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工業工程專業教學探究:工業工程專業雙語教學的研究
伴隨我國改革開放程度的不斷加深、范圍的持續擴大,國家對大量具有對外交流能力的專業人才需求不斷增大。雙語課程教學適應了教育國際化發展的需求,能夠培養出具有國際合作意識、交流與競爭能力的人才[1]。工業工程的產生和發展是以現代工業化生產為背景,它在發達國家已得到廣泛應用,在我國雖然已有20多年的歷史,但仍處于建設時期,仍需要向發達國家學習交流。好在可以借鑒國外先進的教學理念,可以利用他們豐富的教學資源,因此,在該專業開展雙語教學有助于培養學生的國際視野,增強競爭意識,為進一步培養具有國際競爭力的高質量專業型人才夯實基礎。同時,在學生未來成長過程中,離不開用外語進行專業交流[2]。當前國內許多院校工業工程專業開展的雙語教學都有著不同程度的隨意性和盲目性,質量和數量都不能匹配社會發展對該專業的要求,在教學內容、模式、方法、組織和評價體系等多個方面有待進一步的規范和理論上的完善。作為工業工程專業的核心入門課程,《工業工程導論》的基礎性、綜合性和實踐性較強,對其采用雙語教學有著得天獨厚的優勢,但在教材選擇、雙語教學模式、教學考核等方面還缺乏實踐經驗和系統的理論研究,對于怎樣有效地發揮雙語教學的作用還需要進一步探討和檢驗。本人曾在國外學習,能熟練使用英語進行交流,于2010—2011學年在我校率先開展了《工業工程導論》的雙語教學工作。為提高課程的教學質量,現將在教學實踐中的研究和方向呈現為論文,以期為同類院校開展相關雙語教學提供借鑒。現報道如下:
1《工業工程導論》課程的性質與特點
《工業工程導論》是工業工程專業的基礎課程。工業工程是一種將人、設備、物料、環境和信息等生產要素進行優化配置,并對工業等生產過程進行系統規劃設計、評價創新,進而提高工業生產率和社會經濟效益的專門化綜合技術,內容日益廣泛。它既帶有鮮明的工程屬性,又有著顯著的管理特征,是一門工程技術與組織管理等有機結合的交叉學科。通過學習《工業工程導論》課程可以使學生了解與認識工業工程的基本內容、特點和方法,從而為后繼專業課程的學習與實踐打下良好基礎。《工業工程導論》涉及的內容寬泛,以我們所使用的教材為例,包括如下三個部分的內容。及時部分是工業工程歷史、定義和地位,具體有工程和工程教育的歷史概述、工業與系統工程、工業與系統工程職能的組織和管理;第二部分是工業工程的職責范圍,具體有生產工程、廠址選擇、工廠布置、工作測定和設計、財務補償、作業計劃與控制、質量管理、財務管理和工程經濟、人事管理、管理系統設計、物料搬運、分配和路程安排;第三部分是運籌學和大規模系統分析的影響,具體有運籌學、確定性的數學規劃、工程項目管理、概率模型、系統概念。所以內容寬泛,跨度大,就我校教學計劃中規定的32學時來看,只能是選擇性的重點講授上述內容的1/3左右。《工業工程導論》部門內容相對有難度,特別是與工程緊密相關的部分,如:制造工程里面的各種加工方式、流程等相對專業的內容,對于管理類的學生來說有難度。因為低年級的學生只是在認識實習時對制造企業有個初步了解,而認識實習只是走馬觀花,難以取得更為深刻的理解。另一方面,對于工科院校的學生來說,財務管理、成本控制和質量管理方面的課程顯得偏難。再者,運籌學、概率模型等又需要有較好的數學功底。
2《工業工程導論》雙語教學的組織與實施
我校在制定本專業培養方案時,選擇《工業工程導論》進行雙語教學的原因如下:首先,工業工程導論部分內容雖然涉及面廣,但難度相對較低。其次,工業工程導論是整個工業工程專業的知識基礎,進行雙語教學可以使學生在專業知識和外語能力兩方面打下堅實的基礎。,工業工程與承擔教學任務的教師專業方向一致,因此,在教學過程中,教師可以對于專業外語更為嫻熟,在期望使學生切實掌握課程基本內容的同時,也可通過對外語的大量運用,進一步鍛煉和提高自身的英語聽說讀寫的能力。下面從三個方面具體分析該門課程雙語教學的組織與實施。
2.1英文教材的篩選
選用什么樣的教材,要考慮學生的接受能力。因為,作為雙語教學知識的吸取方,學生的外語水平和學習思考的積極性對雙語教學的效果有著關鍵的作用。工業工程專業近年來成為工科院校的熱門專業,該專業學生的高考英語成績總體較好。但中學階段的啞巴英語教學模式導致學生口語和聽力偏差。同時,專業詞匯貧乏是導致原版教材無法直接使用。另外,學生在課堂上的學習需經過語言和語思維的雙重轉化。考慮到雙語教學的特殊性,教材既要注重專業知識的傳授,又要兼顧對學生外語能力的提高[3,4]。因此,生源好、學生基礎扎實的院校,應盡量采用原版教材。原版教材語言地道、信息量大、可讀性強、內容詳實,能夠提供該領域前沿專業知識。在選用原版教
