工業工程專業多主體協同漸進階梯式實習實訓模式探究

李文川， 高思源， 章 鑫， 馮良清

(南昌航空大學 經濟管理學院，南昌 330063)

0 引 言

作為國際上高等工程教育的主要專業之一，工業工程(Industrial Engineering，IE)是一門以系統效率和效益為研究目標的實踐性很強的應用型學科，兼具工程技術和管理技術的雙重屬性，要求學生不但要具有扎實的理論基礎，還應具備較強的實踐創新能力[1-3]。工業工程的學科屬性決定了其教育教學必須要緊密服務于國家戰略需求和行業企業需求，必須要注重理論與實踐的融合，全面提高學生的工程實踐能力和創新創業能力[4-7]。

近年來，黨中央、國務院作出了走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人才強國等一系列重大戰略部署，這對高等工程教育改革提出了更高要求。作為保障工業工程專業應用型創新性人才培養質量的關鍵環節，工業工程實踐教學問題得到了國內相關學者的廣泛關注，并取得了大量研究成果。虞先玉等[8]從教學內容設計、師資隊伍培養、教材與教學軟件開發、科研教學互動、實踐實習環節建設、專業競賽及推廣等6個方面在選種、培育、發展、升華等4個層次上介紹了南京航空航天大學工業工程專業實施校企協同的措施和方法。張洪亮等[9]構建了基于三螺旋理論的工業工程專業實踐教學體系，通過“目標—手段—檢驗”為主線的實踐教學閉環管理模式來解決工業工程專業人才培養與企業需求之間結構性矛盾。賈利梅[10]認為專業集群大類培養模式下的工業工程需要完善工業工程專業實驗教學體系，建立具有專業特色的高效的實習實訓平臺和全方位立體化的課程設計考核體系。樂承毅等[11]從工業工程培養應用型人才的目標出發，在校內實驗室實驗技能強化、到其他知名學校的參觀合作、企業實訓基地的階段性實訓等3個層次設計了工業工程專業實踐教學體系并進行了應用實踐。李萍等[12]采取校外實習基地校企合作、校內相關院系實驗實訓資源共享的方式，構建了工業工程專業“四位一體”的實習實訓體系。朱小勇等[13]結合當前工業工程專業生產實習現狀，提出了以團隊解決問題能力培養為導向的新的生產實習方式。趙晶英等[14]以工業工程專業優質生產實習基地為基礎，提出了工業工程專業生產實習的新模式。熊偉等[15]從合作企業的選擇、課題的選擇、時間的安排、如何做好過程指導與監管、考核方式改革等方面研究了工業工程專業本科畢業設計校企聯合培養問題。

工業工程實踐教學環節包含了實驗、實習(金工、電工電子、生產及畢業實習)和實訓(科研創新訓練、素質拓展、學科競賽、創業實訓、課程設計、畢業設計)等3個主要方面。其中，實習實訓教學環節在人才培養方案中時間跨度長、涉及知識面廣、教學參與主體多、所占比重大，在工業工程實踐教學體系中處于主體地位，在培養學生工程素養、專業技能、工程實踐能力以及創新創業能力中發揮著關鍵作用。在國家政策和經濟發展的帶動下，近年來國內多數高校通過創新實踐教學體系、建設實踐基地、推動校企合作等措施開展了大量實習實訓教學研究及實踐工作并取得了一定效果，但現有成果在探索學生實踐能力形成機理、課程體系設置、課程內容設計、質量保障機制、資源共享、主體協同等方面還存在較多不足，極大制約了教學質量和學生實踐、創新創業能力的培養。為此，本文以學生工程實踐及創新創業能力的漸進提升過程為主線，以資源共享、多主體協同為核心，通過構建“基本工程素養—專業技能—創新創業能力—工程實踐能力”的漸進階梯式實習實訓模式，切實提高工業工程專業學生的工程實踐能力和創新創業能力。

