薛朝改 李淑敏 曹武軍

[摘 要] 針對工業(yè)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)問題，提出新工科背景下培養(yǎng)體系改革及模式探索。首先，針對工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出新工科建設面臨的新挑戰(zhàn)。提出學科交叉，融合創(chuàng)新，面向未來，開闊視野及提高實踐應用能力的需求。其次，提出新工科背景下工業(yè)工程人才培養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)。最后，在教育生態(tài)系統(tǒng)的支持下，提出工業(yè)工程人才培養(yǎng)的模式創(chuàng)新及路徑。

[關鍵詞] 新工科;工業(yè)工程;人才培養(yǎng)

[基金項目] 2019鄭州大學教育教學改革研究與實踐重點項目“新工科背景下工業(yè)工程專業(yè)先進制造與管理課程群教學改革”（2019ZZUJGLX017）

[作者簡介] 薛朝改（1978—），河南鄧州人，教授，博士，研究方向為工業(yè)工程教育和先進制造管理;李淑敏（1986—），女，山東鄆城人，博士，講師，研究方向為工業(yè)工程教育;曹武軍（1971—），男，河南鞏義人，博士，副教授，研究方向為系統(tǒng)工程。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）35-0293-03? ? ?[收稿日期] 2019-09-30

為了培養(yǎng)未來需要的新型工程技術人才，新工科的概念應運而生，教育部2017年4月正式提出“新工科”建設（天大行動），6月形成北京指南。隨后，新工科在我國教育及學術界開啟研究及實踐改革的熱點。新工科之新，主要體現(xiàn)在新工科的多學科背景以及其與國家發(fā)展戰(zhàn)略（中國制造2025、創(chuàng)新驅(qū)動等）、新技術（互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)等）的相互適應性。從學科交叉及培養(yǎng)方式看，工業(yè)工程與新工科建設如出一轍，是新工科教育的重要組成。工業(yè)工程的研究對象正是先進制造系統(tǒng)，是“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃的主要目標。為此，探索工業(yè)工程專業(yè)新工科建設路徑具有重要意義。

雖然自新工科提出以來，出現(xiàn)了大量關于新工科教育的研究及探討[1-3]。目前，在新工科教育領域，主要的研究有如下方面：（1）新工科理念、框架及內(nèi)涵。該方面聚集了大量文獻研究，顧佩華[1]探討了新工科教育與新工科教育范式，提出新工科建設的技術路徑及組織實施方法。（2）新工科背景下的專業(yè)培養(yǎng)體系探索。言十[4]探討了信息化人才培養(yǎng)需求、專業(yè)交叉創(chuàng)新、人才培養(yǎng)模式改革、教育體系的構(gòu)建等問題，提出了計算機與軟件工程學科進行新工科建設的建議。（3）新工科背景下的課程改革。唐新亭等[5]針對目前離散數(shù)學課程中存在的諸多問題，從授課內(nèi)容設計和教學模式兩個角度對新工科背景下離散數(shù)學教學改革進行探索。（4）新工科背景下的實踐探索。該方面主要涉及推進新工科建設的實踐問題[6-7]，其中，林健[6]從七個方面探討了如何組織和實施新工科項目，為高校、行政部門、教執(zhí)委及行業(yè)協(xié)會組織實施新工科項目提供參考和借鑒。

綜上所述，新工科教育順應國家發(fā)展戰(zhàn)略，面向產(chǎn)業(yè)界、面向未來，從教育理念、結(jié)構(gòu)、模式創(chuàng)新、質(zhì)量保障及分類發(fā)展等方面深化工程教育改革。作為交叉學科的工業(yè)工程，既具備新工科建設的優(yōu)勢，又面臨著新環(huán)境、新技術及新方法的挑戰(zhàn)，亟待通過相關課程的改革探索以及培養(yǎng)體系的再造，助力新工科人才培養(yǎng)?，F(xiàn)有的研究為新工科建設提供了理論及方法的支持，然而，就工業(yè)工程專業(yè)新工科建設而言，現(xiàn)有的文獻鮮有涉及。

一、工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的問題及新工科建設的新要求

目前，在工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)中普遍存在理論與實踐聯(lián)系不緊密、專業(yè)課程的系統(tǒng)性及綜合性不強、實踐教學模式單一，難以適應用人單位對專業(yè)人才的需求：