材的過程中,還應注意英文的難度,語言過難會導致學生的厭煩,進而對專業知識的理解和掌握產生不良影響。需要注意的是,原版教材并非無缺,有些內容本該簡單精煉,卻過于詳細,書本過厚,價格過高。因此本人在國外將原版教材《工業與系統工程概論(第3版)》,進行了部分影印編冊后發給學生作為教材使用。 2.2教學方法的改進
鑒于《工業工程導論》課程涉及的概念、定義、公式、術語、專有名詞的數量較多,并且這些術語不僅僅來自管理科學領域,也來自工程技術領域及計算機技術領域,使用英語講授對教師和學生都要求很高。教學過程中信息量大,學生在掌握課程的眾多知識點之外,還需要記憶大量的專業詞匯,并采用英語來進行理解和思維。為保障課堂45分鐘的教學質量,課前預習成為必須的過程。在每節課結束前的5~10分鐘,在布置該節內容的課后作業的同時,還須安排學生對下一節內容進行課前預習。雙語課程的教學不是單純的英語教學,不能像大學英語授課那樣,把對單詞、句子和段落的閱讀和理解作為重點。只用英語解釋會讓學生費解,教師還需要用中文講解,即采用穿插式的教學模式。在課外,學生更需要主動學習,到圖書館或網絡,包括一些專業論壇來查閱相關資料,及時溫習并整理已學知識。對于生源一般的普通院校各專業,由于課程的專業性和理論性,采用英文教材+中文講授的模式更與實際情況相符。經過4年的摸索,研究者已從最初采用的全英文教授轉變為目前的混合型,并且結合圖文并茂的多媒體課件替代課堂板書,豐富了教學內容。如此一來,學生在聽教師英文授課的同時,可與授課老師用英語進行課堂專業知識的互動討論。授課過程中的重點與難點主要用漢語講授,再讓學生精讀教材后與老師交流討論,以真正受益。通過這種模式,優化了傳統的教學方法,嘗試借鑒MBA教學中的“案例討論式”教學活動,挖掘學生的主觀能動性和參與性,發揮多種教學活動及教學方法的優勢,真正提升雙語教學效果。
2.3多元的考核制度
在雙語教學實施過程中,一個科學合理的考核制度不僅對整個教學的成敗起著決定性作用,同時也是調動教師和學生積極性的重要機制[5]。或者說,科學合理的考核制度一方面是可以檢驗教學效果。另一方面反映了雙語教學的教學目標和重點、難點,可以督促學習和引導教學過程。首先,從教師的角度來說,專業素質和外語素質是雙語課程教師的基本素質要求。為同時滿足大綱和與實際相接的要求,教師要收集和整理很多針對當下中國國情的資料,以充實教學內容,因此其隱性和顯性的工作量和難度要比普通教師高很多。此外,由于學生外語能力和專業素質存在差異,采用雙語教學往往會對課堂上的師生互動產生影響。一些外語基礎弱的學生會產生厭惡情緒,教師可能會在課堂上面臨更多的難題。為此,需要學校管理者在政策上鼓勵教師深化研究、大膽實踐,完善教師的獎懲制度,對其超額付出給予認可。其次,從學生的角度來講,雙語課程的考核應同時關注教學過程和最終考試結果,使二者實現統一。建議教師采用多樣化的考核方式,靈活運用筆試、開卷、閉卷、半開卷等方法。并可將教學過程中學生在課堂上的發言及討論的次數和質量作為評價內容,鼓勵學生閱讀英文文獻、撰寫外文報告,學期末考核可將口頭考試與書面考試結合。書面考試可中英文結合,建議多考主觀題,讓學生自主思考,有更大的答題自由度,以鍛煉學生的獨立分析與解決問題的能力。,從管理的角度來講,雙語教學的監督機制也需要建立完善,并納入日常的教學管理議程,從制度層面對雙語教學實行管控,制訂詳細可行的評估細則,對教學大綱、教材的選用、教案、教學進度表、教師準入條件、課堂教學檢查、試卷、學生意見反饋等進行規范化管理,做到有案可查,有章可循。
3《工業工程導論》雙語教學效果
經過連續4屆的講授,從10級學生的反感厭惡,到11級學生的新鮮有趣,到13、14級級學生的適應融合。連續4屆的統計數據來看,《工業工程導論》雙語課程較好地完成了專業基礎課的教學任務,并培養了學生的外語興趣和專業外語水平。從學校近3年的大學英語四六級考試的統計結果來看,工業工程專業的國家英語等級考試通過率和率大幅度提高。從學校教務管理系統“學生評教”模塊的統計來看:68%的學生反映經過一學期的雙語學習,自身的思維和英語水平有顯著的進步,學習興趣大大提高;12%的學生反映課程講授的速度太快,信息量過多,導致學生的印象模糊,為此,需要教師精心備課的同時提高學生的參與性。由于學生英語水平差距較大(以12級學生為例,58名同學中,8人通過六級考試,24人通過四級,還有26人未通過四級考試),學生接受能力差異很大。學生在學量專業知識的同時,大量閱讀、理解英語必然難度增大,因此,需要根據學生英語基礎的不同,因材施教,進行分類教學。
4雙語課程教學的建議
