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工业工程本科生实践创新教学|工业工程实践分析

来源:半年总结 时间:2019-11-23 07:51:48 点击:

工业工程本科生实践创新教学

工业工程本科生实践创新教学 1工业工程专业特点 工业工程(IndustrialEngineering,简称IE)的许多 重要的技术和理论方法来源于生产实践,是一个实践性非常 强的专业,要求学生能够独立解决企业生产中的实际问题。

因此国外很重视学生实操能力的锻炼,在该专业课程体系中 开设了一些动手课程和实践课程,值得我们借鉴学习。另一 方面,我们在走访企业过程中发现用人单位对IE专业的应届 毕业生不满意,主要抱怨学生的动手能力差,分析和解决问 题的能力差,灵活应用所学知识的能力差。这对IE专业的教 学方式提出了新的要求。我国自IE专业开设以来,毕业生就 业率一直保持在90%以上,主要面向大中型的中、外资制造 企业从事现代企业运作管理;
工程系统与物流设计、规划、 评价决策分析;
ERP、MRPII等计算机管理系统的应用等方面 的研究与实际工作。但也存在一些不容忽视的问题,如该专 业学生就业地相对集中,主要从业于长三角和珠三角等以制 造业为主的发达地区,就业面相对狭窄;
我国制造业正处于 从“生产型制造”向“服务型制造”转型的关键阶段,IE课 程设置与经济发展需求不一致,新的课程亟需建设,而传统 课程,如人因工程、运筹学、生产计划与控制等的教学内容 也需要调整。实践教学对于培养学生的实践能力、创新能力 和综合运用知识进行科学研究与工程设计的技能,具有特别 重要的作用,在人才培养中不可或缺、不可替代。知识需要在实践中深化,能力需要在实践中磨砺,素质需要在实践中 提升。深化改革,提高质量,必须坚持以强化实践教学为着 力点,离开高质量的实践教学,提高教学质量就是空话。杜 威认为,“从做中学是比从听中学更好的学习方法。”它把 学校里知识的获得与生活过程中的活动联系起来,充分体现 了学与做的结合,知与行的统一[1]。陈亚绒等[2]也提出一 种完全抛弃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。华南理工大学于2008年开设了 本科IE专业,其培养目标是培养满足社会和市场急需的应用 性复合型高层次专门人才。目前IE专业本科生的生源来自于 该校的理工学院的二年级本科生,普遍缺乏实践经历、相关 技能及IE专业基础。因此培养过程要拓宽知识基础,注重实 践环节,突出创新能力和实践能力的培养。面对新环境与新 要求,急需进行实践教学研究与创新。

2IE专业本科生的知识结构与能力培养 IE在长期发展过程中发展了许多颇具特色的方法,例如 时间与动作研究的方法、工作研究与测定的方法、生产计划 与控制的方法等。根据对多间有长期实施IE改进经验的大型 制造企业的访谈,以及对项目管理与六西格玛等职业资格认 证教学大纲要求的研究,我们整理得到如图1所示的IE的知 识结构,它应具有三个层次的内容:第一个层次是方法论层, 提出了价值工程是运用IE研究与解决工业生产和社会经济 系统问题时所应遵循的工作程序、逻辑步骤、基本方法,它的价值导向原则和创新本质、多学科化特性对教学体系创新 起着指导的作用;
而项目管理是实施IE时适合当前形势需要 的、科学的组织形式。我们认为,价值工程和项目管理不仅 是实施IE的方法论,而且也是IE知识体系的基础理论。第二 个层次是理论方法与工具层。本层次研究的对象是IE作为一 门学科所包含的各种原理、方法、工具。它包括人因与效率 工程等四个研究领域。第三个是应用实践能力层。IE改进需 要克服各种变革阻力,包括组织、流程以及人的惯性以及抗 拒变革产生的各种表现的阻力,IE专业人员必须具有克服阻 力推进变革的能力。根据以上知识层次的要求,全日制IE本 科生在学习期间,应侧重技术创新能力、系统综合能力、数 据分析与实践应用能力和沟通组织能力四方面能力的培养。

