摘 要：工業(yè)工程專業(yè)為典型的多學(xué)科交叉專業(yè)，涉及較多的課程。針對新工科建設(shè)背景下工業(yè)工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)需求，該文提出貫通式核心課程新框架。該框架結(jié)合目前國內(nèi)工業(yè)工程專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀，基于課程之間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性擬定設(shè)計(jì)與制造和生產(chǎn)與管理兩門大學(xué)分課程，構(gòu)建基于知識(shí)貫通式的核心課程拓?fù)鋱D，為工業(yè)工程的新工科建設(shè)提供一種新思路。

關(guān)鍵詞：新工科建設(shè)；工業(yè)工程；貫通式課程；核心課程；拓?fù)鋱D

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）30-0096-04

Abstract： Industrial engineering is a typical interdisciplinary major that involves a wide range of courses. To cultivate the undergraduate students in the field of the industrial engineering under the background of the new engineering discipline construction， a new framework for the establishment of the integrated core courses is proposed. On the basis of the actual situation of the industrial engineering in China， this framework develops two courses， namely Design and Manufacturing and Production and Management， based on the strongly correlated knowledges， and then constructs a topology map based on the integrated knowledge of courses. This provides a new idea for the new engineering discipline construction of the industrial engineering.

Keywords： new engineering discipline construction; industrial engineering; integrated courses; core courses; topology diagram

基金項(xiàng)目：2022年湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“面向先進(jìn)制造的工業(yè)工程專業(yè)拔尖人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”（HNJG-2022-0507）

第一作者簡介：夏百戰(zhàn)（1985-），男，漢族，湖南益陽人，博士，教授，系主任，博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)闄C(jī)械動(dòng)力學(xué)、工業(yè)工程。

為主動(dòng)應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展和“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，旨在培養(yǎng)造就滿足未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要，實(shí)踐和創(chuàng)新能力強(qiáng)，具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[1-2]。2023年5月29日，習(xí)近平總書記在中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)表重要講話，強(qiáng)調(diào)加快建設(shè)教育強(qiáng)國，為中華民族偉大復(fù)興提供有力支撐。習(xí)近平總書記的重要講話闡明了加快建設(shè)教育強(qiáng)國的重大意義，指出了加快建設(shè)教育強(qiáng)國的前進(jìn)方向。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)工程已從傳統(tǒng)的時(shí)間與動(dòng)作研究、物流規(guī)劃、生產(chǎn)調(diào)度與管理等，發(fā)展到以運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程為理論基礎(chǔ)，以信息技術(shù)為先進(jìn)手段，兼容并蘊(yùn)涵了制造學(xué)、管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和信息學(xué)等諸多新學(xué)科和理論技術(shù)的交叉工程學(xué)科。為了適應(yīng)新時(shí)代中國特色社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，國內(nèi)學(xué)者對工業(yè)工程的課程體系進(jìn)行了大量的探索與實(shí)踐。鄭州大學(xué)薛朝改等[3]提出了學(xué)科交叉、融合創(chuàng)新、面向未來和以提高實(shí)踐應(yīng)用能力為目標(biāo)的工業(yè)工程人才培養(yǎng)的新模式。東北林業(yè)大學(xué)馮國紅等[4]研究了智能制造背景下工業(yè)工程人才培養(yǎng)的改革方案。吉林大學(xué)孔繁森[5]構(gòu)建了面向國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的工業(yè)工程本科專業(yè)類課程體系，為工業(yè)工程本科專業(yè)課程體系建設(shè)提供了理論基礎(chǔ)。江南大學(xué)曹文彬等[6]以服務(wù)智能制造為目標(biāo)，通過對現(xiàn)階段工業(yè)工程人才培養(yǎng)模式的調(diào)研，提出了工業(yè)工程專業(yè)的改善方案和路徑。四川大學(xué)郭釗俠等[7]通過問卷調(diào)研，統(tǒng)計(jì)分析了工業(yè)工程畢業(yè)生情況，梳理了工業(yè)工程專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀。山東科技大學(xué)顏偉等[8]面向新工科建設(shè)，重構(gòu)了工業(yè)工程專業(yè)的項(xiàng)目型課程體系。馬一鳴等[9]發(fā)展了一種嚴(yán)肅游戲的設(shè)計(jì)語言，從而為嚴(yán)肅游戲在工業(yè)工程專業(yè)教育中的應(yīng)用提供了技術(shù)手段。張建桃等[10]基于市場需求設(shè)置模塊化專業(yè)課程，提出了工業(yè)工程專業(yè)的課程新體系，提高課程設(shè)置適切性和增強(qiáng)課程設(shè)置前沿性。邱立新等[11]基于新工科建設(shè)理念，從工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的供需矛盾出發(fā)，構(gòu)建了基于“S-T-C”模型的工業(yè)工程專業(yè)產(chǎn)教融合協(xié)同育人模式。綜上所述，經(jīng)過學(xué)者的大量探索與實(shí)踐，工業(yè)工程的新工科建設(shè)已經(jīng)逐步從理念倡導(dǎo)階段走向落實(shí)和質(zhì)量提升階段。

