是有关工业工程专业定位与人才培养模式的研究2；二是有关实验室建设3；三是有关毕业设计4或生产实习5等单独实践环节的改革创新。对于专业课程建设或教学创新改革的成果很少,这极不利于应用型工业工程创新人才的培养。温州大学2002年开设了工业工程专业,作为一所地方院校的新专业,在建设过程中非常重视教学研究与改革。立足于培养地方经济发展需要的工业工程专业技术人才,基于温州区域产业集群对工业工程人才的需求特征,不断探索和实践课程的创新教学,努力培养创新型工业工程人才。1人才培养目标构建作为浙南地区的经济中心,温州是浙江省最具第2期陈亚绒,周宏明,付培红,等:面向区域产业集群的应用型IE人才培养的课程教学模式经济活力的一个地区,目前已形成制鞋、服装、打火机、眼镜、汽摩配、纽扣、塑编、制笔、泵阀、电器等具有明显区块特色的30多个轻工产业集群。其典型特征是以劳动密集型产业为主体6,普遍具有企业规模小、劳动效率偏低、研发投入少、创新能力薄弱、重复投资多等弱势,并成为制约产业升级的最大困难之一。因此,生产效率和效益的提高是温州区域产业升级必须着力解决的关键问题。特别是面对人民币升值、原材料涨价、新“劳动法”实施、出口退税调整等外在因素影响,企业迫切需要通过应用工业工程的原理和方法实现精益管理,提高生产资源的利用效率,提高生产效率,消除企业生产浪费,降低生产成本,应对生存挑战。在此背景下,根据温州区域不同产业集群的生产特征与岗位需求,采用“反推”、“拉动”的形式确定课程的教学要求,培养面向区域产业集群经济需要的专业人才；教学紧密结合地方企业的生产实践,构建系统的实践教学体系,培养应用型人才；重视将IE理论和方法创新性地应用在不同产业类型的典型企业实际问题的解决,培养创新型人才。综合以上3个方面,形成“面向区域产业集群的应用型工业工程创新人才”培养目标。“面向区域产业集群的应用型工业工程创新人才”目标的实现是一项复杂的系统工程,包括设置科学的课程体系、建立合理的知识结构、完成必需的实践教学等。鉴于温州区域产业集群经济的发展现状和趋势,基础工业工程课程的建设是影响培养目标能否实现的一个关键系统要素。2教学模式提出以劳动密集型产业为主体的温州区域产业集群,因企业管理基础薄弱,面临问题多,特别需要大量熟练掌握传统IE理论和方法的专业技术人才,规范生产流程,标准作业方法,优化作业环境。但基础工业工程的主体内容是起源于20世纪40年代的工作研究,迄今已有60多年的应用历史。如何通过教学模式的创新,使经典的基础IE课程焕发生机,激发学生的学习兴趣,真正掌握IE的基本工作程序和技法,从而创新性地有效解决企业MRP、ERP等复杂现实问题,是本课程创新教学模式探索与实践的指导思想。只有确立明确科学的课程目标,正确实施课程教学,才能最终实现课程的育人价值7。通过广泛分析温州区域产业集群的发展现状、面临的问题、发展趋势和要求,提出基于“面向区域产业集群的应用型创新人才”培养目标的基础工业工程课程的应用型创新培养要求为:树立改变传统经验管理模式意识,掌握方法研究、作业测定、现场管理优化的知识以及技术和技能,学会综合运用这些技能创新性地解决典型产业生产实际问题的方法和程序,以实现生产系统及其运行的不断优化,达到提高生产效率和经济效益的目的。基于以上指导思想和课程培养要求,提出了基础工业工程课程教学模式创新思路:以课程教学要求为主线,以提高教学质量为目的,注重创新实践教学环节,优化课程教学内容,强化现代信息技术下的教学手段和方法。3教学模式探索与实践3.1对接区域产业需求的多元化实践教学创新基础IE手法的使用需要学生将知识、实践、经验和技巧完美结合,缺少实践环节,学生就不可能熟练运用所学的技术理论知识。实践也是创新的基础,是完善一个人综合素质的重要途径8。因此,强调将实践融入到基础工业工程整个课程知识的教学过程中,而不仅仅是传统的“实践环节”。为了实践此理念,以基础工业工程在企业的实际应用方向和工作岗位为导向,依托温州地方制造业的产业实践,不断创新实践教学内容和教学方式,形成了对接产业需求、多元化、形式多样的实践教学体系。3.1.1课堂中的“企业生产实践”通过摄像机拍摄,采集温州和浙江其他地区典型产业,如泵阀、电器、汽摩配、眼镜、剃须刀等代表企业的生产实践,用Premier编辑,制作成视频素材库,用于理论及实验教学,让学生在教师的指导下现场运用所学的课程知识进行分析。与传统的课堂教学相比,这种做法充分调动了学生的学习兴趣,帮助教师及时了解学生的疑惑之处,有利于挖掘学生的质疑、创新意识,提高教学效果。