摘要：學(xué)科競賽對于大學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力的提升有著積極的作用。工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生參加學(xué)科競賽存在參賽積極性不高、參賽作品創(chuàng)新性不足等問題。通過優(yōu)化工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)方案，建立學(xué)科競賽導(dǎo)向的課程輔導(dǎo)體系及指導(dǎo)團(tuán)隊，加強(qiáng)實踐教學(xué)，建立第二課堂，實施以學(xué)科競賽驅(qū)動的工業(yè)工程教學(xué)改革，提升學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程專業(yè)；學(xué)科競賽；教學(xué)改革

一、引言

新工科建設(shè)已進(jìn)入深化拓展的階段，對工程技術(shù)人才提出了更高的要求。培養(yǎng)工程實踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力高、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型人才是新工科工程教育的最終目標(biāo)[1]。工業(yè)工程（Industrial Engineering，簡稱IE）專業(yè)涉及工程學(xué)、管理學(xué)以及心理學(xué)等領(lǐng)域，需要在新工科背景下，融合先進(jìn)管理思想與技術(shù)，培養(yǎng)適應(yīng)新時代發(fā)展需求的人才。學(xué)科競賽作為培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑，在提升學(xué)生理論應(yīng)用和實踐創(chuàng)新能力方面具有十分顯著的作用[2]。

經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展，安徽工業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)在師資建設(shè)、人才培養(yǎng)、教學(xué)改革等方面取得了一定的成效，并入選2021年度國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點。本專業(yè)雖有較強(qiáng)的實踐教學(xué)基礎(chǔ)和日益提升的科學(xué)研究能力，但在專業(yè)學(xué)科競賽的表現(xiàn)上仍然有很大的提升空間。目前，工業(yè)工程學(xué)科競賽主要存在如下問題：（1）參與面不廣，參加競賽的學(xué)生以專業(yè)課程學(xué)習(xí)較薄弱的大學(xué)二年級學(xué)生為主，大三、大四學(xué)生雖然學(xué)習(xí)過專業(yè)課，卻較少參與學(xué)科競賽活動。（2）參賽作品主題略顯陳舊，缺乏對新工科背景下工業(yè)問題的深度挖掘。（3）參賽團(tuán)隊能力有待提升。（4）學(xué)科競賽與專業(yè)培養(yǎng)方案的相互促進(jìn)作用未能充分發(fā)揮。因此，本文通過全面分析現(xiàn)階段工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生在參加學(xué)科競賽方面存在的問題，進(jìn)而驅(qū)動課程的改革，探索建立符合安徽工業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)實際情況的教學(xué)改革方案，實現(xiàn)“以賽促改”“以賽促教”。

二、工業(yè)工程專業(yè)學(xué)科競賽現(xiàn)狀

（一）工業(yè)工程專業(yè)學(xué)科競賽參賽實際情況分析

學(xué)生參加學(xué)科競賽有利于其創(chuàng)新意識和實踐能力的提升，良好的競賽成績是學(xué)生能力的表達(dá)、教學(xué)質(zhì)量的體現(xiàn)和專業(yè)影響力的印證。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科競賽能力的同時也可以促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，實現(xiàn)課堂教學(xué)與課外競賽相互支撐[3]。“清華IE亮劍全國工業(yè)工程應(yīng)用案例大賽”（以下簡稱“清華IE亮劍”）是目前國內(nèi)工業(yè)工程領(lǐng)域最具影響力的比賽，也是展示我國工業(yè)工程推廣應(yīng)用最新成果的平臺；天津大學(xué)主辦的“工業(yè)工程與精益管理創(chuàng)新大賽” （以下簡稱“工業(yè)工程與精益管理”）于近幾年開辦，力求深入推進(jìn)我國工業(yè)工程與精益管理創(chuàng)新方法技術(shù)的普及和應(yīng)用，為高校師生和社會各界搭建了成果展示和經(jīng)驗交流平臺。

