智能制造背景下工業工程專業課程體系探究

趙永滿 陳江春 歐亞明 周雪 劉娜 魏子凱

基金項目：2023年度石河子大學教育教學改革研究專項重點項目“面向智能化的工業工程專業人才培養模式研究”（JGZZ-2022-16）

第一作者簡介：趙永滿（1979-），男，漢族，甘肅古浪人，博士，教授。研究方向為工業工程、質量工程方面教學與研究。

*通信作者：陳江春（1975-），男，漢族，河南南陽人，工學博士，副教授。研究方向為系統工程、工程管理。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.12.023

摘? 要：根據《中國制造2025》的相關要求，為充分適應智能制造背景下產業發展對人才的需求，高等院校工業工程專業在辦學過程中，需要對課程體系進行進一步完善，以適應產業發展對高素質人才的需要。該文結合高校工業工程專業辦學過程中課程體系設計存在的問題來展開探究，從制約院校辦學水平的因素出發對智能制造背景下對工業工程專業課程體系如何適應時代發展需要提出有針對性的建議，以此來助力高等院校工業工程專業的跨越式發展，提升院校人才培養質量。

關鍵詞：智能制造；工業工程；課程體系；人才培養；探究

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）12-0096-04

Abstract： According to the relevant requirements of "Made in China 2025"， in order to fully adapt to the demand for talents in industrial development under the background of intelligent manufacturing， in the course of running the industrial engineering specialty in colleges and universities， the curriculum system needs to be further improved to meet the needs of high-quality talents for industrial development. This article explores the existing problems in curriculum system design in the process of running industrial engineering majors in colleges and universities， and puts forward targeted suggestions on how to adapt the curriculum system of industrial engineering majors to the needs of the development of the times in the context of intelligent manufacturing based on the factors that restrict the level of running schools， in order to help the leap-forward development of industrial engineering majors in colleges and universities and improve the quality of talent training in colleges and universities.

Keywords： intelligent manufacturing; industrial engineering; curriculum system; personnel training; research

近年來伴隨著我國綜合國力的不斷發展，國家充分認識到制造業對提升綜合國力的重要意義，為了適應新時期發展的需要，國家提出了《中國制造2025》行動綱領，其中明確要求要通過三步走的方法實現由制造大國向制造強國轉型的戰略發展目標。這也意味著高等院校在辦學過程中也要充分結合行動綱領的相關要求對工業工程專業課程體系進行持續升級和優化，以此來迎合智能制造背景下產業發展對高技能人才的需要。

一? 智能制造對工業工程專業人才培養的影響

伴隨著制造產業的不斷升級，我國制造業在國際市場上的競爭優勢在逐漸被淡化，如果繼續按照發展理念，大力發展中低端制造產業已經無法適應時代發展的振興需要。與西方發達國家相比，我國制造產業在發展過程中存在著以中低端產業為主、自主研發度低以及缺乏核心競爭優勢等問題。在全球經濟一體化發展的背景之下，面對激烈的市場競爭，我國也需要借助對產業的升級改造來適應經濟全球化，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。智能制造對工業工程專業人才培養提出了新的要求，需要高等院校在人才培養工作開展過程中對現有的課程設置進行不斷完善，充分融入計算機、數據庫、計算機語言和管理信息系統等方面的課程，以強化對學生綜合運用信息技術能力的培養，使學生具備扎實的工業工程專業理論基礎同時具有較強的信息技術素養，適應智能制造背景下制造產業對高素質人才的需求。

二? 工業工程專業課程設置現狀

（一）? 課程設計亟待完善

在智能制造背景下，工業工程專業課程體系面臨著課程設計亟待完善的問題，盡管近年來高等學校在辦學過程中也在充分結合智能制造背景對課程體系進行進一步完善，但是受目前管理體制的制約，合作企業并未充分融入到學校的課程設計相關工作中，導致課程設計無法滿足智能制造產業發展的實際需要，院校大多會根據自身的辦學特色來配置工程類、管理類以及信息類課程在教學體系中所占比重[1]。盡管近年來伴隨著國家積極推進行動計劃，高等學校也在結合行動計劃要求對專業課程體系進行優化和調整，但是這項工作在開展過程中進展緩慢，很難適應瞬息萬變的市場發展形勢，而且與國外工業工程專業相比，國內高校大多都存在工科類課程占比偏低的現象，導致培養出的人才很難適應產業發展的需要。