“十四五”期間我國持續(xù)加強(qiáng)國家戰(zhàn)略科技力量投入，瞄準(zhǔn)人工智能、空天科技等前沿領(lǐng)域，促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)制造等產(chǎn)業(yè)的深度融合，形成全新的技術(shù)、產(chǎn)品、業(yè)態(tài)。進(jìn)入新時(shí)代、面對新形勢，工業(yè)工程專業(yè)的發(fā)展面臨著難得的機(jī)遇和全新的挑戰(zhàn)。創(chuàng)新工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系，改革工業(yè)工程專業(yè)課程設(shè)置，培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、視野開闊、德才兼?zhèn)涞墓こ膛c管理復(fù)合型人才，服務(wù)國家和社會(huì)是時(shí)代賦予工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)的歷史使命。本文將以新工科建設(shè)為牽引，面向先進(jìn)制造行業(yè)的人才需求，構(gòu)建基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)性知識(shí)架構(gòu)的工業(yè)工程貫通式核心課程拓?fù)鋱D，為工業(yè)工程專業(yè)的新工科建設(shè)提供了新思路。

一 工業(yè)工程專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀

（一） 現(xiàn)狀分析

工業(yè)工程是一門面向大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)服務(wù)系統(tǒng)，集成了數(shù)理、工程和社會(huì)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)的交叉學(xué)科。除了生產(chǎn)與服務(wù)管理、物流規(guī)劃和人因工程等傳統(tǒng)領(lǐng)域，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和人機(jī)協(xié)同等高新科技領(lǐng)域正逐漸成為工業(yè)工程學(xué)科研究與應(yīng)用的新領(lǐng)域，賦予了工業(yè)工程專業(yè)新的生命力和競爭力，并與機(jī)械工程、電氣工程、土木工程、化學(xué)工程、計(jì)算機(jī)工程及航空工程并稱七大工程學(xué)科。目前，國內(nèi)工業(yè)工程本科專業(yè)設(shè)置主要有兩條路徑：一是依托管理科學(xué)學(xué)科，側(cè)重于管理型人才培養(yǎng)；二是依托機(jī)械工程學(xué)科，以“管理+技術(shù)”復(fù)合型人才培養(yǎng)為主。依托機(jī)械工程學(xué)科的工業(yè)工程專業(yè)，強(qiáng)調(diào)管理學(xué)與機(jī)械工程的“管-工”融合，其課程設(shè)置主要包括通識(shí)課程、學(xué)門核心課程、學(xué)類核心課程和專業(yè)核心課程。其中，學(xué)類核心課程包括管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、工程圖學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)和電工電子學(xué)等。專業(yè)核心課程包括生產(chǎn)管理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、系統(tǒng)工程、工程統(tǒng)計(jì)學(xué)、生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真、設(shè)施規(guī)劃與物流分析和質(zhì)量管理與可靠性等。雖然各個(gè)高校在具體課程設(shè)置上存在一定的差異，但整體上都以上述課程為主線，建設(shè)工業(yè)工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)體系。湖南大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)的現(xiàn)行學(xué)類核心課程和專業(yè)核心課程設(shè)置見表1。

