关于新时期工业工程专业本科课程设置的思考

2023-05-30郭钊侠张怡罗利张欣莉刘柱胜

高教学刊 2023年12期

郭钊侠　张怡　罗利　张欣莉　刘柱胜

摘要：随着以物联网、大数据和人工智能等新技术驱动的科技革命和产业变革的不断深化，新时期的工业工程专业如何培养既懂工程技术又掌握管理科学知识的复合型人才，是工业工程教育者需要考虑的重要议题。基于来自144名四川大学工业工程专业毕业生的问卷调查，该文呈现工业工程毕业生对于工业工程专业课程设置的思考，以及企业界对工业工程专业课程设置的需求，并在此基础上提出新时期工业工程专业课程设置的对策和建议，对完善我国工业工程专业课程设置具有一定的参考意义。

关键词：工业工程；课程设置；工管融合；新工科；復合型人才

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2023）12-0074-05

Abstract： With the continuous deepening of technological revolution and industrial transformation driven by new technologies such as the Internet of Things， big data， and artificial intelligence， industrial engineering educators have to think over thoroughly an important problem， i.e.， how to cultivate interdisciplinary talents who not only understand engineering technology but also master the knowledge of management science in the new era. Based on a questionnaire survey from 144 industrial engineering graduates from Sichuan University， this paper presents the thoughts of industrial engineering graduates on the industrial engineering curriculum， as well as the needs of the business community for the undergraduate education of industrial engineering， and puts forward countermeasures and suggestions for the improving the industrial engineering curriculum in the new era. It provides a valuable reference for the curriculum improvement of industrial engineering education in China.

Keywords： industrial engineering; curriculum; integration of engineering and management; new engineering disciplines; compound talent

当前，以物联网、大数据和人工智能等为代表的新技术飞速发展，并向各行各业广泛渗透，正在加速新一轮科技革命和产业变革进程[1]。另一方面，我国在“中国制造2025”“健康中国”“绿色发展”等国家战略的指引下，产业变革不断深化，对复合型创新型人才的需求与日俱增[2]。

站在“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上，全面建设社会主义现代化国家的新征程已经开启。习近平总书记2021年4月19日在清华大学考察时指出[3]，要用好学科交叉融合的“催化剂”，加强基础学科培养能力，打破学科专业壁垒，对现有学科专业体系进行调整升级，瞄准科技前沿和关键领域，推进新工科、新医科、新农科、新文科建设。这一重要指示，为培养社会紧缺的复合型创新人才指明了方向。

工业工程是以培养既懂工程技术又掌握管理科学知识的复合型人才为目标的交叉学科。在新的历史时期，各行各业的数智化转型（如运营数字化、决策智能化等）需求快速增长；另一方面，工业工程的研究对象也在不断扩展，从传统的制造车间、制造工厂，已扩展到制造企业生态系统和各类服务系统。工业工程专业本科课程设置的合理性是否满足社会发展的动态需求，对于上述目标的达成至关重要，也是新时期工业工程教育者需要考虑的重要议题[4-6]。

本研究面向四川大学工业工程专业校友展开问卷调查，获得了144份有效问卷。基于调查问卷，重点呈现并分析新时期我国社会对于工业工程专业本科课程的需求情况，然后分析当前课程设置中存在的问题，并在此基础上提出工业工程本科课程设置的对策和建议。

一研究设计

（一）调查对象及其基本情况

此次问卷以四川大学工业工程专业2001—2021级毕业生为调查对象，共回收有效问卷144份。各毕业年级段的受访者人数分布见表1，其中男女比例约为9∶5，这些受访者来自全国20个省（市），以及美国、英国和澳大利亚等国家，其中四川、广东、北京和上海等地的人数位列前4；另外，有64.52%的受访者在企事业单位工作，其余受访者在读博、读研或从事自由职业。在企事业单位工作的受访者中，从事行业最多的三大行业为制造业，信息传输、软件和信息技术服务业，以及教育业，其中制造业从业者占比43.75%。另外，企事业单位受访者的工作岗位涵盖了基层管理到企业高管的各个层次，所从事的工作与工业工程专业相关程度大于50%的人数超7成，并且绝大多数人对目前工作的满意程度大于60%。