1 國內IE專業實習實訓現狀調查及問題分析

1.1 IE專業實習實訓現狀調查

截止2016年底，國內近200所高校開設了工業工程本科專業，各高校結合自身定位和特點，積極開展了大量實習實訓教學工作，取得了較為豐碩的成果。為了深入總結當前國內工業工程專業實習實訓現狀，本文在綜合考慮代表性、資料可獲取性、可參考性等指標的基礎上，選取了清華大學、天津大學、重慶大學等3所省外知名高校以及南昌大學、華東交通大學、南昌航空大學等3所省內高校作為研究對象，通過文獻研究、問卷調查、實地調研和訪談等研究方法對以上高校的工業工程實習實訓環節、進度安排、內容、形式、考核機制等方面進行了大量調研。其中，6所案例高校的工業工程專業實習實訓課程設置如表1所示(根據各高校最新的本科培養方案整理而成)。

從表1可以看出，目前國內高校工業工程專業在實習實訓教學環節都設置了大量課程，但各高校在專業方向及專業側重點上具有較為明顯的差異。在實習實訓課程的數量上面，天津大學和重慶大學設置了10門以上的相關課程，而南昌大學和清華大學則相對設置較少。在實習實訓課程體系的結構方面，重慶大學和華東交通大學比較注重課程設計環節，其大部分專業核心課程都設置了相應的課程設計，課程設計類課程數量約占實習實訓課程總量的50%左右；重慶大學、華東交通大學和南昌航空大學對實習環節較為重視，設置了較多的實習課程如金工、電工電子、生產、畢業實習等；天津大學、重慶大學以及華東交通大學比較注重機械學科基礎知識的應用，3所高校都設置了機械類基礎課程設計；天津大學、重慶大學、華東交通大學比較注重學生計算機實踐能力的培養，在計算機應用、管理信息系統等方面設置了相關的課程設計。除了傳統的實習實訓環節，天津大學、南昌航空大學還設置了科研創新等課程，旨在通過在校大學生參與老師的科研課題以及發表學術論文，培養學生科學素養，讓學生掌握科學研究的基本方法，充分體現了“教學育人”和“科研育人”并重的辦學理念；此外，清華大學專門為學生設置了英語實踐課程，這也與其開放式國際辦學理念相匹配。

在實習實訓的進度安排方面，清華大學、重慶大學、南昌大學、華東交通大學在進度安排上較為均勻，從第1～第4學年都設置了不同的實習實訓課程并設置了不同的教學目標，有利于漸進地提升學生的實踐能力，其他高校大部分實習實訓課程都集中在第3與第4學年。此外，天津大學和南昌大學將部分實習內容安排在暑假或寒假期間進行。

在實習實訓的形式方面，現有實習實訓環節主要采取集中實踐和分散實踐兩種典型形式，其中集中實踐是主要形式。近年來，各高校通過校企合作建立了大量實踐教學基地，這些校外實踐資源在培養學生工程實踐能力中發揮了較大的作用。

在實習實訓的考核機制方面，現有高校主要以全過程式導師考核為主，企業導師為輔的形式，但不同的實習實訓環節具有差異，如畢業論文(設計)、工業工程綜合課程設計等環節多采用“答辯式”考核機制。部分高校如清華大學采取了更加靈活的“課程替代式”考核機制，若學生獲得校級以上科技作品競賽一等獎可以申請替代“工業工程課程設計”或“工業工程生產實踐”，SCI論文投稿且評審意見正面者，獲得國際或國內省級以上科技或論文獎可申請替代“綜合論文訓練”。

1.2 IE專業實習實訓問題分析

盡管國內高校結合自身特點和人才定位設計了實習實訓教學體系，設置了相應課程，并開展了大量工業工程實習實訓教學工作，極大提升了學生的工程實踐能力和創新能力，但仍然面臨諸多問題和挑戰：

