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工业工程专业教学探究:工业工程专业双语教学的研究
伴随我国改革开放程度的不断加深、范围的持续扩大,国家对大量具有对外交流能力的专业人才需求不断增大。双语课程教学适应了教育国际化发展的需求,能够培养出具有国际合作意识、交流与竞争能力的人才[1]。工业工程的产生和发展是以现代工业化生产为背景,它在发达国家已得到广泛应用,在我国虽然已有20多年的历史,但仍处于建设时期,仍需要向发达国家学习交流。好在可以借鉴国外先进的教学理念,可以利用他们丰富的教学资源,因此,在该专业开展双语教学有助于培养学生的国际视野,增强竞争意识,为进一步培养具有国际竞争力的高质量专业型人才夯实基础。同时,在学生未来成长过程中,离不开用外语进行专业交流[2]。当前国内许多院校工业工程专业开展的双语教学都有着不同程度的随意性和盲目性,质量和数量都不能匹配社会发展对该专业的要求,在教学内容、模式、方法、组织和评价体系等多个方面有待进一步的规范和理论上的完善。作为工业工程专业的核心入门课程,《工业工程导论》的基础性、综合性和实践性较强,对其采用双语教学有着得天独厚的优势,但在教材选择、双语教学模式、教学考核等方面还缺乏实践经验和系统的理论研究,对于怎样有效地发挥双语教学的作用还需要进一步探讨和检验。本人曾在国外学习,能熟练使用英语进行交流,于2010—2011学年在我校率先开展了《工业工程导论》的双语教学工作。为提高课程的教学质量,现将在教学实践中的研究和方向呈现为论文,以期为同类院校开展相关双语教学提供借鉴。现报道如下:
1《工业工程导论》课程的性质与特点
《工业工程导论》是工业工程专业的基础课程。工业工程是一种将人、设备、物料、环境和信息等生产要素进行优化配置,并对工业等生产过程进行系统规划设计、评价创新,进而提高工业生产率和社会经济效益的专门化综合技术,内容日益广泛。它既带有鲜明的工程属性,又有着显着的管理特征,是一门工程技术与组织管理等有机结合的交叉学科。通过学习《工业工程导论》课程可以使学生了解与认识工业工程的基本内容、特点和方法,从而为后继专业课程的学习与实践打下良好基础。《工业工程导论》涉及的内容宽泛,以我们所使用的教材为例,包括如下三个部分的内容。及时部分是工业工程历史、定义和地位,具体有工程和工程教育的历史概述、工业与系统工程、工业与系统工程职能的组织和管理;第二部分是工业工程的职责范围,具体有生产工程、厂址选择、工厂布置、工作测定和设计、财务补偿、作业计划与控制、质量管理、财务管理和工程经济、人事管理、管理系统设计、物料搬运、分配和路程安排;第三部分是运筹学和大规模系统分析的影响,具体有运筹学、确定性的数学规划、工程项目管理、概率模型、系统概念。所以内容宽泛,跨度大,就我校教学计划中规定的32学时来看,只能是选择性的重点讲授上述内容的1/3左右。《工业工程导论》部门内容相对有难度,特别是与工程紧密相关的部分,如:制造工程里面的各种加工方式、流程等相对专业的内容,对于管理类的学生来说有难度。因为低年级的学生只是在认识实习时对制造企业有个初步了解,而认识实习只是走马观花,难以取得更为深刻的理解。另一方面,对于工科院校的学生来说,财务管理、成本控制和质量管理方面的课程显得偏难。再者,运筹学、概率模型等又需要有较好的数学功底。
2《工业工程导论》双语教学的组织与实施
我校在制定本专业培养方案时,选择《工业工程导论》进行双语教学的原因如下:首先,工业工程导论部分内容虽然涉及面广,但难度相对较低。其次,工业工程导论是整个工业工程专业的知识基础,进行双语教学可以使学生在专业知识和外语能力两方面打下坚实的基础。,工业工程与承担教学任务的教师专业方向一致,因此,在教学过程中,教师可以对于专业外语更为娴熟,在期望使学生切实掌握课程基本内容的同时,也可通过对外语的大量运用,进一步锻炼和提高自身的英语听说读写的能力。下面从三个方面具体分析该门课程双语教学的组织与实施。
2.1英文教材的筛选
选用什么样的教材,要考虑学生的接受能力。因为,作为双语教学知识的吸取方,学生的外语水平和学习思考的积极性对双语教学的效果有着关键的作用。工业工程专业近年来成为工科院校的热门专业,该专业学生的高考英语成绩总体较好。但中学阶段的哑巴英语教学模式导致学生口语和听力偏差。同时,专业词汇贫乏是导致原版教材无法直接使用。另外,学生在课堂上的学习需经过语言和语思维的双重转化。考虑到双语教学的特殊性,教材既要注重专业知识的传授,又要兼顾对学生外语能力的提高[3,4]。因此,生源好、学生基础扎实的院校,应尽量采用原版教材。原版教材语言地道、信息量大、可读性强、内容详实,能够提供该领域前沿专业知识。在选用原版教
