基于三螺旋理论的工业工程专业实践教学研究

张洪亮　陈彬

摘要：针对工业工程专业实践教学中存在的问题，构建了基于三螺旋理论的工业工程专业实践教学体系，明晰了工业工程专业实践教学的目标、强化过程管控与效果检验，形成了以“目标——手段——检验”为主线的实践教学闭环管理模式，给出了一条解决工业工程专业人才培养与企业需求之间结构性矛盾的路径，并以安徽工业大学为例介绍了该模式的应用效果。

关键词：工业工程；实践教学；三螺旋理论；人才培养

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2017.03.017

中图分类号：G642

文献标识码：A

文章编号：1671-1580（2017）03-0057-04

工业工程起源于20世纪初的美国，它是一门将管理、工程技术融为一体的工程性、实践性和综合性都很强的学科，在企业降低成本、改善质量、提高生产效率与效益等方面具有广阔的应用前景。在工业工程教育方面，1908年，美国宾夕法尼亚州立大学首先设立工业工程系。在我国，1992年，国家教委批准西安交大、天津大学首批试办工业工程专业，经过20余年的发展，目前已有170余所高校设立工业工程专业，工业工程已成为近年来始终热度不减的专业。此外，根据《普通高等学校本科专业目录（2012年）》，工业工程已成为管理学门类下的一级学科，可见，工业工程专业正受到国内教育界和社会越来越高的重视。

目前，我国已成为世界制造中心，并逐渐由制造业大国向制造业强国转变，企业及社会逐渐意识到工业工程在工业现代化过程中的重要作用，因此，对工业工程专业人才的需求迅速增长。然而，高校工业工程人才培养与社会人才需求间存在着一定的结构性矛盾，一方面，企业越来越注重工业工程人才的实践能力及创新能力；另一方面，一般高校培养的工业工程专业毕业生缺乏较强的创新和实践能力，不能很好地满足社会对工业工程专业人才需求的期望。在此背景下，培养和造就一批工程能力强，具有创新精神和善于解决问题的实践能力的工业工程人才，成为工业工程专业教学与实践改革的方向，也是解决工业工程人才培养与社会对工业工程人才需求间矛盾的重要途径。

一、工业工程专业实践教学改革思路

实践教学在培养学生的实践能力和创新能力的过程中占有重要地位，但由于工业工程专业在我国的起步较晚，导致人们对工业工程专业的认知不够透彻，所以，国内一般高校的工业工程专业在课程体系设置中没能彻底摆脱重理论轻应用、重课堂教学轻实践、重学术轻工程的模式，在实践教学课程设置上没能更好地挖掘与识别企业需求，导致学生缺乏工业工程具体实践，工业工程知识应用与创新能力亟需提升。因此，传统的以教师为中心、以课程讲授为主要教学方式的教学模式难以体现工业工程的专业特色，毕业生工程化背景较弱，难以适应企业及社会对工业工程专业人才的需求预期。因此，积极推进工业工程专业实践教学改革，搭建完善的实践教学体系，强化创新与实践能力培养，培养符合社会需求的创新型、应用型工业工程专业人才是工业工程教育中急需解决的问题。

针对上述问题，本文提出了基于三螺旋理论的工业工程专业应用型、创新型人才培养的实践教学

基于三螺旋理论的工业工程专业实践教学体系强化了实践教学的出发点，即以社会及企业对工业工程专业学生的需求为目标，强化应用与动手能力，强化创新意识的培养，满足企业与社会对工业工程专业人才培养的需求；以课程实验与课外实习为关键过程，突出课程实验与实习实践环节的联动；以国家级、省级及校级三级联动的工业工程竞赛为手段，检验实践教学效果。三者之间相互协同，构建以“导向——手段——检验”为核心的工业工程专业实践教学体系闭环管理模式。