雙語教學中課程選擇與學期設置方面。雙語教學的課程設置需要根據專業培養方案的整體性要求,專業基礎課程由于相對淺顯,且有后續更為深入的專業課程來精講,是開設雙語教學的選擇。從授課學期的角度來說,在二年級或三年級上學期開設專業基礎雙語教學應該是比較理想的選擇,此時,學生對專業有一定初步了解,并且在英語閱讀和理解方面有所積累。關于漢語和外語之間比重的把握方面的建議。目前雙語教學方模式包括如下三類:全外(授課英文,教材英文),混合(授課英漢結合,教材英文)和半外型(授課中文,教材英文)。研究者以為,對普通工科院校各專業而言,因為專業課程的系統性和理論性,采用混合和半外式更為合適。對于文科類專業、且生源質量高的學校,可以嘗試全外型。在本人的教學中,學期初期更多的采取半外型,學期中后期則采取混合型,因為本校學生的質量層次偏弱,需要循序漸進的適應過程。需要說明的是,雙語課程教學在該校以及國內同級別工科高校僅是起步階段,許多工作尚在探索中,為使課程質量得到保障,需要教師對教學方法進行認真研究,設計與規劃雙語教學的難度、深度和方法,認真備寫教案,準備模型及原版參考資料,使雙語教學有目的、有計劃地實施。相信在師生共同能力下,雙語教學一定可以達到預期目的和要求。
工業工程專業教學探究:高校工業工程專業實驗的教學
一、工業工程專業背景及意義
工業工程(IndustryEngineering,IE)于20世紀初產生于美國,是一門以提高質量和效率、降低成本為目標的集多種工程技術和管理于一體的交叉性學科,其對西方發達國家的工業化及韓國、新加坡等的經濟騰飛起著非常重要的作用。我國從20世紀80年代正式開始應用工業工程,經過二十多年的發展,工業工程的應用領域已由最初的傳統制造業擴展到服務業、金融業、運輸業等多個行業;工業工程的應用內容也由傳統的工作研究、設施規劃與物流分析,延伸到與信息技術、業務流程再造等緊密結合的現代制造系統等各個領域。近年來,工業工程學科發展十分迅猛,開設工業工程專業的高校數量直線上升,同時教育部也不斷出臺新的政策,對工業工程的學科建設、辦學思想、辦學水平等進行規范和評估。工業工程是一門實踐性很強的學科,必須通過實驗、深入現場,才能真正掌握這門學科的知識。在新形勢下,為了適應高校教學改革的要求,須對高校工業工程綜合實驗進行改革。
二、工業工程專業相關課程介紹
高校工業工程綜合實驗包含工業工程專業多門專業基礎課程和專業課程,是各知識點的綜合。其相關課程有“:基礎工業工程”“人因工程“”生產計劃與控制“”設施規劃與物流分析”等。通過對影響企業生產效益的各種因素的研究,包括人因研究、生產線布置及產品制造、生產計劃與控制等環節的實驗研究和分析,圍繞降低成本、提高企業生產效益,提出相應的實施計劃和方案。
三、工業工程綜合實驗教學改革的原則與方向
工業工程實驗教學改革應遵循的原則有:
(1)循序漸進的原則。工業工程綜合實驗教學較大的特點是強調實驗過程的系統性,應遵循循序漸進的原則。
(2)理論聯系實際原則。實驗教學應以學生所學知識為指導,整合、序化教學內容。
(3)可操作性原則。實驗內容既要考慮學生的知識背景和能力狀況,又要考慮在一定時期內實驗內容實現的可能性,確保實施的可行性與可操作性。工業工程綜合實驗教學改革思路:
(1)引入“啟發引導式”實驗教學模式。采用“啟發式”實驗教學,讓學生由被動學習改為主動學習。
(2)增加綜合實驗內容。以往都是對理論內容的驗證進行實驗,內容雖然有序,但每次內容比較單一,有些同學老是靠本組同學幫助完成,缺乏學習主動性。增加工業工程綜合實驗內容,則既能提高學生的實踐能力,又能培養其學習主動性。
四、工業工程專業綜合實驗的任務、教學方法及學時分配
實驗課程的任務是培養學生分析問題、應用知識以及動手操作的能力。主要方法是在IE兩個專業實驗室及計算機房等實驗場所進行實際操作和訓練,教師在現場加以指導。時間為兩周,分人因研究綜合實驗、流程分析研究綜合實驗和生產計劃編制綜合實驗三個訓練模塊。
五、工業工程專業綜合實驗項目與內容提要
(1)人因研究綜合實驗。主要儀器和設備:JGW-B心理實驗臺4臺,跑步機兩臺,功能自行車,噪聲頻譜分析儀兩臺,計時器若干只,照度計、亮度計各兩臺。通過聲簡單反應時實驗等實驗項目,獲取相應的實驗數據,了解人的聽覺、視覺、觸覺、識記等各個方面的能力差異及對工作效率的影響。上述實驗,分別在被測試者處于安靜狀態和運動后狀態(在跑步機上以中等速度跑10分鐘后)兩種情況下進行,通過對實驗數據的比較,分析疲勞對工作效率的影響程度。實驗的基本操作是:逐個檢測被測試者對光、聲的反應及注意力、動作穩定性等能力,獲取相應的實驗數據;正確使用儀器進行實驗數據的測試;分析人的聽覺、視覺、觸覺、識記等各個方面的能力差異及對工作效率的影響。