材的过程中,还应注意英文的难度,语言过难会导致学生的厌烦,进而对专业知识的理解和掌握产生不良影响。需要注意的是,原版教材并非无缺,有些内容本该简单精炼,却过于详细,书本过厚,价格过高。因此本人在国外将原版教材《工业与系统工程概论(第3版)》,进行了部分影印编册后发给学生作为教材使用。 2.2教学方法的改进
鉴于《工业工程导论》课程涉及的概念、定义、公式、术语、专有名词的数量较多,并且这些术语不仅仅来自管理科学领域,也来自工程技术领域及计算机技术领域,使用英语讲授对教师和学生都要求很高。教学过程中信息量大,学生在掌握课程的众多知识点之外,还需要记忆大量的专业词汇,并采用英语来进行理解和思维。为保障课堂45分钟的教学质量,课前预习成为必须的过程。在每节课结束前的5~10分钟,在布置该节内容的课后作业的同时,还须安排学生对下一节内容进行课前预习。双语课程的教学不是单纯的英语教学,不能像大学英语授课那样,把对单词、句子和段落的阅读和理解作为重点。只用英语解释会让学生费解,教师还需要用中文讲解,即采用穿插式的教学模式。在课外,学生更需要主动学习,到图书馆或网络,包括一些专业论坛来查阅相关资料,及时温习并整理已学知识。对于生源一般的普通院校各专业,由于课程的专业性和理论性,采用英文教材+中文讲授的模式更与实际情况相符。经过4年的摸索,研究者已从最初采用的全英文教授转变为目前的混合型,并且结合图文并茂的多媒体课件替代课堂板书,丰富了教学内容。如此一来,学生在听教师英文授课的同时,可与授课老师用英语进行课堂专业知识的互动讨论。授课过程中的重点与难点主要用汉语讲授,再让学生精读教材后与老师交流讨论,以真正受益。通过这种模式,优化了传统的教学方法,尝试借鉴MBA教学中的“案例讨论式”教学活动,挖掘学生的主观能动性和参与性,发挥多种教学活动及教学方法的优势,真正提升双语教学效果。
2.3多元的考核制度
在双语教学实施过程中,一个科学合理的考核制度不仅对整个教学的成败起着决定性作用,同时也是调动教师和学生积极性的重要机制[5]。或者说,科学合理的考核制度一方面是可以检验教学效果。另一方面反映了双语教学的教学目标和重点、难点,可以督促学习和引导教学过程。首先,从教师的角度来说,专业素质和外语素质是双语课程教师的基本素质要求。为同时满足大纲和与实际相接的要求,教师要收集和整理很多针对当下中国国情的资料,以充实教学内容,因此其隐性和显性的工作量和难度要比普通教师高很多。此外,由于学生外语能力和专业素质存在差异,采用双语教学往往会对课堂上的师生互动产生影响。一些外语基础弱的学生会产生厌恶情绪,教师可能会在课堂上面临更多的难题。为此,需要学校管理者在政策上鼓励教师深化研究、大胆实践,完善教师的奖惩制度,对其超额付出给予认可。其次,从学生的角度来讲,双语课程的考核应同时关注教学过程和最终考试结果,使二者实现统一。建议教师采用多样化的考核方式,灵活运用笔试、开卷、闭卷、半开卷等方法。并可将教学过程中学生在课堂上的发言及讨论的次数和质量作为评价内容,鼓励学生阅读英文文献、撰写外文报告,学期末考核可将口头考试与书面考试结合。书面考试可中英文结合,建议多考主观题,让学生自主思考,有更大的答题自由度,以锻炼学生的独立分析与解决问题的能力。,从管理的角度来讲,双语教学的监督机制也需要建立完善,并纳入日常的教学管理议程,从制度层面对双语教学实行管控,制订详细可行的评估细则,对教学大纲、教材的选用、教案、教学进度表、教师准入条件、课堂教学检查、试卷、学生意见反馈等进行规范化管理,做到有案可查,有章可循。
3《工业工程导论》双语教学效果
经过连续4届的讲授,从10级学生的反感厌恶,到11级学生的新鲜有趣,到13、14级级学生的适应融合。连续4届的统计数据来看,《工业工程导论》双语课程较好地完成了专业基础课的教学任务,并培养了学生的外语兴趣和专业外语水平。从学校近3年的大学英语四六级考试的统计结果来看,工业工程专业的国家英语等级考试通过率和率大幅度提高。从学校教务管理系统“学生评教”模块的统计来看:68%的学生反映经过一学期的双语学习,自身的思维和英语水平有显着的进步,学习兴趣大大提高;12%的学生反映课程讲授的速度太快,信息量过多,导致学生的印象模糊,为此,需要教师精心备课的同时提高学生的参与性。由于学生英语水平差距较大(以12级学生为例,58名同学中,8人通过六级考试,24人通过四级,还有26人未通过四级考试),学生接受能力差异很大。学生在学量专业知识的同时,大量阅读、理解英语必然难度增大,因此,需要根据学生英语基础的不同,因材施教,进行分类教学。
4双语课程教学的建议