安徽工業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)已舉辦7屆“清華IE亮劍全國工業(yè)工程應(yīng)用案例大賽”校級選拔賽和3屆“工業(yè)工程與精益管理大賽”校級選拔賽。從參賽隊伍總數(shù)上看，近幾年參賽隊伍逐年減少。從參賽隊伍類別來看，研究生參賽隊伍逐年增多，本科生參賽隊伍逐年減少，且“工業(yè)工程與精益管理”校級選拔賽參賽隊伍數(shù)少于“清華IE亮劍”校級選拔賽。以2021年舉辦的兩場學(xué)科競賽校內(nèi)選拔賽為例，“清華IE亮劍”校內(nèi)選拔賽共13支隊伍參賽，其中本科生隊伍僅有3支；“工業(yè)工程與精益管理”校級選拔賽共有8支隊伍參賽，其中本科生隊伍僅有2支。本科生學(xué)科競賽參與度較低，參賽積極性不高。參賽作品大多傾向于運用傳統(tǒng)IE的思維方式對設(shè)施布局、人因工程、生產(chǎn)分析等內(nèi)容進(jìn)行研究，使用方法的重復(fù)率高，難以跟上智能化時代的社會發(fā)展需求，極少參賽隊伍運用智能算法、建模仿真等現(xiàn)代IE的研究方法，大多數(shù)作品研究不夠深入，方法使用不夠熟練，校級獲獎作品距離全國決賽優(yōu)秀作品仍存在一定的差距，有待進(jìn)一步改善提高。

（二）工業(yè)工程專業(yè)學(xué)科競賽參賽情況存在的問題

為了深入分析工業(yè)工程學(xué)科競賽情況，通過5Why分析法，深入挖掘現(xiàn)階段安徽工業(yè)大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)及學(xué)科競賽存在的問題。5Why分析法是一種常見的頭腦風(fēng)暴分析方法，從結(jié)果出發(fā)，識別問題，沿著因果關(guān)系分解問題，對問題進(jìn)行連續(xù)提問，不限提問次數(shù)，直至追究到問題的根本原因，且避開主觀假設(shè)和邏輯陷阱。對工業(yè)工程專業(yè)學(xué)科競賽獲獎結(jié)果、參賽情況及作品質(zhì)量等方面進(jìn)行研究分析，可得到問題及問題形成的深層次原因。圖1為基于5Why分析法的工業(yè)工程學(xué)科競賽問題概述圖。

1.學(xué)生參賽積極性不高。本科一年級學(xué)生對專業(yè)學(xué)科競賽了解不夠全面，且自身專業(yè)能力不足等使得參賽積極性較低。本科二、三年級學(xué)生是學(xué)科型競賽的主力軍，但因?qū)I(yè)學(xué)科賽事舉辦時間及競賽激勵、監(jiān)督機(jī)制等問題，使得他們參賽積極性不高。從近幾年來看，“清華IE亮劍全國工業(yè)工程應(yīng)用案例大賽”全國選拔賽通常在每年的10—11月舉辦，而“工業(yè)工程與精益管理創(chuàng)新大賽”全國選拔賽則通常在每年的11—12月份舉辦，兩場賽事間隔時間較短，學(xué)生準(zhǔn)備時間較少，使得后舉辦的“工業(yè)工程與精益管理大賽”的參賽人數(shù)始終少于“清華IE亮劍”大賽。而對于參加過相關(guān)賽事、有經(jīng)驗的本科四年級學(xué)生，因其忙于考研復(fù)習(xí)、求職就業(yè)等其他事宜，專業(yè)學(xué)科競賽對其吸引力不高。這些原因都導(dǎo)致本科生參賽隊伍逐漸減少。與此相反，因培養(yǎng)方案和評獎要求需要等，研究生參賽隊伍逐漸增多。

2.參賽作品創(chuàng)新性較低。目前，工業(yè)工程競賽作品存在主題相似，且局限于用已有或大量使用過的方法解決舊問題，研究過程程序化，缺少創(chuàng)新性思維等問題。創(chuàng)新性是學(xué)科競賽重點考察的標(biāo)準(zhǔn)之一，重復(fù)性的研究內(nèi)容和方法難以使得學(xué)生取得突破性成果，同時學(xué)生缺乏創(chuàng)新性思維且視野有限，沒有能力發(fā)現(xiàn)并解決與前沿領(lǐng)域緊密相關(guān)的新問題。