(2)流程分析研究綜合實驗。主要儀器和設備:小型流水線設備一臺、監控系統一套、電視機兩臺、計時器若干只。通過小臺鉆的裝配工藝流程分析實驗,進一步熟悉和掌握人機操作、雙手操作、工時評價、測時研究、動作研究等實驗手段在生產實際中的應用。主要完成確定流水線節拍、進行流水線的平衡、確定工作地數、配備工人及設計流水線的平面布置等工作任務。實驗的基本操作是:逐個進行人機操作、雙手操作、小臺鉆裝配等實驗,獲取相應的實驗數據;正確使用儀器進行實驗數據的測試;分析流水線節拍、進行流水線的平衡、確定工作地數、配備工人及設計流水線的平面布置等。
(3)生產計劃編制綜合實驗。主要儀器和設備:ERP軟件一套(網絡版)。通過生產計劃及物流分析實驗,對小臺鉆的生產進行規劃設計,完成小臺鉆裝配流水生產標準計劃的編制、生產作業控制設計、核算單件生產方式下的成本和大量生產方式下的成本等設計任務。實驗的基本操作是:正確使用ERP教學軟件,進行相應實驗數據的錄入和歸檔;制作各種表單;小臺鉆裝配流水生產標準計劃的編制、生產作業控制設計、核算單件生產方式下的成本和大量生產方式下的成本。
六、結束語
通過對工業工程綜合實驗的深入研究,提出了詳細的實驗項目、內容及要求,為工業工程教學和培訓提供了一個良好的基礎。這樣,既開闊了學生視野,又大大提高學生的實際能力,使學生更好地掌握工業工程的專業知識。
工業工程專業教學探究:工業工程專業課程教學的探究
一、課程教學體系結構
生產系統建模與仿真課程的教學體系結構分為三大部分:理論教學、實驗教學、實踐環節。
(一)理論教學
理論教學是生產系統建模與仿真這門課的基礎。我校該課程的理論教學為40學時,理論教學部分的內容包括以下九大部分:
1.概述。主要介紹有關系統仿真的基本概念、系統仿真的分類、離散事件系統仿真的基本概念,如仿真鐘、時間、活動、進程等。
2.仿真輸入數據的收集與分析。主要介紹系統仿真輸入數據的收集方法、分布的識別、參數估計方法、擬合度的檢驗等。
3.偽隨機數的產生及其統計檢驗。主要介紹偽隨機數及其產生方法、偽隨機數的統計檢驗(包括均勻性檢驗、獨立性檢驗、數字特征檢驗等)。
4.隨機變量與隨機過程的仿真。包括離散型隨機變量的仿真方法、連續型隨機變量的仿真方法并介紹隨機過程中關于泊松過程的仿真。
5.離散事件系統的建模方法。包括實體流圖法及其應用舉例、活動周期法及其應用舉例以及Petri網建模方法。
6.離散事件系統的計算機仿真策略。主要介紹事件調度法、活動掃描法、進程交互法以及三種仿真策略的比較。7.排隊系統的計算機仿真。介紹排隊系統的基本概念、分類、排隊系統仿真舉例。
8.庫存系統的計算機仿真。介紹庫存系統的基本概念及庫存系統仿真舉例。
9.仿真結果分析。主要介紹終態仿真、穩態仿真的基本概念,終態仿真的結果分析,穩態仿真的結果分析,多個系統性能的比較分析以及方差縮減技術等。但理論部分涉及的概率論與數理統計的內容較多,如何將枯燥的仿真理論與實際問題聯系起來,以提高學生的學習興趣呢?筆者認為可以從以下兩個方面入手:首先,在每次有新的理論介紹之前先以一個背景問題引入,從而提出解決該問題的理論知識。例如生產系統常常會受到市場需求、原料供應、生產環境、生產狀態等多方面隨機因素的影響,那么在具體仿真時,這些隨機因素如何體現出來?從而引入隨機數的產生、隨機變量的產生、隨機過程的仿真等內容。又如在對一個系統具體仿真時,提問:當采用不同的隨機數流,仿真結果會隨之發生變化,那么實際中如何對仿真結果進行分析,從而得到科學的結論?從而引入數理統計的內容,將其應用于仿真結果的分析。其次,鑒于工業工程專業的性質,有些復雜的數學推導過程可以適當刪減,力求學生理解原理,達到能夠靈活應用相應理論的目的即可。這里有一點需要強調的是,在多年的教學中,筆者認為及時次課尤為重要,其實這不僅僅是對生產系統建模與仿真這門課,對任何一門專業課都是如此。在及時次課中雖然不能涉及太多的課程內容,但在及時次課首先要告訴學生這門課是研究什么問題的,在什么情況下我們可以借助這門課的理論來解決問題,好舉與實際問題相關聯的例子。例如,我在及時次上課時會介紹什么是系統仿真、系統仿真的應用領域、應用系統仿真時應注意的一些問題等等,同時課堂上演示幾個可視化的仿真模型,如流水生產線加工系統仿真、服務系統仿真等,通過一些感性認識,使學生對這門課有一個初步的了解,以提高學生對該門課程的興趣。
(二)實驗教學