双语教学中课程选择与学期设置方面。双语教学的课程设置需要根据专业培养方案的整体性要求,专业基础课程由于相对浅显,且有后续更为深入的专业课程来精讲,是开设双语教学的选择。从授课学期的角度来说,在二年级或三年级上学期开设专业基础双语教学应该是比较理想的选择,此时,学生对专业有一定初步了解,并且在英语阅读和理解方面有所积累。关于汉语和外语之间比重的把握方面的建议。目前双语教学方模式包括如下三类:全外(授课英文,教材英文),混合(授课英汉结合,教材英文)和半外型(授课中文,教材英文)。研究者以为,对普通工科院校各专业而言,因为专业课程的系统性和理论性,采用混合和半外式更为合适。对于文科类专业、且生源质量高的学校,可以尝试全外型。在本人的教学中,学期初期更多的采取半外型,学期中后期则采取混合型,因为本校学生的质量层次偏弱,需要循序渐进的适应过程。需要说明的是,双语课程教学在该校以及国内同级别工科高校仅是起步阶段,许多工作尚在探索中,为使课程质量得到保障,需要教师对教学方法进行认真研究,设计与规划双语教学的难度、深度和方法,认真备写教案,准备模型及原版参考资料,使双语教学有目的、有计划地实施。相信在师生共同能力下,双语教学一定可以达到预期目的和要求。
工业工程专业教学探究:高校工业工程专业实验的教学
一、工业工程专业背景及意义
工业工程(IndustryEngineering,IE)于20世纪初产生于美国,是一门以提高质量和效率、降低成本为目标的集多种工程技术和管理于一体的交叉性学科,其对西方发达国家的工业化及韩国、新加坡等的经济腾飞起着非常重要的作用。我国从20世纪80年代正式开始应用工业工程,经过二十多年的发展,工业工程的应用领域已由最初的传统制造业扩展到服务业、金融业、运输业等多个行业;工业工程的应用内容也由传统的工作研究、设施规划与物流分析,延伸到与信息技术、业务流程再造等紧密结合的现代制造系统等各个领域。近年来,工业工程学科发展十分迅猛,开设工业工程专业的高校数量直线上升,同时教育部也不断出台新的政策,对工业工程的学科建设、办学思想、办学水平等进行规范和评估。工业工程是一门实践性很强的学科,必须通过实验、深入现场,才能真正掌握这门学科的知识。在新形势下,为了适应高校教学改革的要求,须对高校工业工程综合实验进行改革。
二、工业工程专业相关课程介绍
高校工业工程综合实验包含工业工程专业多门专业基础课程和专业课程,是各知识点的综合。其相关课程有“:基础工业工程”“人因工程“”生产计划与控制“”设施规划与物流分析”等。通过对影响企业生产效益的各种因素的研究,包括人因研究、生产线布置及产品制造、生产计划与控制等环节的实验研究和分析,围绕降低成本、提高企业生产效益,提出相应的实施计划和方案。
三、工业工程综合实验教学改革的原则与方向
工业工程实验教学改革应遵循的原则有:
(1)循序渐进的原则。工业工程综合实验教学较大的特点是强调实验过程的系统性,应遵循循序渐进的原则。
(2)理论联系实际原则。实验教学应以学生所学知识为指导,整合、序化教学内容。
(3)可操作性原则。实验内容既要考虑学生的知识背景和能力状况,又要考虑在一定时期内实验内容实现的可能性,确保实施的可行性与可操作性。工业工程综合实验教学改革思路:
(1)引入“启发引导式”实验教学模式。采用“启发式”实验教学,让学生由被动学习改为主动学习。
(2)增加综合实验内容。以往都是对理论内容的验证进行实验,内容虽然有序,但每次内容比较单一,有些同学老是靠本组同学帮助完成,缺乏学习主动性。增加工业工程综合实验内容,则既能提高学生的实践能力,又能培养其学习主动性。
四、工业工程专业综合实验的任务、教学方法及学时分配
实验课程的任务是培养学生分析问题、应用知识以及动手操作的能力。主要方法是在IE两个专业实验室及计算机房等实验场所进行实际操作和训练,教师在现场加以指导。时间为两周,分人因研究综合实验、流程分析研究综合实验和生产计划编制综合实验三个训练模块。
五、工业工程专业综合实验项目与内容提要
(1)人因研究综合实验。主要仪器和设备:JGW-B心理实验台4台,跑步机两台,功能自行车,噪声频谱分析仪两台,计时器若干只,照度计、亮度计各两台。通过声简单反应时实验等实验项目,获取相应的实验数据,了解人的听觉、视觉、触觉、识记等各个方面的能力差异及对工作效率的影响。上述实验,分别在被测试者处于安静状态和运动后状态(在跑步机上以中等速度跑10分钟后)两种情况下进行,通过对实验数据的比较,分析疲劳对工作效率的影响程度。实验的基本操作是:逐个检测被测试者对光、声的反应及注意力、动作稳定性等能力,获取相应的实验数据;正确使用仪器进行实验数据的测试;分析人的听觉、视觉、触觉、识记等各个方面的能力差异及对工作效率的影响。