3.團(tuán)隊協(xié)作能力薄弱。由于組隊的隨意性，隊員之間綜合能力和參賽經(jīng)驗參差不齊，導(dǎo)致多數(shù)參賽隊伍出現(xiàn)“一隊參賽，一人主導(dǎo)”的現(xiàn)象，團(tuán)隊成員之間缺乏溝通，難以形成合力。此外，由于比賽限制，僅設(shè)一名指導(dǎo)教師，教師時間精力有限，指導(dǎo)僅局限于教師個人研究領(lǐng)域，領(lǐng)域交叉融合程度有限等，使得參賽作品經(jīng)過指導(dǎo)無法達(dá)到質(zhì)的提升，而未經(jīng)多次指導(dǎo)打磨的作品在質(zhì)量和內(nèi)容上明顯不足。

4.學(xué)生綜合能力不足。工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生在專業(yè)學(xué)科競賽上缺少出色表現(xiàn)，這與學(xué)生綜合能力不足有關(guān)。主要表現(xiàn)為理論基礎(chǔ)不扎實、實踐動手能力不足、創(chuàng)新性思維欠缺等。學(xué)生的視野局限于基礎(chǔ)的專業(yè)課程，理論聯(lián)系實際的能力有限，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的實踐能力缺乏，進(jìn)而導(dǎo)致參賽作品水平不高。

5.缺少以企業(yè)為背景的實際案例項目。工業(yè)工程專業(yè)多與制造業(yè)和生產(chǎn)第一線有關(guān)，以“清華IE亮劍大賽”和“工業(yè)工程與精益管理大賽”為主的工業(yè)工程專業(yè)學(xué)科競賽，要求參賽作品是具備企業(yè)實際應(yīng)用背景并取得良好經(jīng)濟(jì)或社會效益的工業(yè)工程或精益管理的創(chuàng)新案例。工業(yè)工程專業(yè)已與部分周圍企業(yè)建立了基礎(chǔ)合作，但校企之間聯(lián)系不夠緊密，在企業(yè)實際案例和具體數(shù)據(jù)獲取方面較為困難，對于相關(guān)研究項目實地調(diào)研難以開展。

6.教學(xué)安排和競賽關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。工業(yè)工程專業(yè)堅持工程與管理相結(jié)合的理念，重點培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，近幾年圍繞實踐教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，但由于學(xué)時有限，課程安排緊張，理論和實踐教學(xué)之間難以合理均衡，且科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，而教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，導(dǎo)致與學(xué)科競賽等相關(guān)的課程教學(xué)脫離實際。就課程安排而言，工業(yè)工程專業(yè)側(cè)重于設(shè)施布局與規(guī)劃、人因工程和質(zhì)量管理等傳統(tǒng)課程，程序語言、建模仿真和智能算法等與學(xué)科競賽相關(guān)課程安排較少。同時大部分實驗實踐課程，對復(fù)雜具體問題簡化抽象，轉(zhuǎn)化為與課程內(nèi)容相關(guān)的簡單問題，用單一方法去解決，將實踐程式化。這類傳統(tǒng)課程和實踐方式雖然能夠滿足學(xué)生對工業(yè)工程專業(yè)的認(rèn)識和基礎(chǔ)學(xué)習(xí)要求，但難以適應(yīng)新工科對學(xué)生能力提出的新要求，同時在一定程度上造成學(xué)生解決問題的工具單一，且與智能制造背景下復(fù)雜系統(tǒng)工程實際問題相脫離。

三、以學(xué)科競賽驅(qū)動教育教學(xué)改革的路徑

依托學(xué)科競賽，圍繞工業(yè)工程專業(yè)本科生工程基礎(chǔ)、專業(yè)知識、創(chuàng)新實踐、團(tuán)隊協(xié)作等，將理論和實踐相結(jié)合，通過完善培養(yǎng)方案、增加競賽課程輔導(dǎo)、成立指導(dǎo)團(tuán)隊、加強(qiáng)實踐教學(xué)、合理組織比賽、建立第二課堂等方式實施教學(xué)改革。