除此以外,鼓励任课教师进行与课程相关的课题或项目研究,及时将产业需求以及制造与生产系统的最新研究成果渗透到课程的教学中,提供给学生大量真实的工业问题,培养学生解决这些问题的判断思想和技能。3.1.2与地方产业相结合的“菜单式”实验素材库传统上,对于同一个实验项目,受条件限制,实验对象基本上是单一的,实验条件完全是一致的。而通过拍摄企业生产实践,制作实验视频素材库可以突破这种限制,对于同一个实验项目,分别采集泵321工业工程第12卷阀、服装、低压电器、汽摩配、眼镜、剃须刀、皮鞋、打火机等多个典型产业的多个企业的生产实践,编辑成“菜单式”实验素材库。由此,学生可以根据个性化需求选择实验素材完成要求的实验项目,更加自主、能动地参与到学习中。3.1.3走进企业的系统实践环节“基础工业工程课程设计”针对理论和实验教学存在的强化关键知识点、系统综合实践训练不足问题,提出“走进企业、解决问题”的综合实践教学环节即基础工业工程课程设计。课程设计重视对问题的研究,试图通过对现实问题的研讨、探究,使学生获得相关知识,实现理论与实践的完美结合。通过成功地与地方主要产业的典型企业合作,建立基础工业工程课程设计实践基地,使学生有机会“走进企业,认识企业,把生产车间当作学校的课堂”。这种实践教学模式完全抛弃了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,能够全面锻炼学生的创新能力、实践能力和学习能力。3.1.4课外与地方产业经济的零距离接触基础工业工程的实践教学环节不局限于课内,而且延展到学生的课外活动中,鼓励学生参与教师科研项目与课题,点燃学生的学习兴趣,激发学生进行研究性学习,全面培养学生的创新能力和素质。将学生在校的主动实践内容与地方制造业紧密结合,构建学生主体研究项目库,并通过学生创新课题、科技创新赛事和实验室开放项目等载体来开展工作,从而形成基础工业工程课外学生创新氛围。这些课外科研活动使学生在交流学习中受到创造思想的熏陶和启迪,增强学生的创新意识和创业能力,为应用型创新人才培养奠定了基础。3.2面向区域产业需求的课程体系优化课程设置是实现专业人才培养目标的基本途径,也是提高教学质量的一项重要内容。郭位9院士提出“课程之间的更多衔接可以实现更好的主题和概念的垂直集成”,据此以实现课程目标为根本,运用系统工程方法,构建了基础IE理论教学、实验教学以及与之相关的其他教学环节,具体包括课程设计、生产实习及毕业设计,从理论到实践逐步巩固的专业课程体系结构,如图1所示。该体系实现了将基础工业工程知识的强化与实践分散到多个教学环节,设计提出了系统强化基础IE技能和手法的课程设计环节,旨在实现“理论教学面向实践,实践应用激发理论学习”的良性理论与实践教学循环的目标。基础工业工程创新教学模式下的课程理论教学、实验教学以及课程设计的教学内容和学时,为创新型人才培养营造实践、创新的背景。图1基础工业工程课程及其相关课程的体系结构理论教学坚持“少学时、多内容”的原则,教学时数控制在3236学时,内容以IE基本技能和手法为主,方法研究(程序分析、操作分析、动作分析)和作业测定(秒表时间研究、工作抽样、预定时间标准、标准资料法、学习曲线)内容占总课程内容的83%10。教学案例素材至少包括企业实践的视频录像、图片、数据资料等形式的50%的案例素材。实验项目的选择坚持“验证、巩固理论教学关键知识点”的原则,结合地方产业应用需求,从文献11提出的11个实验项目中,选择了人机作业分析、双手作业分析和模特法应用3个实验项目作为必修实验,其他实验学生可课后自选完成。每一个实验除了可采用学校的实验设备进行的实验,还包括来源于地方企业生产实践的“实验素材库”。课程设计坚持“系统、综合运用课程知识”的原则,采取学生走进企业、参与生产、发现问题、解决问题的系统形式。一方面使学生对企业有直观的、感性的认识,便于后续课程的学习；另一方面,生产实践的个性化问题和环境可极大地激发学生运用所学知识解决实际问题的兴趣,培养他们的创新思维和能力。421第2期陈亚绒,周宏明,付培红,等:面向区域产业集群的应用型IE人才培养的课程教学模式生产实习与毕业设计的内容或选题直接与企业的岗位需求、问题解决相关,采用“面向区域产业集群的”模式。3.3支持创新学习的网络课程平台开发随着技术的发展,现代工业工程更注重以系统分析、计算机技术与运筹学为基础,解决大系统最优化与宏观资源配置问题,与信息技术的关系越来越密切。