面向汽車制造過程的工業工程課程產教融合路徑研究

摘 要：為適應新工科背景下工業工程專業教育的發展需求，以《生產計劃與控制》課程為例，通過重構課程內容、推行“三維五聯動一體貫通”產教融合實踐教學模式、建立“學生-學校-企業”多元評價機制，組建校企協作的多學科交叉教學團隊等創新舉措，全面提升學生的實際問題解決能力與綜合素養。改革方案以校企深度合作為核心，注重課程與行業需求的有機結合，為新工科工業工程專業高素質人才培養提供了有效的實踐路徑。

關鍵詞：汽車制造 新工科 產教融合 三維五聯動一體貫通 “生產計劃與控制” 學科交叉

工業工程是一門綜合技術與管理的交叉學科，致力于優化復雜生產系統的設計、實施和改進，是現代制造業和服務業高效運行的重要支撐[1]。作為地方汽車特色高校開設的《生產計劃與控制》課程是工業工程專業的核心課程，既肩負著傳授理論知識的職責，又是培養學生實踐能力和解決復雜生產問題的重要環節[2]，為地方汽車產業發展提供人才支持。然而，傳統教學模式多側重理論講解，忽視與實際生產過程的結合[3]，導致學生無法快速適應企業需求。此外，隨著制造業的轉型升級以及新興技術的快速發展，產業對人才的要求也在發生變化[4]，強調學生具備跨學科協作能力、創新能力以及對新技術的敏感度[5]。傳統教學模式已經難以滿足這些新需求，亟須進行改革與創新。

以“新工科”理念為指導，從產教融合的視角探索課程的教學改革路徑，為解決上述問題提供了新的解決方案。具體而言，以產業需求為導向，對課程內容進行系統化的重構；教學過程采用“三維五聯動一體貫通”的線上線下混合教學模式，將理論教學、案例教學、實踐教學與技術應用有機結合，重塑教學的組織與實施方式；建立以學生為中心的“學生-學校-企業”多元評價和反饋機制；組建校企協同的多學科融合教學團隊，通過教師與企業工程師的聯合指導，加強理論知識與實踐經驗的有機結合。本研究對于培養學生的工程實踐能力和創新能力具有重要意義，這種基于產教融合的教學改革也為其他核心課程的教學創新提供了經驗，具有廣泛的推廣價值。

1 基于產業需求的課程內容重構

基于產業需求進行課程內容重構是提升課程實用性和培養適應行業發展的高素質人才的重要途徑[6]。首先，需要深入分析當前產業發展的趨勢和對工程技術人才的具體要求，以產業需求驅動人才培養方向。

隨著現代汽車制造業向智能化、數字化方向轉型，企業對生產計劃與控制領域的人才提出了新要求；同時，課程內容重構可以有效解決理論與實踐脫節的問題。通過產業需求導向的重構，課程可以融入真實案例、現場實踐及技術模擬，讓學生在學習過程中體驗生產過程的全景視角，從而增強其解決復雜生產問題的能力。所以，基于產業需求進行課程內容重構既是順應行業變革和技術發展的需要，也是提高課程質量和學生綜合素養的重要舉措，為培養能夠滿足現代制造業需求的專業人才提供了保障[7]。通過分析產業需求入手，確定教學目標與內容優化的方向，將課程內容模塊化實現課程內容的全面升級。課程內容重構過程如下圖1所示。

1.1 產業需求分析

現代汽車制造行業的快速發展帶來了技術和管理需求的升級，對生產計劃與控制領域提出了更高要求。隨著智能制造、柔性化生產和綠色化生產的興起，傳統的生產管理方式已難以滿足快速變化的市場需求。這要求企業不僅要依賴傳統的生產技術，還要能夠快速適應新的技術革新，特別是在信息化、數字化和自動化方面的應用。因此，企業對人才的需求也發生了顯著變化，傳統的單一專業技能已不再足夠，取而代之的是對具備系統思維、跨學科協作能力和技術創新能力的復合型人才的渴求。為了更好地應對這一變化，重新構建《生產計劃與控制》課程內容顯得尤為重要。課程設計必須緊密圍繞產業的實際需求，全面了解行業中的新興技術和前沿發展，尤其是智能制造、物聯網、數據分析等技術在生產管理中的實際應用。