（二）问卷设计及调查内容

本问卷由39个问题组成①，旨在更好地了解企事业单位对于工业工程专业本科课程的需求，发现当前课程设置中的问题。问卷针对处于就职和就读（硕博士研究生）状态的受访者，分别设计了问卷逻辑。对于工作中的受访者，调查内容涉及5个方面：①受访者的工作满意度及所从事职业与工业工程专业相关程度；②受访者在大学期间修读的基础课程和专业课程中，对个人发展影响较大的课程，以及建议新增课程；③受访者认为企业所需工业工程人才需要具备的技能，以及新员工最缺乏的技能；④受访者认为应届毕业生不能尽快胜任工业工程方面工作的主要原因；⑤實习实践课程相关问题。对于研究生在读的受访者，调查内容涉及①深造方向是否与工业工程相关；②受访者认为本科修读的专业课中对其深造/就业有帮助的课程；③大学期间课程安排、课时安排和实践课比例等相关问题。

二结果与分析

（一）课程需求分析

1 非实践类专业课程情况

据统计，受访者选出的对其个人发展影响最大的5门学科基础课程分别为管理学原理、运筹学、概率统计、管理经济学和应用统计学。如图1所示，专业课程中对个人发展影响较大的11门课程依次为项目管理、生产计划与控制、供应链管理、系统工程、基础工业工程、设施规划与物流分析、人因工程、决策分析、工程经济学、数据科学与商业分析和质量管理与可靠性。从受访者工作岗位对课程需求的角度来看（图2），受访者认为工业工程最重要的10门专业课程是项目管理、生产计划与控制、供应链管理、数据科学与商业分析、系统工程、设施规划与物流分析、人因工程、基础工业工程、决策分析和质量管理与可靠性。这10门课程均位列对个人发展影响较大的11门课程之列。这10门课程无论是从个人发展还是工作需求的角度，都对工业工程专业较为重要。而数据科学与商业分析课程，在10门课程中排名第4，说明业界对这门课程的需求较高。

另外，受访者结合自己的工作经历，建议母校工业工程专业新增课程，如数据分析、计算机语言和大学物理等课程。其中，数据分析和计算机语言课程呼声最高，70%的受访者认为当前课程应加强对学生编程能力和数据处理能力的培养。

2 实习实践课程情况

根据表2，以受访者的工作经验来看，应届毕业生不能尽快胜任工业工程方面工作的主要原因是实践经验不足和对行业了解不充分。受访者一致认为学校的实习实践课程十分重要，然而有近半数的受访者对大学期间实习实践课程设置不满意，主要原因可以总结为以下几点：①实践课程较少且流于形式；②实习课程停留在表面认知，缺乏对行业的整体了解；③实习实践课程过于传统，脱离现代化企业实际运作；④与现实工作相关性低。

事实上，应届生大学期间会将大部分时间和精力花费在基础和专业课程的学习上，在刚步入社会时确实会因为对行业了解不充分和实践经验不足而无法胜任工作。又由于工业工程相关工作复杂性、统筹性的特点，本科生往往难以找到专业非常对口的实习。即使有相关实习经历，也以简单的重复性工作为主，难以接触和深入了解岗位实际运作。学校组织提供的优质实习实践课程在某种程度上可以帮助引导学生了解行业、提升实践经验。

（二）行业需求情况

受访者表示，除工业工程课程知识外，在其职业中使用到的其他知识或技能的三大领域为计算机领域、经济金融与管理领域和数据科学领域（表3）。根据表4可知，88.75%的受访者认为，这些知识的来源是通过自学或工作中积累而获得。

在企业所需的工业工程型人才需要具备的技能中，高达85%的受访者认为其需要具备数据处理与分析能力，其后的4项能力依次为运筹学与算法、基础工业工程、系统仿真和程序设计；在企业所招聘的工业工程新员工最缺乏的技能中，58.75%的受访者认为其最缺乏数据处理与分析能力，其后的4项能力依次为运筹学与算法、程序设计、系统仿真和基础工业工程。根据以上统计结果，依据受访者选择情况绘制了工业工程相关技能需求与缺乏程度的四象限图，如图3所示。其中横轴表示技能缺乏程度，纵轴表示技能需求程度。