(2)流程分析研究综合实验。主要仪器和设备:小型流水线设备一台、监控系统一套、电视机两台、计时器若干只。通过小台钻的装配工艺流程分析实验,进一步熟悉和掌握人机操作、双手操作、工时评价、测时研究、动作研究等实验手段在生产实际中的应用。主要完成确定流水线节拍、进行流水线的平衡、确定工作地数、配备工人及设计流水线的平面布置等工作任务。实验的基本操作是:逐个进行人机操作、双手操作、小台钻装配等实验,获取相应的实验数据;正确使用仪器进行实验数据的测试;分析流水线节拍、进行流水线的平衡、确定工作地数、配备工人及设计流水线的平面布置等。
(3)生产计划编制综合实验。主要仪器和设备:ERP软件一套(网络版)。通过生产计划及物流分析实验,对小台钻的生产进行规划设计,完成小台钻装配流水生产标准计划的编制、生产作业控制设计、核算单件生产方式下的成本和大量生产方式下的成本等设计任务。实验的基本操作是:正确使用ERP教学软件,进行相应实验数据的录入和归档;制作各种表单;小台钻装配流水生产标准计划的编制、生产作业控制设计、核算单件生产方式下的成本和大量生产方式下的成本。
六、结束语
通过对工业工程综合实验的深入研究,提出了详细的实验项目、内容及要求,为工业工程教学和培训提供了一个良好的基础。这样,既开阔了学生视野,又大大提高学生的实际能力,使学生更好地掌握工业工程的专业知识。
工业工程专业教学探究:工业工程专业课程教学的探究
一、课程教学体系结构
生产系统建模与仿真课程的教学体系结构分为三大部分:理论教学、实验教学、实践环节。
(一)理论教学
理论教学是生产系统建模与仿真这门课的基础。我校该课程的理论教学为40学时,理论教学部分的内容包括以下九大部分:
1.概述。主要介绍有关系统仿真的基本概念、系统仿真的分类、离散事件系统仿真的基本概念,如仿真钟、时间、活动、进程等。
2.仿真输入数据的收集与分析。主要介绍系统仿真输入数据的收集方法、分布的识别、参数估计方法、拟合度的检验等。
3.伪随机数的产生及其统计检验。主要介绍伪随机数及其产生方法、伪随机数的统计检验(包括均匀性检验、独立性检验、数字特征检验等)。
4.随机变量与随机过程的仿真。包括离散型随机变量的仿真方法、连续型随机变量的仿真方法并介绍随机过程中关于泊松过程的仿真。
5.离散事件系统的建模方法。包括实体流图法及其应用举例、活动周期法及其应用举例以及Petri网建模方法。
6.离散事件系统的计算机仿真策略。主要介绍事件调度法、活动扫描法、进程交互法以及三种仿真策略的比较。7.排队系统的计算机仿真。介绍排队系统的基本概念、分类、排队系统仿真举例。
8.库存系统的计算机仿真。介绍库存系统的基本概念及库存系统仿真举例。
9.仿真结果分析。主要介绍终态仿真、稳态仿真的基本概念,终态仿真的结果分析,稳态仿真的结果分析,多个系统性能的比较分析以及方差缩减技术等。但理论部分涉及的概率论与数理统计的内容较多,如何将枯燥的仿真理论与实际问题联系起来,以提高学生的学习兴趣呢?笔者认为可以从以下两个方面入手:首先,在每次有新的理论介绍之前先以一个背景问题引入,从而提出解决该问题的理论知识。例如生产系统常常会受到市场需求、原料供应、生产环境、生产状态等多方面随机因素的影响,那么在具体仿真时,这些随机因素如何体现出来?从而引入随机数的产生、随机变量的产生、随机过程的仿真等内容。又如在对一个系统具体仿真时,提问:当采用不同的随机数流,仿真结果会随之发生变化,那么实际中如何对仿真结果进行分析,从而得到科学的结论?从而引入数理统计的内容,将其应用于仿真结果的分析。其次,鉴于工业工程专业的性质,有些复杂的数学推导过程可以适当删减,力求学生理解原理,达到能够灵活应用相应理论的目的即可。这里有一点需要强调的是,在多年的教学中,笔者认为及时次课尤为重要,其实这不仅仅是对生产系统建模与仿真这门课,对任何一门专业课都是如此。在及时次课中虽然不能涉及太多的课程内容,但在及时次课首先要告诉学生这门课是研究什么问题的,在什么情况下我们可以借助这门课的理论来解决问题,好举与实际问题相关联的例子。例如,我在及时次上课时会介绍什么是系统仿真、系统仿真的应用领域、应用系统仿真时应注意的一些问题等等,同时课堂上演示几个可视化的仿真模型,如流水生产线加工系统仿真、服务系统仿真等,通过一些感性认识,使学生对这门课有一个初步的了解,以提高学生对该门课程的兴趣。
(二)实验教学