二、基于三螺旋理论的工业工程专业实践教学改革内容

（一）围绕企业需求凸显工程能力培养

应用性强、实践性强是工业工程的专业特色，这既为学生就业提供了广阔的前景，同时也对工业工程专业的实践教学提出了更高的要求，所以，工业工程教学单位应深度挖掘把握社会及企业对工业工程专业人才需求的预期，强调学生实践能力及创新能力训练，使工业工程专业毕业生在工作岗位上能学以致用。因此，深度推进校企合作，选取典型企业，形成密切的产学研关系，为学生实习提供良好的平台，在实践教学中具有重要的作用。此外，为切实把握企业需求，要深入分析近年来工业工程专业学生的就业质量与就业去向，切实挖掘并动态把握企业对工业工程专业毕业生的需求动态及专业素质要求，确定工业工程专业的重点培养方向，明晰工业工程专业实践教学体系的改革方向及目标，适应社会和企业对工业工程人才的需求期望。

（二）实验与实践环节一体化建设

课程实验也是提升工业工程专业学生动手实践能力的重要方式，但以往的课程实驗设置没有从专业培养目标的高度进行统一规划，课程实验内容间的内在联系不强，存在交叉与重复，各课程实验往往以断点、碎片的形式存在，难以形成围绕专业培养目标的、有机联系的课程实验链条，因此，应围绕工业工程专业的培养目标，以动手能力、实践能力、综合素养培养为目标，统一制定课内实验指导书，明确相关课程实验内容，构建相互联系、有机互动的课程实验。实习环节是工业工程专业实践教学的重要组成，也是提升工业工程专业课堂教学效果的重要支撑，而形成面向全过程的实习管控机制是提高实习效果的重要保障，因此，加强校外实习基地建设，明确各实习与实践环节的目的、内容与方式，加强全过程化的课外实习管控，制定完备的课外实习考核机制，是提升课外实习实践环节效果与质量的关键点。

同时，课程实验与课外实践各有特点，对工业工程教学单位而言，应积极加强课程实验与课外实践的一体化建设，从专业培养目标的高度整合课内实验与课外实践环节间的关系，使两者互为补充、相互促进，在工业工程专业学生实践能力培养过程中发挥积极的协同作用。

（三）着力强化全过程管理

只有将全过程管理的理念应用到实习实践教学环节中，实践性教学环节才不会流于形式。为了保障实习、实践及课程实验环节的培养质量，需要在实践性教学实施前、实施过程中、实施后进行全方位的过程管控。实践性教学环节实施前要规范实验指导书模板、实验报告模板以及实习报告的撰写格式。在实践性教学过程中，要提高学生参与的积极性，挖掘学生的潜能，并以社会及企业需求为出发点，深化实践教学改革，强化专业软件的应用，同时增强教师的参与性与责任心。在实践性教学环节结束后，可结合实习讲习会、优秀案例展示等活动强化教学效果的检验。

（四）积极推进创新创业训练

在国家积极倡导“大众创业、万众创新”的背景下，高校应积极推进创新与创业训练计划项目，以提高学生的创新能力与意识，为社会造就创新与创业的生力军。对工业工程专业而言，创新与创业训练项目既是提升工业工程专业学生创新能力、实践能力的重要手段，也是检验工业工程专业实践教学效果的重要途径。因此，应积极鼓励学生参加工业工程学科及相关学科的各类大学生创新创业训练计划，如“清华IE亮剑全国工业工程应用案例”大赛等国家级、省级及校级相关赛事，通过参与各种赛事，提高学生的动手实践能力，激发学生的创新思维，发挥师生在创新创业方面的合作效应。此外，为了激发工业工程专业学生应用IE的兴趣，提高学生参与国家级及省级工业工程专业相关赛事的质量，可在保证正常教学的情况下，积极组织学生开展专业比赛，如学生制图竞赛、生产仿真建模比赛、精益生产应用案例比赛、工业工程课外作品竞赛等专业技能比赛，以促进工业工程专业学生实践应用能力的提升。