基础工业工程课程的教学创新也应响应专业的发展趋势,基于充分利用现代信息技术,制作多媒体教学课件,开发网络信息平台,并尝试基于网络信息平台的启发式教学方法,改变传统的教与学模式,推动教学质量和教学效果的提升。1)制作生动形象的多媒体课件,提高教学效果。为调动学生课堂学习积极性、主动性,丰富学生的知识面,激发学生兴趣,活跃学生思维,培养学生的创新能力,运用PPT、Premiere、Photoshop等软件,制作集声音、图像、视频等于一体的多媒体教学课件。生动、活泼、形象直观的多媒体课件,不仅让学生在课堂认识工业问题的现状,更能准确及时地传递大量信息,让学生更好地理解教师和教材中所讲的知识内容。2)开发多渠道交流的网络课程教学平台,促进自主学习。为实现牢固掌握基础IE技能和手法课程目标,除了课堂学习,还需要课后的训练、思考。因此,依据教与学需求,采用计算机数据库技术、网络技术和Web模式,开发了如图2所示主要功能模块的教学信息平台。此平台打破了传统教学模式下学习受时间、地点、课本的限制,方便了学生自主学习,以及与教师的交流、互动,为学生综合素质培养奠定了基础。图2基础工业工程教学信息平台主要功能模块3)开展以学为主的启发式教学,师生互动,教学相长。以网络信息平台为载体,以克服“灌输式”的传统教学缺陷为目标,变学生被动接受为主动学习,激发学生问题和创新意识,培养自主分析解决问题的能力,提出了启发式教学方法。实际操作中,授课教师预先将教学重点内容以提纲或问题的形式先发布网站上,要求学生在上课之前预习、思考,课堂上教师提问考察学生的预习效果,并重点讲解学生共同存在的难点与重点问题,对个别学生的个性疑问通过网络邮件、论坛、留言板或面对面答疑。这种方式改变了以往满堂灌、照本宣科以及讲得过细的传统,做到提炼基础和重点内容讲解；建立了教师、学生双向交互的教学模式,创造一个友好的学习环境；真正以学生为主体,使之通过积极的思维和相应的技能训练掌握知识,提高独立分析和处理问题的能力,培养综合素质和创新思维。4总结对接区域产业集群的基础工业工程课程创新教学模式具有以下特点。1)只有在理论知识付诸实践时,学生的认知方式才能真正得到改进和发展。本文提出的使用摄像机采集生产实践,让学生在课堂上走进企业,自主选择实验项目,主动参与分析解决实际问题的做法,正是对改变传统的教学模式的探索成果。这种与实践紧密融合的教学特色,体现了工程教育的基本规律,更好地适应了社会的需要。而将地方主导产业生产过程导入实践教学,体现出了浓厚的区域产业特征和特色,能够推进“面向区域特色产业集群的应用型创新人才”的培养。2)“走进企业,认识企业,把生产车间当作学校的课堂”的实践教学模式完全抛弃了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,能够全面锻炼学生的创新能力、实践能力和学习能力。3)创新教学模式下的课程体系以牢固掌握基础IE技能和手法为目标,强调课程之间的交叉与融合,实现了课程内容创新与教学资源的优化整合。4)基于多媒体网络、启发式教学的现代教学模式,改变了传统的教与学模式,为学生自主学习和教师创新性的教学提供了良好的学习环境,充足的网上资料为学生全面、深入的学习提供了条件,可以作为其他院校课程教学手段现代化的改革思路。(下转第130页)521工业工程第12卷参考文献:1易树平,郭伏.基础工业工程M.北京:机械工业出版社,2007.2罗卓.装配线平衡系统研究与开发D.广州:广东工业大学,2006.3高广章.生产线的平衡及优化方法研究D.吉林:吉林大学,2004.4美蒙代尔ME.动作时间研究M.董靖,译.北京:机械工业出版社,1983.5鲁建厦,兰秀菊,潘柏松,等.基于制造业的工业工程专业教学体系研究与实践J.高教与经济,2008,21(1):52255.6严京滨,张伟,林亨,等.工业工程专业实验室建设与运行管理J.工业工程,2006,9(4):1182121.7丁文英,陈廷,李玲玲,等.工业工程课程实验改进J.实验技术与管理,2006,23(5):1152117.8俞伟.吸油烟机总装流水线系统化平衡技术研究与应用D.上海:上海交通大学,2007.9张绪柱,崔鲁光,王平,等.工业工程实验与实习教程M.北京:机械工业出版社,2006.10郭伏,张国民,温婕.工作研究在轿车装配流水线能力平整中的应用J.工业工程与管理,2006,11(2):1192126.11高广章,孙建华.动作分析法在生产线平衡中的应用J.机械设计与制造,2007(7):2042206.