1.專業(yè)課程系統(tǒng)性及綜合性不強。作為交叉學科，工業(yè)工程專業(yè)在我國高校中設置在不同院系，其課程設置大多與所在院系的課程體系密切相關，而在相關課程教授中，課程之間缺乏溝通，其聯(lián)系及系統(tǒng)性明顯不足，應用及綜合能力無法提升，難以應對新經(jīng)濟新業(yè)態(tài)對人才的新需求。

2.理論與實踐結(jié)合不夠緊密?，F(xiàn)有培養(yǎng)模式中，理論與實踐是分離的，使得學生對理論知識無法深入理解領會，也使得實踐過程無法和理論結(jié)合，無法實現(xiàn)從知識到技能的轉(zhuǎn)化。

3.實踐教學模式單一。傳統(tǒng)的教學模式“生產(chǎn)實習—課程設計—畢業(yè)設計”基本都在校內(nèi)完成的，難以將社會需求融入實踐教學環(huán)節(jié)中，實踐內(nèi)容多以參觀為主，缺乏針對性和前沿性，難以將所學知識應用于實際運作。此外，實踐教師也是從學校到學校，難以在實踐層面給學生以切實的指導。

4.畢業(yè)設計環(huán)節(jié)脫離實踐問題。目前，在工業(yè)工程畢業(yè)設計環(huán)節(jié)，通常由指導教師申請工業(yè)工程領域題目，在教師指導下，由學生獨立完成。然而，畢業(yè)設計題目的確定往往與指導教師專業(yè)背景、知識更新以及與實踐問題的關聯(lián)程度密切相關。而大量的畢業(yè)設計存在著重復、題目陳舊、難以應用等問題，使得畢業(yè)設計嚴重脫離實踐，更無法滿足企業(yè)的現(xiàn)實需求。

在新一代信息技術支持下的現(xiàn)代制造環(huán)境，工業(yè)工程進行改善的對象發(fā)生了重大變化，傳統(tǒng)工業(yè)工程的理論及方法都將被重新評估及應用，以適合未來制造業(yè)發(fā)展?；谛陆?jīng)濟產(chǎn)生的新要求，新工科背景下對工業(yè)工程人才培養(yǎng)目標發(fā)生變化，它需要工業(yè)工程師能夠適應未來制造發(fā)展，在知識面、創(chuàng)新能力方面都能滿足新經(jīng)濟的需要。未來市場對工業(yè)工程專業(yè)技術人才的需求會更加迅猛，一方面源于智能制造迅猛發(fā)展及中國制造2025的國策下巨大的市場需求。另一方面，其他相關產(chǎn)業(yè)的信息化、智能化以及優(yōu)化改善也需要大量工業(yè)工程專業(yè)人才。因此，工業(yè)工程新工科建設面臨新挑戰(zhàn)：（1）學科交叉，融合創(chuàng)新.工業(yè)工程課程體系設計應當面向?qū)嵺`，注重學科交叉，除了傳統(tǒng)的工業(yè)工程課程外，對相關課程的教學不能僅局限于對課程涉及內(nèi)容的探討，還應當培養(yǎng)與相關學科的聯(lián)系及綜合認識，實現(xiàn)不同學科思維、知識、方法及應用的融合創(chuàng)新。（2）面向未來，視野開闊.工業(yè)工程專業(yè)的課程設計及實踐應用應當時刻關注工業(yè)工程領域的前沿理論及技術，具備國際視野，面向未來。因此，新工科要求培養(yǎng)的學生具有開闊的國際視野，具備科學素養(yǎng)，對工業(yè)工程的現(xiàn)狀及未來趨勢有獨到見解。（3）實踐應用能力強.新工科環(huán)境下工業(yè)工程課程體系設計，不僅需要考慮學生的基本知識傳授，同時還需要使學生具備應用相關理論解決實踐問題的能力。

二、工業(yè)工程新工科建設的生態(tài)系統(tǒng)

工業(yè)工程專業(yè)新工科建設離不開社會、研究機構(gòu)、企業(yè)、高校、教師及學生的共同努力。為此，通過構(gòu)建工業(yè)工程人才培養(yǎng)的生態(tài)環(huán)境，提升學生應用實踐能力，開展多種導向性、應用性和實踐性的培養(yǎng)活動，著力提高學生創(chuàng)新的素養(yǎng)與創(chuàng)新能力，實現(xiàn)專業(yè)教育與實踐應用的精準結(jié)合，構(gòu)筑新工科建設環(huán)境。