（二）? 信息技術類課程數量有待提升

在智能制造背景下，信息技術已經成為了推動產業升級和創新發展的重要驅動力，但是在工業工程專業的課程設置中，與信息技術相關的科目相對較少，導致學生在學習過程中很難使個人的信息技術素養與實踐能力得到培養和提升。盡管近年來工科專業在發展過程中都呈現出信息化發展傾向，但是高等學校在課程設置方面并沒有及時調整課程設計思路，在這種背景之下就導致信息技術類課程數量不足，對工業工程專業的發展也會產生不同程度的影響。

（三）? 現有課程內容存在著重復性和與產業發展相脫節的問題

工業工程專業屬于交叉性學科，涉及內容較為廣泛，因此院校在課程體系建設過程中需要統籌一體化考慮，可以借助科學的課程設置做好系統指引，使學生能夠綜合運用專業課所學知識深入到工業工程管理與生產實踐中，提升學生綜合運用知識和技能的能力。目前在課程內容設計方面存在著重復性和與產業發展相脫節的問題，但是院校并未對課程內容進行及時修訂，也未對多個學科中的重復知識點進行重新整合，導致學生需要耗費時間和精力重復學習，并且很難將其運用到實踐中[2]。對于院校的教師而言，多數教師也缺乏產業實踐，導致很難立足于智能制造企業的實際生產與經營活動對課程內容進行不斷完善，這也極大制約了專業課程體系建設。

三? 智能制造背景下工業工程專業課程體系構建的思路

（一）? 強化基礎理論課程

隨著智能制造技術的快速發展和應用，工業工程專業也面臨著挑戰和機遇，為了培養適應智能制造時代需求的人才，需要高校對工業工程專業課程體系進行有效的構建和調整，強化基礎理論課程是構建智能制造背景下工業工程專業課程體系的基礎。在工業工程專業課程體系中，需要將基礎理論課程置于重要位置，并通過精心設計教學內容和方法，激發學生對這些理論知識的興趣和學習動力[3]。在相關活動推進過程中需要將強化基礎理論課程與實踐緊密結合起來，智能制造是一個高度技術化和應用化的領域，學生們需要通過實際操作和項目實踐來鞏固和應用所學的理論知識，所以有必要設置一些與基礎理論課程相關的實驗課或者項目課，讓學生們能夠親自動手進行操作和實踐，并將所學知識應用于真實場景中，以此提高學生們的動手能力和解決問題的能力，增強學生對基礎理論知識的理解和記憶，為學生后續開展專業課程學習奠定堅實基礎。

（二）? 強化實踐環節課程設計

在工業工程專業課程體系構建中，強化實踐環節的設計可以為學生提供與真實產業環境接觸的機會，培養學生在實踐中發現問題和解決實際問題的能力并促進創新意識和團隊協作精神的培養。在構建工業工程專業課程體系時，應該加強實踐操作環節的設置，開設實驗課程、進行案例分析和模擬實訓等，使學生能夠真正理解和掌握所學知識并運用到實際工作中。目前，伴隨著新技術的不斷應用，智能制造企業在發展過程中也在不斷加大對新技術、新工藝以及新設備的應用力度，對具備較強實踐經驗的技能型人才需求量在不斷加大，所以高校需要積極適應產業發展的實際需要，在課程體系構建過程中借助不斷強化實踐環節課程設計來迎合產業發展對應用技能型人才培養的實際。

（三）? 開設智能制造相關課程

為了培養適應智能制造發展要求的專業人才，有必要在工業工程課程體系中引入智能制造相關課程如智能制造系統設計、工業機器人應用、物聯網在工業中的應用等課程，培養學生對智能制造技術的理解和應用能力。相關課程的開設，可以讓學生了解當前最新的數字化、自動化和信息化技術，從物聯網、云計算、大數據分析等角度理解和運用先進技術來提高生產效率和質量，并推動企業向智能化方向發展。智能制造技術的發展給傳統制造業帶來了許多新的挑戰和機遇，隨著智能制造技術在各個行業廣泛應用，對于掌握智能制造知識和技能的專業人才需求越來越高，借助智能制造相關課程開設，學生綜合素質將進一步提升，將會擁有更多就業機會，并且在職場中擁有更大的競爭優勢。對于那些有意從事研究工作的學生來說，深入學習智能制造相關課程也為他們進一步發展提供了良好基礎。

