基于實踐的工業工程綜合實驗教學研究

董蓉 高曉兵 于廣偉 杜彥煒

【摘 要】針對工業工程傳統實驗模式存在的不足，基于創新實踐的需求，設計了基于實踐的工業工程綜合實驗教學體系，并搭建了相應的工業工程綜合實驗教學平臺。該平臺能夠通過系統性實踐，幫助學生建立系統性、綜合性的知識體系，大大提高學生的創新實踐能力，并取得了一定成果。

【關鍵詞】創新實踐；工業工程；實驗

Abstract：In view of the shortcomings of the traditional experimental model of industrial engineering and the demand of innovative practice， a comprehensive experimental teaching system of industrial engineering based on practice is designed， and a corresponding experimental teaching platform of industrial engineering is built. Through systematic practice， the platform can help students establish a systematic and comprehensive knowledge system， greatly improve students'innovative practical ability.

Key words： innovative practice； industrial engineering； production practice

一、引言

工業工程（Industrial Engineering，IE）是從科學管理基礎上發展起來的一門交叉型工程技術。它以現代工業化生產為背景，以大規模工業生產及社會經濟系統為研究對象，融工程技術和管理知識為一體，重點研究人、設備、物料、信息和環境等生產系統要素的優化配置，對工業等生產過程進行系統規劃、設計、評價、改善與創新，進而達到提高生產效率和設備經濟效益的目的。工業工程的發展離不開工業工程人才的培養。工業工程作為一門獨立的工程學科已經有上百年的歷史。由于工業工程的交叉學科屬性，不僅要求工業工程學生具有扎實的理論基礎，而且還必須具有較強的實踐能力、溝通能力、創新能力和管理能力。可見，IE學科的發展和應用，離不開實踐體系的完善和創新。實驗和實踐環節是高校工業工程專業教學必不可少的環節，也是工業工程專業實現其人才培養目標的必修環節。[1]

實驗教學是實踐性教學的一個重要環節，與理論教學相輔相成，是高等教育教學過程的重要組成部分。而在實驗教學中，綜合性實驗項目在高等教育教學中尤為重要。改革現有的實驗教學模式，努力培養高素質創新人才是當前高等學校面臨的一個重要課題。傳統的教學實驗普遍存在實驗資源零散、系統性和關聯性不強等問題，導致高校中工業工程的資源沒有得到充分的利用，本文依據西安工業大學工業工程實驗室的實際情況，提出建設面向生產實踐的工業工程綜合實驗體系，從而增強學生的專業實踐能力的培養，并有效提升資源的利用率。

二、基于實踐的工業工程綜合實驗教學體系

大學作為知識創新和技術創新體系的基礎，其責任就是要培養具有實踐能力和創新晉升的高級專門人才，將實踐能力和創新能力的培養融入學校教育的全過程，是時代發展和社會會發展的需要，更是教育自身發展的需要。從整個本科實踐教學的培養過程中，基本是依照“基本實踐能力-綜合實踐能力-創新實踐能力”的思路來進行的[2]。而工業工程專業是具有非常強的應用技術的特點，因此，工業工程的實驗教學應該是在前期基礎實踐能力教學的基礎上，通過綜合實踐能力的培養，逐步提升創新實踐能力。

工業工程的基本實踐能力主要是依托公共基礎課的課內實驗（例如：大學物理實驗）以及專業基礎課的課內實驗（例如：機械原理實踐、電工電子實驗等）。其綜合實踐能力除了依托于專業課程的課程設計（物流工程課程設計、質量管理與可靠性工程課程設計、管理信息系統課程設計等），還應該通過綜合性實驗培養學生的綜合實踐能力。工業工程綜合性實驗主要包含工藝流程設計與分析綜合實驗、生產計劃于控制綜合實驗、自動倉儲綜合實驗、精益生產綜合實驗等。通過這些綜合性實驗環節，讓學生扎實的掌握工業工程的基本理論與相應的技術、方法與工具。最后，通過校內科技創新項目、各類學科競賽（工業工程改善創意競賽，大學生創新創業競賽等）與國家大學生創新訓練項目等，對學生的創新性實踐能力進行培養，從實踐出發，建立工業工程綜合實驗教學體系。

三、工業工程綜合實驗教學平臺構建

工業工程的實驗教學，從本質上說，應該是在學校教學實驗室的條件下，將參與實驗的學生，類似真實的生產設備、模擬生產物料、仿真生產活動過程信息和真實的管理手段等生產系統要素進行有機的整合，為學生應用工程技術和管理科學知識對其進行資源優化配置，計劃最佳設計，活動精細規劃，方案定量決策而塑造的一個“看得見、摸得著”的，而且是“會動的”被管理對象。因此，基于工業工程綜合實驗教學體系，應用RFID、傳感器技術、計算機網絡及相關技術，建立數字化、網絡化、智能化的工業工程綜合實驗教學平臺。[3]

在專業課程設計階段，以課程相關基礎理論為核心， （下轉第1005頁）

（上接第1003頁）應用工業工程綜合實驗教學平臺中課程相關部分模塊，完成專業課程設計，鞏固課堂教學成果。在綜合性實驗階段，以具體實驗任務為導向，采用項目組織的方式，針對各個專題進行綜合實驗。在其基礎上，在真實模型的實戰場景中，將企業生產線搬進教室，通過“試生產-批量生產-改善生產-精益生產”漸進式實戰，讓學生深刻體會到工業工程在實際生產活動中的作用與價值。在創新性實踐階段，以校內創新競賽、各類學科競賽為契機，以工業工程綜合實驗教學平臺為基礎，培養鍛煉學生的創新實踐能力。

四、工業工程綜合實驗教學實施

工業工程綜合實驗教學的最大特點就是基于實踐與創新，以工業工程理論知識為指導，以綜合實驗項目為應用，同時搭建自動化設備和軟件系統平臺，通過基礎課程設計、綜合性實驗與創新性實踐，幫助學生建立系統性和綜合性知識體系，培養學生創新實踐能力。下圖中給出了工業工程綜合實驗教學平臺中的自動化設備。

五、總結

工業工程綜合實驗教學體系，以課程實踐為驅動，通過完整的企業實際生產運營過程，整合工業工程各門專業課程，對其進行系統性的實踐，幫助學生建立系統性和綜合性的知識體系，對培養學生發現問題、分析問題的問題意識和解決問題的穿行能力有很大的提升作用，是一種實踐教學模式的有益嘗試。

【參考文獻】

[1]祁麗霞.面向創新應用型人才培養的工業工程綜合實驗室建設[J].華北水利水電大學學報.2014.30（5）：124-127

[2]張國輝，葛曉敏，閆瓊等.工業工程專業協同階梯式創新實踐教學研究[J].鄭州航空工業工管理學院學報（社會科學版）.2018.37（4）：129-135.

[3]向峰，周敏，江志剛等.面向工業工程的智能物聯綜合實驗應用研究[J].教育教學論壇.2017.5（18：267-268）.