同時，隨著全球化生產和供應鏈管理的復雜性增加，企業對能夠優化多工廠協調、資源配置和生產調度的專業人才需求持續增長。此外，隨著質量控制和精益生產的深入實施，企業對能處理復雜供應鏈和質量控制問題的專業人才也提出了更高的要求。因此，課程改革需要從這些技術痛點和行業需求出發，通過深入的企業調研與訪談，明確行業的核心技術需求，并在課程內容設計中結合實際案例和最新技術，使課程具有前瞻性和實踐指導意義，以確保學生能夠在未來的工作中迅速適應并解決企業面臨的實際問題。

1.2 教學目標及內容模塊重構

新的教學目標應在夯實理論基礎的同時，更加強調學生實踐能力、綜合分析能力以及創新能力的培養。課程目標不再局限于讓學生掌握生產系統的設計與控制方法，而是注重培養他們在復雜生產環境中靈活應用知識、解決實際問題的能力。具體而言，教學目標可分為知識層面的掌握與應用、技能層面的實踐與創新以及綜合素養層面的團隊協作與溝通能力，使學生成為適應現代制造業需求的復合型人才。與此同時，目標的重新設計注重培養學生的創新思維，使其能夠適應智能制造和數字化轉型的行業趨勢，從而為企業提供高效解決方案。

內容模塊優化是課程重構的核心。基于產業需求分析和教學目標的調整，課程內容可分為基礎理論模塊、實踐應用模塊和綜合能力提升模塊，并進行系統優化。在基礎理論模塊中，增加智能制造、數據驅動的生產計劃方法等新興技術內容；實踐應用模塊則引入企業案例分析、生產計劃模擬及VR（Virtual Reality， 即虛擬現實）虛擬工廠操作等，幫助學生理解理論在實際場景中的應用；綜合能力提升模塊通過團隊項目、跨學科課題等形式，強化學生的綜合分析和創新能力。同時，各模塊內容在教學實施中相互貫通，形成系統化的教學設計，確保學生能夠在學習過程中構建起完整的知識體系并獲得實踐能力的全面提升。

在實施過程中，課程開發初期，高校教師與企業導師共同梳理汽車制造產業關鍵流程，課程內容通過動態更新機制保持與前沿需求同步，例如新增電動車生產調度與新能源技術相關知識模塊，以確保學生所學內容能夠滿足未來崗位要求；在校企共建的基礎上，案例庫的開發與應用成為改革的核心舉措之一，課程團隊精選合作企業的實際項目，如產能規劃、訂單分配與供應鏈優化，將這些真實案例改編為教學案例，嵌入課程教學中。

綜上，課程重構圍繞產業需求、教學目標和內容模塊優化三個方面展開，通過調研明確現代制造業對復合型人才的核心需求，以智能化和數字化為導向，重新設計教學目標，強化學生的實踐能力、創新思維和綜合素養。同時，優化課程內容結構，將基礎理論、新興技術、實踐應用和綜合能力提升有機結合，采用企業案例分析、虛擬工廠操作和團隊項目等方式，構建系統化的教學設計，全面提升學生的理論水平和實踐能力，契合產業發展趨勢。

2 深度產教融合的“三維五聯動一體貫通”實踐教學模式

完成課程內容重構后，合理、有效地對教學過程進行實施，同樣重要。構建以學生為中心的“三維五聯動一體貫通”的教學模式，是針對傳統教學與產業需求脫節問題所設計的一種創新教學方法，它旨在通過多維度、多形式的融合教學，全面提升學生的理論素養和實踐能力。