三、应用案例

安徽工业大学是安徽省内较早招收工业工程专业本科生的高校，2009年划为一本招生专业，目前为安徽省省级特色专业，拥有工业工程专业硕士点。经过多年的发展，该校工业工程专业已具备一定的实力，拥有“物流工程”国家级精品视频公开课，“生产管理”等省级精品视频公开课，“系统工程”“运筹学”“人因工程”等校级精品课程。该校工业工程专业教师学缘结构合理，教师队伍中既有省级教学名师和学术带头人，也有一批朝气蓬勃的青年骨干教师，40%的教师具有博士学位。近年来，先后建设了以生产系统实验室、物流系统仿真实验室、质量管理实验室、人因工程实验室等为主体的省、校两级实训示范中心。尽管如此，比对应用型、创新型专业人才培养要求，仍存在一定差距。基于此，在近几年的实践教学过程中，该系应用三螺旋理论对工业工程专业实践教学进行了富有成效的改革。

（一）明确培养定位

经过几年的建设，该专业已拥有马钢集团、南华集团、芜湖美的公司、安徽三力机床公司、富士康公司、马鞍山方圆材料工程有限公司等多家实习单位，各项实习活动都能够有条不紊地开展。同时，该系积极分析近年来工业工程专业毕业生的就业质量与就业去向，明确了社会及企业对工业工程专业毕业生专业素质的要求，确定了“生产管理”“质量管理”“设施规划”“人因工程”等重点培养方向，以使学生的就业及继续深造更具有方向性。

（二）加强实践教学地位

该系积极进行本科生专业培养方案的调整，形成了具有“时代特色，专业特色，地域特色”的实践教学体系（2015年版），该体系增加了实践及实验等环节的课时比重，其中，专业基础课、上机及实践课时达到58课时；集中性教学实践环节达到32周课时；专业选修课上机及实践课时达到114课时。其次，在实验课程结构方面，更加强调社会及企业的实际需求，增加了“管理统计学”“器夹具设计”“精益生产”“消费产品设计”等课程实验，实现了拓展学生知识面、拓展就业口径的效果。

（三）实验与实践联动推进

重新修订了工业工程专业课外实践指导书，从专业培养目标的高度整合了各课外实践环节间的关系。在具体课外实践过程中，深入推进实行“双导师”制，即带队老师与专业指导老师双导师制度，以提升实践环节的效果与质量。完善实习讲习会制度，针对认识实习，开展了“认识实习讲习会”；针对生产实习，开展了“创新案例交流会”；针对毕业实习，开展了“角色扮演活动”。这些活动的开展提高了学生校外实习的积极性。重点加强实验室建设，先后购置了生产仿真软件Flexsim、质量管理软件JMP及人因工程软件Jack等。

在设计各课程实验内容的过程中，该系以生产运作体系为主线，以仿真软件为实现工具，通过生产系统将各课程实验内容串联起来，借助仿真软件强化了各实验内容的可用性、可实现性。经过几年的建设，该系主干课程均已开设相关实验项目，见表1：

（四）创新创业训练效果明显

首先，在课程体系中增加了创造学、Triz等创新创业教育及社会责任教育等课程。同时，积极推进本科生导师制，并强化大学生积极参加校级学生科研训练计划、省级大学生创新训练计划项目及教育部国家级大学生创新创业训练计划，通过参与各种赛事，提高学生的动手实践能力，激发学生的兴趣，发挥师生在创新、创业方面的合作效应。近年来，该专业学生先后获得2013年中国大学生服务外包创新创业大赛二等奖、2013年全国Triz大赛一等奖、2014年全国大学生机械创新设计大赛一等奖、2015年安徽省首届“互联网+”大学生创新创业大赛金奖。学生就业率连续三届一直稳定在96%以上，稳居全校前列，考研学生中多人被浙江大学、上海交通大学、天津大学等知名大学录取，应用型与创新型工业工程专业人才培养的态势日趋形成。

四、结论

论文提出的工业工程专业实践教学三螺旋模型，为解决人才培养与人才需求间的结构性矛盾提供了一种途径，有效推动了师生联动，提升了课程实验与实习实践的过程质量，并以安徽工业大学为例介绍了该模型的应用效果。论文研究成果為相关院校培养应用型与创新型工业工程人才提供了新的思路，也为相关专业改善实践教学效果、提高人才培养质量提供了有价值的借鉴。