【摘 要】 根據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的特點，立足本科教學(xué)，構(gòu)建工業(yè)工程專業(yè)的實驗教學(xué)體系。該體系以S195噴油泵作為共同實驗載體，整合核心專業(yè)課程的實驗項目，模擬生產(chǎn)該產(chǎn)品的企業(yè)的工業(yè)工程活動，達(dá)到驗證專業(yè)理論，夯實工業(yè)工程專業(yè)基礎(chǔ)知識，全面提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的目的。

【關(guān)鍵詞】 工業(yè)工程 實驗教學(xué) 實驗體系

本文系石河子大學(xué)“263”青年骨干教師資助項目“工業(yè)工程專業(yè)核心專業(yè)課實驗教學(xué)體系的研究”（JD05006）的階段性成果。

工業(yè)工程（Industrial Engineering），簡稱IE，是一門系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，也是一門現(xiàn)代管理思想和方法的集成技術(shù)，它是對涉及人、物料、設(shè)備、信息、能源等要素的集成系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計、改善、控制和創(chuàng)新的邊緣學(xué)科[1,2]?，F(xiàn)代工業(yè)工程的發(fā)展和應(yīng)用又具有鮮明的時代性、全局優(yōu)化、系統(tǒng)集成性、與信息技術(shù)的融合等特點，又是一門綜合性學(xué)科，具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉性、應(yīng)用性和實踐性。[2,3]

工業(yè)工程專業(yè)在我國起步較晚，除少數(shù)院校外，大多數(shù)院校的工業(yè)工程專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)相對薄弱，尤其是實驗教學(xué)環(huán)境還不能滿足工業(yè)工程教育的要求[3]。石河子大學(xué)于2003年設(shè)立工業(yè)工程專業(yè)，其課程體系和教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置還有待完善，核心專業(yè)課程教學(xué)實驗環(huán)節(jié)相對于課堂理論教學(xué)更需要探索和發(fā)展。因此，該專業(yè)應(yīng)如何開設(shè)實驗以及如何構(gòu)建實驗教學(xué)體系，是一個亟待解決的問題。

基本思路

教學(xué)實驗的設(shè)置，不是相互獨立、簡單的單項實驗，而是根據(jù)IE專業(yè)的課程和知識體系設(shè)計的一整套既相對獨立、又密切聯(lián)系，能覆蓋各門專業(yè)課程和知識領(lǐng)域的、多種實驗形式的實驗教學(xué)體系。

工業(yè)工程專業(yè)實驗教學(xué)體系應(yīng)體現(xiàn)基礎(chǔ)性和現(xiàn)代性。傳統(tǒng)IE或基礎(chǔ)IE是現(xiàn)代IE的基礎(chǔ)和重要組成部分，因此必須加強(qiáng)基礎(chǔ)IE的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)；現(xiàn)代工業(yè)工程是以計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的信息技術(shù)為支撐，建立緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展的以創(chuàng)新型、綜合型實驗為主體的實驗教學(xué)體系，構(gòu)建以系統(tǒng)仿真和虛擬技術(shù)等現(xiàn)代制造技術(shù)為基礎(chǔ)的實踐訓(xùn)練教學(xué)平臺[4]。

該體系以機(jī)電類產(chǎn)品制造業(yè)為背景，整個實驗體系力求能夠模擬生產(chǎn)經(jīng)營該產(chǎn)品的企業(yè)全部或大部分IE活動。具體思路是選擇S195噴油泵作為各專業(yè)課程實驗的共同實驗載體，各門專業(yè)課程按照培養(yǎng)要求，結(jié)合該課程本身的知識點，圍繞該實驗載體統(tǒng)一開發(fā)單項實驗。實驗過程中，各門課程開出的單項實驗數(shù)據(jù)共享利用，使各項實驗聯(lián)系起來，形成一個有機(jī)整體。

基本結(jié)構(gòu)

工業(yè)工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，將工業(yè)工程基礎(chǔ)、人因工程、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、生產(chǎn)計劃與控制和質(zhì)量管理等核心專業(yè)課程的實驗劃分為人因與效率工程、生產(chǎn)工程、質(zhì)量與可靠性工程、物流工程等四大模塊。

圖1 工業(yè)工程專業(yè)實驗教學(xué)體系框圖

實驗類型

為實現(xiàn)對學(xué)生進(jìn)行全方位培養(yǎng)的目標(biāo)，實驗體系中各項實驗包括以下三類：

1.單項認(rèn)知型實驗

指僅對某一理論進(jìn)行驗證或訓(xùn)練某一方面技能的實驗。如：“工作抽樣”、“秒表實驗”、“質(zhì)量數(shù)據(jù)測定實驗”等。

2.綜合型實驗

指綜合運用多種知識和技能分析研究一個較復(fù)雜問題的實驗。如：進(jìn)銷存實驗、物流系統(tǒng)分析實驗、物料需求計劃實驗等。

3.開發(fā)設(shè)計型實驗

指綜合運用多種知識和技能進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計的實驗。如：工廠平面布置實驗、物料需求計劃實驗等。

