美国弗吉尼亚理工大学工业系统工程专业分析与我国相关专业教学之比较

庞 博 孙如斯

（1.湖南科技大学能源与安全工程学院 湖南 湘潭 411201；2.华东理工大学商学院 上海 200237）

弗吉尼亚理工大学工业系统工程本科教育简介

弗吉尼亚理工大学（Virginia Polytechnic Institute and State University）是一所位于美国东海岸弗吉尼亚州的著名公立大学。成立于1872年，现已发展成弗吉尼亚州内规模最大、提供学位最多的创新研究性综合高校。在美国公立大学排名第30名，在全美大学排名第71名，工业系统工程专业在全美排名第3名。

弗吉尼亚理工大学有教职工1300左右，本科生22000人，研究生7000多人，是一个学术风气及研究气息极佳的学校农学、工程、建筑等传统学科是其最强势的专业，许多专业排名全美前20名。弗吉尼亚理工大学由占地2600多英亩的主校区和分布其他六个地区的分支及研究机构组成。拥有100多幢建筑和一座机场。此外，在瑞士还设有海外教学基地，在州内拥有1700英亩的农业研究基地。弗吉尼亚理工大学为特高研究型大学，是美国最强的四大理工院校之一（麻省理工、加州理工、佐治亚理工、弗吉尼亚理工）。工业系统工程 （Industrial System Engineering）是弗吉尼亚理工大学的强势专业之一。作为工学学科的分支，主要研究如何分析复杂系统并建立抽象模型从而改进系统。与传统工程学及数理学科不同的是，这一学科的重点在于研究决策者（人）在复杂系统中的作用。在传统意义中，ISE工程师的工作集中在设计、执行、评估及改进集合人力、资金、信息、知识、厂房、设备、能源、物料，以及流程的制造业生产系统。近年来，越来越多的ISE工程师投身到诸如物流、信息、金融、医疗、服务、研发、国防等行业当中从事系统分析工作与改进工作。毫不夸张地说，ISE工程师能在任何领域当中发挥相当可观的作用。ISE工程师在获得工业工程学位之前也往往学习过数学、统计、自然科学、社会科学、计算机或其他工程类的学科。ISE工程师能够从系统科学的角度出发，更为理性化地处理系统中的不确定因素及其复杂的交互作用，从而解决产业系统中的重大管理和系统优化问题。计算机应用的深入帮助ISE工程师能够应对更为复杂的问题。这些对企业的盈利能力和长远发展有着深远意义。

弗吉尼亚理工大学工业系统工程专业在全美排名第三，系部内设置有22个实验室和10个研究中心，其拥有优秀的讲师和先进的教学理念。该校在工业系统工程科研方面也做出过杰出的贡献，被认为是全美最顶尖的14个合作项目之一。弗吉尼亚理工大学工业系统工程教育的先进性不言而喻，其中不乏有很多值得我国高校学习的地方。

工业系统工程本科生课程设置与要求

弗吉尼亚理工大学的工业系统工程学系是一个顶尖的系部。它能够为学生提供由工程与技术认证委员会（ABET）工程评审委员会认可的工业工程学（BSIE）学士学位。这是在全美最知名、评价最高的工业工程认证机构之一。从该系毕业的学生在就业方面有诸多选择，其中，包括制造工厂、配送仓库、医院、航空公司、铁路、银行、游乐园、管理咨询、军事以及联邦政府机构。工业工程主要目标之一是创造有价值的组织。例如，通过提高集成系统的性能，来提高质量、生产效率、成本、工作人员的安全以及客户的满意度等。弗吉尼亚理工大学的工业工程专业所设置的课程的深度和广度，足以让他们的学生应对各个行业的挑战。

弗吉尼亚理工大学工业系统工程专业（以下简称VTISE）的课程设置非常详细，本科生需要修满包括理学、自然科学、工程学、统计学、人文社会科学以及专业核心相关课程共计136学分，如表1所示。

表1 工业系统工程专业课程设置及学生应修学分表

除了学分上的要求之外，VTISE还对本科生提出了其他的学习方面的要求，其中包括：（1）微积分相关课程必须取得C以上成绩，否则不允许其进行更高等级的课程的学习。（2）专业核心课程必须取得C以上的成绩，否则不为其颁发学士学位证书。（3）所有本科毕业生必须通过美国宪法规定的相关资格考试才能毕业。（4）只有在学习了一门或者多门基础课程之后，才能进行更高级的课程的学习，具体要求如图1所示。