实验教学是对理论知识进一步理解和深化的有效方式,通过实验教学,一方面可以加深学生对理论知识的理解,另一方面有利于培养学生分析和解决实际问题的综合能力。目前关于离散事件系统仿真的流行软件也有很多,比如:Extend、Flexsim、Gpss、Arena、Witness、eM-plant、Auto-Mod等等。我们在教学过程中采用了Witness和GPSSWorld软件。这两款软件在使用上有较大区别。GPSSWorld属于第二代仿真语言,是基于进程交互的仿真编程语言,特别适用于排队系统的仿真。当然这里的排队系统范围也很广泛,比如,订单的到达可以抽象为排队系统的顾客,订单的处理过程可以抽象为排队等待过程,订单处理完成可以抽象为顾客服务完后离开系统等等。通过此软件的学习,一方面可以加深对离散事件系统仿真的理解,另一方面也可以提高学生调试程序的能力。因为目前即使是可视化的仿真软件要仿真一些复杂的系统,有时也需要编制相应的程序才可以完成,所以通过GPSSWorld仿真软件的学习和应用,对于应用其他的仿真软件也有帮助。Witness是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它既可用于离散事件系统的仿真,又可用于连续流体(如液压、化工、水力)系统的仿真,可视化效果好,通过Witness开发的系统仿真模型易于理解和控制,为加强学生在学习期间深入理解实际运作系统提供了直观的、可行的实验场景。目前在国内有近60所设有IE专业的高校引进了Witness仿真平台。我校的生产系统建模与仿真课程的实验部分为16机时,如果把Witness和GPSSWorld软件的使用连同学生上机实验都放在这16机时完成,很显然时间是不够的,所以我们目前的做法是:在理论课的40学时课堂讲授时,安排部分时间讲授软件,边讲解边演示(约8学时),同时将Witness和GPSSWorld软件的学习版先拷贝给学生,这样学生就可以在自己的个人电脑上安装使用,课下学生自己先练习,同时给学生布置相关的上机大作业,具体上机时,教师主要是解决学生在练习或完成作业时遇到的困难和问题。由于学习版的部分软件功能受限(其实对大多数的仿真已够用),所以我校建立了软件网络互联环境,学生也可以通过校园网在宿舍就可以使用正式版练习,满足了部分学生进一步学习的需要。
(三)实践环节
生产系统建模与仿真这门课的教学目标就是培养学生将仿真技术应用于实践,并解决生产、管理等领域的实际问题。因此,实践环节我们主要从三方面入手:
1.在1周的课程设计中,提供有关生产加工、物流、服务管理等方面的素材,启发学生利用仿真技术完成系统的分析和改善;
2.在大四的毕业设计题目中,设计一些应用仿真技术的相关题目,如关于企业生产流水线的改善;
3.鼓励学生积极参加校
大学生创业大赛、工业工程改善大赛等竞赛活动,利用仿真技术结合具体的问题进行分析,我校在这一方面已取得了一些成绩,达到了学以致用的目的。 二、课程教学方法设计与教学手段
本课程采用以课堂讲授为主,其他方法为辅的教学方法。通过课堂讲授,可以使学生理解掌握系统仿真的基本原理和基本方法。但纯粹采用课堂讲授对于理论教学有时会显得有些枯燥,因此在教学过程中适当增加了实验法、演示法、讨论法等。如在介绍系统仿真软件时,一边讲解软件一边进行演示,同时将相关的仿真理论穿插于仿真软件的介绍之中,这样更便于学生理解和体会仿真的基本理论和原理,也便于学生掌握仿真软件的使用和操作方法。课程的教学手段采用以多媒体教学为主,板书为辅(个别时用到的数学理论)的方式。另外,教师在及时次上课时就将联系方式包括E-mail、QQ号、电话等告诉学生,学生可以通过以上方式随时咨询学习中遇到的问题。
三、课程考核
本课程的考核方式采用“期末闭卷考试+大作业”模式,其中大作业包括上机报告和英文文献翻译两部分。上机报告是关于Witness和GPSSWorld仿真软件布置的上机大作业,要求对具体问题建立适当的仿真模型,运行后对结果进行分析,必要时进一步提出改进措施或建议。英文文献翻译要求查找一篇关于仿真技术发展或应用的英文资料,将其翻译成中文,这样做的目的有两个:一方面可以使学生进一步了解仿真技术的发展动态及应用领域,另一方面也可以适当的加深、熟悉一些关于仿真的专业英语词汇,便于以后工作和科研的需要。目前期末闭卷考试成绩占80%,大作业占20%,可考虑加大平时作业成绩的比例到30%,以加强学生对实验环节的重视程度及仿真技术动态的关注程度。
四、课程教材的选取
关于生产系统建模与仿真这门课,目前还没有非常适合我校工业工程专业实际情况的教材,原因是有的教材中所介绍的软件不是Witness和GPSSWorld,而介绍Witness和GPSSWorld的教材关于仿真理论部分又介绍得较少,所以笔者给学生推荐的两本关于理论部分的教材为:肖田元等主编的《离散事件系统建模与仿真》以及周泓等主编的《生产系统建模与仿真》;关于仿真软件部分的教材为:王亚超等主编的《生产物流系统建模与仿真-witness系统及应用》以及谢毅等主编的《离散事件系统建模仿真与GPSSWorld教程》。
五、结束语
生产系统建模与仿真作为工业工程专业的一门专业基础课,其技术目前在生产、管理、物流、服务等领域已得到了广泛应用,我们希望,通过对该课程教学体系的探讨使其在学生今后的科研和工作中发挥越来越大的作用。
