基于新工科的工业工程专业人才培养模式探析
作者: 赵永满 陈江春 周雪 刘娜[摘 要] 在新工科的背景下,工业工程专业人才的培养需要关注多个方面。跨学科整合包括项目实践和跨学科融合课程设计,可以提高学生的综合能力。在实践教育方面,重申产业合作与实习、项目驱动学习以及实验平台的重要性。通过介绍工程工业专业人才培养的意义,并提出数字化教学、环境意识和人文素养等方面的措施,以更新教学内容、培养环境责任感和跨文化交流能力,推动学生更好地适应未来工业环境。这些措施将有助于培养具备广泛视野、实践能力和创新意识的工业工程专业人才,为工业的可持续发展和社会进步做出积极贡献。
[关键词] 新工科;工业工程;人才培养
[中图分类号] G642.0;TB-4 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)05-0045-04
随着工业智能化和数字化的快速发展,新工科背景下的工业工程专业人才培养变得至关重要。在工业工程人才培养过程中,不仅要重视培养学生跨学科的科学技术操作能力和创新能力,还要注重新工科教学内容和实践教育的推进,培养学生的人文素养、可持续发展理念以及加强新工科实践教育等方面,以确保培养出合格的工业工程专业人才。
一、基于新工科的工业工程专业人才培养概述
新工科背景下的工业工程专业人才培养注重跨学科融合与实践能力的培养,该专业致力于培养学生在工程设计、生产运作、供应链管理和质量控制等领域的综合能力,通过系统化的教育使其具备分析、优化和创新的技能。学生将接受丰富的实践训练,着重于解决实际工业问题,并紧密结合信息技术、管理学和工程学的最新发展[1]。在新工科理念下,培养的工业工程专业人才将具备适应快速变化工业环境的能力,致力于提升工业效率、优化资源利用,并推动工业智能化与数字化发展,为未来工业的可持续发展做出积极贡献。工业工程专业人才培养注重跨学科整合,不仅涉及工程技术,还包括管理学、信息技术等领域。培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力。新工科下的工业工程专业更加强调实践教育,通过实习、项目驱动学习和实验实践等方式,培养学生实际操作技能和解决问题的能力。新工科的工业工程专业教学内容更新迅速,融入最新的数字化技术和工业趋势,使学生了解并应对工业界不断变化的需求和挑战。工业工程专业人才培养注重人文素养和社会责任感,鼓励学生关注可持续发展、环境保护等社会议题,培养跨文化交流与合作的能力。
二、基于新工科的工业工程专业人才培养的重要意义
(一)加强跨学科融合,培养综合能力
新工科背景下,工业工程专业注重跨学科融合,培养学生的综合能力。这种培养模式不再将工程、管理和技术分隔开来,而是促使学生在多个领域中学习,拓宽他们的视野。工业工程学生需要掌握机械、电气、信息技术等多方面的知识,并结合管理学的概念,从而能够在实际工业生产中综合运用这些技能和知识。这样的综合教育能够培养出具备广泛视野和跨界思维的工业工程人才,他们能够更好地应对日益复杂的工业挑战[2]。
(二)培养解决问题的能力
新工科的理念强调实践能力培养,工业工程专业也不例外。学生将通过参与真实的工业项目、模拟场景以及实习来获取实践经验。这种实践能力的培养使他们具备解决实际工业问题的能力。他们不仅掌握理论知识,更能够在现实场景中运用所学知识,分析问题并提出创新解决方案。这种解决问题的能力是工业工程专业人才的重要素养,也是新工科教育所倡导的核心理念之一。
(三)适应快速变化的工业环境
工业界正迅速发生着变革,工业4.0、数字化生产等概念正深刻地改变着传统的工业模式。在新工科的框架下,工业工程专业人才培养需要与时俱进,不断适应这种快速变化的工业环境,需要了解并掌握最新的技术,如大数据技术、人工智能技术以及物联网技术等,以便更好地促进工业智能化、数字化和自动化的发展。
(四)促进可持续发展,培育社会责任
在新工科的理念下,工业工程专业人才培养也应强调可持续发展和社会责任。他们不仅需要关注提高工业效率和经济利益,还需要考虑资源的合理利用、环境保护和社会责任。工业工程专业人才应当具备以人为本的思维方式,提倡可持续发展理念,致力于为社会做出积极的贡献。这包括优化生产流程、降低能源消耗、减少废物排放等方面,以促进工业的可持续发展,实现经济、社会和环境的平衡[3]。