(1) 目前“工業工程類專業本科教學質量國家標準”還未正式出臺，工業工程本科教學質量標準的缺失使得當前部分高校的實踐教學體系缺乏系統性、針對性和協同性。具體表現為：實習實訓課程體系不完善、結構不完全合理、實習實訓課程與理論課程未有效銜接和互補、實習實訓課程的知識要求和能力要求與工業工程專業人才培養目標不完全匹配等。

(2) 工業工程的學科特點決定了其教育教學必須要緊密服務于國家及區域戰略需求、行業企業需求。當前部分高校的人才培養目標與定位沒有與社會需求、行業或產業背景緊密結合，使得實習實訓課程體系設置、課程內容設計、教學方法等方面同質化現象嚴重，部分高校的實踐教學缺乏特色，培養出的人才缺乏個性。

(3) 實踐表明，學生實踐創新能力的培養過程是一個由量變到質變的累積過程，并呈現出明顯的漸進階梯性，其課程設置也必須遵循和符合該規律。部分高校的實習實訓進度安排過于集中，實習實訓教學體系及課程設計未遵循學生的認知規律，也沒有和學生實踐創新能力的各個階段密切匹配，極大制約了人才培養質量。

(4) 隨著社會經濟的快速發展，“中國制造2025”“互聯網+”“創新創業教育”等新環境為高等工程教育改革和人才培養模式改革提出了更高要求。傳統工業工程的實習實訓過程還存在課程教學內容陳舊、教學模式和形式單一、考核機制不完善等問題，課程設計簡化、生產實習形式化、畢業設計弱化等現象也很普遍。針對新形勢下的新要求，需要對課程體系、授課內容、形式、考核機制等方面進行優化和重構，提升系統性、科學性、柔性和可擴展性。

(5) 實習實訓教學過程本質上是一個多主體(涉及學生、老師、學校、企業、社會等)協同育人過程。盡管現有高校在校內跨學科合作、校企合作、校際合作等方面開展了大量實踐教學工作，但大多還處于協作而不協同的階段。此外，在實習實訓資源建設方面，盡管各高校都建設了一定數量的校內實習實訓基地、校企聯合實習實訓基地以及創新創業基地，但實習實訓資源不足和資源浪費現象同時存在，如何突破資源壁壘，構建高校間實習實訓資源共享機制，提升資源利用率等問題也亟需解決。

2 多主體協同漸進階梯式實習實訓模式設計

2.1 多主體協同漸進階梯式實習實訓模式構建

針對國內現有工業工程專業實習實訓教學過程中出現的問題及面臨的挑戰，綜合考慮學校辦學特色、辦學條件以及工業工程專業人才培養定位等因素，構建了工業工程專業多主體協同漸進階梯式實習實訓模式，其基本框架如圖1所示。該基本框架系統闡釋了工業工程實習實訓教學系統的5個基本要素(人才培養目標、教學資源、教學參與主體、教學過程以及教學質量保障)及其相互之間的關系。具體來說，該模式的內涵可以歸納為：“以2個核心思想為指導，遵循1個基本規律，通過4個具體實踐階段和1個過程化質量保障機制，實現1個綜合育人目標”。

圖1 工業工程專業多主體協同漸進階梯式實習實訓模式

具體特點如下：

(1) 以“實習實訓資源共享、多主體協同”2個核心思想為基本指導。資源建設是高校開展實習實訓教學工作的基礎和根本前提，盡管各高校都擁有一定的實習實訓資源，但存在資源浪費、資源不足、資源重疊以及資源重復建設等現象，通過資源共享可解決現有實習實訓資源建設中存在的諸多問題。而多主體協同是指在實習實訓過程中，校內交叉學科之間、各校工業工程專業之間以及校企之間協同互動，自組織為開放的協同實踐創新網絡，協同互動開展各類實習實訓教學工作。

