項目教學(xué)法下工業(yè)工程人才創(chuàng)新培養(yǎng)
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摘要：工程教育專業(yè)認(rèn)證的教學(xué)理念已被各工科專業(yè)接受，成果導(dǎo)向的教育理念對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出了新要求。在實施項目教學(xué)法時，提出擬定教學(xué)項目的“3W1H”觀點，為課程項目的設(shè)計提供依據(jù)。以工業(yè)工程專業(yè)為例，設(shè)計了基本素質(zhì)、專業(yè)創(chuàng)新和綜合創(chuàng)新三個教學(xué)項目平臺，規(guī)劃了各門課程及項目的目標(biāo)；制定了學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃，分析了三個教學(xué)項目平臺與創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃之間的支撐關(guān)系，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有一定推動作用。
關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；創(chuàng)新能力；工業(yè)工程
改革開放40多年，我國工業(yè)取得長足的進(jìn)步，已經(jīng)成為世界制造大國，大而不強是我國工業(yè)的顯著特點，要想實現(xiàn)工業(yè)大國向工業(yè)強國轉(zhuǎn)變，必須以高素質(zhì)的工程人才作為支撐[1]。2016年5月，中共中央、國務(wù)院出臺了《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，并提出培養(yǎng)世界一流創(chuàng)新型企業(yè)。2019年9月，指出，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。根據(jù)熊彼特的創(chuàng)新理論，創(chuàng)新就是將各種要素重新組合，運用到生產(chǎn)體系中，形成實實在在的生產(chǎn)力。企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，需要以具有創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才和管理人才作為支撐[2]。作為地方應(yīng)用型大學(xué)，探索和創(chuàng)新教學(xué)方法，逐步提升學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)校企雙方的高質(zhì)量發(fā)展，是我國持續(xù)改進(jìn)教學(xué)結(jié)構(gòu)體系的不竭動力。項目教學(xué)法是一種歐美發(fā)達(dá)國家常用的教學(xué)方法，強調(diào)實踐動手能力和探索精神，在夯實知識體系的同時，做到理論知識與實踐的有機結(jié)合，從而提升學(xué)生創(chuàng)新能力。文章以哈爾濱商業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)為例，探索適合本專業(yè)的教學(xué)模式，以提升育人質(zhì)量，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的、高素質(zhì)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
一、項目教學(xué)法簡介
項目教學(xué)法是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的探究式學(xué)習(xí)模式，提倡學(xué)生探索性學(xué)習(xí)、協(xié)作性學(xué)習(xí)和自主性學(xué)習(xí)，理論結(jié)合實際，充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，是提高學(xué)生分析、解決實際問題的綜合能力的教學(xué)方法[3]。項目教學(xué)法在強調(diào)學(xué)生認(rèn)知的主體作用的同時，又強調(diào)要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，教師是按照項目工作涉獵的知識組織教學(xué)內(nèi)容，并將課程教學(xué)目標(biāo)巧妙地融入項目之中，以保證教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。項目教學(xué)法顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式[4]。教師設(shè)計課程項目（或?qū)I(yè)綜合項目）時，先進(jìn)行項目任務(wù)分解，從而組織起與項目相關(guān)的知識體系，在課堂或課余時間進(jìn)行講解或指導(dǎo)；同時，又要給予學(xué)生充分的自由度，使學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行自主探究、廣泛交流，不斷解決項目中的瓶頸問題，從而構(gòu)建出完成項目的知識體系，完成各自的項目任務(wù)，進(jìn)而不斷提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
二、項目設(shè)計的基本原則
在項目教學(xué)法中，以項目為主線、以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體是應(yīng)用項目教學(xué)法的基本原則[5]。針對具體的項目來說，教師首先要解決“3W1H”：（what）學(xué)生應(yīng)該學(xué)什么；（why）為什么要學(xué)習(xí)這些知識；（way）采用什么方法幫助學(xué)生學(xué)習(xí)；（how）如何掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。工業(yè)工程專業(yè)實施項目教學(xué)法，需要解決以下四個問題。
（一）學(xué)生應(yīng)該學(xué)什么（what）
工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)的能力素質(zhì)及其教學(xué)內(nèi)容具有綜合性。從典型的企業(yè)工業(yè)工程師的工作任務(wù)出發(fā)，開發(fā)出教學(xué)項目，按照項目工作過程的邏輯關(guān)系建構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，圍繞項目或單元教學(xué)任務(wù)，設(shè)計出每門課程的學(xué)習(xí)環(huán)境及其活動、具體項目任務(wù)、技術(shù)路線及其研究方法。這不僅涉及機械和管理專業(yè)知識，還涉及會計、經(jīng)濟、建筑、物流等跨專業(yè)知識。因此，工業(yè)工程專業(yè)涉獵知識的綜合性決定了其培養(yǎng)人才的復(fù)合型。
