項目教學法下工業(yè)工程人才創(chuàng)新培養(yǎng)
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摘要：工程教育專業(yè)認證的教學理念已被各工科專業(yè)接受，成果導向的教育理念對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出了新要求。在實施項目教學法時，提出擬定教學項目的“3W1H”觀點，為課程項目的設計提供依據。以工業(yè)工程專業(yè)為例，設計了基本素質、專業(yè)創(chuàng)新和綜合創(chuàng)新三個教學項目平臺，規(guī)劃了各門課程及項目的目標；制定了學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃，分析了三個教學項目平臺與創(chuàng)新能力培養(yǎng)計劃之間的支撐關系，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力具有一定推動作用。
關鍵詞：項目教學法；創(chuàng)新能力；工業(yè)工程
改革開放40多年，我國工業(yè)取得長足的進步，已經成為世界制造大國，大而不強是我國工業(yè)的顯著特點，要想實現工業(yè)大國向工業(yè)強國轉變，必須以高素質的工程人才作為支撐[1]。2016年5月，中共中央、國務院出臺了《國家創(chuàng)新驅動發(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，科學技術是第一生產力，創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。根據熊彼特的創(chuàng)新理論，創(chuàng)新就是將各種要素重新組合，運用到生產體系中，形成實實在在的生產力。企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，需要以具有創(chuàng)新能力的工程技術人才和管理人才作為支撐[2]。作為地方應用型大學，探索和創(chuàng)新教學方法，逐步提升學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，實現校企雙方的高質量發(fā)展，是我國持續(xù)改進教學結構體系的不竭動力。項目教學法是一種歐美發(fā)達國家常用的教學方法，強調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合，從而提升學生創(chuàng)新能力。文章以哈爾濱商業(yè)大學工業(yè)工程專業(yè)為例，探索適合本專業(yè)的教學模式，以提升育人質量，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的、高素質的應用型工程技術人才。
一、項目教學法簡介
項目教學法是基于建構主義學習理論的探究式學習模式，提倡學生探索性學習、協作性學習和自主性學習，理論結合實際，充分激發(fā)學生的創(chuàng)造潛能，是提高學生分析、解決實際問題的綜合能力的教學方法[3]。項目教學法在強調學生認知的主體作用的同時，又強調要充分發(fā)揮教師的主導作用，教師是按照項目工作涉獵的知識組織教學內容，并將課程教學目標巧妙地融入項目之中，以保證教學目標的達成。項目教學法顛覆了傳統的課堂教學模式[4]。教師設計課程項目（或專業(yè)綜合項目）時，先進行項目任務分解，從而組織起與項目相關的知識體系，在課堂或課余時間進行講解或指導；同時，又要給予學生充分的自由度，使學生在教師指導下進行自主探究、廣泛交流，不斷解決項目中的瓶頸問題，從而構建出完成項目的知識體系，完成各自的項目任務，進而不斷提高學生分析問題、解決問題的能力。
二、項目設計的基本原則
在項目教學法中，以項目為主線、以教師為主導、以學生為主體是應用項目教學法的基本原則[5]。針對具體的項目來說，教師首先要解決“3W1H”：（what）學生應該學什么；（why）為什么要學習這些知識；（way）采用什么方法幫助學生學習；（how）如何掌握學生的學習效果。工業(yè)工程專業(yè)實施項目教學法，需要解決以下四個問題。
（一）學生應該學什么（what）
工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)的能力素質及其教學內容具有綜合性。從典型的企業(yè)工業(yè)工程師的工作任務出發(fā)，開發(fā)出教學項目，按照項目工作過程的邏輯關系建構教學內容，圍繞項目或單元教學任務，設計出每門課程的學習環(huán)境及其活動、具體項目任務、技術路線及其研究方法。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)人才的復合型。
（二）為什么要學習這些知識（why）
在項目教學法中，所有項目設計的出發(fā)點都是為了達成本專業(yè)的畢業(yè)要求，進而實現專業(yè)培養(yǎng)目標。在項目實施過程中，學生從查閱文獻、擬定技術路線、優(yōu)化方案、預期目標、信息反饋到成果評價，整個學習過程中，學生是項目的負責人，教師為學生創(chuàng)造充分發(fā)揮潛能的寬松環(huán)境。學生的學習方式一般采用分組進行，有分工，有協作，充分發(fā)揮學生各自的特長。不僅可以促進學生對專業(yè)知識的認知、理解、分析、綜合、應用，還有利于培養(yǎng)學生的社會責任感、溝通協作能力和創(chuàng)新精神。
（三）采用什么方式幫助學生學習（way）
在項目教學過程中，工業(yè)工程專業(yè)所設計的各個項目，不僅僅局限于教材內容，還包括課程項目、實訓項目、校企合作項目、綜合創(chuàng)新項目、科技創(chuàng)新大賽項目等；從學習的空間角度來看，學生可以走出教室，走進實訓室、企業(yè)以及虛擬網絡世界，學習的成果不僅僅是書本知識的積累，而是做到“知行合一”，從而不斷提高學生的職業(yè)素養(yǎng)、工作能力和創(chuàng)新能力。
（四）如何掌握學生的學習效果（how）
由于項目教學法的教學形式非常靈活多樣，除課堂教學以外，還包括企業(yè)實習、校內工程實訓、課程論文、工程設計、產品開發(fā)、創(chuàng)新設計等，因此，考核的內容和成績評定方式也應靈活多樣，可采取筆試、口頭報告、課程報告、設計報告、研發(fā)報告以及畢業(yè)論文等多種形式?？己说闹攸c不應只是知識的掌握程度，而應側重知識和技能的運用，以及解決實際問題的綜合能力。學生成果評價的主體由教師和學生共同組成。教師在進行結果評價時，也要鼓勵學生對自己的學習成果進行評價，以及項目組內學生之間的相互評價，增強學生的獲得感，激發(fā)學生自主學習、追求卓越的動力。