工业工程专业教学探究:工业工程专业教学改革的探讨
在经济全球化的背景下,我国市场经济获得了迅猛发展,推动了我国制造业的持续发展,对工业工程人才的需求在数量和能力上提出了更高的要求[1,2]。因此,面对需求日益增加的人才缺口和毕业生毕业即失业的两难困境,中国各个高校在培训工业工程人才培养过程中应以社会需求为导向,加快工业工程教学改革,培养出拥有国际视野和创新创造能力的应用型以及高水平的人才走出这一困境,满足制造业发展的需求。目前,以社会需求为导向的教学模式与专业教学模式兼容性不好,有效实施的难度较大。近年来,我国高校招生规模迅速扩张,虽然相应的办学条件、教学模式、科研水平等也不断提高和完善,但是依然滞后于规模的扩张,实验实践教学水平滞后于相应技术的发展[3]。随着经济危机的突然爆发以及我国的产业调整和经济转型,在教学中对大学生的实践和创新能力提出了更为高层次的要求,导致高校专业人才培养不能满足社会的多样化需求,教学面临着严峻挑战[4]。另外,随着越来越多的毕业生进入市场,失业率迅速增长,再加上毕业生的综合应用能力较差,学生也无法在毕业后立即应聘到合适工作。传统的教学培养模式越来越难以解决这个矛盾,取而代之的要克服自身教学的不足,以满足社会需求为导向,转化“重理论、轻实践”的传统培养模式,改革专业实验实践教学模式,发展以“重能力、重应用”为核心的新培养模式。本文以上海理工大学的工业工程专业培养为例,以社会需求为导向提出了专业能力培养与实践基地应用相结合的改革方法,并且提出了实施3+X教学的改革思路。
一、工业工程专业教学存在的不足
1.大多数教师承担很重的理论教学,忽视了课程间的联系。工业工程专业知识体系往往较综合、交叉性强,不同的专业课程联系很紧密,像人因、设施规划、生产计划等课程彼此交叉[5,6]。但实际教学中,教师忽略了课程间的交叉性,忽视了课程综合理解在专业知识体系中的作用,使学生对专业知识的理解停留在表面,并且实际知识应用能力就会较差,综合能力得不到有效的提高。
2.实验教学体系的系统性和综合性不强。很多专业知识点在一些课程实验中重复出现,对于重复出现的专业知识点,在进行实验教学过程中都浅尝辄止,这种分流的实验教学模式不具有系统性,不利于学生形成完整的知识体系。另外,传统的实验教学模式都是对单课程专业知识点的应用,虽然通过实验,学生了解和掌握了单课程知识点的应用,缺乏对不同知识点的综合协调应用,无法利用实验提高学生解决问题的能力。
3.实践教学条件落后,实践教学模式单一,缺乏实践强的团队。实践教学资源的建设落后,无法满足教师在实践教学上的需求,对学生的专业和综合实践缺乏有效平台,难以提高学生的知识应用能力。传统的教学模式“生产实习—课程设计—毕业设计”基本都在校内完成的,没有根据社会需求融入到企业中去,与社会实际需求相脱节。另外,大部分教师都是从学校毕业后直接从事教学工作,缺乏实践的专门训练,难以建设实践教学较强的教师团队。
二、以社会需求导向的课程和实验实践教学改革的构想
以社会需求为导向的教学关于创新性、应用性、综合性的特点,要求教学过程由独立、分散、封闭的架构体系转向交叉、集中、开放的综合化体系。由注重课堂教学转向更多地关注实验实践教学[7]。在工业工程专业教学实验实践中,可以从以下几个方面进行改进:
1.建立课程教学与实验教学的横纵向联系。以专业课程为主线,改革课程设置,分析现有专业课程中相同的实验内容,是不是存在重复,但是又不重要的内容,针对这些问题,重新确定课程教学内容和实验教学的安排,建立课程教学与实验教学的横向联系。同时,实验教学都是相互之间有联系的,比如人因、立体仓库、设施规划、物流、生产线等,在时间上都有前后承接关系,在实验过程中,学生逐步加深对专业知识的领悟和应用,学生可以更好地掌握整个实验体系,这种课程教学与实验教学的纵向安排,使学生更易掌握工业工程专业知识和技能,为实践服务。
2.以社会需求为导向,改善实践教学条件,搭建实践平台和实践基地。通过与校友企业进行融合,建立专业学生的实践基地。积极拓展产学研合作,搭建实践平台,比如联合实验室、模拟车间、创新研发中心等,从根本上改善实践教学环节,达到与企业资源共建、互利共赢的目的。上海理工大学管理学院与上海庞源机械租赁股份有限公司共建工业工程专业实践基地,采取学生轮岗实践的方式,目前已经输送完及时批学生,取得了一定的效果,充分调动了学生的积极性,收获颇大。
3.建立实验实践教学团队。要实现以社会需求为导向的教学改革,需要建设实验实践能力较强的教学团队,培养双师型教学团队,一方面联合校企建立教师实验实践基地,联合培养青年教师;另一方面,进行青年教师的教学能力和实验实践能力双向发展,派送青年教师到企业进行锻炼,同时邀请具有丰富实践经验的企业界人才对学生进行指导。通过双向培养,建立一支教学和实验实践能力较强的综合教师队伍,确保高质量的课程教学和实验实践教学的实现。
