美國弗吉尼亞理工大學工業系統工程專業分析與我國相關專業教學之比較

龐 博 孫如斯

（1.湖南科技大學能源與安全工程學院 湖南 湘潭 411201；2.華東理工大學商學院 上海 200237）

弗吉尼亞理工大學工業系統工程本科教育簡介

弗吉尼亞理工大學（Virginia Polytechnic Institute and State University）是一所位于美國東海岸弗吉尼亞州的著名公立大學。成立于1872年，現已發展成弗吉尼亞州內規模最大、提供學位最多的創新研究性綜合高校。在美國公立大學排名第30名，在全美大學排名第71名，工業系統工程專業在全美排名第3名。

弗吉尼亞理工大學有教職工1300左右，本科生22000人，研究生7000多人，是一個學術風氣及研究氣息極佳的學校農學、工程、建筑等傳統學科是其最強勢的專業，許多專業排名全美前20名。弗吉尼亞理工大學由占地2600多英畝的主校區和分布其他六個地區的分支及研究機構組成。擁有100多幢建筑和一座機場。此外，在瑞士還設有海外教學基地，在州內擁有1700英畝的農業研究基地。弗吉尼亞理工大學為特高研究型大學，是美國最強的四大理工院校之一（麻省理工、加州理工、佐治亞理工、弗吉尼亞理工）。工業系統工程 （Industrial System Engineering）是弗吉尼亞理工大學的強勢專業之一。作為工學學科的分支，主要研究如何分析復雜系統并建立抽象模型從而改進系統。與傳統工程學及數理學科不同的是，這一學科的重點在于研究決策者（人）在復雜系統中的作用。在傳統意義中，ISE工程師的工作集中在設計、執行、評估及改進集合人力、資金、信息、知識、廠房、設備、能源、物料，以及流程的制造業生產系統。近年來，越來越多的ISE工程師投身到諸如物流、信息、金融、醫療、服務、研發、國防等行業當中從事系統分析工作與改進工作。毫不夸張地說，ISE工程師能在任何領域當中發揮相當可觀的作用。ISE工程師在獲得工業工程學位之前也往往學習過數學、統計、自然科學、社會科學、計算機或其他工程類的學科。ISE工程師能夠從系統科學的角度出發，更為理性化地處理系統中的不確定因素及其復雜的交互作用，從而解決產業系統中的重大管理和系統優化問題。計算機應用的深入幫助ISE工程師能夠應對更為復雜的問題。這些對企業的盈利能力和長遠發展有著深遠意義。

弗吉尼亞理工大學工業系統工程專業在全美排名第三，系部內設置有22個實驗室和10個研究中心，其擁有優秀的講師和先進的教學理念。該校在工業系統工程科研方面也做出過杰出的貢獻，被認為是全美最頂尖的14個合作項目之一。弗吉尼亞理工大學工業系統工程教育的先進性不言而喻，其中不乏有很多值得我國高校學習的地方。

工業系統工程本科生課程設置與要求

弗吉尼亞理工大學的工業系統工程學系是一個頂尖的系部。它能夠為學生提供由工程與技術認證委員會（ABET）工程評審委員會認可的工業工程學（BSIE）學士學位。這是在全美最知名、評價最高的工業工程認證機構之一。從該系畢業的學生在就業方面有諸多選擇，其中，包括制造工廠、配送倉庫、醫院、航空公司、鐵路、銀行、游樂園、管理咨詢、軍事以及聯邦政府機構。工業工程主要目標之一是創造有價值的組織。例如，通過提高集成系統的性能，來提高質量、生產效率、成本、工作人員的安全以及客戶的滿意度等。弗吉尼亞理工大學的工業工程專業所設置的課程的深度和廣度，足以讓他們的學生應對各個行業的挑戰。

弗吉尼亞理工大學工業系統工程專業（以下簡稱VTISE）的課程設置非常詳細，本科生需要修滿包括理學、自然科學、工程學、統計學、人文社會科學以及專業核心相關課程共計136學分，如表1所示。

表1 工業系統工程專業課程設置及學生應修學分表

除了學分上的要求之外，VTISE還對本科生提出了其他的學習方面的要求，其中包括：（1）微積分相關課程必須取得C以上成績，否則不允許其進行更高等級的課程的學習。（2）專業核心課程必須取得C以上的成績，否則不為其頒發學士學位證書。（3）所有本科畢業生必須通過美國憲法規定的相關資格考試才能畢業。（4）只有在學習了一門或者多門基礎課程之后，才能進行更高級的課程的學習，具體要求如圖1所示。