該模式基于學校、企業和云端“三個維度”的協作，構建線上與線下深度融合的教學框架。在線上環節，課程通過理論知識的系統講授和生產排程視頻的輔助教學，夯實學生的知識基礎；線下環節則借助企業實地實習與專家講座，強化學生在真實場景中的問題解決能力。同時，知識圖譜等云端資源貫穿全過程，為師生提供動態交互與學習支持，實現學習時空的靈活延展。通過“五步聯動”統籌教學全流程：線上學習夯實理論基礎，現場求證促進知識轉化，專家講座拓寬技術視野，實操訓練錘煉實際能力，仿真實踐整合多維技能。教學過程注重知識、能力與素養的貫通融合，突出培養學生的創新意識、職業倫理和解決復雜問題的綜合能力，為應用型人才培養提供了實踐依據。這種模式滲透在學生知識學習、能力培養和素養提升全過程，實現“一體貫通”，通過教學環節的設計實現理論與實踐的有機結合，強化學生的綜合素質。在具體實施中，將線上學習、企業實踐和仿真模擬等教學形式的深度融合，以此打破傳統課堂的局限性，將學生始終置于企業真實生產環境和技術應用場景中進行學習。

該教學模式通過將線上理論學習、線下企業實踐和云端資源相結合，構建了一個理論與實踐深度融合、培養學生綜合能力的創新型教學體系，為應用型人才培養提供了新的范式。

2.1 建立校企共建的教學基地

開展工廠現場實習；建設汽車特色的工程實踐基地群，并將實習資源層級化。將實踐過程分為實習和實訓兩個類別，根據汽車行業特點按照“零部件-總成-整車”的層次進行資源整合，確保學生能夠接觸到汽車制造行業的各個層面。

根據產教融合的等級，將實踐基地分為核心基地、優質基地和穩定基地。核心基地是產學研合作中最為重要的部分，它強調深層次、戰略性的合作，以共同研發、技術轉移為代表；優質基地則側重于提供高質量的教育和實踐資源，主要進行課程開發、聯合授課、實訓安排等；穩定基地強調的是合作的穩定性和持續性，側重于為學生提供較為穩定的實習和就業機會，合作內容可能包括定期的交流訪問、技術支持等。

2.2 利用企業資源開發線上教學內容及VR虛擬仿真教學平臺

課程團隊從生產一線挖掘素材，以現場視頻、試題習題庫、案例庫和教材為載體，構建 “點-線-面”立體資源庫。素材內容以“知識點”為基礎，如競爭力排序模型、移動平均法、物料需求計劃等；延伸到“線”上的內容，如制造戰略、需求預測方法、生產計劃分類；最后擴展到企業物流、布局、環境、文化等“面”上內容。建立了立體的教學資源。

校企共建的VR仿真教學平臺，支持學生進行虛擬生產的實時監控與優化演練，結合線下的企業參觀與實踐，強化對實際生產環境的直觀感受與理解，實踐教學通過線上和線下的雙重路徑展開，線上學生利用教學視頻和仿真平臺完成生產計劃的預案制定，線下通過實地實習驗證所學理論的應用效果。

綜上，基于“三維五聯動一體貫通”教學模式，以學生為中心，通過線上與線下深度融合、理論與實踐有機結合，全面提升學生的知識、能力和素養。該模式基于學校、企業與云端的多維協作，統籌線上學習、企業實踐和仿真實踐，構建靈活高效的教學框架，同時依托校企共建教學基地和企業案例資源的開發，不斷優化教學資源，為培養應用型、創新型人才提供了有力支撐。