1.內(nèi)部核心生態(tài)圈.工業(yè)工程人才培養(yǎng)的內(nèi)部核心生態(tài)圈主要由學生、教師、專業(yè)院系、高校組成。新工科背景下，其主體及內(nèi)部核心生態(tài)組成保持不變，但主體之間的聯(lián)系更加緊密，溝通更加順暢。除了傳統(tǒng)授課及上機實踐，可以以項目形式組織不同專業(yè)及院系教師參與教學改革及實踐競賽，以融合創(chuàng)新及學生實踐能力提升為目標，滿足新工科教育對學科交叉及融合創(chuàng)新的需求。

2.外部拓展生態(tài)圈.新工科背景下，教育部門、研究機構(gòu)、企業(yè)、咨詢機構(gòu)及產(chǎn)學研平臺等均構(gòu)成工業(yè)工程人才培養(yǎng)的外部拓展生態(tài)圈，企業(yè)、研究機構(gòu)及產(chǎn)學研平臺拓寬實踐實訓渠道，為工業(yè)工程學生實踐能力培養(yǎng)提供實際案例及現(xiàn)實需求，滿足新工科教育對工程實踐的要求。

3.生態(tài)環(huán)境.文化環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境、社會環(huán)境及政策環(huán)境等構(gòu)成了工業(yè)工程人才培養(yǎng)的生態(tài)環(huán)境，為新工科環(huán)境下工業(yè)工程人才培養(yǎng)保駕護航。營造積極向上的社會環(huán)境，自信的文化環(huán)境，良好的經(jīng)濟環(huán)境以及寬松的政策環(huán)境使學生能在優(yōu)良的氛圍中培養(yǎng)自身能力，發(fā)揮才能實現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。

三、新工科背景下工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的路徑

根據(jù)新工科背景下工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，結(jié)合現(xiàn)有培養(yǎng)模式的現(xiàn)狀及存在問題，提出工業(yè)工程人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式如下：

1.寬基礎，差異化培養(yǎng)。新工科背景下工業(yè)工程人才培養(yǎng)應當對學生進行分類，將其分為學術科研型人才及應用創(chuàng)新型人才。針對學術科研型人才，要求其具備過硬的數(shù)學及知識，注重學科交叉及創(chuàng)新思維及方法培養(yǎng)，同時與科研前沿問題結(jié)合，因此應當使該類學生盡早參與科研項目，能夠占領研究前沿。針對應用創(chuàng)新型人才，應當著重培養(yǎng)其實踐能力，瞄準大型企業(yè)需求，在培養(yǎng)過程中關注企業(yè)所需技能培訓，使學生在進入實際工作之前能夠?qū)λ鶑氖聦I(yè)有所實踐?？梢酝ㄟ^如下方式實現(xiàn)：第一，大類招生背景下，在大學一年級及二年級期間，統(tǒng)一進行公共基礎課教學及專業(yè)基礎課教學，引導學生對工業(yè)工程專業(yè)產(chǎn)生基本了解，對不同培養(yǎng)方向及發(fā)展形成初步認知;第二，大學三年級開始分方向進行培養(yǎng)，使學生能盡早明確未來發(fā)展方向，盡早適應差異化培養(yǎng)模式，適應工業(yè)工程培養(yǎng)模式改革;第三，畢業(yè)考核環(huán)節(jié)差異化考核，針對不同培養(yǎng)方向，制定不同的考核內(nèi)容（如劃分為畢業(yè)論文和畢業(yè)設計）、考核方式和考核標準。

2.培養(yǎng)學習興趣，提升學習主動性。興趣是最好的導師，如何提高學生學習興趣是新工科教育首要解決問題。除了社會、家庭及學校在思想層面的工作外，一方面在課程設計中，瞄準前沿問題，引起學生對未來工作生活的關注，培養(yǎng)責任感和創(chuàng)業(yè)意識，通過平時的知識積累為未來工作助力，提升學習的主動性。另一方面，在拓寬學生走進社會的渠道及方法上多下功夫，避免實習實訓走形式，而應讓學生在實習實訓中真正感觸到社會需要、專業(yè)責任及個人興趣，使學生能盡早找到自己愛好的興趣及專業(yè)，激發(fā)學習的內(nèi)在動力。

3.創(chuàng)新思維訓練，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)助力。新工科教育目標的實現(xiàn)離不開創(chuàng)新思維和創(chuàng)新人才，鼓勵學生采用創(chuàng)新的方法解決，激發(fā)學生創(chuàng)新的意愿是新工科教育的保障。注重創(chuàng)新思維訓練，通過相關課程及競賽提升創(chuàng)新能力，使創(chuàng)新思維及方法能應用于實踐問題，達到新工科人才培養(yǎng)目標。