（二） 問題分析

工業(yè)工程專業(yè)經(jīng)過30年的發(fā)展，無論是高校的本科人才培養(yǎng)，還是企業(yè)的工程應(yīng)用都取得了巨大的進(jìn)步。隨著時(shí)代的發(fā)展，尤其是人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人等高新技術(shù)的突飛猛進(jìn)，工業(yè)工程專業(yè)課程體系和教學(xué)工作落后于時(shí)代發(fā)展的缺陷也逐漸呈現(xiàn)出來。由于工業(yè)工程專業(yè)的多學(xué)科交叉特性，大量低學(xué)分核心課程是目前大部分高校工業(yè)工程本科專業(yè)課程設(shè)置的現(xiàn)狀。以湖南大學(xué)工業(yè)工程專業(yè)的課程設(shè)置為例，學(xué)類核心課程和專業(yè)核心課程一共17門，其中學(xué)分為2學(xué)分的低學(xué)分核心課程為11門，占比達(dá)到64.7%。大量的低學(xué)分課程導(dǎo)致學(xué)生在大二、大三學(xué)年進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)習(xí)壓力較大，需投入大量的時(shí)間和精力于課堂學(xué)習(xí)和課后作業(yè)，消耗了學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)的積極性，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展。大量的低學(xué)分課程給學(xué)生以學(xué)習(xí)知識(shí)面廣、學(xué)習(xí)深度淺的感覺，不利于培養(yǎng)學(xué)生深入研究科技和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵性科學(xué)問題的主觀能動(dòng)性。此外，核心課程過多導(dǎo)致課程之間的關(guān)系梳理不夠透徹，課程之間的關(guān)系疏散、貫通性較差。

專業(yè)類課程生產(chǎn)管理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、質(zhì)量管理與可靠性和生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真等都是為了培養(yǎng)學(xué)生的生產(chǎn)管理能力，為學(xué)生從事生產(chǎn)管理及相關(guān)工作提供知識(shí)和能力儲(chǔ)備。這些課程的授課內(nèi)容之間往往強(qiáng)相關(guān)性。如基礎(chǔ)工業(yè)工程的時(shí)間研究和動(dòng)作研究與生產(chǎn)管理學(xué)中生產(chǎn)作業(yè)研究具有強(qiáng)相關(guān)性，生產(chǎn)管理學(xué)的車間調(diào)度與設(shè)施規(guī)劃與物流分析的物流調(diào)度具有強(qiáng)相關(guān)性。然而，目前的專業(yè)核心課程分散式設(shè)置導(dǎo)致課程之間的貫通性較低。機(jī)械類課程機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和機(jī)械制造技術(shù)也存在類似的問題。此外，專業(yè)核心課程類型繁多，導(dǎo)致課程之間存在一定的交叉重復(fù)現(xiàn)象。工業(yè)工程專業(yè)作為一門交叉應(yīng)用型學(xué)科，學(xué)生面向復(fù)雜工程問題的分析和解決能力是其核心能力。梳理工業(yè)工程學(xué)類核心課程和專業(yè)核心課程的知識(shí)點(diǎn)，打破并重組知識(shí)架構(gòu)，打造貫通式、大學(xué)分課程，形成“課堂教學(xué)-課后拓展-課程實(shí)踐”有機(jī)結(jié)合的立體化課程體系，將有助于工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)，提高學(xué)生解決復(fù)雜科學(xué)問題的能力。