（二）為什么要學(xué)習(xí)這些知識（why）
在項目教學(xué)法中，所有項目設(shè)計的出發(fā)點都是為了達(dá)成本專業(yè)的畢業(yè)要求，進(jìn)而實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。在項目實施過程中，學(xué)生從查閱文獻(xiàn)、擬定技術(shù)路線、優(yōu)化方案、預(yù)期目標(biāo)、信息反饋到成果評價，整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生是項目的負(fù)責(zé)人，教師為學(xué)生創(chuàng)造充分發(fā)揮潛能的寬松環(huán)境。學(xué)生的學(xué)習(xí)方式一般采用分組進(jìn)行，有分工，有協(xié)作，充分發(fā)揮學(xué)生各自的特長。不僅可以促進(jìn)學(xué)生對專業(yè)知識的認(rèn)知、理解、分析、綜合、應(yīng)用，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、溝通協(xié)作能力和創(chuàng)新精神。
（三）采用什么方式幫助學(xué)生學(xué)習(xí)（way）
在項目教學(xué)過程中，工業(yè)工程專業(yè)所設(shè)計的各個項目，不僅僅局限于教材內(nèi)容，還包括課程項目、實訓(xùn)項目、校企合作項目、綜合創(chuàng)新項目、科技創(chuàng)新大賽項目等；從學(xué)習(xí)的空間角度來看，學(xué)生可以走出教室，走進(jìn)實訓(xùn)室、企業(yè)以及虛擬網(wǎng)絡(luò)世界，學(xué)習(xí)的成果不僅僅是書本知識的積累，而是做到“知行合一”，從而不斷提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、工作能力和創(chuàng)新能力。
（四）如何掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果（how）
由于項目教學(xué)法的教學(xué)形式非常靈活多樣，除課堂教學(xué)以外，還包括企業(yè)實習(xí)、校內(nèi)工程實訓(xùn)、課程論文、工程設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、創(chuàng)新設(shè)計等，因此，考核的內(nèi)容和成績評定方式也應(yīng)靈活多樣，可采取筆試、口頭報告、課程報告、設(shè)計報告、研發(fā)報告以及畢業(yè)論文等多種形式。考核的重點不應(yīng)只是知識的掌握程度，而應(yīng)側(cè)重知識和技能的運用，以及解決實際問題的綜合能力。學(xué)生成果評價的主體由教師和學(xué)生共同組成。教師在進(jìn)行結(jié)果評價時，也要鼓勵學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價，以及項目組內(nèi)學(xué)生之間的相互評價，增強學(xué)生的獲得感，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、追求卓越的動力。
三、工業(yè)工程專業(yè)實施項目教學(xué)法的構(gòu)想
（一）工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)科類型
工業(yè)工程（IndustrialEngineering，簡稱IE），起源于泰勒的科學(xué)管理理論，是一門管理科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用型交叉學(xué)科。我國高校于1993年開設(shè)工業(yè)工程專業(yè)，培養(yǎng)模式主要有兩類：（1）依托管理專業(yè)的工業(yè)工程，授予畢業(yè)生管理學(xué)學(xué)士學(xué)位，簡稱管理型工業(yè)工程專業(yè)；（2）依托機械、礦業(yè)、冶金和電子專業(yè)的工業(yè)工程，授予畢業(yè)生工學(xué)學(xué)士學(xué)位，簡稱技術(shù)型工業(yè)工程專業(yè)。哈爾濱商業(yè)大學(xué)于2000年籌建工業(yè)工程專業(yè)，依托機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，是典型的技術(shù)型工業(yè)工程專業(yè)。哈爾濱商業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)旨在培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展、致力于提高工業(yè)與服務(wù)系統(tǒng)效率、推動國民經(jīng)濟與社會發(fā)展進(jìn)步、具有國際競爭力的復(fù)合型創(chuàng)新人才。工業(yè)工程學(xué)科交叉特性決定了教學(xué)方法的復(fù)合性、開放性和創(chuàng)新性，因此，實施項目教學(xué)法非常有利于工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。
（二）工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)項目與學(xué)生創(chuàng)新能力計劃的總體設(shè)計