（四）? 開展跨學科融合探索

工業工程作為綜合性學科，在構建工業工程專業課程體系的過程中，跨學科融合變得尤為重要。高校需要認識到在智能制造背景下工業工程專業課程體系必須與計算機科學、人工智能等相關學科進行緊密結合，通過跨學科融合才能培養出既懂得傳統生產技術又具備計算機技術知識和應用能力的優秀人才[4-6]。為了培養具備數據管理和信息系統開發能力的工業工程人才，還需要將數據庫原理、信息系統設計等相關內容納入課程體系中，使學生不僅可以了解數據存儲和檢索的基本原理，還能夠熟悉常用的數據庫管理系統和信息系統開發工具，為未來從事智能制造相關工作打下堅實基礎。

（五）? 加大創新思維培養

為了培養適應智能制造需求的人才，工業工程專業的課程體系建設需要加大對創新思維的培養。在我國制造產業發展過程中，傳統的產業發展模式重視效率和規模優勢，而在智能制造時代，技術與信息相結合，要求人才具備創新思維能力，在工業工程專業課程體系構建過程中，應注重引入項目實踐等方式培養學生的創新思維。在智能制造環境下，創新思維是推動產業升級和技術進步的關鍵，隨著人工智能、大數據、物聯網等技術的廣泛應用，工業工程專業的課程體系需要緊跟時代潮流，培養學生的創新思維，通過引入創新項目、開展科技競賽等方式，可以培養和激發學生的創造力和創新意識，提高學生解決實際問題的能力[7]。為此，在專業課程中應開設創新方法論、設計思維等課程來引導學生積極思考和探索，培養學生解決實際問題時的創新思維方式。

四? 智能制造背景下工業工程專業課程體系建設的實踐

（一）? 構建產學研一體化平臺，豐富實踐課程

為了幫助學生更好了解產業發展對人才的需求，需要院校構建產學研一體化平臺，并結合智能制造產業需求來做好課程設置：一是利用多方平臺來幫助學生掌握工業工程領域的科研與企業最新成果，借助與企業合作建立實習基地或者聯合實驗室，使學生在學習過程中可以接觸到真實的企業工作環境和最前沿的技術；建立行業交流平臺，定期邀請行業專家和企業代表進行講座和分享會，讓學生們能夠第一時間了解到行業最新動態和理論研究最新成果。二是充分利用院校的資源激發學生的科研興趣，引導學生開展研究，提高學生的科研水平。院?？梢栽O立專門的科研項目或者獎勵機制，鼓勵學生主動參與科研活動，在課程設置上也應該注重理論與實踐相結合，開設相關的實驗課程和項目課程，讓學生能夠親身參與到科研中去，提升他們的實際操作能力和創新思維。三是定期帶領學生到智能制造企業考察，了解智能制造企業真實情況，讓學生知道自身存在的差距，借助與企業技術人員進行交流和互動，幫助學生將所學知識應用到實踐中去。

（二）? 結合產業發展需要，增加課程內容

目前，新材料、新能源、智能控制與機器人等技術已經被廣泛應用于智能制造產業，這也意味著高校在工業工程專業課程體系建設活動開展過程中，需要充分結合產業發展的實際，需要對原有的課程內容進行完善，增加與之相關的課程，使新材料、新能源、智能控制與機器人等課程能夠與院校原有的工業工程專業課有機結合起來，豐富知識結構，使課程教學的含金量得到穩步提升。在課程中增加制造業前沿內容有助于提高學生就業競爭力，面對現代制造業對高技能人才需求日益增長，熟悉并掌握了新材料、新能源、智能控制與機器人等領域知識的學生往往更具競爭力，能夠更好地適應產業發展的需求[8-10]。因此，院校迫切需要增加相關課程內容來完善課程體系，培養更多具備工業工程專業理論和前沿技術的應用型人才，推動區域經濟向高質量發展。在具體工作開展過程中，可以從兩個方面來穩步推進：一是在教材編寫上增加相關內容。教材是學生學習的主要依據之一，在編寫教材時應該注重融入制造業前沿內容，引入新材料的概念和應用、智能控制與機器人技術、新能源的開發和利用方法等。二是在課堂教學中增加實踐環節。理論知識的學習只是培養學生能力的一部分，更重要的是讓學生能夠將所學知識應用到實際操作中，在課程體系建設過程中可以通過實驗、模擬操作、項目設計等方式讓學生親自動手感受制造業前沿技術的魅力，并培養學生的實踐能力和創新意識。

