模型实景教学法在工业工程专业课教学中应用探究

1、模型实景教学法在工业工程专业课教学中应用探究摘要：分析了工业工程专业人才培养现状，讨论了 模型实景教学法在专业课程教学中的优势，选择设施规划 与物流分析课程作为试点，设计并实施了以加强学生专业 工程背景与工程意识为目标的人才培养教学模式的改革，取 得了良好效果。关键词：工业工程；模型实景教学法；工程背景；教学 改革随着科学技术的飞速发展、人才市场竞争激烈，越来越 多的企业重视对工业工程人才的需求。目前，国内高校的毕 业生就业问题所面临前所未有的挑战。用人单位把工业工程 专业毕业生的动手能力、工程背景与意识、团结协作的能力 作为招聘的重要考核指标。要达到这些要求，要求教学部门 提高学生的培养质量

2、，而这些又必须以良好的教学质量作保 障。工业工程专业学生的教学质量该如何保证，是解决问题 的关键。一、工业工程人才培养现状工业工程（ie）是综合运用数学、自然科学、系统科学 等专门知识方法，对有关人员、资金、能源、信息以及固有 技术构成的系统进行规划、设计、评价、创新，以使系统更 有效、更富有生产力的学科1 。因此，工业工程专业是 一个实践性和应用性都非常强的专业，培养的学生不仅要有 较强的理论基础，还需要具备很强的实践动手能力以及发现 问题、分析解决问题的能力。经过多年的教学实践和思考，在目前的工业工程专业教 学实践中，无论是理论教学还是实践教学，都不能很好的满 足该专业人才培养的实际需求。

3、原因在于理论教学与生产实 际的严重脱节，表现在学生几乎没有工程背景、现有的实践 教学环节大都流于形式、学生在认识实习与生产实习中所接 触到的生产实际信息与课堂的理论知识不能很好的衔接起 来。目前的工业工程专业教学，一般以课堂理论教学为主， 以实验、课程设计和案例教学为辅的模式，重点要求学生对 理论知识的掌握。从理论教学看，学生仅限于通过课堂讲述 的知识、书本所总结的方法、例题学习专业知识，而这些理 论知识、方法和例题往往是生产现场实际运营问题的简化。 教师有时候不得不采用挂图、ppt图片等教学的方式，引导 学生理解一些如企业布局、生产线设备的布置形式、生产能 力的核定以及科学制定生产流程等问题

4、；从案例教学看，普 遍缺乏合适的案例，学生不能全面了解实际问题的真实状 况；从实验教学来看，实验教学大都是验证性实验，不能就 某项相关联的知识点展开讨论，学习效果不佳。这种近乎“虚拟”的教学方式使学生在学习中很难理解老师所讲述 的知识，很难对工业工程专业知识系统的内涵有深入的理 解，在面对实际问题时，无法筛选、概括问题所包含的信息, 无法准确找到解决问题所需的信息，缺乏实际应用能力。二、模型实景教学法的优势实景模拟教学法源于战争中的沙盘模拟推演，在战争中 采用各种形式的沙盘模型来模拟战场的地形及武器装备的 部署情况，结合战略与战术的变化来进行推演，决策战术指 挥与部署，这种方法在军事上获得了极

5、大的成功2。由 于直观、高效和准确，战后这种方法逐渐被应用于企业管理 和各种层次的教学环节中。模型实景教学法在一些相关专 业，如建筑学、机械工程等教学中经常用到，其目标是在理 论学习中引入让学生看得见、摸得着的实际模型，来增强学 生对于学习对象的直观的、感性的认知，进而增加对所学知 识的理解3 o工业工程专业有很强的实践性，工业工程技术人员必然 具有很强的实践和工程分析与设计能力，善于对生产系统的 各组成要素及其相互关系，进行周密的实际观察和分析，为 系统优化设计提供参数和依据，为系统的高效运行提出和选 择最优方案4 。所以，实景模型教学法可以以较低的成 本，改善传统的教学模式，使理论与实践相