三、基于新工科的工业工程专业人才培养的对策建议
(一)加强跨学科整合
教师可以推行跨学科课程设计和项目实践,通过设计跨学科课程,将机械、电子、信息技术等不同领域的知识融合进工业工程专业的课程体系中。例如,教师可以开设跨学科项目,让学生从不同学科角度思考并解决问题,同时培养他们合作与沟通的能力。这种实践性的项目可以模拟真实工业场景,让学生在实际操作中学习跨领域知识,并促使他们理解如何整合这些知识来解决复杂问题。教师可以建立跨学科研究中心或实验室,通过跨学科研究中心或实验室的建立,将工程学、管理学和信息技术等学科融合在一起,为学生提供一个跨领域学习和探索的平台。这种中心或实验室可以促进不同学科领域专家的合作交流,帮助学生深入了解不同学科的前沿研究和发展趋势,激发他们的创新思维和解决问题的能力。
学校可以加强师资队伍建设和培训,招聘具有多学科背景和实践经验的教师,并为现有教师提供跨学科教学方法的培训和指导[4]。教师需要具备跨学科合作的意识和能力,能够引导学生跨越学科边界,整合不同学科的知识。同时,鼓励教师与不同领域的专家进行合作研究,分享经验和见解,为学生提供更丰富、更全面的教学资源。
(二)强化实践教育
教师可以强调实习与产业合作,建立与工业界合作的实习计划,让学生有机会在真实的工业环境中应用所学知识,了解工业工程的实际运作和挑战,这种实习不仅能够让学生将课堂知识与实际工作结合,还能培养他们解决问题和团队合作能力。要促进学校与企业的合作,让企业参与到教学过程中,提供实际案例和项目,帮助学生更好地理解实际工业运作,并为学生提供未来就业的机会与指导。教师可以推行项目驱动的学习模式,通过引入项目驱动的教学模式,让学生在团队合作中完成实际项目,如工业流程优化、生产效率提升等。这种学习模式鼓励学生主动探索、解决问题,并在实践中学习知识和技能。同时,学生将在项目中体验到真实的挑战和压力,培养了解决问题的能力和应对工作压力的技能,为他们未来的职业发展做好准备。教师可以搭建实验平台和模拟工厂,为学生提供模拟工厂和实验平台,让他们在仿真环境中模拟真实的工业场景。通过这样的实验和模拟,学生可以安全地进行各种实验操作,了解工业流程、生产设备的运作原理以及各种工程工具的使用。这种模拟环境不仅能够提供安全的学习平台,还能让学生在更真实的场景中体验到工业工程的实际操作,从而更好地掌握实践技能和应用知识。
(三)强化数字化教学
教师可以整合先进技术与课程,通过整合先进的数字化技术,如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、在线仿真工具等,将其融入工业工程专业的课程教学中。这种融合可以为学生提供更生动、直观的学习体验,如利用VR技术建立虚拟工厂,让学生在虚拟环境中进行生产过程的模拟与实验。这样的数字化教学手段不仅可以激发学生的学习兴趣,还能提升他们的实践能力,让他们更深入地了解工业工程领域的实际操作和应用。教师可以推广在线学习和远程教育,通过建设在线学习平台或课程,让学生可以灵活选择学习时间和地点,提高学习的便捷性和灵活性。这种在线学习平台可以提供录播课程、在线讨论和实时互动等多种教学形式,为学生提供多样化的学习方式。同时,教师可以结合远程教育手段,使得学生不受地域限制,能够获取全球范围内优质资源和专业知识,促进工业工程教育的国际化和多样化。学校可以培育数字化教学师资队伍,为教师提供相关的数字化教学培训和资源支持,帮助他们掌握并灵活运用先进的数字化技术于教学实践中,培训内容可包括数字化教学工具的使用方法、在线教学设计与评估、数字资源开发等方面,以提升教师的数字化教学水平和创新能力。这样的师资队伍将更好地引领学生探索数字化教学的边界,同时推动工业工程专业教育的不断创新与发展。
(四)培育环境意识
