面向应用创新能力提升的工业工程专业课程改革

摘要：针对毕业生应用创新能力不足的问题，通过对用人单位、国内院校、在校学生以及毕业校友的调研，梳理出人才培养的意见和建议，根据调研结果以及人才培养质量要求，提炼出工业工程人才的核心素质，并据此设置工业工程专业的课程体系以及实践教学体系，按照 CDIO-OBE 模式对专业核心课程实施项目式教学，构建从培养目标到课程体系再到教学内容的全方位改革，提高工业工程专业学生的应用创新能力。

关键词：应用创新能力；工业工程；课程改革

一、人才需求调研

市场经济快速发展，技术变革日新月异，企业的人才需求与高校的人才培养之间存在明显错位，企业需要能够快速适应岗位需求、具有开拓创新能力的新员工，而高校的人才培养以理论传授为主，由于资源和条件受限，缺乏具有工程背景的师资，所培养的学生应用创新能力很难满足企业的需求。因此，高校必须变革现有人才培养模式，首要问题是明确人才培养的目标，开展人才培养需求的调研工作，调研方式包括实地调研、线上交流、问卷调查等多种形式。调研范围主要包括四个方面：

1.用人单位调研。围绕区域产业集群体系布局，选取毕业生就业的主要行业，如机械制造、汽车制造、微电子制造等的典型企业展开调研交流，了解企业对工业工程专业的人才培养需求，收集用人单位对工业工程专业人才知识结构和能力素质的具体要求。

2.国内高校工业工程专业调研。以学习交流为目的，筛选拥有工业工程国家一流专业的五所高校以及与专业排名接近的五所高校开展交流学习，调研围绕工业工程专业的目标、定位、特色以及人才培养方案、课程体系和教学内容等进行交流学习。

3.广泛征求在校学生的意见。调研在校大学生特别是大四毕业生，在经历大学四年完整的专业学习后，对课题体系、教学内容、课程顺序有较深的体验和感受，了解并收集学生对现行人才培养方案及教学安排的意见和建议。

4.征求毕业校友意见。调研毕业五年以上校友，校友们有本专业四年的学习经历，具有企业工作经验，在工作过程中对所学知识和岗位要求具有真切的个人感悟，校友意见有助于明确学生应具备的知识、能力和素质，以及学校人才培养的规划和安排。

通过对调研信息进行梳理，整理出六条有用信息：①企业需要脚踏实地、肯吃苦、素质高的专业人才，对毕业生的职业道德、钻研精神有较高要求。②在信息化时代下需要扎实的专业知识和掌握IT 技术的学生，懂得制造业＋信息化的理论与实操。③计算机类课程占比较少，考虑人工智能、大数据与智能制造的快速发展，计算机类课程应该加强。④会计学（必修）、市场营销学（选修）等课程作用不大，建议取消。⑤最新软件工具应用能力不足，如CAD、Flexsim、Witness、Jack等软件工具，工作中需要用仿真软件来模拟真实场景并提供决策依据。⑦应用创新能力不强，实践课程与创新训练还需加强，需要以项目式教学、竞赛以及创新创业项目为载体，激发学生学习积极性，主动参与并应用专业理论、知识和方法去解决工程难题。

二、课程体系改革

课程体系是人才培养目标得以达成的支撑框架，课程内容是应用创新能力得到培养的知识源泉。培养学生的应用创新能力，需要科学合理地将所有教学环节整合成有机整体，包括理论教学、课程实验、工程实训、学科竞赛、专业讲座以及企业实习等内容，在设计课程体系和教学内容时，还需将最新的理论、知识、方法和技术融入课程之中，确保高校人才培养与社会发展同频共振。工业工程专业旨在培养工管结合、动手能力强、能够快速适应岗位需求、具有应用创新能力的专门人才。经过前期调研和仔细探讨，将人才培养方案中的课程划分为理论学习、实习实践和能力提升三个类别，三个类别逐级递进，先基础，后应用，再提升，形成完整的专业教学体系。

理论课程注重知识的传授和习得，包括通识课、基础课、专业课及选修课。先修数学、英语、计算机等基础知识，再学习计算、分析、仿真、优化等数据处理能力，能够利用所学知识对理想化的对象进行建模、求解和优化。实习实践课程锻炼和提高知识应用与操作动手能力，包括课程实验、课程设计、工程训练等。高校可以充分利用工程中心、基础实验室、专业实验室以及科研实验室的资源和条件，设计和开发实践项目和内容，帮助学生掌握理论知识，提高学生的动手能力。能力提升课程着重培养创新能力，构建或提供学科竞赛的平台和机会，让学生能够根据个人兴趣爱好选择竞赛课题、组建团队、构思方案、动手实现、汇报答辩，全方位提高学生分析和解决工程实际问题的应用创新能力。在设置课程体系时，三类课程应当比例协调、前后衔接，将知识学习、应用实践和能力提升有机融合，促进学生的应用创新能力得到科学培养和显著提升。