从以上内容来看，VTISE对课程方面的要求有四个特点值得国内本科院校的学习。

首先是对于数学、统计学类课程的重视。VTISE的课程设置中，这两类的课程共需修满23学分，并且对这些课程做出了成绩上的要求：取得C以上的成绩。同时，该系的其他课程也十分重视数学理论的学习。数学、统计学的课程不仅可以帮助学生掌握的课程以内的知识和技巧，还能够增强学生的逻辑能力、思辨能力及推理能力等理性思维能力，可使学生养成一种理工科学生应具备的将问题系统化、条理化、简单化的能力。这无疑能够提高工业系统工程专业本科生的全面素质，加强其分析能力与创新意识，使其具备成为一名优秀的工业工程师应有的素质。

其次是对于实践、实战的重视。在VTISE的课程设置中，各类实验、实践课程占有多达21学分，同时，还对学生提出了明确的社会实践要求。在平时的授课过程中，多采取通过实际问题引出相关理论的教学模式。反观国内的大部分高校都是采取直接灌输理论知识的教学模式，疏于实际问题的分析与应用，灌输一些晦涩难懂的知识令学生难以接受，无法达到良好的教学效果。

再次是对于人文社会科学的重视。VTISE为每一位本科学生安排了6学分的英文写作课程，主要培养学生运用语言、文字等形式对技术成果进行展示和交流的能力。而在国内高校中罕有学校会为学生安排如此多学分的语文方面的课程。理工科的学生都具有较强的逻辑思维能力，同时，普遍缺乏语言、文字方面的表达能力。而且，在实际工作中，清晰地表达出自己的想法是十分重要的，国内的高校应当加强对学生这方面能力的培养。

这是市第一人民医院妇产科开具的关于竹韵的妇检证明。鉴定结果是这样写的：处女膜完整，无损缺，亦未发现修补痕迹，被检查者尚未在过性行为。

最后是对于选修课的重视。VTISE为选修课设置了33学分，占总学分的24%，相对国内外其他大学所占的比例要大，并且给予学生很大的自由度来选择他们感兴趣的课程。这些课程涉及各个学术领域，旨在使学生扩展知识面，开阔思维。不同主题的选修课的风格也各具特色，塑造了不同特点的学生。

工业系统工程专业本科生专业方向设置

VTISE为本科生设置了五个专业方向，分别是人因工程和人体工程学（HFEE）、管理系统工程（MSE）、机械制造系统工程（MFG）、运筹学（OR）、一般工业工程（IE）。

其中，人因工程和人体工程学（HFEE）是以人为核心因素，将心理学、生理学、解剖学、人体测量学等人体科学知识应用于作业管理和工程技术设计，特别是安全设计和安全管理。人因工程和人体工程学（HFEE）关注的是设计工作，目的是令机器、操作和工作环境与使用机器的人的能力相兼容。该方向需要深入学习安全、人体因素相关方面的知识。

管理系统工程（MSE）是以企业管理系统为研究对象的一门组织管理技术，是一门以系统科学、运筹学、计算机应用技术为主体的综合交叉性课程。其基本思想是坚持整体观念、统筹兼顾，运用相关的优化分析方法，实现管理系统整体功能的提高。该方向需要深入学习经济工程、企业整合、系统工程等方面的知识。

机械制造系统工程（MFG）是为制造型企业解决制造过程中所产生的问题的一门学科，主要依托系统建模、计算机仿真、系统优化、精益生产的技术来解决相关问题。该方向需要深入学习系统建模与仿真、精益生产、设施规划与物料搬运、自动化等方面的知识。

运筹学（OR）是用定量分析的方法解读运行系统，为管理决策提供科学依据的学科。它把有关的运行系统首先归结成数学模型，然后用数学方法进行定量分析和比较，得出能够合理运用人力、物力和财力的系统运行的最优方案。该专业方向要求学生深入学习工业系统工程的各项建模方法以及统计学方面的知识。

一般工业工程（IE）主要是针对那些对上述四个方向不特别感兴趣的学生，为他们提供具备相当广度的教学。一般工业工程的学生会学习上述四个方向的全部内容，但是在学习的深度和难度上会比上述四个方向要低。