實驗教學是對理論知識進一步理解和深化的有效方式,通過實驗教學,一方面可以加深學生對理論知識的理解,另一方面有利于培養學生分析和解決實際問題的綜合能力。目前關于離散事件系統仿真的流行軟件也有很多,比如:Extend、Flexsim、Gpss、Arena、Witness、eM-plant、Auto-Mod等等。我們在教學過程中采用了Witness和GPSSWorld軟件。這兩款軟件在使用上有較大區別。GPSSWorld屬于第二代仿真語言,是基于進程交互的仿真編程語言,特別適用于排隊系統的仿真。當然這里的排隊系統范圍也很廣泛,比如,訂單的到達可以抽象為排隊系統的顧客,訂單的處理過程可以抽象為排隊等待過程,訂單處理完成可以抽象為顧客服務完后離開系統等等。通過此軟件的學習,一方面可以加深對離散事件系統仿真的理解,另一方面也可以提高學生調試程序的能力。因為目前即使是可視化的仿真軟件要仿真一些復雜的系統,有時也需要編制相應的程序才可以完成,所以通過GPSSWorld仿真軟件的學習和應用,對于應用其他的仿真軟件也有幫助。Witness是由英國lanner公司推出的功能強大的仿真軟件系統。它既可用于離散事件系統的仿真,又可用于連續流體(如液壓、化工、水力)系統的仿真,可視化效果好,通過Witness開發的系統仿真模型易于理解和控制,為加強學生在學習期間深入理解實際運作系統提供了直觀的、可行的實驗場景。目前在國內有近60所設有IE專業的高校引進了Witness仿真平臺。我校的生產系統建模與仿真課程的實驗部分為16機時,如果把Witness和GPSSWorld軟件的使用連同學生上機實驗都放在這16機時完成,很顯然時間是不夠的,所以我們目前的做法是:在理論課的40學時課堂講授時,安排部分時間講授軟件,邊講解邊演示(約8學時),同時將Witness和GPSSWorld軟件的學習版先拷貝給學生,這樣學生就可以在自己的個人電腦上安裝使用,課下學生自己先練習,同時給學生布置相關的上機大作業,具體上機時,教師主要是解決學生在練習或完成作業時遇到的困難和問題。由于學習版的部分軟件功能受限(其實對大多數的仿真已夠用),所以我校建立了軟件網絡互聯環境,學生也可以通過校園網在宿舍就可以使用正式版練習,滿足了部分學生進一步學習的需要。
(三)實踐環節
生產系統建模與仿真這門課的教學目標就是培養學生將仿真技術應用于實踐,并解決生產、管理等領域的實際問題。因此,實踐環節我們主要從三方面入手:
1.在1周的課程設計中,提供有關生產加工、物流、服務管理等方面的素材,啟發學生利用仿真技術完成系統的分析和改善;
2.在大四的畢業設計題目中,設計一些應用仿真技術的相關題目,如關于企業生產流水線的改善;
3.鼓勵學生積極參加校
大學生創業大賽、工業工程改善大賽等競賽活動,利用仿真技術結合具體的問題進行分析,我校在這一方面已取得了一些成績,達到了學以致用的目的。 二、課程教學方法設計與教學手段
本課程采用以課堂講授為主,其他方法為輔的教學方法。通過課堂講授,可以使學生理解掌握系統仿真的基本原理和基本方法。但純粹采用課堂講授對于理論教學有時會顯得有些枯燥,因此在教學過程中適當增加了實驗法、演示法、討論法等。如在介紹系統仿真軟件時,一邊講解軟件一邊進行演示,同時將相關的仿真理論穿插于仿真軟件的介紹之中,這樣更便于學生理解和體會仿真的基本理論和原理,也便于學生掌握仿真軟件的使用和操作方法。課程的教學手段采用以多媒體教學為主,板書為輔(個別時用到的數學理論)的方式。另外,教師在及時次上課時就將聯系方式包括E-mail、QQ號、電話等告訴學生,學生可以通過以上方式隨時咨詢學習中遇到的問題。
三、課程考核
本課程的考核方式采用“期末閉卷考試+大作業”模式,其中大作業包括上機報告和英文文獻翻譯兩部分。上機報告是關于Witness和GPSSWorld仿真軟件布置的上機大作業,要求對具體問題建立適當的仿真模型,運行后對結果進行分析,必要時進一步提出改進措施或建議。英文文獻翻譯要求查找一篇關于仿真技術發展或應用的英文資料,將其翻譯成中文,這樣做的目的有兩個:一方面可以使學生進一步了解仿真技術的發展動態及應用領域,另一方面也可以適當的加深、熟悉一些關于仿真的專業英語詞匯,便于以后工作和科研的需要。目前期末閉卷考試成績占80%,大作業占20%,可考慮加大平時作業成績的比例到30%,以加強學生對實驗環節的重視程度及仿真技術動態的關注程度。
四、課程教材的選取
關于生產系統建模與仿真這門課,目前還沒有非常適合我校工業工程專業實際情況的教材,原因是有的教材中所介紹的軟件不是Witness和GPSSWorld,而介紹Witness和GPSSWorld的教材關于仿真理論部分又介紹得較少,所以筆者給學生推薦的兩本關于理論部分的教材為:肖田元等主編的《離散事件系統建模與仿真》以及周泓等主編的《生產系統建模與仿真》;關于仿真軟件部分的教材為:王亞超等主編的《生產物流系統建模與仿真-witness系統及應用》以及謝毅等主編的《離散事件系統建模仿真與GPSSWorld教程》。
五、結束語
生產系統建模與仿真作為工業工程專業的一門專業基礎課,其技術目前在生產、管理、物流、服務等領域已得到了廣泛應用,我們希望,通過對該課程教學體系的探討使其在學生今后的科研和工作中發揮越來越大的作用。
工業工程專業教學探究:工業工程專業教學改革的探討