技术创新能力。创新是工程人才必须具备的素质。培养本科 生创新意识以及在工程研究中不断进行试验创新和开发创 新的能力,有助于本科生到生产第一线去研究开发新技术、 新产品、新工艺。系统综合能力。本科生的职业生涯的发展 需要这种能力,以系统的观点解决制造企业多部门复杂协同 中多变的问题。数据分析与实践应用能力。IE专业特别强调 综合运用定性与定量相结合的技术方法和数据分析手段分 析,解决工程技术和工程管理中的实际问题的能力。沟通组 织能力。在现代工程项目中,工程人才已经不是单兵作战, 还需要对相关人员和相关事务进行沟通、组织和管理。培养 本科生协调、组织开展工程项目的能力,是开展工程实践所必需的。

3基于课程改革的实践教学体系构建 IE全日制本科生实践教学体系的目标是解决如下问 题:①传统的IE实验手段一般比较单一,目前国内高校的IE 实验室一般单独设立人因工程实验系统、基础IE实验系统等 分实验系统,这些系统一般来说都是独立的。无论是基础IE、 先进制造还是设施规划和物流分析等课程的实验,它们大多 是对生产现场某个子系统、某个侧面的简单模拟,很难再现 生产中各个子系统之间的相互关系。因此,大多数实验只能 满足验证课堂教学理论的要求,很难真实再现企业生产现场 并跟上其发展变化的步伐,学生在学习的过程中难以串联各 门专业课而形成一个系统的框架以及理解各门专业课之间 的内在联系。②IE教学与研究中很多工作在实验室是很难完 成的。比如说要做生产线的流程改善或者基础IE实验、人因 工程实验、先进制造实验、可靠性实验等,学校不可能为了 学生做实验而在校内实验室建立一条生产线。因此这些实验 都是很难开设的。学生要对生产现场有一定的了解,就必须 去生产现场实习。但是,这中间又存在了一个很大的问题:
即使不考虑学校安排学生在企业长时间实习的资金问题,学 校也得考虑压缩本应该在两年中完成的专业课,以保证有足 够时间给学生实践。③毕业学生不能很好地适应企业向“服 务型制造”转型期对人才的需求,教学过程与用人单位的实 际需求相脱节,课程配置与外部环境和国际IE研究前沿不匹配。课程配置对教育和培养具有竞争力的学生未能实现优 化;
亟需对传统的IE教学体系进行动态修订。综上,目前IE 专业在我国获得了突飞猛进的发展,然而课程设计体系还跟 不上专业建设的步伐。为此,基于价值导向的思考,提出将 从企业生产实践难题中提炼成课题理论项目,交由学生及教 师团队在短时间内研究完成,这相对于企业独立研究,学生 团队的成本更低,产学研结合所起的效果更优,才符合低成 本高效用的价值工程原则。基于以上考虑,并经过充分论证 和借鉴国外高校IE专业的培养模式,对应于三个层次的IE知 识结构,课程体系设置如表1所示,它主要增设《企业实践 项目》课程,并使该课程与其它理论课程配合,形成一体化 的课程体系。新增《产品开发》,并将《人因工程学》、《质 量管理》、《管理信息系统》、《生产计划与控制》、《物 流管理》、《服务运作管理》共七门学科基础课作为《企业 实践项目》课程中选择项目的方向。实践课程通过企业立项, 让学生综合应用所学专业知识解决一个企业生产中的实际 问题,帮助企业提高产品创新水平、降低成本、提高效率、 改善质量。强调将实践融入到工业工程主干课程的教学过程 中,而不仅仅是传统的“实践环节”。课程之间也因此产生 了更多衔接。

4《基础工业工程实践项目》课程的实施方法 4.1实践项目课程的目标 与大型企业合作进行“项目制”的《企业实践项目》课程模式如下:企业导师和学校导师组共同设计课题,企业立 项,校企双方组成团队,拟定工作计划协同研究,提出方案 并付诸实施。这种模式有利于发挥团队的力量,有效推进项 目进展,这需要对实习立项、项目过程、项目验收、项目总 结和评估奖惩等环节设立专门的管理办法。该课程使学生掌 握的基本理论知识与实验技能可以综合运用到企业生产实 际,在生产现场中得到检验,以强化学生实际动手能力的培 养,实现学习、实践、毕业论文相融合的“三位一体”的教 学模式,全面培养学生的专业理论知识、生产实践知识、实 验研究与论文撰写、系统综合能力。学生的毕业论文汇集成 实践案例库,可用于指导下一届学生的学习。该模式如图2 所示。