（三）? 對課程體系進行優化，開展一體化設計

優化課程體系并開展一體化設計是當前教育改革的重要任務，在相關工作推進過程中需要充分確保課程銜接的合理性，通過基礎、深入、應用的逐步遞進，減少同學們“學完就忘”的問題，還要避免不同課程間內容的重疊和知識的遺漏，使課程設計更加體系化、一體化，借助開設綜合課程來平衡難度。為了實現這樣的目標，我們可以從多個方面進行努力：一是需要對現有的課程內容進行全面梳理和分析。通過對各門課程的知識點和教學目標進行系統整合，找出彼此之間的聯系和差異，并確定每門課程在整個體系中所承擔的角色和地位，以便結合智能制造產業發展的需要更好地進行銜接和延伸知識點。二是在確定了各門課程之間的關系后，針對不同層次的學生制定相應的教學計劃，對于初級階段的學生，應該注重基礎知識的掌握和理解，對于中級階段的學生則需要進一步深入學習，并將知識應用到實際問題中，而高級階段的學生則需要注重培養創新能力和解決問題的能力，通過這樣的分層教學，可以更好地滿足不同學生的需求，避免內容重復和遺漏。為了增加課程的一體性，還可以開設綜合課程，將與工業工程專業相關的學科充分融入其中，讓學生在一個主題下進行綜合性的學習和實踐。例如組織以“綠色制造產業”為主題的綜合課程，在這門課程中學生可以學習有關環境科學、社會科學、經濟等多個方面的知識，并通過實地考察、小組討論等方式進行實踐，這樣的綜合課程不僅能夠提高學生對知識的整體把握能力，還能夠培養學生的團隊合作和問題解決能力。為了平衡課程難度，在設計每門課程時要注意適當調整難度水平，使學生在學習過程中感受到知識的連貫性和延續性。

（四）? 強化實踐環節的課程設計與管理

在高等院校工業工程專業課程體系建設中，多數院校在課程設計方面都存在實踐性課程開設力度不足的問題，這導致工業工程專業實踐性強的特點無法得以體現。與其他工科專業有所不同，工業工程專業研究的范圍很廣，對學生的理論和實踐技能都有著極高的要求，所以需要院校結合智能制造背景下產業發展對人才的需求，積極與合作企業進行緊密合作，充分發揮合作企業擁有豐富實踐經驗和先進的技術設備的優勢為學生提供實踐場所和機會，以此使實踐課程能夠有效地對接產業需求，提高教育培訓的針對性和實效性。在此項工作推進過程中需要高等院校積極與企業進行溝通合作，共同制定實踐課程內容和安排。在開展實踐活動之前，需要明確每個環節的具體目標和任務并制定詳細的計劃和流程，加強對學生的指導和監督，確保學生能夠按照規定的步驟進行操作并及時解決遇到的問題。在每個學期所學專業課程設計實踐主題時，應該以本學期所學專業課為依據做好主題設計，通過將專業知識與實踐相結合，使學生在解決真實問題中鞏固所學知識并培養解決問題、分析思考、創新能力等綜合素質。

（五）? 與企業協作開發校本教學資源

目前，工業工程專業課程體系建設活動開展過程中存在著教學內容嚴重滯后于產業發展的情況。這一問題產生的根源極其復雜，與院校教學活動所使用的教學資源有直接關系，在教學實踐中，教材修訂的難度極大，很難實現隨時隨地修訂。針對這一情況，院?？梢耘c企業密切配合開展校本教學資源的開發，充分利用院校和企業現有的教育資源，將產業發展所涉及的最新知識融入到相關課程建設中，開發出與企業生產經營活動相匹配的校本教學資源，以此來開展有針對性的教學與引領，才能使課程體系充分滿足企業發展，對高素質人才的需求。

五? 結束語

在智能制造背景下，工業工程專業課程體系構建不僅需要在完善課程內容和強化校企合作上進行探索，還需要充分考慮院校所在地智能制造產業布局以及相關企業的業務發展方向，對現有的專業課程體系進行完善，通過產教融合的方法使相關企業能夠充分融入到院校課程體系建設相關工作中，結合企業發展對人才的需求來調整院校的課程安排，增加一些與企業智能制造產業發展相匹配的課程，通過這種方法的有效應用來完善院校的專業課程體系，由此就能使高等院校工業工程專業課程體系真正融入到智能制造產業發展的實踐中，提升該專業在地區的核心競爭優勢，為學生就業和發展創造有利條件。

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