由图3可知，数据处理与分析被选为当前工业工程型人才最需要但也最缺乏的一项能力。而对于基础工业工程来说，企业虽然需要，但相对来说新员工并不缺乏。这一现象也可以反映在课程设置上。工业工程针对现场管理、选址布局、物流管理、供应链采购、质量管理和成本控制等提出的方法论极大地提高了传统制造业的生产效率和质量，这些思想和方法逐渐被运用在了服务业、医疗行业、金融业甚至政府。当前大部分工业工程课程正是针对这些传统方向和方法论开设。而如今，随着制造业机械化、信息化和智能化的发展，以及工业工程应用领域的扩展使得行业留给传统工业工程可改造的空间较小。相应的，行业对于新型工业工程人才数据驱动决策的能力要求提高。数据处理与分析能力逐渐成为工业工程求职者的一项核心竞争力。然而这一方面所对应的课程并不多，课程设置有些脱离行业发展需求。

结合课程需求情况和行业需求情况，当前课程设置主要存在以下几点问题：①当前课程设置过于传统，偏离行业发展需求。②当前课程设置更注重学习工具而非解决问题。③当前课程设置实践内容偏少且浮于表面。

三对策与建议

根据问卷统计结果与分析，给出以下几点课程改革的对策及建议。

（一）以培养目标为导向加强课程体系建设

工业工程专业作为一个多学科交叉的专业，为多学科思维融合、跨专业能力融合及多学科项目实践融合提供了可能，有利于培养创新型、复合型人才。其专业方向众多，如智能制造、生产运作管理、服务运作管理、人因工程学、物流与供应链管理、系统仿真和数字化管理等等。每个专业方向都有对应的专业课程和相关基础课程。专业课程设置时如何取舍，是专业规划与建设者必须面对的一个难题。不同学校的工业工程专业，需要立足其自身专业特色和师资队伍的现实情况，提出合理的培养目标，并以该培养目标为导向，构建其工业工程本科教学内容与课程体系。比如，智能制造相关课程的设置，可以以从事数字化工厂的规划、设计与管理相关工作为目标；物流与供应链管理相关课程的设置，可以以从事物流系统设计与优化、采购与供应链管理相关工作为目标；运筹学与算法相关课程的设置，可以以从事优化与算法设计相关工作为目标。

（二）面向社会需求的传统课程优化重构

结合本研究的调研结果与传统工业工程的课程设置，可以发现工业工程部分专业课程中存在教材内容重叠、教学内容重复和传统知识体系老化等问题，可结合现实社会需求与自身专业特色，对部分传统课程进行优化重构[6]，使之能更好地满足社会发展及企业运营与变革需求。比如，面向传统制造业的基础工业工程及相关课程的整合，可将基础工业工程和设施规划与物流分析、人因工程等课程整合，明确各门课程的目标和边界，鼓励适当交叉，提供不同研究视角，但要注意避免课程教学内容的简单重复。同时，在相关课程教学中减少不符合培养目标与社会需求的课程内容，增加当前社会实践的新鲜案例和研究前沿内容（如智能制造、智慧医疗健康、数字化工厂设计、数字孪生、运筹学和统计学等的案例与应用）。

（三）面向未来需求的课程开发

大学教育和课程设置需要具有一定的前瞻性[7]，来更好地适应社会未来趋势的变化，满足我国新时期现代化建设的人才需求。根据问卷可知，从企业的角度来讲，工业工程人才迫切被需要但缺乏的技能是数据处理与分析。在大数据驱动产业和社会变革的背景下，未来社会对于该技能的需求必将日益增长。工业工程专业有必要开设满足数据分析与处理需求的相关课程，如程序设计、数据库技术、统计学及其应用等等，提升学生的数据思维和数据处理能力。另一方面，产业界面临的现实决策和优化问题日益复杂，传统的数学方法往往难以解决，为了满足企业日趋复杂的决策需求，人工智能算法、机器学习等相关课程，也有必要被引入到工业工程专业（特别是含有数据分析与算法方向）的本科课程体系中。