（一）優(yōu)化工業(yè)工程專業(yè)培養(yǎng)方案

新工科背景下，需要工業(yè)工程專業(yè)對原有的課程體系進(jìn)行升級改造。在原有培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，按照厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實踐、重應(yīng)用的復(fù)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，以具備職業(yè)規(guī)范素養(yǎng)、掌握工程知識和擁有問題分析能力、科學(xué)研究能力、現(xiàn)代工具應(yīng)用能力、團(tuán)隊合作能力、溝通協(xié)調(diào)能力等綜合能力為畢業(yè)要求，建立工業(yè)工程課程體系?？梢栽黾臃椒愓n程（如智能算法、實驗方法等）和大數(shù)據(jù)相關(guān)課程，重視計算機(jī)語言類課程（如Python、C語言等），適當(dāng)開展新工科背景下工業(yè)工程本科專業(yè)知識講座，完善實踐教學(xué)體系，在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識的同時提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力。

（二）建立學(xué)科競賽導(dǎo)向的課程輔導(dǎo)體系及指導(dǎo)團(tuán)隊

為了提高學(xué)科競賽水平，可在原課程體系的基礎(chǔ)上，建立學(xué)科競賽導(dǎo)向的選課指導(dǎo)體系，同時開設(shè)學(xué)科競賽所需的重要課程。遵照 “理論和實踐相結(jié)合、通用型和專用型相結(jié)合”[4]的原則，加強(qiáng)基礎(chǔ)類和專業(yè)類課程的理論教學(xué)。同時，在研究方法層面，鼓勵學(xué)生選修智能制造系統(tǒng)、智能算法、計算機(jī)仿真等課程，提高學(xué)生在計算機(jī)算法和建模方面的能力。增設(shè)大數(shù)據(jù)相關(guān)的課程，如數(shù)據(jù)挖掘理論與實踐、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等。學(xué)生可根據(jù)自身能力實際，有目的地選擇相關(guān)課程。落實實訓(xùn)類課程，充分利用學(xué)?，F(xiàn)有資源，按照教學(xué)計劃盡可能安排實驗、實訓(xùn)、實習(xí)等，豐富實踐教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。增設(shè)競賽輔導(dǎo)課程和科創(chuàng)類課程，由指導(dǎo)經(jīng)驗豐富的教師組成競賽指導(dǎo)團(tuán)隊，通過線下課堂授課和網(wǎng)絡(luò)精品課程相結(jié)合的方式開展競賽導(dǎo)論、案例分析等課程，普及競賽內(nèi)容，分析工業(yè)工程優(yōu)秀學(xué)科競賽作品，組建并培養(yǎng)學(xué)生競賽團(tuán)隊。

由不同學(xué)科背景的教師組成的競賽指導(dǎo)教師團(tuán)隊通過開設(shè)競賽指導(dǎo)課程，分析優(yōu)秀獲獎作品。設(shè)置競賽團(tuán)隊學(xué)生選拔機(jī)制，并根據(jù)學(xué)生能力矩陣組建綜合能力均衡的學(xué)生參賽隊伍。指導(dǎo)教師開展小組指導(dǎo)，對參賽作品從參賽課題到具體內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)，提高作品質(zhì)量。建立“傳幫帶”機(jī)制，利用有參賽經(jīng)驗且能力較強(qiáng)的學(xué)生和團(tuán)隊來指導(dǎo)新的參賽學(xué)生，組建“教師指導(dǎo)隊伍+學(xué)生競賽小組”的團(tuán)隊，形成長效的競賽輔導(dǎo)運作模式。

（三）加強(qiáng)實踐教學(xué)

1. 搭建競賽平臺，提高實驗實訓(xùn)中心的使用率。工業(yè)工程專業(yè)擁有實驗實訓(xùn)中心和重點實驗室，在原有培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高實驗實訓(xùn)的課程安排，以提高實驗實訓(xùn)中心的使用率，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。首先，可利用現(xiàn)有的實驗設(shè)施和儀器設(shè)備等為學(xué)生搭建部分競賽平臺，將競賽項目植入部分課程實踐環(huán)節(jié)，如實驗教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等，將學(xué)科競賽內(nèi)容融入實踐教學(xué)中[5]。其次，對于已有的實踐教學(xué)課程，應(yīng)緊跟時代發(fā)展和人才能力培養(yǎng)需求，更新迭代實踐內(nèi)容，在原有基礎(chǔ)上逐漸增加實驗和實踐的多樣性及復(fù)雜性，使學(xué)生能夠熟練掌握并靈活運用理論知識解決實際問題。