3 以學生為中心的“學生-學校-企業”多元評價機制

以學生為中心的多元評價機制能夠全面反映學生的綜合能力，通過學校的學術評估、企業導師的實踐反饋以及學生自評，評價機制可以從知識、能力和素養三個維度進行全方位考核，有助于推動學生實現全面發展。值得注意的是，企業作為課程評價的重要參與方，可以將行業標準和崗位需求融入學生考核之中，確保評價指標與產業實際相契合。這不僅有助于學生在學習過程中明確職業要求，也能夠促進學校不斷優化課程設計，提升人才培養與行業需求的契合度。通過構建學生、學校、企業三方評價體系，形成閉環反饋機制，不僅能夠全面評估學生的學習效果，還為課程優化和教學改革提供了科學依據。評價體系的設計在“時間”“內容”“評價主體”三方面實現了多元化，以確保教學評價的全面性和立體性。

3.1 多元時間評價

在時間維度上實施貫穿教學全過程的評價，體現了教育學界普遍認可的“形成性評價”（Formative Assessment）思想。評價不僅是對學習結果的檢驗，更是對學習過程的診斷與改進。

具體來說，課前評價旨在了解學生對預習內容的掌握情況，教師可通過在線測試、簡短問卷或小組討論等方式獲取學生的認知起點和疑問點，幫助他們在正式上課前先行梳理知識脈絡。在課中評價階段，教師可圍繞學生的互動討論、實踐操作和實驗過程進行觀察與指導。以小組討論或問題探究為例，教師引導學生結合學習目標展開分析，適時介入并提供反饋。由于課中評價能及時捕捉到學生的思維過程和可能的學習困難，教師可根據反饋靈活調整教學策略，實現即時糾偏。課后評價則主要依靠課后作業、學習日志或總結報告來檢驗學生的持續性進步。

在時間維度上，評價貫穿于教學全過程，涵蓋課前準備、課中參與和課后總結等過程性評價。這種“時間上的多元”評價方式能夠持續監測學生的學習狀態和進展，幫助教師及時發現并解決學習過程中可能存在的問題，確保學生在每一階段都能有效吸收知識。

3.2 多元內容評價

在內容維度上，在內容維度上，評價內容的多樣性體現在對線上與線下理論學習、實習日志、實習答辯、實習報告和實習考試等多個環節的全面覆蓋。“多元化”評價的實施能夠滿足不同學習環節的差異化需求，也符合布魯姆（Bloom）教育目標分類學對認知、情感和技能等多層次學習目標的要求。

針對線上與線下理論學習的評價，可以通過在線測驗、課堂討論、隨堂測驗等多種方式來檢驗學生對基本知識和概念的掌握程度。對于實踐環節的評價，實習日志、實習答辯和實習報告分別扮演了跟蹤、呈現與總結學生實踐能力的重要角色。實習日志可用于記錄學生在實習企業或實踐項目中的工作任務、遇到的問題以及反思過程，幫助學生進行自我監測與主動學習。最后，實習考試是通過標準化的方式評估學生對核心知識和技能的掌握及應用程度。在考核中，學生面臨與實際工作情境相似的問題，需要利用所學理論與實踐經驗進行問題分析與解決，這種方式可較為客觀地衡量學生的綜合能力和專業素養。

3.3 多元主體評價

學生是評價的核心對象，企業與學校分別從實踐與理論兩個層面參與評價，形成完整的多維度評價結構。企業的直接參與能夠將生產實踐、行業需求等因素納入考核范疇，幫助學生更好地將所學知識應用于實際工作場景。學校負責提供教學資源與學術指導，企業則注重學生的實操能力，二者共同評價可確保知識與技能協同發展。在評價過程中，企業、學校與學生之間形成有效的溝通反饋機制，為教學內容、實踐任務和學生能力提升提供持續改進的依據。

綜上，整個評價反饋體系形成閉環，對過程中學生可能出現的問題，實時跟蹤，以學業預警、精準幫扶等形式，幫助學生規劃合理的學習路徑和持續改進。這一機制能夠突出學生在學習中的主體地位，通過自我評價激發其學習內驅力和責任感。通過多元評價機制不僅實現了理論與實踐、校內與校外的有機聯動，也為課程教學改革和學生職業發展提供了更加科學和全面的支持。這一體系將有助于全面提升學生的綜合能力和職業競爭力，助力培養出更加符合現代社會需求的高素質應用型人才。