單項認(rèn)知型、綜合型和開發(fā)設(shè)計型3類實驗之間存在密切的聯(lián)系，一般來說前者是后者的基礎(chǔ)，或是后者的一部分或一個步驟。在安排實驗時，既要考慮對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練，又要考慮實驗設(shè)備、同時開出組數(shù)和實驗學(xué)時等限制。因此，可將實驗設(shè)計成柔性可調(diào)的，即根據(jù)不同學(xué)期和不同培訓(xùn)對象的不同情況，可以在開出各個單項實驗的基礎(chǔ)上，再開出綜合型實驗和開發(fā)設(shè)計型實驗；也可以將綜合型實驗和開發(fā)設(shè)計型實驗按照其實驗步驟分解成一系列單項認(rèn)知型實驗而逐個開出，最后形成綜合型實驗或開發(fā)設(shè)計型實驗[5]。

實驗體系的實施

1.綜合運用不同的實驗方法

為培養(yǎng)學(xué)生具有IE工程師的基本素質(zhì)和能力，需要綜合運用不同的實驗方法。打破“實驗”必須在實驗室完成的傳統(tǒng)做法，對于必須使用實驗設(shè)備和儀器的實驗在實驗室完成，對于調(diào)查分析、方案評價、戰(zhàn)略研究等性質(zhì)的實驗，可結(jié)合課堂教學(xué)和作業(yè)，以案例分析的方式進(jìn)行?？傊纫箤W(xué)生掌握工業(yè)工程的各種基本知識和技能，又要使他們對工業(yè)工程有一個全面系統(tǒng)的了解[6]。

2.虛實結(jié)合的實驗教學(xué)方式

工業(yè)工程實驗具有一定的虛擬性，它是對現(xiàn)實生產(chǎn)的高度濃縮和提取。在實驗室開展實驗是必要的，它是培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)工程實踐或解決工業(yè)工程實際問題的初步訓(xùn)練。通過實驗室的虛擬實驗可以使學(xué)生掌握解決問題的基本方法和手段。但實驗室實驗與企業(yè)生產(chǎn)實際存在一定的差距，這就要求將虛擬的實驗室實驗向企業(yè)過渡，以強(qiáng)化學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)，完成從了解到熟悉再到熟練掌握的過程，保證學(xué)生在能力培養(yǎng)方面得到連續(xù)、漸進(jìn)的訓(xùn)練[7,8]。

3.充分利用教學(xué)實驗基地

石河子大學(xué)機(jī)電學(xué)院與中國一拖集團(tuán)等單位建立了長期的實習(xí)協(xié)作關(guān)系。實習(xí)過程中學(xué)生以小組為單位，以實際的生產(chǎn)系統(tǒng)為背景，選擇其中一個典型的工業(yè)產(chǎn)品為主要實驗對象，分別對生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行觀察和記錄，盡可能詳細(xì)掌握該產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，綜合各小組分析結(jié)果，做出該產(chǎn)品生產(chǎn)過程及其生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化報告。

4.積極開展網(wǎng)絡(luò)模擬實驗

校園網(wǎng)的建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，為實驗方法和方式的改革提供了有利的條件。開展計算機(jī)模擬實驗，有助于解決校內(nèi)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)因?qū)嶒炘O(shè)備和技術(shù)的遲滯性帶來的時效性問題，并可充分利用高校目前現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)和通訊設(shè)備等硬件設(shè)施；同時可加快借鑒國外先進(jìn)的教學(xué)實驗軟件以及推動教學(xué)實驗型軟件的研究和開發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)模擬實驗的開展也為教師提供了一個良好的教學(xué)手段，給學(xué)生提供了一個良好的課內(nèi)外試驗環(huán)境和條件，并使學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)。開展網(wǎng)絡(luò)模擬實驗，能夠最大限度地擴(kuò)展實驗的時間和空間，改善實驗環(huán)境，實現(xiàn)圖文并茂、豐富多彩的人機(jī)交互方式的實驗。

進(jìn)行IE 的計算機(jī)模擬實驗和開展IE 的網(wǎng)絡(luò)模擬實驗教學(xué)，將取代部分傳統(tǒng)的校內(nèi)外實踐教學(xué)內(nèi)容, 這既是新型實踐教學(xué)手段的一個方向，也是充分利用計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)用的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

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