4.依托項目，探索前沿。新工科教育要求各工科專業(yè)能夠面向未來，滿足未來制造及新經(jīng)濟新業(yè)態(tài)的需求。高校教師所進行的科研和企業(yè)項目正是面向?qū)W術研究前沿和新經(jīng)濟新業(yè)態(tài)下的企業(yè)需求而進行。因此可以依托教師的科研和企業(yè)項目，通過構(gòu)造一系列可操作的項目模塊，不斷吸引學生積極參與，讓學生在完成模塊化任務的同時掌握知識技能與方法，實現(xiàn)學生專業(yè)知識的交叉融合，促進實踐創(chuàng)新能力的提升?？梢酝ㄟ^下路徑實現(xiàn)：第一，收集指導教師的科研和企業(yè)項目，按照難易程度，將多個項目模塊，逐層向下分解;第二，將分解后的項目模塊，借助大學生各類課程競賽、科技競賽及實習實踐，按照難易程度和項目性質(zhì)合理分配給不同培養(yǎng)方向的學生;第三，隨著時間推移，高年級學生畢業(yè)或進入研究生隊伍，低年級學生不斷被吸引，研究梯隊保持平穩(wěn)運行，專業(yè)技能得到高效傳承，學生實踐創(chuàng)新能力得到快速提升。

5.多方協(xié)同，國際資源融合。新工科背景下工業(yè)工程的人才培養(yǎng)需要多方協(xié)同，多方協(xié)同包括了企業(yè)、研究機構(gòu)、教育部門、產(chǎn)學研協(xié)同平臺、咨詢機構(gòu)等的協(xié)同，一方面，這些機構(gòu)為科研及教學提供了實踐資源，另一方面，學生創(chuàng)新能力的提升也只能在具體實際問題的解決中獲得。此外，通過專職教師的海外學術交流以及海外優(yōu)秀博士的引進，同時，學生還可以通過國際交流項目到國外名校進行交流，有效促進學生國際化視野和學術交流能力，助力新工科建設。

6.教學改革，實踐模式創(chuàng)新。新工科建設外部生態(tài)圈的構(gòu)建營造了良好的條件，而實際操作層面，工業(yè)工程教學體系改革勢在必行。從課程內(nèi)容設計到講授到考核過程，都需要以新工科教育目標為導向，研究教學模式創(chuàng)新。例如，改變教師主導的填鴨式教育為問題解決型教育;課中提問，課后復習的開放性課堂值得嘗試;多種教學資源的運用，MOOC及網(wǎng)絡開放課程等。在教學內(nèi)容上從已有工業(yè)工程以管理、機械等學科理論教授為主轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合知識應用、案例式教學、實踐應用型分析等。新型教學手段的應用也為新工科教育實施提供支持，在工業(yè)工程專業(yè)大量的仿真軟件，為工業(yè)工程專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)助力，如果能夠與實際項目結(jié)合，加之課程內(nèi)容及仿真平臺，學生可以深入理解課程內(nèi)容及其現(xiàn)實應用，既鍛煉了動手能力，分析能力，解決問題能力，也提升了實踐能力培養(yǎng)及應用創(chuàng)新能力。此外，只有通過多樣化的考核形式，才能激發(fā)學生參加實踐項目，投身工程的熱情。當前創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、數(shù)學建模大賽、電子設計大賽等應用型大賽的開辦，為學生提供了實踐應用的平臺，同時也是專業(yè)知識應用的平臺，因此，根據(jù)不同課程的差異性，采用不同的考核形式，甚至可以采用相應競賽成績替代學分，這些教學及考核形式的改革為新工科建設奠定基礎，達到工業(yè)工程新工科建設目標。

四.結(jié)束語

基于新工科教育的背景及目標，分析了工業(yè)工程人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀及存在問題，提出了新工科背景下工業(yè)工程人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)。學科交叉，融合創(chuàng)新、面向未來，視野開闊、實踐應用能力培養(yǎng)的新工科教育對工業(yè)工程的新要求，構(gòu)建了工業(yè)工程人才培養(yǎng)的生態(tài)系統(tǒng)為新工科工業(yè)工程專業(yè)建設提供支持，同時對人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新進行探討和實踐，為新工科教育的實踐提供方法和路徑，實現(xiàn)從學科導向轉(zhuǎn)向為產(chǎn)業(yè)需求導向，實現(xiàn)跨界交叉融合，助力面向未來的新型工業(yè)工程人才培養(yǎng)。

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