（四）基于产教研赛学融合的实践课程体系建设

实践教学与实践能力的培养是工业工程专业本科教学的重要环节。本研究的受访者一致认为学校的实习实践课程十分重要，但有近半数的受访者对大学期间实习实践课程设置不满意。工业工程实践课程体系的建设，可以基于产教研学融合进行展开[8]。从本文的调查来看，12.66%的毕业校友表示公司可接纳工业工程本课程生产实习或参观实习；21.52%的校友表示公司有招聘工业工程本科实习生的计划；31.65%表示愿意担任企业导师，联合指导本科生解决企业运营中的实际问题；25.32%表示愿意回校为本科同学开设工业工程相关主题讲座。可见，产业界可以为实习实践提供较多资源，为深化产教融合、校企协同育人提供了可能。通过校企合作，可为高校提供实际项目问题、实习机会和开设讲座等，也可为合作企业提供人员、免费技术和问题解决方案等，实现校企合作共赢，并且借此提升实践课程的质量和丰富性。同时，教师科学研究中的研究项目与课题、各级大学生科研项目与创新创业大赛等各级大学生赛事，也可为学生提供较多的实习实践机会。另一方面，尽管可以从产教研方面为学生提供更多的实践教学与能力提升机会，这些实践教学的安排与学习机会还需要考虑学生实际的学习时间与实习需求。比如，在深造率较高的大学，大三暑假或大四的学生，由于需要准备出国考试、研究生推免或考研，往往对企业实习的需求度较低。而大一或大二暑假，由于专业课学习不足，通常也难以在企业胜任专业相关度高的实习工作。因此，在实习时间、形式和内容的选择上必须通盘思考，需要根据专业自身的培养目标，综合考虑产教研赛学的融合，选择建立适合自己的实践教学体系，以取得各方满意的效果。比如，实验室场地或实验硬件设施不够的专业，可以考虑以虚拟现实技术、线上实习的方式开展形式灵活的实习实践教学。

（五）课程体系的持续改进与优化

一成不变的课程设置无法满足社会需求的动态变化。持续改进是我国工程教育专业认证标准的重要指标和提高专业人才培养质量的重要保障机制之一[9]。有效的持续改进，有赖于良好的内部质量监控机制（如学生评价、同行评教和教学督导制度等），以及毕业反馈与社会评价机制。其既体现了高校内部质量自我监控的要求，也体现了外部评价和跟踪反馈的要求。可构建基于构思-设计-实现-运行（Conceive-Design-Implement-Operate，CDIO）[10]模式的持续改进机制；并设置课程体系评价与改进工作组，通过主客观相结合的方式评价课程培养目标的达成情况，形成教学质量的反馈，结合校内外资源（如名校与名师线上课程、教学研讨会经验分享和虚拟教研室等），促进教学内容与课程体系的持续改进与优化。

四结束语

在新的历史时期和新一轮科技革命与产业变革的背景下，结合各行各业数智化转型的发展趋势，对工业工程专业本科课程体系进行改革，具有重要的现实意义。各个高校工业工程学科应该积极探索适应社会发展需求的课程体系，使得该课程体系既能体现工业工程公认的专业内涵，又能适应其自身工业工程专业的培养特色。

注释：

① 问卷网址：https：//www.wjx.cn/vj/Y6w8tU6.aspx.

参考文献：

[1] 曾勇，黄艳，黄廷祝，等.面向未来的新工科教育与“成电方案”2.0的迭代创新[J].高等工程教育研究，2021（3）：16-20.

[2] 喻思南.加快培养复合型创新人才（创新谈）[N].人民日报，2021-05-24（18）.

[3] 新华网.习近平在清华大学考察时强调坚持中国特色世界一流大学建設目标方向为服务国家富强民族复兴人民幸福贡献力量[EB/OL].http：//jhsjk.people.cn/article/32082039.

[4] 薛朝改，李淑敏，曹武军.新工科背景下工业工程专业培养模式探索[J].教育教学论坛，2020（35）：293-295.

[5] 邱立新，周田君.基于“S-T-C”模型的工业工程专业产教融合协同育人模式探究[J].教育教学论坛，2020（41）：58-60.

[6] 刘慧敏，耿闯，潘万腾.智能制造时代工业工程“一体两核三翼”专业硕士教学体系研究——基于OBE（成果导向）教育模式[J].教育教学论坛，2020（7）：277-280.

[7] 刘河清.新加坡南洋理工大学：前瞻性跨学科教育的典范[J].上海教育，2021（14）：39-41.