2. 加強(qiáng)對外交流，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合。針對校企合作推出產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人項目和就業(yè)基地協(xié)同育人項目，學(xué)?？晒膭罱處煼e極尋找優(yōu)秀企業(yè)，加強(qiáng)校企合作。目前，我校工業(yè)工程專業(yè)已與馬鞍山鋼鐵公司、皖南電機(jī)有限公司等多家企業(yè)建立了合作關(guān)系。此外，還應(yīng)與其他高校建立密切聯(lián)系，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流[6]，開展教學(xué)研討會、舉辦學(xué)術(shù)講座或?qū)W術(shù)會議等，學(xué)習(xí)科學(xué)的教學(xué)理念、先進(jìn)的教學(xué)方法、優(yōu)秀的教學(xué)案例等，通過交流互鑒，提升教師的實踐教學(xué)能力和競賽指導(dǎo)能力。

（四）調(diào)整校級學(xué)科競賽組織時間，提前備賽

為提高參賽作品的質(zhì)量，解決學(xué)生參賽時間緊張問題，可加強(qiáng)學(xué)生競賽組織的靈活性，將兩場賽事的校內(nèi)選拔賽舉辦時間進(jìn)行合理安排。提前進(jìn)行競賽宣傳通知，延長學(xué)生比賽作品的準(zhǔn)備周期，使各項競賽的參賽作品質(zhì)量都能有所提升。通過對近幾年兩場工業(yè)工程學(xué)科競賽國家級賽事調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在作品要求上，兩個比賽雖然會根據(jù)社會發(fā)展需求提出變動的主題，但作品始終圍繞著工業(yè)工程的領(lǐng)域展開，故可以將一個比賽提前至上半年進(jìn)行校級比賽宣傳和準(zhǔn)備。這樣也有利于推選至國賽的優(yōu)秀作品在賽前有充足時間不斷完善，并根據(jù)大賽要求不斷打磨提升。競賽周期長，師生就可有更多的時間和精力投入到競賽準(zhǔn)備中，有利于提高學(xué)生參賽的積極性、提升作品質(zhì)量。

（五）建立學(xué)科競賽驅(qū)動的第二課堂

第二課堂是學(xué)生學(xué)業(yè)的考核內(nèi)容之一，為提高學(xué)生參賽熱情和主觀能動性，可以建立面向競賽需求的第二課堂。從學(xué)校和學(xué)院管理的角度出發(fā)，制定競賽激勵機(jī)制和監(jiān)督管理制度，為學(xué)生參加競賽活動提供制度保障。例如，對于積極參加競賽活動的學(xué)生，統(tǒng)一給予第二課堂創(chuàng)新學(xué)分獎勵；對于優(yōu)秀團(tuán)隊，根據(jù)其獲獎名次給予不同層次的第二課堂學(xué)分、獎品、獎金等實際獎勵；對于競賽指導(dǎo)教師，提供工作補(bǔ)貼、獎金等，可將指導(dǎo)競賽獲獎的結(jié)果作為考核獎勵的依據(jù)。同時，對于參賽團(tuán)隊實施監(jiān)督管理，鼓勵并督促其圓滿完成比賽。從團(tuán)隊管理、進(jìn)程考核以及經(jīng)費發(fā)放等方面，制定完整的競賽管理方案，并根據(jù)實際情況改善優(yōu)化，形成濃厚的競賽氛圍，提升參賽作品質(zhì)量和團(tuán)隊水平。

四、結(jié)語

工業(yè)工程專業(yè)在學(xué)科競賽發(fā)展上具有較大的提升空間。針對工業(yè)工程存在競賽參與積極性略低、學(xué)生綜合能力薄弱、缺少系統(tǒng)競賽指導(dǎo)等問題，本文有針對性地提出完善培養(yǎng)方案、增設(shè)競賽課程、加強(qiáng)競賽指導(dǎo)、完善實踐教學(xué)、調(diào)整競賽組織時間、開設(shè)第二課堂等解決措施。學(xué)科競賽能力提升有助于學(xué)生綜合素質(zhì)提升和創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，有利于培養(yǎng)新工科背景下的復(fù)合應(yīng)用型高素質(zhì)人才。

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