教师可以强化可持续发展教育,通过在课程中融入可持续发展理念,向学生传授环境保护、资源利用效率等方面的知识。这包括对生产过程中的能源利用、废弃物处理和碳排放等方面的影响进行深入讲解,让学生了解工业活动对环境造成的潜在影响。通过案例分析和实践项目,引导学生思考如何在工程实践中最大限度地降低对环境的不良影响,培养他们的环境责任感和可持续发展意识。教师可以建立环境保护与节能减排实验室,提供一个实验平台,让学生在实验室中模拟工业生产过程,并针对环境保护、能源利用效率等方面进行实验和研究。通过实验,学生可以深入了解工业生产对环境的影响,并探索降低能源消耗、减少废物排放的技术与方法。这样的实验室可以为学生提供一个真实场景,激发他们关注环境问题、寻找解决方案的动力,从而培养出更具环境意识的工业工程专业人才。学校可以开展环境保护与可持续发展的校园活动,通过举办环境保护主题的讲座、研讨会、社会实践活动等形式,引导学生关注环境问题并积极参与解决。学生可以参与环境保护组织或志愿活动,亲身体验环保工作的重要性,并在实践中发挥自己的作用。另外,学校可以倡导节约资源、减少浪费的理念,建立环保文化,让环境意识贯穿学生的日常生活和学习中,培养他们的环境责任感和可持续发展观念。
(五)强调人文素养
在教学中,教师可以融入人文课程和跨学科学习,通过引入人文课程,如哲学类、社会学类、伦理学类课程等,让工业工程专业的学生在专业知识之外接触到更广泛的人文领域。这种融入可以帮助学生发展批判性思维、价值观和道德观,培养出更全面、更具有社会责任感的专业人才。同时,教师可以促进跨学科学习,让工程学生与人文、社会科学等其他学科的学生一起学习,拓宽视野,激发创新思维,培养跨领域交流与合作的能力。教师可以推崇人本关怀与社会责任,通过课程设计和项目实践,培养学生的人本关怀意识和社会责任感。教师可以引导学生思考工程技术与人类福祉之间的关系,鼓励他们在工程实践中考虑人民的需求、社会的利益,思考工程决策对于社会、环境和人类生活的影响。这种关怀与责任感将使他们在未来工作中更注重人文因素,更注重技术与社会的融合,为社会带来更多积极影响。教师可以提倡跨文化交流与全球视野,鼓励学生参与国际交流项目、多元文化活动,拓展他们的国际视野和全球化意识[5]。这种经历可以让学生更深入地理解不同文化间的差异,增强他们的跨文化沟通与合作能力。通过参与国际性项目,学生还能接触到全球范围内的工程问题与挑战,拓宽视野,为他们未来的国际化职业发展打下坚实的基础。
(六)更新教学内容
教师可以整合最新技术与行业趋势,更新课程内容,纳入最新的工业技术、智能制造、物联网应用、大数据分析等领域的知识,这种更新将使学生了解到工业工程领域不断变化的现状,并学习到最前沿的技术和工具,使他们具备应对未来工业挑战的能力[6]。同时,教师应紧密结合行业发展趋势,让课程内容与工业界实际需求保持同步,确保学生毕业时具备最新的专业知识和技能。首先,应强调跨学科的融合与互动性,积极更新教学内容,将工业工程与管理学、信息技术、创新设计等跨学科领域进行整合。这种融合可以帮助学生跨越学科的边界,更好地理解工程技术与管理的关系,培养综合解决问题的能力。其次,加强互动性教学,通过案例分析、小组讨论、实验和项目等形式,激发学生的学习兴趣,促进跨学科的交流与合作。再次,注重实践和案例教学,定期更新教学内容,增加实践性和案例教学的比重,让学生通过真实案例和实践项目的学习,更好地理解理论知识与实际应用的联系。最后,教师可以引入工业界实际案例,让学生通过分析和解决真实问题,将理论知识应用到实际中,提升解决问题的能力和实践操作的技能。这种更新教学内容的方式将使学生更具备实际应用的能力,更好地适应工业工程领域的发展需求。
结语
在新工科背景下,工业工程专业人才培养的关键在于不断更新教学内容、强化实践教育、培育综合能力。整合最新技术、跨学科融合以及环境意识等方面的教学策略,为学生提供了更广阔的视野和更深层次的专业素养。强调人文素养和可持续发展意识,不仅为工程专业注入更多人文关怀,也将专业与社会发展融为一体。这些措施旨在使工业工程专业学生在实践中获得更多技能和见识,使其能够在不断变化的工业环境中脱颖而出,为未来的工程挑战做好充分准备。通过这些努力,我们可以培养出更具创新力、跨界思维和社会责任感的工业工程专业人才,为社会和产业发展注入更多活力和可持续性。
参考文献
[1]彭巍,董元发,张存吉,等.面向新工科的工业工程专业人才培养模式探索[J].轻工科技,2021(5):206-207.