工業(yè)工程可分為傳統(tǒng)IE和現(xiàn)代IE。傳統(tǒng)IE是通過工作研究、設(shè)施規(guī)劃、生產(chǎn)計劃與控制、企業(yè)資源管理等，提高生產(chǎn)效率；現(xiàn)代IE是以運籌學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)，以計算機為工具，運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)域鏈、智能制造等諸多新技術(shù)，使企業(yè)達(dá)到響應(yīng)敏捷化、生產(chǎn)精益化、效益綜合化，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)營管理系統(tǒng)整體優(yōu)化，達(dá)到創(chuàng)新發(fā)展的目的[6]。哈爾濱商業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)，在立足傳統(tǒng)IE能力的基礎(chǔ)上，開拓具有現(xiàn)代IE能力的創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃，做到與時俱進(jìn)。1.教學(xué)項目的設(shè)計。按照2019版工業(yè)工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案，課程分為通識教育平臺、專業(yè)教育平臺和實踐教育平臺。工業(yè)工程專業(yè)項目的設(shè)計也可以分為三類：基本素養(yǎng)項目、專業(yè)創(chuàng)新項目、綜合創(chuàng)新項目。這三類項目與具體課程項目的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。（1）基本素養(yǎng)項目。思想素質(zhì)子項目培養(yǎng)學(xué)生樹立愛國情懷和新時代中國特色社會主義思想，核心是解決“為誰學(xué)習(xí)”的問題；通識知識子項目，主要使學(xué)生建立完整的知識體系和框架，培養(yǎng)學(xué)生運用多向思維、逆向思維和批判思維的思維方法更好地認(rèn)識世界，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、科學(xué)精神和誠實勞動等基本素養(yǎng)。（2）專業(yè)創(chuàng)新項目。建模與數(shù)據(jù)分析子項目，主要提高學(xué)生計算、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析和建模能力；機械工程子項目，主要讓學(xué)生掌握現(xiàn)有的機械工程類課程的基本技能，達(dá)到學(xué)以致用，并能夠結(jié)合新工科技術(shù)，創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計與加工；管理工程子項目，主要使學(xué)生掌握基本的管理知識，運用最新的技術(shù)、工具和方法，提高企業(yè)的生產(chǎn)與運作的管理水平。（3）綜合創(chuàng)新項目。從創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面來講，“見識大于知識”。工業(yè)工程專業(yè)具有良好的傳統(tǒng)，不但讓學(xué)生參加校內(nèi)的各類工程實訓(xùn)、長春一汽的生產(chǎn)實習(xí)，還推動校企聯(lián)合培養(yǎng)，學(xué)生在大三、大四時利用寒暑假和畢業(yè)實習(xí)時間，進(jìn)入相關(guān)企業(yè)（或就業(yè)單位）實習(xí)，并且實行“學(xué)分互認(rèn)”。通過深入企業(yè)實習(xí)實訓(xùn)，了解企業(yè)生產(chǎn)與管理現(xiàn)狀，通過產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計、設(shè)施合理規(guī)劃、生產(chǎn)線平衡與優(yōu)化等，實現(xiàn)綜合創(chuàng)新、校企雙贏。2.創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃。2018年9月，陳清泉院士提出“技術(shù)+工程+市場=創(chuàng)新”。對于工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生而言，首要任務(wù)是掌握專業(yè)技術(shù)和技能，并與工程實際相結(jié)合，從而實現(xiàn)專業(yè)知識的認(rèn)知、理解、分析、綜合、運用和創(chuàng)新[7]。依據(jù)工業(yè)工程三個教學(xué)項目平臺，擬定本專業(yè)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃，重點包括以下三個方面：（1）基本創(chuàng)新素質(zhì)：愛國情懷、勞動熱情、創(chuàng)新意識和社會責(zé)任感；（2）專業(yè)創(chuàng)新能力：數(shù)學(xué)建模能力、數(shù)據(jù)分析與編程能力、系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計能力、方案實施與設(shè)計能力；（3）綜合創(chuàng)新能力：協(xié)作與交流能力、多向思維能力、終身學(xué)習(xí)能力、科學(xué)決策能力及綜合創(chuàng)造力。3.教學(xué)項目與創(chuàng)新能力的支撐關(guān)系。工業(yè)工程專業(yè)的教學(xué)項目都是由培養(yǎng)方案中專業(yè)課程體系與畢業(yè)目標(biāo)支撐關(guān)系矩陣決定的，而創(chuàng)新計劃也是依據(jù)畢業(yè)要求中的34個指標(biāo)點設(shè)計的，因而專業(yè)教學(xué)項目與創(chuàng)新計劃是緊密關(guān)聯(lián)的。具體支撐關(guān)系如圖1所示?；舅刭|(zhì)項目是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，著重解決“三觀”和知識結(jié)構(gòu)問題；專業(yè)創(chuàng)新項目是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基石，主要解決基本的知識和技能問題；綜合創(chuàng)新項目是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑。通過實習(xí)、實訓(xùn)，達(dá)到理論聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。通過畢業(yè)生及用人單位的意見反饋，以及新知識和新技能逐步融入教學(xué)之中，高校應(yīng)不斷修改、完善教學(xué)項目和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案。面對逐步開展的工程教學(xué)專業(yè)認(rèn)證，為了適應(yīng)新經(jīng)濟發(fā)展和新科技進(jìn)步的浪潮，迫切需要培養(yǎng)一批具有愛國情懷、勤懇敬業(yè)的應(yīng)用型、創(chuàng)新型、復(fù)合型的工業(yè)技術(shù)人才，以促進(jìn)我國經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型升級。以工業(yè)工程專業(yè)為例，構(gòu)建了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的項目教學(xué)法，為工科院校的教學(xué)改革提供理論依據(jù)。
作者:于貴文 付斌 金向陽 單位:哈爾濱商業(yè)大學(xué)