4.2实践项目课程的操作流程 适当的课题数目应根据学生人数确定,每个课题需要1 至3个学生为宜;
企业数量根据课题数目确定,每个企业提 出的课题约6个为宜,课题数不少于学生人数。企业为每个 课题配一位企业导师。例如应对于30人的班,联系5家企业, 共提出约30项课题。共同商讨、选择可行的项目,项目完成 后衔接进入毕业论文撰写阶段。操作流程如下文所示。

4.2.1问题确定 在这一阶段中,企业从实践需求出发提出课题。在2013 年,广日电梯、海鸥卫浴、风华高科、广船国际、志高空调 共5家教学实践基地提出了共30项课题。包括基于人因工程电梯人机界面的研究、入库零件点数错误防止等。部份课题 存在如下的一种或几种问题:一是不能提炼为理论问题,例 如课题“入库零件点数错误防止”;
二是题目太难,难以让 学生在本学期内完成,例如“卫浴行业低成本自动化设备开 发”;
三是目标不明确,内容太多,难以深入研究出成果, 例如“新产品研发项目管理”。校内导师需判断企业所提出 的课题是否存在以上问题,如果存在,还需要与企业协商, 提出课题修改意见或取消课题。最后得到23项课题,由30名 学生选择,每项课题由1到2名学生共同完成研究,并分别撰 写论文。问题确定阶段是保证理论与实践结合的保证。

4.2.2初步沟通 对于以上课题,学生通过每家企业集体参观半天,观看 课题相关的现场,听取企业导师的讲解。学生最终选定课题, 分解任务,列出计划,以项目的形式开展研究。同一企业的 课题成员组成一个小组。学生选举小组长。这一阶段的完成 标志着项目的正式开展。

4.2.3方案研究 针对所确定的课题,个人及分组搜集资料,包括拍摄企 业生产实践,制作实验视频素材库。然后根据资料的搜集与 分析,提出解决方案。该阶段为期2个月,是实践教学课程 的主体内容。在这一阶段中,学生一方面需要复习理论课程 的相关内容并加以综合运用,另一方面需要深入企业现场分 析实际问题并建立模型,最后运用理论方法加以解决。4.2.4方案验证与结题 通过为期一个月的验证,得到结论。由企业导师与校内 导师组成项目答辩小组,对各个小组提出的方案报告进行答 辩。企业导师的评审意见权重为0.8,校内导师的评审意见 占0.2。课题答辩成绩计为毕业论文答辩成绩。毕业论文总 评成绩包括毕业论文答辩成绩、毕业论文撰写质量2个方面, 各占50%。

5实践教学对就业能力影响分析 就业能力影响因素通俗地说,就是企业招聘时看重的应 聘者的哪些方面的素质与经历。本研究采用自编问卷,选取 有IE实践经验的、有招聘IE专业本科生经历与意向的制造企 业13家,对企业的中层技术与管理人员共150名进行调查, 最后收回有效问卷113份。结果表明,企业最重视的因素是 本科生的项目实践经历。企业往往通过翻阅应聘本科生的项 目实践报告来判断他的应用实践能力,并作为是否录用的最 重要依据。2014年IE专业本科生的就业率为100%,并且进 入大型著名企业的比例较往年有所提高。这表明,通过实践 教学体系,IE专业的全日制本科生增加了在大型制造企业的 项目实践经历,明显增强了就业能力。

6实施效果 实践教学模式的研究是当前的一个热点问题,本项目提 出的全日制IE实践教学模式对其它专业的本科生培养有重 要的借鉴意义。通过联系海欧卫浴、广日电梯、志高空调等大型制造企业的合作,实践教学体系使学生在能力培养方面 得到连续、渐进、综合的训练。合作企业也取得了多项专利 与相应的知识产权,真正实现了双赢。

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