在經濟全球化的背景下,我國市場經濟獲得了迅猛發展,推動了我國制造業的持續發展,對工業工程人才的需求在數量和能力上提出了更高的要求[1,2]。因此,面對需求日益增加的人才缺口和畢業生畢業即失業的兩難困境,中國各個高校在培訓工業工程人才培養過程中應以社會需求為導向,加快工業工程教學改革,培養出擁有國際視野和創新創造能力的應用型以及高水平的人才走出這一困境,滿足制造業發展的需求。目前,以社會需求為導向的教學模式與專業教學模式兼容性不好,有效實施的難度較大。近年來,我國高校招生規模迅速擴張,雖然相應的辦學條件、教學模式、科研水平等也不斷提高和完善,但是依然滯后于規模的擴張,實驗實踐教學水平滯后于相應技術的發展[3]。隨著經濟危機的突然爆發以及我國的產業調整和經濟轉型,在教學中對大學生的實踐和創新能力提出了更為高層次的要求,導致高校專業人才培養不能滿足社會的多樣化需求,教學面臨著嚴峻挑戰[4]。另外,隨著越來越多的畢業生進入市場,失業率迅速增長,再加上畢業生的綜合應用能力較差,學生也無法在畢業后立即應聘到合適工作。傳統的教學培養模式越來越難以解決這個矛盾,取而代之的要克服自身教學的不足,以滿足社會需求為導向,轉化“重理論、輕實踐”的傳統培養模式,改革專業實驗實踐教學模式,發展以“重能力、重應用”為核心的新培養模式。本文以上海理工大學的工業工程專業培養為例,以社會需求為導向提出了專業能力培養與實踐基地應用相結合的改革方法,并且提出了實施3+X教學的改革思路。
一、工業工程專業教學存在的不足
1.大多數教師承擔很重的理論教學,忽視了課程間的聯系。工業工程專業知識體系往往較綜合、交叉性強,不同的專業課程聯系很緊密,像人因、設施規劃、生產計劃等課程彼此交叉[5,6]。但實際教學中,教師忽略了課程間的交叉性,忽視了課程綜合理解在專業知識體系中的作用,使學生對專業知識的理解停留在表面,并且實際知識應用能力就會較差,綜合能力得不到有效的提高。
2.實驗教學體系的系統性和綜合性不強。很多專業知識點在一些課程實驗中重復出現,對于重復出現的專業知識點,在進行實驗教學過程中都淺嘗輒止,這種分流的實驗教學模式不具有系統性,不利于學生形成完整的知識體系。另外,傳統的實驗教學模式都是對單課程專業知識點的應用,雖然通過實驗,學生了解和掌握了單課程知識點的應用,缺乏對不同知識點的綜合協調應用,無法利用實驗提高學生解決問題的能力。
3.實踐教學條件落后,實踐教學模式單一,缺乏實踐強的團隊。實踐教學資源的建設落后,無法滿足教師在實踐教學上的需求,對學生的專業和綜合實踐缺乏有效平臺,難以提高學生的知識應用能力。傳統的教學模式“生產實習—課程設計—畢業設計”基本都在校內完成的,沒有根據社會需求融入到企業中去,與社會實際需求相脫節。另外,大部分教師都是從學校畢業后直接從事教學工作,缺乏實踐的專門訓練,難以建設實踐教學較強的教師團隊。
二、以社會需求導向的課程和實驗實踐教學改革的構想
以社會需求為導向的教學關于創新性、應用性、綜合性的特點,要求教學過程由獨立、分散、封閉的架構體系轉向交叉、集中、開放的綜合化體系。由注重課堂教學轉向更多地關注實驗實踐教學[7]。在工業工程專業教學實驗實踐中,可以從以下幾個方面進行改進:
1.建立課程教學與實驗教學的橫縱向聯系。以專業課程為主線,改革課程設置,分析現有專業課程中相同的實驗內容,是不是存在重復,但是又不重要的內容,針對這些問題,重新確定課程教學內容和實驗教學的安排,建立課程教學與實驗教學的橫向聯系。同時,實驗教學都是相互之間有聯系的,比如人因、立體倉庫、設施規劃、物流、生產線等,在時間上都有前后承接關系,在實驗過程中,學生逐步加深對專業知識的領悟和應用,學生可以更好地掌握整個實驗體系,這種課程教學與實驗教學的縱向安排,使學生更易掌握工業工程專業知識和技能,為實踐服務。
2.以社會需求為導向,改善實踐教學條件,搭建實踐平臺和實踐基地。通過與校友企業進行融合,建立專業學生的實踐基地。積極拓展產學研合作,搭建實踐平臺,比如聯合實驗室、模擬車間、創新研發中心等,從根本上改善實踐教學環節,達到與企業資源共建、互利共贏的目的。上海理工大學管理學院與上海龐源機械租賃股份有限公司共建工業工程專業實踐基地,采取學生輪崗實踐的方式,目前已經輸送完及時批學生,取得了一定的效果,充分調動了學生的積極性,收獲頗大。
3.建立實驗實踐教學團隊。要實現以社會需求為導向的教學改革,需要建設實驗實踐能力較強的教學團隊,培養雙師型教學團隊,一方面聯合校企建立教師實驗實踐基地,聯合培養青年教師;另一方面,進行青年教師的教學能力和實驗實踐能力雙向發展,派送青年教師到企業進行鍛煉,同時邀請具有豐富實踐經驗的企業界人才對學生進行指導。通過雙向培養,建立一支教學和實驗實踐能力較強的綜合教師隊伍,確保高質量的課程教學和實驗實踐教學的實現。