三、实施3+X教学模式
对于新的教学模式,采用3+X模式,即教学模式、实验模式、实践模式、教学反思模式,消除传统的单个模式孤军作战状态,进行3+X融合教学。首先,通过与国际进行交流合作,吸收和借鉴各国在教学方面的成功经验,引进的教学模式,另外,加强与国内各高校同专业教师们的交流,提高工业工程专业的教学水平。其次,工业工程专业是课程教学与实验实践教学相结合的专业,教学实验是在实践中有效地创新和应用专业知识的前提,建立以创新能力培养为主导的实验教学,建设层次实验:基础知识验证性实验教学、综合类实验教学、自主创新实验教学,通过三个层次的实验培
养,提高学生的综合能力。再次,培育企业实践基地,搭建学生能力培养的校外平台,根据工业工程专业培养目标,逐步完善与企业的实践基地建设,规范和完善基地的管理和评估。聘请企业人才作为学生的兼职教师,配合专职教师的实践教学,让学生更好地了解社会实际情况,与课程和实验结合紧密结合,提高教学效果。,对课程教学、实验和实践教学的事后反思,借助行动研究不断探究与解决自身教学方面的问题,将“学会教学”与“学会学习”统一起来,努力提升教学实践合理性,使自己成为综合型教师的过程。实施3+X模式,提高工业工程专业教学和实验实践水平。 四、结束语
以社会需求为导向,对工业工程专业课程教学和实验实践教学及其策略进行改革。本文结合目前各高校工业工程专业课程和实验实践教学的现状,在专业培养方案和社会需求的基础上,对专业能力培养进行了再设计,对建设实践基地的必要性进行了肯定,并且对教学手段和方法进行了改革。根据工业工程专业的实际需求,改进教学形式,更新和完善教学内容,加强重视教师团队建设,从事相关的实践工作,增强实践经验。另外,还提出了3+X教学模式,课程教学是积累学生的专业知识,实验教学激发学生的学习兴趣,实践教学提高学生的创新性和应用能力,真正起到了课程促进实验,实验促进实践的作用,培养出社会需要的工业工程专业人才。
啤工业工程专业教学探究:酒游戏 在工业工程专业课程教学中的应用研究
［摘 要］在对国内工业工程专业课程特点进行分析的基础之上，提出将“啤酒游戏”引入工业工程课程教学中，并从实际角度出发，分析了引入“啤酒游戏”带来的积极作用以及在此过程中产生的问题，并对传统的“啤酒游戏”进行了改进，增强了游戏与课程的适用性，同时也增加了游戏的趣味性与挑战性。
［关键词］“啤酒游戏” 工业工程 供应链
工业工程(industrial engineering，ie)是一门实践性很强的交叉型综合学科，综合运用数学、自然科学、人文科学、系统科学等知识方法，对有关人员、资金、原材料、信息以及固有技术构成的系统进行规划、设计、评价，以使该系统更有效、更富有生产力的学科。由于所学课程覆盖面广，学生掌握课程难度增加，难以深层次的理解学科的实用方向。在管理学专业课程教学中经常使用角色扮演等教学方式使学生提高运用所学知识的能力，较有代表性的是“啤酒游戏”。本文在分析工业工程学科体系的基础之上，对“啤酒游戏”在工业工程专业课程中的应用进行研究，并对传统的“啤酒游戏”进行改进，以期取得更好的教学效果。
一、工业工程学科体系
工业工程是用一套系统化的技术，系统、经济、有效地解决技术和管理问题。工业工程学科体系有以下几个特点：（1）交叉性。工业工程是把技术和管理有机结合起来的一门交叉学科。学生在学习技术类课程的同时还要学习管理类课程，并且要具备将技术和管理有机结合的能力。（2）系统性。要学生从系统的角度分析问题、解决问题。同时如何从不同专业的人员获得有效的信息，并由此构建一个系统的问题解决方案。（3）工程实践性。工业工程专业是一门应用性学科，其目标是解决现实社会系统中的问题。这就要求学生具备解决实际问题的能力。
由此可见，工业工程是一门工程实践性极强的学科，为加强学生应用多学科知识解决实际问题的能力，本文提出在工业工程专业部分课程中引入“啤酒游戏”，这种角色扮演教学方式也增加了课程的趣味性。
二、“啤酒游戏”在工业工程专业课程中的应用
“啤酒游戏”一直都是管理界较为关注的一个问题。它最早是由麻省理工学院的史隆管理学院创建并发展起来的一种关于库存管理的游戏。游戏中设计了三个角色：零售商、批发商及制造商，参加游戏的人可以自由做出决定，即各个角色每周只做一个决策——订购或生产多少啤酒，它们之间通过订单进行联系。他们的目标是使利润较大化。
在“啤酒游戏”中要运用多方面的管理学科的知识，因此在多门工业工程课程中均可以引用：
1.运筹学——存储论
在运筹学课程中的存储论部分引入“啤酒游戏”可使学生充分理解订购批量对库存成本、订货成本、缺货成本等成本的影响，进一步深入理解经济订货批量的存贮模型、具有约束条件的存贮模型、具有价格折扣优惠的存贮模型等复杂模型的原理。
