【摘 要】 根據工業工程專業的特點，立足本科教學，構建工業工程專業的實驗教學體系。該體系以S195噴油泵作為共同實驗載體，整合核心專業課程的實驗項目，模擬生產該產品的企業的工業工程活動，達到驗證專業理論，夯實工業工程專業基礎知識，全面提高學生專業素質的目的。

【關鍵詞】 工業工程 實驗教學 實驗體系

本文系石河子大學“263”青年骨干教師資助項目“工業工程專業核心專業課實驗教學體系的研究”（JD05006）的階段性成果。

工業工程（Industrial Engineering），簡稱IE，是一門系統優化技術，也是一門現代管理思想和方法的集成技術，它是對涉及人、物料、設備、信息、能源等要素的集成系統進行規劃、設計、改善、控制和創新的邊緣學科[1,2]?，F代工業工程的發展和應用又具有鮮明的時代性、全局優化、系統集成性、與信息技術的融合等特點，又是一門綜合性學科，具有很強的學科交叉性、應用性和實踐性。[2,3]

工業工程專業在我國起步較晚，除少數院校外，大多數院校的工業工程專業建設的基礎相對薄弱，尤其是實驗教學環境還不能滿足工業工程教育的要求[3]。石河子大學于2003年設立工業工程專業，其課程體系和教學環節的設置還有待完善，核心專業課程教學實驗環節相對于課堂理論教學更需要探索和發展。因此，該專業應如何開設實驗以及如何構建實驗教學體系，是一個亟待解決的問題。

基本思路

教學實驗的設置，不是相互獨立、簡單的單項實驗，而是根據IE專業的課程和知識體系設計的一整套既相對獨立、又密切聯系，能覆蓋各門專業課程和知識領域的、多種實驗形式的實驗教學體系。

工業工程專業實驗教學體系應體現基礎性和現代性。傳統IE或基礎IE是現代IE的基礎和重要組成部分，因此必須加強基礎IE的實驗教學環節；現代工業工程是以計算機和網絡技術為代表的信息技術為支撐，建立緊跟現代科技發展的以創新型、綜合型實驗為主體的實驗教學體系，構建以系統仿真和虛擬技術等現代制造技術為基礎的實踐訓練教學平臺[4]。

該體系以機電類產品制造業為背景，整個實驗體系力求能夠模擬生產經營該產品的企業全部或大部分IE活動。具體思路是選擇S195噴油泵作為各專業課程實驗的共同實驗載體，各門專業課程按照培養要求，結合該課程本身的知識點，圍繞該實驗載體統一開發單項實驗。實驗過程中，各門課程開出的單項實驗數據共享利用，使各項實驗聯系起來，形成一個有機整體。

工業工程專業實驗教學體系的基本結構如圖1所示，將工業工程基礎、人因工程、設施規劃與物流分析、生產計劃與控制和質量管理等核心專業課程的實驗劃分為人因與效率工程、生產工程、質量與可靠性工程、物流工程等四大模塊。

圖1 工業工程專業實驗教學體系框圖

為實現對學生進行全方位培養的目標，實驗體系中各項實驗包括以下三類：

1.單項認知型實驗

指僅對某一理論進行驗證或訓練某一方面技能的實驗。如：“工作抽樣”、“秒表實驗”、“質量數據測定實驗”等。

2.綜合型實驗

指綜合運用多種知識和技能分析研究一個較復雜問題的實驗。如：進銷存實驗、物流系統分析實驗、物料需求計劃實驗等。

3.開發設計型實驗

指綜合運用多種知識和技能進行系統分析與設計的實驗。如：工廠平面布置實驗、物料需求計劃實驗等。

單項認知型、綜合型和開發設計型3類實驗之間存在密切的聯系，一般來說前者是后者的基礎，或是后者的一部分或一個步驟。在安排實驗時，既要考慮對學生進行系統訓練，又要考慮實驗設備、同時開出組數和實驗學時等限制。因此，可將實驗設計成柔性可調的，即根據不同學期和不同培訓對象的不同情況，可以在開出各個單項實驗的基礎上，再開出綜合型實驗和開發設計型實驗；也可以將綜合型實驗和開發設計型實驗按照其實驗步驟分解成一系列單項認知型實驗而逐個開出，最后形成綜合型實驗或開發設計型實驗[5]。

2.虛實結合的實驗教學方式

工業工程實驗具有一定的虛擬性，它是對現實生產的高度濃縮和提取。在實驗室開展實驗是必要的，它是培養學生工業工程實踐或解決工業工程實際問題的初步訓練。通過實驗室的虛擬實驗可以使學生掌握解決問題的基本方法和手段。但實驗室實驗與企業生產實際存在一定的差距，這就要求將虛擬的實驗室實驗向企業過渡，以強化學生實際動手能力的培養，完成從了解到熟悉再到熟練掌握的過程，保證學生在能力培養方面得到連續、漸進的訓練[7,8]。

3.充分利用教學實驗基地

石河子大學機電學院與中國一拖集團等單位建立了長期的實習協作關系。實習過程中學生以小組為單位，以實際的生產系統為背景，選擇其中一個典型的工業產品為主要實驗對象，分別對生產的各環節進行觀察和記錄，盡可能詳細掌握該產品的相關數據資料，綜合各小組分析結果，做出該產品生產過程及其生產系統的優化報告。

4.積極開展網絡模擬實驗

校園網的建設和網絡的廣泛應用，為實驗方法和方式的改革提供了有利的條件。開展計算機模擬實驗，有助于解決校內實踐教學環節因實驗設備和技術的遲滯性帶來的時效性問題，并可充分利用高校目前現有的信息網絡支撐技術和通訊設備等硬件設施；同時可加快借鑒國外先進的教學實驗軟件以及推動教學實驗型軟件的研究和開發。

網絡模擬實驗的開展也為教師提供了一個良好的教學手段，給學生提供了一個良好的課內外試驗環境和條件，并使學生能夠自主學習。開展網絡模擬實驗，能夠最大限度地擴展實驗的時間和空間，改善實驗環境，實現圖文并茂、豐富多彩的人機交互方式的實驗。

進行IE 的計算機模擬實驗和開展IE 的網絡模擬實驗教學，將取代部分傳統的校內外實踐教學內容, 這既是新型實踐教學手段的一個方向，也是充分利用計算機和網絡技術在實踐教學環節中應用的目標。

參考文獻:

[1]胡宗武.工業工程—原理、方法與應用[M].上海:上海交通大學出版社,2003.

[2]楊曉英，馬偉，李濟順等.現代工業工程教學實驗系統的規劃設計[J].河南科技大學學報(自然科學版)，2004，25（2）：17-20.

[3]陳杰.工業工程本科教學實驗體系研究[J].實驗室研究與探索,2004,23（5）：9-10,35.

[4]周梓榮，龔存宇.工業工程專業應用型人才培養體系探討[J].湖南工程學院學報[J].2005,15（3）：89-91.

[5]吳愛華，王平，催陸光.工業工程專業教學實驗體系的研究與實施[J].工業工程與管理，1999（4）:59-62.

[6]吳愛華，催魯光，張毅偉等.工業工程教學實驗體系的研究與實驗方法的改革[J].實驗室研究與探索，2001,20（2）：46-48,57.

[7]林琦，吳少雄.工業工程實驗教學的構建與實現[J].實驗室科學，2010,13（6）：45-46.

[8]高天一，劉輝，潘瀾瀾等.工業工程專業實驗教學體系規劃與建設[J].裝備制造技術，2007（5）：120-121.