(上接第86页)另外,在CONWIP投料系统下,产品组合比率不同,系统最佳的WIP水平也不一样,这里仅考虑了产品组合固定的情况。然而,随着客户需求的多样化,产品组合比率是经常变化的,这是今后研究的课题。参考文献:1严浩云,李宏余.基于面向负荷的生产控制的交货期设置方法J.计算机集成制造系统,2008,14(6):5852597.2WeeksJK.Asimulationstudyofpredictabledue2datesJ.ManageSci,1979,25(4):3632373.3SmithML,SeidmanA.Duedateselectionprocedureforjob2shopsimulationJ.ComputInd.Eng,1993,7(3):1992207.4EnnsST.JobshopflowtimepredictionandtardinesscontrolusingqueueinganalysisJ.Int.J.Prod,1993,31(9):204522057.5KaplanAC,UrnalAT.Aprobabilisticcost2basedduedateassignmentmodelforjobshopsJ.Int.J.Prod,1993,31(12):281722834.6ShaDY,HsuSY.Due2dateassignmentinwaferfabricationusingartificialneuralnetworksJ.IntJAdvManufTechn2ol,2004(23):7682775.7ChiuChao2chang,ChangPei2chann,ChiuNan2hsing.Acase2basedexpertsystemfordue2dateassignmentinawaferfabri2cationfactoryJ.JournalofInteligentManufacturing,2003,14(324):2872296.8SpearmanML,WoodruffDL,HoppWJ.CONWIP:apullalternativetoKanbanJ.Int.J.Prod,1990(28):8792894.9ChungShu2Hsing,YangMing2Hsien,ChengCho2ming.ThedesignofduedateassignmentmodelandthedeterminationofflowtimecontrolparametersforthewaferfabricationfactoriesJ.IEEETransactionsoncomputers,packing,andmanufac2turingtechnology,1997,20(4):2782287.10PearnWL,ChungSH,LaiCM.Due2dateassignmentforwaferfabricationunderdemandvariateEnvironmentJ.IEEETransactionsonsemiconductormanufacture,2007,20(2):1652175.(上接第125页)参考文献:1蔺宇,齐二石,史英杰.中国工业工程发展及其在制造业的应用研究J.科学学与科学技术管理,2007(4):1482152.2杨晓英,韩建海,范卫峰.工业工程专业定位和人才培养模式研究J.高校教育管理,2007(1):90292.3邵建峰,倪卫红,方叶祥.基于可重构思想的工业工程实验系统设计J.实验室研究与探索,2007,26(12):50253.4王永建.工业工程专业毕业设计及论文多元化模式研究J.实验技术与管理,2006,23(4):13215.5王满洲.工业工程专业生产实习中学生主动性的研究J.工业工程,2005,8(5):1132116.6彭移风.产业集群人才需求与职业技术结构优化J.高等工程教育研究,2007(1):1212123.7张洪田,孟上九,秦进平,等.应用型人才培养体系的探索与实践J.中国高教研究,2008(2):86288.8白日霞,黎树斌,刘玉彬.教学型本科院校创新人才培养的有效实践J.高等工程教育改革,2007(4):70273.9郭位.工业工程课程的最新沿革J.工业工程与管理,2005,10(2):125.10易树平,郭伏.基础工业工程M.北京:机械工业出版社,2005.11张绪柱,崔鲁光,王平,等.工业工程实验与实习教程M.北京:机械工业出版社,2006.031