從以上內容來看，VTISE對課程方面的要求有四個特點值得國內本科院校的學習。

首先是對于數學、統計學類課程的重視。VTISE的課程設置中，這兩類的課程共需修滿23學分，并且對這些課程做出了成績上的要求：取得C以上的成績。同時，該系的其他課程也十分重視數學理論的學習。數學、統計學的課程不僅可以幫助學生掌握的課程以內的知識和技巧，還能夠增強學生的邏輯能力、思辨能力及推理能力等理性思維能力，可使學生養成一種理工科學生應具備的將問題系統化、條理化、簡單化的能力。這無疑能夠提高工業系統工程專業本科生的全面素質，加強其分析能力與創新意識，使其具備成為一名優秀的工業工程師應有的素質。

其次是對于實踐、實戰的重視。在VTISE的課程設置中，各類實驗、實踐課程占有多達21學分，同時，還對學生提出了明確的社會實踐要求。在平時的授課過程中，多采取通過實際問題引出相關理論的教學模式。反觀國內的大部分高校都是采取直接灌輸理論知識的教學模式，疏于實際問題的分析與應用，灌輸一些晦澀難懂的知識令學生難以接受，無法達到良好的教學效果。

再次是對于人文社會科學的重視。VTISE為每一位本科學生安排了6學分的英文寫作課程，主要培養學生運用語言、文字等形式對技術成果進行展示和交流的能力。而在國內高校中罕有學校會為學生安排如此多學分的語文方面的課程。理工科的學生都具有較強的邏輯思維能力，同時，普遍缺乏語言、文字方面的表達能力。而且，在實際工作中，清晰地表達出自己的想法是十分重要的，國內的高校應當加強對學生這方面能力的培養。

這是市第一人民醫院婦產科開具的關于竹韻的婦檢證明。鑒定結果是這樣寫的：處女膜完整，無損缺，亦未發現修補痕跡，被檢查者尚未在過性行為。

最后是對于選修課的重視。VTISE為選修課設置了33學分，占總學分的24%，相對國內外其他大學所占的比例要大，并且給予學生很大的自由度來選擇他們感興趣的課程。這些課程涉及各個學術領域，旨在使學生擴展知識面，開闊思維。不同主題的選修課的風格也各具特色，塑造了不同特點的學生。

工業系統工程專業本科生專業方向設置

VTISE為本科生設置了五個專業方向，分別是人因工程和人體工程學（HFEE）、管理系統工程（MSE）、機械制造系統工程（MFG）、運籌學（OR）、一般工業工程（IE）。

其中，人因工程和人體工程學（HFEE）是以人為核心因素，將心理學、生理學、解剖學、人體測量學等人體科學知識應用于作業管理和工程技術設計，特別是安全設計和安全管理。人因工程和人體工程學（HFEE）關注的是設計工作，目的是令機器、操作和工作環境與使用機器的人的能力相兼容。該方向需要深入學習安全、人體因素相關方面的知識。

管理系統工程（MSE）是以企業管理系統為研究對象的一門組織管理技術，是一門以系統科學、運籌學、計算機應用技術為主體的綜合交叉性課程。其基本思想是堅持整體觀念、統籌兼顧，運用相關的優化分析方法，實現管理系統整體功能的提高。該方向需要深入學習經濟工程、企業整合、系統工程等方面的知識。

機械制造系統工程（MFG）是為制造型企業解決制造過程中所產生的問題的一門學科，主要依托系統建模、計算機仿真、系統優化、精益生產的技術來解決相關問題。該方向需要深入學習系統建模與仿真、精益生產、設施規劃與物料搬運、自動化等方面的知識。

運籌學（OR）是用定量分析的方法解讀運行系統，為管理決策提供科學依據的學科。它把有關的運行系統首先歸結成數學模型，然后用數學方法進行定量分析和比較，得出能夠合理運用人力、物力和財力的系統運行的最優方案。該專業方向要求學生深入學習工業系統工程的各項建模方法以及統計學方面的知識。

一般工業工程（IE）主要是針對那些對上述四個方向不特別感興趣的學生，為他們提供具備相當廣度的教學。一般工業工程的學生會學習上述四個方向的全部內容，但是在學習的深度和難度上會比上述四個方向要低。