4 多學科交叉的教學團隊建設

為了提升教學的針對性和實效性，更好地滿足現代產業對復合型人才的需求，組建校企協同的多學科融合教師團隊勢在必行。隨著生產系統的復雜化和技術的跨學科融合發展，單一學科背景的教師團隊難以全面覆蓋教學中涉及的多領域知識，也難以充分將理論教學與實際產業需求對接。而校企協同團隊能夠充分發揮學校教師的學術研究優勢和企業專家的實踐經驗，將理論深度與實踐廣度有機結合，為學生提供更加全面和豐富的學習體驗。

同時，多學科融合團隊通過聚集工業工程、機械設計、生產管理等領域的專家，能夠為課程設計注入多元視角，優化教學內容，突出學科交叉和技術創新的特點。企業成員的參與可以將真實的生產案例、最新的行業趨勢以及先進的技術方法引入課堂，使教學內容與產業需求保持同步。這種團隊模式也有助于搭建產學研合作平臺，為學校和企業的共同發展創造更多的機會。

課程教師團隊，包含高校工業工程、機械制造及信息技術等領域的教師，以及來自汽車制造企業的行業專家。高校教師重點負責理論教學與課程設計，企業專家則為課程注入實踐案例與技術前沿內容。通過定期的校企聯合研討和行業技術培訓，提升教師團隊對智能制造、MES系統及生產計劃優化等先進技術的認知和教學能力。團隊內部實行導師制，經驗豐富的教師指導青年教師，強化其教學與科研能力，實現教學水平的整體提升。

在課程專任教師培養上，通過建立產學研合作基地、合作項目、技術研發和校企聯合培養等方式，促進“雙師型”教師的成長，教師在參與實際項目的過程中不僅能積累實踐經驗，還能將行業的最新需求和案例引入課堂，豐富教學內容；鼓勵教師在團隊內分享經驗與資源，共同提升教學和實踐水平。

通過以上措施，不僅能夠培養出一支符合產業需求的高水平“雙師型”師資團隊，還能有效推動課程教學改革，提升學生的職業能力和就業競爭力。

5 結語

通過基于產業需求的課程內容重構與實施，《生產計劃與控制》課程構建了與現代汽車制造產業緊密對接的教學框架。課程在模塊化設計中融入智能制造、MES制造執行系統、生產調度優化等前沿內容，顯著提升了學生解決復雜生產問題的能力。同時，理論教學與實踐應用的深度融合，為學生提供了更貼近實際需求的學習體驗，培養了高素質的應用型人才。產學研協同的“三維五聯動一體貫通”實踐教學模式進一步強化了校企合作的深度與廣度。通過構建實踐教學平臺，開發真實案例和仿真工具，以及組織企業實習和專家講座，學生不僅掌握了理論知識，還熟悉了汽車制造過程中的實際流程和技術應用。結合以學生為中心的多元評價機制，通過動態考核、企業反饋與答辯評審，課程實現了對學生知識、能力與素養的全方位培養。在教師團隊建設與資源開發的支持下，課程開發形成了可推廣的教學資源庫和高水平師資隊伍。

課程成果在校企合作、資源共享和實踐教學體系建設方面具有顯著的推廣價值，為其他高校在新工科背景下推進產業導向型課程改革提供了借鑒。此外，該模式在“新工科”課程中具有廣泛適用性，助力行業高端人才的培養。

基金資助：湖北汽車工業學院教學改革研究項目（JY2024004）；湖北汽車工業學院研究生教育質量工程項目（Y202329） ；湖北汽車工業學院博士科研啟動基金項目（BK202223）；2024年度湖北省新工科建設項目。

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