根据专业认证以及专业教学国家标准，考虑和吸收企业和同行的意见和建议，对人才的核心能力进行分析和梳理，参考同类高校培养方案，以区域经济为背景，确定具有本校特色的课程体系，力求核心能力的培养顺利达成，核心能力与课程的对应关系如表1所示。

遵循CDIO教学理念，从锻炼学生的应用创新能力出发，构建工业工程专业的实践教学体系。实践教学需要充分考虑工作岗位对毕业生的能力需求，着重培养学生的应用与创新能力，设计由课程实验、企业实习、学科竞赛、课程设计到毕业设计的多层次、四年贯通式培养体系，所构建的工业工程专业实践教学体系如图1所示。

三、课程内容改革

按照 CDIO-OBE 模式，建设《系统工程学》、《物流工程学》、《基础工业工程》、《人因工程学》、《质量工程学》五门专业核心课程及《现代设备管理》、《工程项目管理与工程经济学》两门专业选修课程，编写适应 CDIO-OBE 模式的专业课程教材，邀请六家优秀企业合作共建《系统工程学》、《基础工业工程》、《生产系统建模与仿真》、《工程经济学》、《物流工程》五门专业核心课程和《工业工程导论》课程，实现企业案例知识进教材、企业专家经验进课堂。根据新工科建设要求，对工业工程的课程教学内容进行优化和更新，以《基础工业工程》课程为例，采用项目式教学将理论与实践进行有机结合，提高学生的素质和能力。从课程教学目标的顺利达成为目的，精心设计教学内容，采用翻转式教学，学生课前自学理论知识，课堂以讨论式学习为主，课后以项目研究来应用所学知识。通过内容优化、理实结合、学做融合、节点控制、考核完善等措施来实现课程改革，将教学目标融入教学过程、理论与实践有机统一，激发学生的学习兴趣，突出教学的过程控制的和考核的灵活多样，形成以项目为中心，目标明确、思路清晰、举措得力的教学模式，如图2所示。

1.课程优化，满足新的人才培养需求。根据课程教学目标，对教学大纲、教学内容、考核方式、创新创业等关键环节进行变化和调整。教学大纲是课程教学安排的纲领，教学大纲的改革包括：①梳理课程目标、教学内容与考核方式之间的映射关系，精心设计课程教学内容，助力教学目标的顺利达成；②变革课程考核方式，将单一的闭卷理论考试改为分阶段、分模块考核与理论考试相结合的复合型考核；③在教学大纲中融入创新创业内容，科学设计项目式教学内容，满足创新创业教育顺利实施和效果达成。为了提升教学效果，在课程PPT中设计和采用更多图片、视频和动画资源，让学习过程更加生动有趣。为方便学生自主学习，通过雨课堂、学习通等APP，将课程PPT、案例、习题、课程设计指导书、参考书等内容共享，方便学生在课余时间学习理论知识与拓展内容。

2.采取项目式教学，实现理论与实践教学的有机统一。课程采用CDIO-OBE的项目式教学模式，引导学生边学边做，边做边学，实现学做互动和有机融合。任课教师在引导方法研究与作业测定理论学习时，同时布置装配线平衡课程设计任务——学生从生产线工位如何设计开始，自由选择手工装配对象，再设计装配线每个工位的作业方法；学生依据作业方法，按照课程的授课内容，设计每个工位的作业内容并测定作业时间。在课程教学与课程设计过程中，理论讲授与项目实践同步进行，教师负责授课和项目指导，学生负责学习和完成项目，课程理论教学结束时，课程设计所规定的实践项目也相应完成。采用理论与实践相结合的项目式教学，可以将理论学习、技能习得、理念传承以及能力培养统一起来，实现课程目标的顺利达成。项目式教学较好地解决了理论与实践相互独立与脱节的难题，有效提升学生的应用创新能力。

3.理论学习与知识应用同步进行，以知识应用促进理论学习。以装配线平衡项目为载体，针对产线平衡的设计实施“构思→设计→实施→运行”的教学过程，学生学习方法研究、作业测定与产线平衡的理论知识后，通过完成装配线平衡课题，将所学知识在课题完成过程中得到应用，增强学生对理论知识的应用和掌握。同时，在课程教学内容之外，为学生提供内容丰富的企业案例，提供课题完成所需拓展知识的获取渠道，培养学生自主学习与独立思考的习惯。理论学习与知识应用同步进行的教学举措可以增强学习的目的性和主动性，充分调动学生的积极性，有助于课程目标的顺利达成。

四、结论

应用创新能力是社会经济发展以及企业岗位职责对高校毕业生的现实要求，高等院校及院系专业只有改革原有人才培养模式，增强实践教学、创新创业以及学科竞赛在人才培养中的地位和作用，引入行业和企业外部教育资源，校企合作，产教融合，着力培养和提高大学生的应用创新能力，才能满足企业对毕业生的用人需求。

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【作者简介】侯智（1977.04-），男，汉族，重庆云阳县人，硕士研究生学历，重庆理工大学机械工程学院副教授，主要研究方向：工业工程、智能制造。

【基金项目】重庆理工大学本科教育教学改革研究项目（2018YB01）；重庆市高等教育教学改革研究项目（项目编号：173111）。