课程安排及教学模式

VTISE本科生入学以后，可以从五个专业方向中自由选择，不同专业方向的课程安排也不尽相同。下面就以一般工业工程方向为例，介绍一下VTISE的课程安排。

从表2中我们可以看出，VTISE在每一学期会为学生安排4～6门课程的学习，虽然每学期课程的数量较少，但是课程难度大、成绩要求高，学习起来并不轻松。VTISE课程安排层层深入，内容紧密相连，而且不为学生安排与专业方向不相关的课程，降低了学生的课业负担，使学生能够在专业和自己感兴趣的方面投入更多的精力，这一点十分值得国内各高校学习借鉴。

图1 弗吉尼亚理工大学工业系统工程课程要求图

表2 VTISE一般工业工程方向课程安排表

VTISE的课堂教学是非常开放的，对于教学模式没有硬性规定，完全由教授选择最合适模式来进行教学，不拘泥于形式。课程一般没有固定教材，一般是由教授在课前指定一本教材，再由学生自行购买或借阅。VTISE的课程难度普遍较大，如果学生没有在课前进行充分准备，是很难在课堂上跟上教授授课进度的。值得一提的是，VTISE的教授们非常重视学生的自主学习和实践能力，几乎在每一门课程的第一节课教授都会布置2～3个有关此课程的实践作业，如为可口可乐工厂设施规划进行虚拟设计、为沃尔玛进行虚拟供应链管理等，以此作为这一学期的考核标准之一。而在一门课程的总评中，这类实践作业占到40%的比例，课堂表现占10%，期末考试和平时测验成绩占50%，因此，很难出现学生仅靠期末一次考试就能过关的情况。

VTISE的本科生研究生共同教育的教学模式是十分有特色且值得学习的。高年级本科生的专业课程设置与研究生没有太大区别，授课内容也基本相容，只是需要学生掌握的深度不同。对此，VTISE采取高年级本科生与研究生共同授课、分层级考试的模式，节约了大量的教学资源，同时，促进了本科生与研究生之间的学术交流，一举两得，值得借鉴。国内高校研究生与本科生分别授课，但是讲授内容基本相容，浪费了大量的教学资源。此外，研究生有一部分跨专业报考和录取的学生，对于本专业的专业知识需要从基础学起，研究生单独授课课程难度和起点较高，对于此类学生授课效果较差。这种教学模式值得国内高校工业系统工程相关专业的借鉴，转变传统的教学模式。

实习与就业

VTISE十分重视本科生的实习，他们认为学生在实践中学得的经验远比在课堂上得来理论要宝贵。为了鼓励学生实习，一方面，VTISE积极为学生提供关于实习方面的指导，如指导学生制作求职信、简历，为学生介绍实习单位等；另一方面，积极与各大公司联络，大力推荐本校学生前往实习；同时，VTISE会为正在实习的学生在上课时间方面开绿灯，并且实习期间的学生，经过证明最多可向学校请假一年，确保学生不会因时间冲突丧失宝贵的实习经验。

从VTISE走出来的学生具备极高的专业知识素养和丰富的实践经验，这一切都保证了VTISE的高就业率。该系部本科生就业率常年保持在90%以上，平均起薪达到8万美元。这与VTISE合理的课程设置、先进的教学理念是分不开的。

弗吉尼亚理工大学工业系统工程系作为全球工业系统工程领域教学科研领跑者，每年能够为世界培养400余名工业系统工程领域本科生、研究生，其高水准来源于高素质的教授队伍、先进的教学理念、管理方法以及合理科学的课程安排。

[1]Industrial and Systems Engineering Undergraduate Student Handbook[DB/OL].http：//www.ise.vt.edu/UndergradProgram/ImportantDocuments/2012_13_UG_Handbook.pdf

[2]The Grado Department of Industrial and Systems Engineering-Undergraduate Curriculum Flowchart[EB/OL].http：//www.ise.vt.edu/UndergradProgram/ImportantDocuments/ISE_UG_F lowchart.pdf

[3]Virginia Polytechnic Institute and State University弗吉尼亚理工大学学校介绍 [OL].http：//college.tiandaoedu.com/usa/comprehensive/2849.html.