課程安排及教學模式

VTISE本科生入學以后，可以從五個專業方向中自由選擇，不同專業方向的課程安排也不盡相同。下面就以一般工業工程方向為例，介紹一下VTISE的課程安排。

從表2中我們可以看出，VTISE在每一學期會為學生安排4～6門課程的學習，雖然每學期課程的數量較少，但是課程難度大、成績要求高，學習起來并不輕松。VTISE課程安排層層深入，內容緊密相連，而且不為學生安排與專業方向不相關的課程，降低了學生的課業負擔，使學生能夠在專業和自己感興趣的方面投入更多的精力，這一點十分值得國內各高校學習借鑒。

圖1 弗吉尼亞理工大學工業系統工程課程要求圖

表2 VTISE一般工業工程方向課程安排表

VTISE的課堂教學是非常開放的，對于教學模式沒有硬性規定，完全由教授選擇最合適模式來進行教學，不拘泥于形式。課程一般沒有固定教材，一般是由教授在課前指定一本教材，再由學生自行購買或借閱。VTISE的課程難度普遍較大，如果學生沒有在課前進行充分準備，是很難在課堂上跟上教授授課進度的。值得一提的是，VTISE的教授們非常重視學生的自主學習和實踐能力，幾乎在每一門課程的第一節課教授都會布置2～3個有關此課程的實踐作業，如為可口可樂工廠設施規劃進行虛擬設計、為沃爾瑪進行虛擬供應鏈管理等，以此作為這一學期的考核標準之一。而在一門課程的總評中，這類實踐作業占到40%的比例，課堂表現占10%，期末考試和平時測驗成績占50%，因此，很難出現學生僅靠期末一次考試就能過關的情況。

VTISE的本科生研究生共同教育的教學模式是十分有特色且值得學習的。高年級本科生的專業課程設置與研究生沒有太大區別，授課內容也基本相容，只是需要學生掌握的深度不同。對此，VTISE采取高年級本科生與研究生共同授課、分層級考試的模式，節約了大量的教學資源，同時，促進了本科生與研究生之間的學術交流，一舉兩得，值得借鑒。國內高校研究生與本科生分別授課，但是講授內容基本相容，浪費了大量的教學資源。此外，研究生有一部分跨專業報考和錄取的學生，對于本專業的專業知識需要從基礎學起，研究生單獨授課課程難度和起點較高，對于此類學生授課效果較差。這種教學模式值得國內高校工業系統工程相關專業的借鑒，轉變傳統的教學模式。

實習與就業

VTISE十分重視本科生的實習，他們認為學生在實踐中學得的經驗遠比在課堂上得來理論要寶貴。為了鼓勵學生實習，一方面，VTISE積極為學生提供關于實習方面的指導，如指導學生制作求職信、簡歷，為學生介紹實習單位等；另一方面，積極與各大公司聯絡，大力推薦本校學生前往實習；同時，VTISE會為正在實習的學生在上課時間方面開綠燈，并且實習期間的學生，經過證明最多可向學校請假一年，確保學生不會因時間沖突喪失寶貴的實習經驗。

從VTISE走出來的學生具備極高的專業知識素養和豐富的實踐經驗，這一切都保證了VTISE的高就業率。該系部本科生就業率常年保持在90%以上，平均起薪達到8萬美元。這與VTISE合理的課程設置、先進的教學理念是分不開的。

弗吉尼亞理工大學工業系統工程系作為全球工業系統工程領域教學科研領跑者，每年能夠為世界培養400余名工業系統工程領域本科生、研究生，其高水準來源于高素質的教授隊伍、先進的教學理念、管理方法以及合理科學的課程安排。

[1]Industrial and Systems Engineering Undergraduate Student Handbook[DB/OL].http：//www.ise.vt.edu/UndergradProgram/ImportantDocuments/2012_13_UG_Handbook.pdf

[2]The Grado Department of Industrial and Systems Engineering-Undergraduate Curriculum Flowchart[EB/OL].http：//www.ise.vt.edu/UndergradProgram/ImportantDocuments/ISE_UG_F lowchart.pdf

[3]Virginia Polytechnic Institute and State University弗吉尼亞理工大學學校介紹 [OL].http：//college.tiandaoedu.com/usa/comprehensive/2849.html.