三、實施3+X教學模式
對于新的教學模式,采用3+X模式,即教學模式、實驗模式、實踐模式、教學反思模式,消除傳統的單個模式孤軍作戰狀態,進行3+X融合教學。首先,通過與國際進行交流合作,吸收和借鑒各國在教學方面的成功經驗,引進的教學模式,另外,加強與國內各高校同專業教師們的交流,提高工業工程專業的教學水平。其次,工業工程專業是課程教學與實驗實踐教學相結合的專業,教學實驗是在實踐中有效地創新和應用專業知識的前提,建立以創新能力培養為主導的實驗教學,建設層次實驗:基礎知識驗證性實驗教學、綜合類實驗教學、自主創新實驗教學,通過三個層次的實驗培
養,提高學生的綜合能力。再次,培育企業實踐基地,搭建學生能力培養的校外平臺,根據工業工程專業培養目標,逐步完善與企業的實踐基地建設,規范和完善基地的管理和評估。聘請企業人才作為學生的兼職教師,配合專職教師的實踐教學,讓學生更好地了解社會實際情況,與課程和實驗結合緊密結合,提高教學效果。,對課程教學、實驗和實踐教學的事后反思,借助行動研究不斷探究與解決自身教學方面的問題,將“學會教學”與“學會學習”統一起來,努力提升教學實踐合理性,使自己成為綜合型教師的過程。實施3+X模式,提高工業工程專業教學和實驗實踐水平。 四、結束語
以社會需求為導向,對工業工程專業課程教學和實驗實踐教學及其策略進行改革。本文結合目前各高校工業工程專業課程和實驗實踐教學的現狀,在專業培養方案和社會需求的基礎上,對專業能力培養進行了再設計,對建設實踐基地的必要性進行了肯定,并且對教學手段和方法進行了改革。根據工業工程專業的實際需求,改進教學形式,更新和完善教學內容,加強重視教師團隊建設,從事相關的實踐工作,增強實踐經驗。另外,還提出了3+X教學模式,課程教學是積累學生的專業知識,實驗教學激發學生的學習興趣,實踐教學提高學生的創新性和應用能力,真正起到了課程促進實驗,實驗促進實踐的作用,培養出社會需要的工業工程專業人才。
啤工業工程專業教學探究:酒游戲 在工業工程專業課程教學中的應用研究
［摘 要］在對國內工業工程專業課程特點進行分析的基礎之上，提出將“啤酒游戲”引入工業工程課程教學中，并從實際角度出發，分析了引入“啤酒游戲”帶來的積極作用以及在此過程中產生的問題，并對傳統的“啤酒游戲”進行了改進，增強了游戲與課程的適用性，同時也增加了游戲的趣味性與挑戰性。
［關鍵詞］“啤酒游戲” 工業工程 供應鏈
工業工程(industrial engineering，ie)是一門實踐性很強的交叉型綜合學科，綜合運用數學、自然科學、人文科學、系統科學等知識方法，對有關人員、資金、原材料、信息以及固有技術構成的系統進行規劃、設計、評價，以使該系統更有效、更富有生產力的學科。由于所學課程覆蓋面廣，學生掌握課程難度增加，難以深層次的理解學科的實用方向。在管理學專業課程教學中經常使用角色扮演等教學方式使學生提高運用所學知識的能力，較有代表性的是“啤酒游戲”。本文在分析工業工程學科體系的基礎之上，對“啤酒游戲”在工業工程專業課程中的應用進行研究，并對傳統的“啤酒游戲”進行改進，以期取得更好的教學效果。
一、工業工程學科體系
工業工程是用一套系統化的技術，系統、經濟、有效地解決技術和管理問題。工業工程學科體系有以下幾個特點：（1）交叉性。工業工程是把技術和管理有機結合起來的一門交叉學科。學生在學習技術類課程的同時還要學習管理類課程，并且要具備將技術和管理有機結合的能力。（2）系統性。要學生從系統的角度分析問題、解決問題。同時如何從不同專業的人員獲得有效的信息，并由此構建一個系統的問題解決方案。（3）工程實踐性。工業工程專業是一門應用性學科，其目標是解決現實社會系統中的問題。這就要求學生具備解決實際問題的能力。
由此可見，工業工程是一門工程實踐性極強的學科，為加強學生應用多學科知識解決實際問題的能力，本文提出在工業工程專業部分課程中引入“啤酒游戲”，這種角色扮演教學方式也增加了課程的趣味性。
二、“啤酒游戲”在工業工程專業課程中的應用
“啤酒游戲”一直都是管理界較為關注的一個問題。它最早是由麻省理工學院的史隆管理學院創建并發展起來的一種關于庫存管理的游戲。游戲中設計了三個角色：零售商、批發商及制造商，參加游戲的人可以自由做出決定，即各個角色每周只做一個決策——訂購或生產多少啤酒，它們之間通過訂單進行聯系。他們的目標是使利潤較大化。
在“啤酒游戲”中要運用多方面的管理學科的知識，因此在多門工業工程課程中均可以引用：
1.運籌學——存儲論
在運籌學課程中的存儲論部分引入“啤酒游戲”可使學生充分理解訂購批量對庫存成本、訂貨成本、缺貨成本等成本的影響，進一步深入理解經濟訂貨批量的存貯模型、具有約束條件的存貯模型、具有價格折扣優惠的存貯模型等復雜模型的原理。
