基于实践的工业工程综合实验教学研究

　　董蓉高晓兵于广伟杜彦炜
　　【摘要】针对工业工程传统实验模式存在的不足，基于创新实践的需求，设计了基于实践的工业工程综合实验教学体系，并搭建了相应的工业工程综合实验教学平台。该平台能够通过系统性实践，帮助学生建立系统性、综合性的知识体系，大大提高学生的创新实践能力，并取得了一定成果。
　　【关键词】创新实践；工业工程；实验
　　Abstract：Inviewoftheshortcomingsofthetraditionalexperimentalmodelofindustrialengineeringandthedemandofinnovativepractice，acomprehensiveexperimentalteachingsystemofindustrialengineeringbasedonpracticeisdesigned，andacorrespondingexperimentalteachingplatformofindustrialengineeringisbuilt。Throughsystematicpractice，theplatformcanhelpstudentsestablishasystematicandcomprehensiveknowledgesystem，greatlyimprovestudentsinnovativepracticalability。
　　Keywords：innovativepractice；industrialengineering；productionpractice
　　一、引言
　　工业工程（IndustrialEngineering，IE）是从科学管理基础上发展起来的一门交叉型工程技术。它以现代工业化生产为背景，以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，融工程技术和管理知识为一体，重点研究人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素的优化配置，对工业等生产过程进行系统规划、设计、评价、改善与创新，进而达到提高生产效率和设备经济效益的目的。工业工程的发展离不开工业工程人才的培养。工业工程作为一门独立的工程学科已经有上百年的历史。由于工业工程的交叉学科属性，不仅要求工业工程学生具有扎实的理论基础，而且还必须具有较强的实践能力、沟通能力、创新能力和管理能力。可见，IE学科的发展和应用，离不开实践体系的完善和创新。实验和实践环节是高校工业工程专业教学必不可少的环节，也是工业工程专业实现其人才培养目标的必修环节。〔1〕
　　实验教学是实践性教学的一个重要环节，与理论教学相辅相成，是高等教育教学过程的重要组成部分。而在实验教学中，综合性实验项目在高等教育教学中尤为重要。改革现有的实验教学模式，努力培养高素质创新人才是当前高等学校面临的一个重要课题。传统的教学实验普遍存在实验资源零散、系统性和关联性不强等问题，导致高校中工业工程的资源没有得到充分的利用，本文依据西安工业大学工业工程实验室的实际情况，提出建设面向生产实践的工业工程综合实验体系，从而增强学生的专业实践能力的培养，并有效提升资源的利用率。
　　二、基于实践的工业工程综合实验教学体系
　　大学作为知识创新和技术创新体系的基础，其责任就是要培养具有实践能力和创新晋升的高级专门人才，将实践能力和创新能力的培养融入学校教育的全过程，是时代发展和社会会发展的需要，更是教育自身发展的需要。从整个本科实践教学的培养过程中，基本是依照基本实践能力综合实践能力创新实践能力的思路来进行的〔2〕。而工业工程专业是具有非常强的应用技术的特点，因此，工业工程的实验教学应该是在前期基础实践能力教学的基础上，通过综合实践能力的培养，逐步提升创新实践能力。
　　工业工程的基本实践能力主要是依托公共基础课的课内实验（例如：大学物理实验）以及专业基础课的课内实验（例如：机械原理实践、电工电子实验等）。其综合实践能力除了依托于专业课程的课程设计（物流工程课程设计、质量管理与可靠性工程课程设计、管理信息系统课程设计等），还应该通过综合性实验培养学生的综合实践能力。工业工程综合性实验主要包含工艺流程设计与分析综合实验、生产计划于控制综合实验、自动仓储综合实验、精益生产综合实验等。通过这些综合性实验环节，让学生扎实的掌握工业工程的基本理论与相应的技术、方法与工具。最后，通过校内科技创新项目、各类学科竞赛（工业工程改善创意竞赛，大学生创新创业竞赛等）与国家大学生创新训练项目等，对学生的创新性实践能力进行培养，从实践出发，建立工业工程综合实验教学体系。
　　三、工业工程综合实验教学平台构建
　　工业工程的实验教学，从本质上说，应该是在学校教学实验室的条件下，将参与实验的学生，类似真实的生产设备、模拟生产物料、仿真生产活动过程信息和真实的管理手段等生产系统要素进行有机的整合，为学生应用工程技术和管理科学知识对其进行资源优化配置，计划最佳设计，活动精細规划，方案定量决策而塑造的一个看得见、摸得着的，而且是会动的被管理对象。因此，基于工业工程综合实验教学体系，应用RFID、传感器技术、计算机网络及相关技术，建立数字化、网络化、智能化的工业工程综合实验教学平台。〔3〕
　　在专业课程设计阶段，以课程相关基础理论为核心，（下转第1005页）
　　（上接第1003页）应用工业工程综合实验教学平台中课程相关部分模块，完成专业课程设计，巩固课堂教学成果。在综合性实验阶段，以具体实验任务为导向，采用项目组织的方式，针对各个专题进行综合实验。在其基础上，在真实模型的实战场景中，将企业生产线搬进教室，通过试生产批量生产改善生产精益生产渐进式实战，让学生深刻体会到工业工程在实际生产活动中的作用与价值。在创新性实践阶段，以校内创新竞赛、各类学科竞赛为契机，以工业工程综合实验教学平台为基础，培养锻炼学生的创新实践能力。
　　四、工业工程综合实验教学实施
　　工业工程综合实验教学的最大特点就是基于实践与创新，以工业工程理论知识为指导，以综合实验项目为应用，同时搭建自动化设备和软件系统平台，通过基础课程设计、综合性实验与创新性实践，帮助学生建立系统性和综合性知识体系，培养学生创新实践能力。下图中给出了工业工程综合实验教学平台中的自动化设备。
　　五、总结
　　工业工程综合实验教学体系，以课程实践为驱动，通过完整的企业实际生产运营过程，整合工业工程各门专业课程，对其进行系统性的实践，帮助学生建立系统性和综合性的知识体系，对培养学生发现问题、分析问题的问题意识和解决问题的穿行能力有很大的提升作用，是一种实践教学模式的有益尝试。
　　【参考文献】
　　〔1〕祁丽霞。面向创新应用型人才培养的工业工程综合实验室建设〔J〕。华北水利水电大学学报。2014。30（5）：124127
　　〔2〕张国辉，葛晓敏，闫琼等。工业工程专业协同阶梯式创新实践教学研究〔J〕。郑州航空工业工管理学院学报（社会科学版）。2018。37（4）：129135。
　　〔3〕向峰，周敏，江志刚等。面向工业工程的智能物联综合实验应用研究〔J〕。教育教学论坛。2017。5（18：267268）。