6、结合，使学生较 好的理解掌握工业工程领域的相关知识，对于学生进一步提 高专业能力具有一定的意义。三、应用专业课程的选择为推进模型实景教学法在专业课程体系的应用，我们须 在专业课程中选择试点课程进行实施，以便在教学实践中探 索该方法的应用方案与效果。在多年的教学实践中，基于专 业教师的教学研究与具备的企业实践背景，我们选择设施 规划与物流分析课程作为研究试点开展研究。设施规划 与物流分析是工业工程的一门核心课程，是以制造企业， 尤其是机械制造企业为背景，注重制造企业内的物料搬运路 线的优化设计，原材料、半成品以及制成品的物料活动控制, 机器设备、运输通道和场地的合理布局，从而实现生产物流 系统整

7、体优化。因此，该课程实现了理论、方法和技术的有 效结合，选择该课程作为研究与实践的试点课程是有实际意 义的。四、模型实景教学法的设计与实施（一）模型实景教学法的设计根据规划的研究思路，实施模型实景教学法应从以下几 个方面进行：1课堂教学。根据课程教学大纲要求，设施规划与物 流分析学习物流设施集成与规划的基本原理、主要方法， 掌握传统的设施选址、物流分析和设施规划的方法。重点是 厂址选择、slp方法和sha方法；学习现代物流设施的基本 知识及其在制造系统中的应用。slp方法作为教学的重点与 难点内容，在教学中加入实景模型不但会给同学们真实的工 厂感受，还可以引导同学们对合理布局的思考。2课程设计

8、。在课程设计教学环节中，加入模型实景的 展示，使同学们在设计阶段就可以对方案的合理性与可行性 有较深入的理解和认识，适时改进方案，加强对生产实际的 认识。3课程实验教学。为加深对专业知识的理解与运用，教 学大纲还规定了 6学时的实验教学环节。实景模型的运用会 对实验教学起到必要的辅助作用。4.毕业设计。在工业工程专业毕业设计中，设施规划设 计占一定的比例。以往的毕业设计中，同学们都是按照任务 要求，了解企业生产现状、分析作业单位物流量、作业单位 相互关系分析与作业单位布局平面设计，其结果是"纸上谈 兵”，所得到的设计方案也都是二维的，建立不了真实的设 计感受。在毕业设计中，将所分析的

9、数据与设计的方案应用 模型实景实际摆放，可以直观地感受设计的合理性，并能够 及时调整设计方案，将满意的方案展示实景模型成果，将大 大改善毕业设计效果，提高毕业设计质量。（二）模型实景教学法的实施1开展调研。为使实景模型的设计与制作更贴近于企业 生产实际，我们开展了为期3个月的调研工作。调研选择了 任课教师较熟悉的企业，并通过网络上的卫星图大致测量了 厂区面积与各作业单位的基本布局，然后深入现场实际测 绘，得到了第一手资料。2模型设计制作。实景模型在设计时须要考虑不同制造 企业的生产产品特点、工艺流程、作业单位相互关系以及所 处区域特点，根据调研得到的数据，应用相关软件设计了 10 种不同功能的

10、制造车间厂房，设计了 4种办公区域建筑以及 3种仓库等功能区建筑。并按照实际尺寸，以合适的比例制 作出其厂区的模型。3教学应用。在课程设计应用过程中，通过模型实景模 拟，验证了数据计算、分析的合理性。在毕业设计中选取了 3名学生，在相关企业物流系统设计及分析改善中应用实景 模型来展示毕业设计成果，在对企业生产系统物流、生产计 划与运营数据搜集、整理、分析的基础上，研究物流与作业 单位布置之间的关系，合理利用有限的资源，实现高效的运 营，取得了满意的效果。五、结束语工业工程专业实景模型教学模式的构建，解决了工业工 程专业课枯燥、乏味、学生现场背景薄弱、对理论知识理解 不深、不透等实际问题，提高了学生学习的积极性和主动性, 而且也为专业其他课程的教学提供了有益的思考。同时，这 种教学模式体系对改善实践教学条件、深化教学改革、强化 能力培养和优化教学队伍等方面起到积极的推动作用。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.