2.供應鏈管理
在供應鏈管理課程中進行該游戲，使學生通過這一游戲可以更加深刻地感受到供應鏈上的不確定因素給企業帶來的壓力。由于每個學生也是供應鏈的決策者，通過對庫存水平和庫存成本的控制來加深對供應鏈決策重要性的理解，并且從本質上了解產生“牛鞭效應”的原因。在游戲結果分析的過程中，對供應鏈的管理方法和技術應用提出供應鏈的核心問題，從而達到提高參加者的供應鏈技能的目的。
3.物流管理
在物流管理課程中引入該游戲，令學生深刻理解預測是企業制訂戰略規劃、生產安排、銷售計劃，尤其是物流管理計劃的重要依據，是企業物流管理中最重要的環節。的預測可以提高客戶滿意度，提高企業的競爭力、減少企業的庫存、有效地安排生產、改善運輸管理、甚至做出信息含量更高的定價，促銷決策。
4.市場營銷
在營銷策略組合中，應用該游戲，能夠使學生更深的理解市場營銷環境分析、購買行為分析、市場調研與預測等知識。
5.系統工程
供應鏈是一個復雜的系統，“啤酒游戲”能夠使學生掌握站在系統的角度思考問題，可用來對離散事件系統仿真的原理和過程進行人為的再現，通過角色分工和全員參與來共同完成這個游戲，學生就會對系統仿真的原理和過程有了更加生動和的理解。
6.人力資源管理以及管理學原理
彼得.圣吉在《第五項修煉：學習型組織的藝術和實務》中，描述了啤酒游戲及其反映的系統化思考的問題，比如蝴蝶效應和被切割的局部思考等，繼而探討如何有效進行系統化思考[5]。因此，在《人力資源管理》及《管理學原理》等課程中引入“啤酒游戲”能夠使學生對學習型組織、員工思維培訓等有更深入的理解。
三、“啤酒游戲”在教學過程中應用的問題及游戲改進
在教學實踐中，“啤酒游戲”仍然存在著諸多的問題，主要體現在：
1.在游戲中部分學生反映出對于游戲中的參數的理解有偏差，例如，訂貨間隔、在途貨物量與訂貨量的關系等。另外，在游戲后結算相關指標時，學生對公式理解有誤或是簡單套用。這些反映了理論教學與實踐教學沒有有機的結合，導致部分學生在學習理論知識時，由于知識過于抽象而理解不深入，而在實踐教學時，面對實際問題無法反映出相應的理論。
2.游戲可以增加課堂的趣味性，引起學生的學習興趣，但往往游戲過后進行的討論中，學生很難快速的進行總結、歸納，導致游戲產生的作用大大降低。
3.傳統的“啤酒游戲”在角色設計中，制造商、分銷商、零售商各有一個，這樣就造成了制造商由于利潤低但銷售量卻基本與零售商相同，因此收益在三個角色中最小，這與現實狀況不符。另外也造成了該角色的學生訂貨決策次數較少，不能達到有效地訓練。
針對以上幾個問題以及部分課程的需要，本文對“啤酒游戲”規則及與理論教學結合的方式做了如下改進和說明：
（1）應將理論教學與游戲環節充分結合。首先，在講授理論知識前，尤其是講授游戲中將會用到的參數、指標，如訂貨間隔、庫存成本、訂貨成本、缺貨成本等前，應引入游戲的背景，一方面激起學生學習興趣，另一方面便于學生更有針對性的理解和掌握這些概念。再開始進行游戲，這樣能夠保障學生對游戲的理解更透徹，游戲效果更好。
（2）通過這一“啤酒配送”課程的學習，最終的目的就是使學習者經過“模擬操作——理論貫通——實戰討論”這樣因而復始的循環，一步一步加深學生對相關知識的理解以及各種策略對結果的影響。因此，在游戲實戰前應預先設計一些問題，例如：
①在進行下達訂單時，較大的困擾問題是什么？
②造成庫存強烈波動的主要因素是什么，如何解決或緩解這些因素？
③游戲成員之間的關系問題令您產生什么樣的困擾？在現實的合作伙伴關系問題方面，您有什么見解？
④為了降低“beer game”的供應鏈總成本，您有什么有效的措施？
（3）按照網鏈結構供應鏈的設計游戲角色，即一個制造商面向兩個分銷商，每個分銷商面對兩個零售商，如圖1所示。現實中的供應鏈會更復雜，但過于復雜的結構不便于學生分析各種指標間的關系，及其對收益的影響。
（4）“啤酒游戲”可根據不同課程知識點的不同變換游戲策略，如訂貨提前期、信息是否共享、客戶需求分布概率等。在市場營銷及物流管理等課程中，為了加強對于預測的理解及游戲的趣味性、挑戰性，可在為各個角色增加促銷策略、定價策略環節。以分銷商的角色為例，其定價規則為：每次向上游制造商訂貨后，即可根據現有庫存多少，及需求預測的結果向下游零售商發出定價策略，一般來講當庫存較多時應調低定價，或當意識到需求量逐漸減小時，應調低定價盡快將庫存風險轉移到下游。
四、結束語
在對國內工業工程專業學科體系進行分析的基礎之上，提出將“啤酒游戲”引入工業工程課程教學中，并給出了在各門課程中應用“啤酒游戲”的側重點。從實際角度出發，分析了引入“啤酒游戲”帶來的積極作用以及在此過程中產生的問題，并對傳統的“啤酒游戲”進行了改進，增強了游戲與課程的適用性，同時也增加了游戲的趣味性與挑戰性。