(2) 遵循學生工程實踐能力和創新創業能力的漸進形成及提升規律。將學生工程實踐能力和創新創業能力的形成及提升過程細化分解為“基本工程素養—專業技能—創新創業能力—工程實踐能力”等4個能力形成及提升階段，針對每個階段設置不同的實習實訓課程，對每門課程設計不同的教學目標和教學內容。

(3) 開展“4個實踐階段”的實習實訓教學工作。針對“基本工程素養—專業技能—創新創業能力—工程實踐能力”等4個能力形成及提升階段，設置了與之相對應的4個實踐教學階段，具體包括基本工程實訓、工業工程專業實訓、科研與創新創業拓展實訓、企業實習與畢業設計等方面。每個階段具有不同的目標和協同主體，隨著實習實訓教學工作的不斷深入和強化，主體的協同范圍、深度也階梯地擴大和增強。

(4) 建立“1個過程化質量保障機制”，即通過量化設計分級評價指標體系、過程化考核評價方法，科學地制定實習實訓規范制度，構建實習實訓支撐環境等機制，為保障和提升實習實訓質量提供根本保證。

(5) 實現“1個綜合育人目標”。通過上述實習實訓指導思想、方法、手段和機制的設計與實施，實現培養“綜合素養好、工程實踐能力強的實用型工業工程創新創業人才”這一育人目標。

2.2 多主體協同漸進階梯式實習實訓教學設計

為實施多主體協同漸進階梯式實習實訓模式的基本思想和理念，全面提升學生的工程素養、專業技能、工程實踐能力和創新創業能力，對實習實訓課程體系以及各門課程具體的教學要點、形式、考核方式等進行了系統性設計，將其融入到本校2015版工業工程專業人才培養方案和教學大綱之中，并積極開展了部分實習實訓教學工作。各實習實訓課程的具體設計內容如表2所示。

表2 工業工程專業實習實訓教學設計

3 多主體協同漸進階梯式實習實訓模式實踐

我校工業工程專業一直注重學生工程實踐能力和創新創業能力的培養，充分依托學校航空產業背景和工科平臺優勢，緊密聯系國家戰略需求，航空產業及相關產業需求，通過系統規劃、分步實施的策略，積極開展大量實習實訓教學工作，學生的工程實踐能力和創新創業能力得到了極大提升，受到了用人單位的高度贊揚和一致好評。

(1) 積極開展實踐教學改革，創新人才培養體系。本專業教師積極開展實踐教學改革，近年來主持了10余項關于工程實踐能力、創新創業能力培養的省級、校級教學改革研究課題，代表性課題有“交叉遞進多層次”經濟管理實驗教學體系研究與實踐、經管院校工業工程實驗平臺規劃與建設、工業工程專業“三段雙軌遞進式”實踐教學體系創新研究、工業工程專業“多主體協同漸進階梯式”實習實訓模式研究與實踐等，對工業工程實踐教學體系、課程體系、考核機制、質量保障機制等進行了系統、科學地規劃與設計。此外，以創新創業教育改革為契機，將創業要素融入理論教學和實踐環節，全面培育工業工程專業必修課程的創新創業課程。設施規劃與物流系統設計、質量管理工程、工業工程、生產與運作管理、項目管理等專業主干課程均獲得學校創新創業教育課程培育項目立項。經過多年的實踐教學改革和創新創業教育培育，形成了較為完善的工業工程專業創新創業人才培養體系。

(2) 創新實習實訓教學內容、方法和手段，切實提高教學質量。在教學內容上，素質拓展、科技創新實踐、創業教育與實踐等實習實訓課程，著重培養學生的團隊協作能力、創新創業能力以及外語及表達能力、社會適應發展能力，根據這些能力進行了教學內容的創新設計。基礎工業工程、生產計劃與控制、質量管理工程、物流工程、工業工程綜合課程設計等課程，以航空生產系統或服務系統及其管理實際問題為導向，著重培養學生的企業調研能力、發現、分析及解決問題等專業技能以及團隊協作能力、創新能力，并根據這些能力為導向進行了教學內容的創新設計。生產實習、畢業實習、創業教育與實踐等實習實訓課程，著重培養學生的企業調研能力、發現、分析及創新性解決問題能力、團隊協作能力、工程實踐能力，以解決航空生產系統或服務系統及其管理實際問題為導向，進行了教學內容的創新設計。