三、工業(yè)工程專業(yè)實施項目教學法的構想
（一）工業(yè)工程專業(yè)的學科類型
工業(yè)工程（IndustrialEngineering，簡稱IE），起源于泰勒的科學管理理論，是一門管理科學和工程技術相結合的應用型交叉學科。我國高校于1993年開設工業(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)生管理學學士學位，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)生工學學士學位，簡稱技術型工業(yè)工程專業(yè)。哈爾濱商業(yè)大學于2000年籌建工業(yè)工程專業(yè)，依托機械設計制造及其自動化專業(yè)，是典型的技術型工業(yè)工程專業(yè)。哈爾濱商業(yè)大學工業(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)與服務系統效率、推動國民經濟與社會發(fā)展進步、具有國際競爭力的復合型創(chuàng)新人才。工業(yè)工程學科交叉特性決定了教學方法的復合性、開放性和創(chuàng)新性，因此，實施項目教學法非常有利于工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)目標的達成。
（二）工業(yè)工程專業(yè)教學項目與學生創(chuàng)新能力計劃的總體設計
工業(yè)工程可分為傳統IE和現代IE。傳統IE是通過工作研究、設施規(guī)劃、生產計劃與控制、企業(yè)資源管理等，提高生產效率；現代IE是以運籌學、系統工程學為理論基礎，以計算機為工具，運用物聯網、大數據、區(qū)域鏈、智能制造等諸多新技術，使企業(yè)達到響應敏捷化、生產精益化、效益綜合化，促進企業(yè)經營管理系統整體優(yōu)化，達到創(chuàng)新發(fā)展的目的[6]。哈爾濱商業(yè)大學工業(yè)工程專業(yè)，在立足傳統IE能力的基礎上，開拓具有現代IE能力的創(chuàng)新人才培養(yǎng)計劃，做到與時俱進。1.教學項目的設計。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關系如表1所示。（1）基本素養(yǎng)項目。思想素質子項目培養(yǎng)學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“為誰學習”的問題；通識知識子項目，主要使學生建立完整的知識體系和框架，培養(yǎng)學生運用多向思維、逆向思維和批判思維的思維方法更好地認識世界，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、科學精神和誠實勞動等基本素養(yǎng)。（2）專業(yè)創(chuàng)新項目。建模與數據分析子項目，主要提高學生計算、統計、數據分析和建模能力；機械工程子項目，主要讓學生掌握現有的機械工程類課程的基本技能，達到學以致用，并能夠結合新工科技術，創(chuàng)新產品設計與加工；管理工程子項目，主要使學生掌握基本的管理知識，運用最新的技術、工具和方法，提高企業(yè)的生產與運作的管理水平。（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，不但讓學生參加校內的各類工程實訓、長春一汽的生產實習，還推動校企聯合培養(yǎng)，學生在大三、大四時利用寒暑假和畢業(yè)實習時間，進入相關企業(yè)（或就業(yè)單位）實習，并且實行“學分互認”。通過深入企業(yè)實習實訓，了解企業(yè)生產與管理現狀，通過產品優(yōu)化設計、設施合理規(guī)劃、生產線平衡與優(yōu)化等，實現綜合創(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+工程+市場=創(chuàng)新”。對于工業(yè)工程專業(yè)學生而言，首要任務是掌握專業(yè)技術和技能，并與工程實際相結合，從而實現專業(yè)知識的認知、理解、分析、綜合、運用和創(chuàng)新[7]。依據工業(yè)工程三個教學項目平臺，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：愛國情懷、勞動熱情、創(chuàng)新意識和社會責任感；（2）專業(yè)創(chuàng)新能力：數學建模能力、數據分析與編程能力、系統規(guī)劃與設計能力、方案實施與設計能力；（3）綜合創(chuàng)新能力：協作與交流能力、多向思維能力、終身學習能力、科學決策能力及綜合創(chuàng)造力。3.教學項目與創(chuàng)新能力的支撐關系。工業(yè)工程專業(yè)的教學項目都是由培養(yǎng)方案中專業(yè)課程體系與畢業(yè)目標支撐關系矩陣決定的，而創(chuàng)新計劃也是依據畢業(yè)要求中的34個指標點設計的，因而專業(yè)教學項目與創(chuàng)新計劃是緊密關聯的。具體支撐關系如圖1所示?；舅刭|項目是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎，著重解決“三觀”和知識結構問題；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、實訓，達到理論聯系實際，激發(fā)學生的創(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之中，高校應不斷修改、完善教學項目和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方案。面對逐步開展的工程教學專業(yè)認證，為了適應新經濟發(fā)展和新科技進步的浪潮，迫切需要培養(yǎng)一批具有愛國情懷、勤懇敬業(yè)的應用型、創(chuàng)新型、復合型的工業(yè)技術人才，以促進我國經濟的轉型升級。以工業(yè)工程專業(yè)為例，構建了創(chuàng)新能力培養(yǎng)的項目教學法，為工科院校的教學改革提供理論依據。
作者:于貴文 付斌 金向陽 單位:哈爾濱商業(yè)大學
