项目教学法下工业工程人才创新培养

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摘要：工程教育专业认证的教学理念已被各工科专业接受，成果导向的教育理念对学生创新能力的培养提出了新要求。在实施项目教学法时，提出拟定教学项目的“3W1H”观点，为课程项目的设计提供依据。以工业工程专业为例，设计了基本素质、专业创新和综合创新三个教学项目平台，规划了各门课程及项目的目标；制定了学生创新能力培养计划，分析了三个教学项目平台与创新能力培养计划之间的支撑关系，对培养学生的创新能力具有一定推动作用。

关键词：项目教学法；创新能力；工业工程

改革开放40多年，我国工业取得长足的进步，已经成为世界制造大国，大而不强是我国工业的显著特点，要想实现工业大国向工业强国转变，必须以高素质的工程人才作为支撑[1]。2016年5月，中共中央、国务院出台了《国家创新驱动发展战略纲要》，并提出培养世界一流创新型企业。2019年9月，指出，科学技术是第一生产力，创新是引领发展的第一动力。根据熊彼特的创新理论，创新就是将各种要素重新组合，运用到生产体系中，形成实实在在的生产力。企业的创新发展，需要以具有创新能力的工程技术人才和管理人才作为支撑[2]。作为地方应用型大学，探索和创新教学方法，逐步提升学生的创新意识和创新能力，实现校企双方的高质量发展，是我国持续改进教学结构体系的不竭动力。项目教学法是一种欧美发达国家常用的教学方法，强调实践动手能力和探索精神，在夯实知识体系的同时，做到理论知识与实践的有机结合，从而提升学生创新能力。文章以哈尔滨商业大学工业工程专业为例，探索适合本专业的教学模式，以提升育人质量，培养出具有创新能力的、高素质的应用型工程技术人才。

一、项目教学法简介

项目教学法是基于建构主义学习理论的探究式学习模式，提倡学生探索性学习、协作性学习和自主性学习，理论结合实际，充分激发学生的创造潜能，是提高学生分析、解决实际问题的综合能力的教学方法[3]。项目教学法在强调学生认知的主体作用的同时，又强调要充分发挥教师的主导作用，教师是按照项目工作涉猎的知识组织教学内容，并将课程教学目标巧妙地融入项目之中，以保证教学目标的达成。项目教学法颠覆了传统的课堂教学模式[4]。教师设计课程项目（或专业综合项目）时，先进行项目任务分解，从而组织起与项目相关的知识体系，在课堂或课余时间进行讲解或指导；同时，又要给予学生充分的自由度，使学生在教师指导下进行自主探究、广泛交流，不断解决项目中的瓶颈问题，从而构建出完成项目的知识体系，完成各自的项目任务，进而不断提高学生分析问题、解决问题的能力。

二、项目设计的基本原则

在项目教学法中，以项目为主线、以教师为主导、以学生为主体是应用项目教学法的基本原则[5]。针对具体的项目来说，教师首先要解决“3W1H”：（what）学生应该学什么；（why）为什么要学习这些知识；（way）采用什么方法帮助学生学习；（how）如何掌握学生的学习效果。工业工程专业实施项目教学法，需要解决以下四个问题。

（一）学生应该学什么（what）

工业工程专业培养的能力素质及其教学内容具有综合性。从典型的企业工业工程师的工作任务出发，开发出教学项目，按照项目工作过程的逻辑关系建构教学内容，围绕项目或单元教学任务，设计出每门课程的学习环境及其活动、具体项目任务、技术路线及其研究方法。这不仅涉及机械和管理专业知识，还涉及会计、经济、建筑、物流等跨专业知识。因此，工业工程专业涉猎知识的综合性决定了其培养人才的复合型。

（二）为什么要学习这些知识（why）

在项目教学法中，所有项目设计的出发点都是为了达成本专业的毕业要求，进而实现专业培养目标。在项目实施过程中，学生从查阅文献、拟定技术路线、优化方案、预期目标、信息反馈到成果评价，整个学习过程中，学生是项目的负责人，教师为学生创造充分发挥潜能的宽松环境。学生的学习方式一般采用分组进行，有分工，有协作，充分发挥学生各自的特长。不仅可以促进学生对专业知识的认知、理解、分析、综合、应用，还有利于培养学生的社会责任感、沟通协作能力和创新精神。

（三）采用什么方式帮助学生学习（way）

在项目教学过程中，工业工程专业所设计的各个项目，不仅仅局限于教材内容，还包括课程项目、实训项目、校企合作项目、综合创新项目、科技创新大赛项目等；从学习的空间角度来看，学生可以走出教室，走进实训室、企业以及虚拟网络世界，学习的成果不仅仅是书本知识的积累，而是做到“知行合一”，从而不断提高学生的职业素养、工作能力和创新能力。

（四）如何掌握学生的学习效果（how）

由于项目教学法的教学形式非常灵活多样，除课堂教学以外，还包括企业实习、校内工程实训、课程论文、工程设计、产品开发、创新设计等，因此，考核的内容和成绩评定方式也应灵活多样，可采取笔试、口头报告、课程报告、设计报告、研发报告以及毕业论文等多种形式。考核的重点不应只是知识的掌握程度，而应侧重知识和技能的运用，以及解决实际问题的综合能力。学生成果评价的主体由教师和学生共同组成。教师在进行结果评价时，也要鼓励学生对自己的学习成果进行评价，以及项目组内学生之间的相互评价，增强学生的获得感，激发学生自主学习、追求卓越的动力。