在教學方法上，素質拓展、科技創新實踐、創業教育與實踐等實習實訓課程，通過組建校內跨專業、跨學科創新創業團隊，積極參與各類科技創新與素質拓展實訓，引導學生積極參與本專業教師的科研項目，不斷激發學生的學習興趣和專業認同度。基礎工業工程、生產計劃與控制、質量管理工程、物流工程、工業工程綜合課程設計等課程，鼓勵和引導本專業教師與校外實習實訓基地合作，以企業現實問題為導向，逐步建立以項目小組和雙導師制為主要形式的課程設計方式。生產實習、畢業實習、畢業論文(設計)等實習實訓課程，鼓勵和引導本專業教師與校外實習實訓基地開展合作，采取雙導師制形式進行。對于畢業論文(設計)，與航空制造工程學院、飛行器學院等合作，逐步試行了以項目小組為主要形式的校內跨專業跨學科協同畢業設計。

在教學手段上，充分利用網絡教學平臺、微信、QQ、APP等形式進行實習實訓輔助教學，初步形成了“互聯網+實習實訓”的工業工程實習實訓新模式。逐步建立了多元、靈活的實習實訓教學考核方法，調動了學生的學習興趣。借鑒清華大學的成功經驗，規劃并制定了工業工程專業實習實訓課程替代制度，逐步試行了“課程替代式”的實習實訓考核機制。

(3) 加強實習實訓資源建設，推進資源共享，開展實習實訓協同教學工作。近年來，本專業與富士康科技集團、洪都航空工業集團有限責任公司、昌河飛機工業(集團)有限責任公司、江西昌河汽車股份有限公司、航空精工股份有限公司、江西藍海物流、江西三鑫醫療器械、江西合力照明等20余家省內外企業合作開展了實習基地與科技孵化平臺建設及實習實訓教學工作。與部分前期有過合作的兄弟院校簽署了實習實訓資源共建共享及協同實習教學工作協議，并分批次推進了校際實習實訓的協同教學工作。例如與清華大學合作開展了工業工程專業暑假聯合實習模式，本專業學生與清華大學工業工程學生組隊參與的富士康生產現場改進提案“T產品人因化生產線設計”獲一等獎，“自動化手機裝配線改進案”獲優勝獎。

(4) 加強實習實訓師資隊伍建設，組建創新創業團隊，取得豐碩成果。本專業積極推進理論課教師從事實習實訓教學工作，將教師從事實習實訓教學的實績將作為年度工作考核的內容之一。多年來，本專業老師堅持聯合本院工商管理系、管理科學與工程系，經濟學系以及測試與光電工程學院、飛行器工程學院、航空制造工程學院、材料學院、工程訓練中心等學院的教師與學生開展科技創新實踐。近年來，有100余名本專業學生參加了教師的科研項目，發表相關學術論文近20篇，獲得獨立發明或合作發明專利、軟件著作權10余項。此外，本專業教師還積極指導學生申請學校“三小”創新創業項目，省級及國家級創新創業項目，以及各類學科競賽。本專業學生參與各類大學生創新創業計劃項目100余人次，獲各類省級以上大賽獎勵50余人次。

4 結 語

在對國內工業工程專業實習實訓現狀調查及問題分析的基礎上，以學生工程實踐及創新創業能力的漸進提升過程為主線，以資源共享、多主體協同為核心，構建了工業工程專業“多主體協同漸進階梯式”實習實訓模式，并對實習實訓課程體系以及各門課程具體的教學要點、形式、考核方式等進行了系統性設計。實踐表明，該模式有利于提高工業工程專業學生的工程實踐能力和創新創業能力。