2.供应链管理
在供应链管理课程中进行该游戏，使学生通过这一游戏可以更加深刻地感受到供应链上的不确定因素给企业带来的压力。由于每个学生也是供应链的决策者，通过对库存水平和库存成本的控制来加深对供应链决策重要性的理解，并且从本质上了解产生“牛鞭效应”的原因。在游戏结果分析的过程中，对供应链的管理方法和技术应用提出供应链的核心问题，从而达到提高参加者的供应链技能的目的。
3.物流管理
在物流管理课程中引入该游戏，令学生深刻理解预测是企业制订战略规划、生产安排、销售计划，尤其是物流管理计划的重要依据，是企业物流管理中最重要的环节。的预测可以提高客户满意度，提高企业的竞争力、减少企业的库存、有效地安排生产、改善运输管理、甚至做出信息含量更高的定价，促销决策。
4.市场营销
在营销策略组合中，应用该游戏，能够使学生更深的理解市场营销环境分析、购买行为分析、市场调研与预测等知识。
5.系统工程
供应链是一个复杂的系统，“啤酒游戏”能够使学生掌握站在系统的角度思考问题，可用来对离散事件系统仿真的原理和过程进行人为的再现，通过角色分工和全员参与来共同完成这个游戏，学生就会对系统仿真的原理和过程有了更加生动和的理解。
6.人力资源管理以及管理学原理
彼得.圣吉在《第五项修炼：学习型组织的艺术和实务》中，描述了啤酒游戏及其反映的系统化思考的问题，比如蝴蝶效应和被切割的局部思考等，继而探讨如何有效进行系统化思考[5]。因此，在《人力资源管理》及《管理学原理》等课程中引入“啤酒游戏”能够使学生对学习型组织、员工思维培训等有更深入的理解。
三、“啤酒游戏”在教学过程中应用的问题及游戏改进
在教学实践中，“啤酒游戏”仍然存在着诸多的问题，主要体现在：
1.在游戏中部分学生反映出对于游戏中的参数的理解有偏差，例如，订货间隔、在途货物量与订货量的关系等。另外，在游戏后结算相关指标时，学生对公式理解有误或是简单套用。这些反映了理论教学与实践教学没有有机的结合，导致部分学生在学习理论知识时，由于知识过于抽象而理解不深入，而在实践教学时，面对实际问题无法反映出相应的理论。
2.游戏可以增加课堂的趣味性，引起学生的学习兴趣，但往往游戏过后进行的讨论中，学生很难快速的进行总结、归纳，导致游戏产生的作用大大降低。
3.传统的“啤酒游戏”在角色设计中，制造商、分销商、零售商各有一个，这样就造成了制造商由于利润低但销售量却基本与零售商相同，因此收益在三个角色中最小，这与现实状况不符。另外也造成了该角色的学生订货决策次数较少，不能达到有效地训练。
针对以上几个问题以及部分课程的需要，本文对“啤酒游戏”规则及与理论教学结合的方式做了如下改进和说明：
（1）应将理论教学与游戏环节充分结合。首先，在讲授理论知识前，尤其是讲授游戏中将会用到的参数、指标，如订货间隔、库存成本、订货成本、缺货成本等前，应引入游戏的背景，一方面激起学生学习兴趣，另一方面便于学生更有针对性的理解和掌握这些概念。再开始进行游戏，这样能够保障学生对游戏的理解更透彻，游戏效果更好。
（2）通过这一“啤酒配送”课程的学习，最终的目的就是使学习者经过“模拟操作——理论贯通——实战讨论”这样因而复始的循环，一步一步加深学生对相关知识的理解以及各种策略对结果的影响。因此，在游戏实战前应预先设计一些问题，例如：
①在进行下达订单时，较大的困扰问题是什么？
②造成库存强烈波动的主要因素是什么，如何解决或缓解这些因素？
③游戏成员之间的关系问题令您产生什么样的困扰？在现实的合作伙伴关系问题方面，您有什么见解？
④为了降低“beer game”的供应链总成本，您有什么有效的措施？
（3）按照网链结构供应链的设计游戏角色，即一个制造商面向两个分销商，每个分销商面对两个零售商，如图1所示。现实中的供应链会更复杂，但过于复杂的结构不便于学生分析各种指标间的关系，及其对收益的影响。
（4）“啤酒游戏”可根据不同课程知识点的不同变换游戏策略，如订货提前期、信息是否共享、客户需求分布概率等。在市场营销及物流管理等课程中，为了加强对于预测的理解及游戏的趣味性、挑战性，可在为各个角色增加促销策略、定价策略环节。以分销商的角色为例，其定价规则为：每次向上游制造商订货后，即可根据现有库存多少，及需求预测的结果向下游零售商发出定价策略，一般来讲当库存较多时应调低定价，或当意识到需求量逐渐减小时，应调低定价尽快将库存风险转移到下游。
四、结束语
在对国内工业工程专业学科体系进行分析的基础之上，提出将“啤酒游戏”引入工业工程课程教学中，并给出了在各门课程中应用“啤酒游戏”的侧重点。从实际角度出发，分析了引入“啤酒游戏”带来的积极作用以及在此过程中产生的问题，并对传统的“啤酒游戏”进行了改进，增强了游戏与课程的适用性，同时也增加了游戏的趣味性与挑战性。