三、工业工程专业实施项目教学法的构想

（一）工业工程专业的学科类型

工业工程（IndustrialEngineering，简称IE），起源于泰勒的科学管理理论，是一门管理科学和工程技术相结合的应用型交叉学科。我国高校于1993年开设工业工程专业，培养模式主要有两类：（1）依托管理专业的工业工程，授予毕业生管理学学士学位，简称管理型工业工程专业；（2）依托机械、矿业、冶金和电子专业的工业工程，授予毕业生工学学士学位，简称技术型工业工程专业。哈尔滨商业大学于2000年筹建工业工程专业，依托机械设计制造及其自动化专业，是典型的技术型工业工程专业。哈尔滨商业大学工业工程专业旨在培养德智体美劳全面发展、致力于提高工业与服务系统效率、推动国民经济与社会发展进步、具有国际竞争力的复合型创新人才。工业工程学科交叉特性决定了教学方法的复合性、开放性和创新性，因此，实施项目教学法非常有利于工业工程专业培养目标的达成。

（二）工业工程专业教学项目与学生创新能力计划的总体设计

工业工程可分为传统IE和现代IE。传统IE是通过工作研究、设施规划、生产计划与控制、企业资源管理等，提高生产效率；现代IE是以运筹学、系统工程学为理论基础，以计算机为工具，运用物联网、大数据、区域链、智能制造等诸多新技术，使企业达到响应敏捷化、生产精益化、效益综合化，促进企业经营管理系统整体优化，达到创新发展的目的[6]。哈尔滨商业大学工业工程专业，在立足传统IE能力的基础上，开拓具有现代IE能力的创新人才培养计划，做到与时俱进。1.教学项目的设计。按照2019版工业工程本科专业人才培养方案，课程分为通识教育平台、专业教育平台和实践教育平台。工业工程专业项目的设计也可以分为三类：基本素养项目、专业创新项目、综合创新项目。这三类项目与具体课程项目的对应关系如表1所示。（1）基本素养项目。思想素质子项目培养学生树立爱国情怀和新时代中国特色社会主义思想，核心是解决“为谁学习”的问题；通识知识子项目，主要使学生建立完整的知识体系和框架，培养学生运用多向思维、逆向思维和批判思维的思维方法更好地认识世界，培养学生的创新意识、科学精神和诚实劳动等基本素养。（2）专业创新项目。建模与数据分析子项目，主要提高学生计算、统计、数据分析和建模能力；机械工程子项目，主要让学生掌握现有的机械工程类课程的基本技能，达到学以致用，并能够结合新工科技术，创新产品设计与加工；管理工程子项目，主要使学生掌握基本的管理知识，运用最新的技术、工具和方法，提高企业的生产与运作的管理水平。（3）综合创新项目。从创新能力培养方面来讲，“见识大于知识”。工业工程专业具有良好的传统，不但让学生参加校内的各类工程实训、长春一汽的生产实习，还推动校企联合培养，学生在大三、大四时利用寒暑假和毕业实习时间，进入相关企业（或就业单位）实习，并且实行“学分互认”。通过深入企业实习实训，了解企业生产与管理现状，通过产品优化设计、设施合理规划、生产线平衡与优化等，实现综合创新、校企双赢。2.创新能力培养计划。2018年9月，陈清泉院士提出“技术+工程+市场=创新”。对于工业工程专业学生而言，首要任务是掌握专业技术和技能，并与工程实际相结合，从而实现专业知识的认知、理解、分析、综合、运用和创新[7]。依据工业工程三个教学项目平台，拟定本专业的创新能力培养计划，重点包括以下三个方面：（1）基本创新素质：爱国情怀、劳动热情、创新意识和社会责任感；（2）专业创新能力：数学建模能力、数据分析与编程能力、系统规划与设计能力、方案实施与设计能力；（3）综合创新能力：协作与交流能力、多向思维能力、终身学习能力、科学决策能力及综合创造力。3.教学项目与创新能力的支撑关系。工业工程专业的教学项目都是由培养方案中专业课程体系与毕业目标支撑关系矩阵决定的，而创新计划也是依据毕业要求中的34个指标点设计的，因而专业教学项目与创新计划是紧密关联的。具体支撑关系如图1所示。基本素质项目是创新能力培养的基础，着重解决“三观”和知识结构问题；专业创新项目是创新能力培养的基石，主要解决基本的知识和技能问题；综合创新项目是创新能力培养的有效途径。通过实习、实训，达到理论联系实际，激发学生的创新潜能。通过毕业生及用人单位的意见反馈，以及新知识和新技能逐步融入教学之中，高校应不断修改、完善教学项目和创新能力培养方案。面对逐步开展的工程教学专业认证，为了适应新经济发展和新科技进步的浪潮，迫切需要培养一批具有爱国情怀、勤恳敬业的应用型、创新型、复合型的工业技术人才，以促进我国经济的转型升级。以工业工程专业为例，构建了创新能力培养的项目教学法，为工科院校的教学改革提供理论依据。

作者:于贵文 付斌 金向阳 单位:哈尔滨商业大学