二 基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)性知識(shí)架構(gòu)的貫通式核心課程

2021年12月31日，教育部組織在北京大學(xué)召開“101計(jì)劃”啟動(dòng)會(huì)議，面向33所計(jì)算機(jī)科學(xué)拔尖基地建設(shè)高校實(shí)施計(jì)算機(jī)領(lǐng)域本科教育教學(xué)改革試點(diǎn)工作計(jì)劃。核心課程建設(shè)是一個(gè)專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。推進(jìn)核心課程建設(shè)，落實(shí)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)和梳理知識(shí)圖譜是專業(yè)改革和發(fā)展的關(guān)鍵。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域本科教育的核心課程建設(shè)思路為工業(yè)工程專業(yè)的核心課程建設(shè)提供了改革思路。受此啟發(fā)，本文通過梳理工業(yè)工程本科人才培養(yǎng)的知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)性知識(shí)架構(gòu)的貫通式核心課程，探索以11門核心課為核心的工業(yè)工程本科專業(yè)培養(yǎng)模式。

（一） 設(shè)計(jì)與制造貫通式課程設(shè)置

工業(yè)工程專業(yè)作為典型的多學(xué)科交叉專業(yè)，其學(xué)類核心課程和專業(yè)核心課程涉及機(jī)械工程、管理科學(xué)與工程兩類。目前，大多數(shù)高校工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)類核心課程中工程圖學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造技術(shù)、工程力學(xué)和電工電子學(xué)等屬于機(jī)械工程類課程。其中機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和機(jī)械制造技術(shù)兩門機(jī)械類課程，具有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)包括機(jī)械原理、機(jī)械零件設(shè)計(jì)，主要研究機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)和通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特征、設(shè)計(jì)方法等。機(jī)械制造技術(shù)主要研究機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)零件的制造加工方法，包括機(jī)械制造工藝、材料和熱處理方法等。現(xiàn)有培養(yǎng)方案，兩門課程分開設(shè)置，教學(xué)大綱彼此孤立，導(dǎo)致其教學(xué)內(nèi)容的貫通性較低。本文嘗試整合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和機(jī)械制造技術(shù)兩門課程為設(shè)計(jì)與制造，如圖1所示。設(shè)計(jì)與制造課程需要深入梳理機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和機(jī)械制造技術(shù)的知識(shí)模塊，明晰各知識(shí)模塊之間的邏輯，形成貫通式教學(xué)大綱。設(shè)計(jì)與制造課程需要深入挖掘、精心設(shè)置課程設(shè)計(jì)案例，將其與金工實(shí)習(xí)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐實(shí)訓(xùn)融合，并貫穿于設(shè)計(jì)與制造教學(xué)過程，以課程設(shè)計(jì)案例為主線協(xié)同推進(jìn)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)和模塊化課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)模塊化的設(shè)計(jì)與制造貫通式課程建設(shè)。

（二） 生產(chǎn)與管理貫通式課程設(shè)置

工業(yè)工程專業(yè)類課程生產(chǎn)管理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、質(zhì)量管理與可靠性和生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真的核心任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的生產(chǎn)組織、規(guī)劃和管理等能力。生產(chǎn)管理學(xué)主要研究企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)方式、庫存管理、質(zhì)量管理和精益生產(chǎn)等?；A(chǔ)工業(yè)工程主要研究企業(yè)的作業(yè)分析、動(dòng)作分析、時(shí)間研究、現(xiàn)場管理、生產(chǎn)線平衡和精益生產(chǎn)等。設(shè)施規(guī)劃與物流分析主要研究工廠設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)、物料搬運(yùn)、倉庫規(guī)劃與庫存管理等。質(zhì)量管理與可靠性主要研究生產(chǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量理論、設(shè)計(jì)與控制等。生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真主要研究建模理論與方法、生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等。這些工業(yè)工程專業(yè)類課程具有一定的交叉重復(fù)性，也具有極強(qiáng)的邏輯關(guān)聯(lián)性。整合生產(chǎn)管理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、質(zhì)量管理與可靠性和生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真的教學(xué)內(nèi)容，形成邏輯性強(qiáng)的專業(yè)核心課是提高工業(yè)工程專業(yè)本科教學(xué)的重要途徑。基于此，本文嘗試整合生產(chǎn)管理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、質(zhì)量管理與可靠性和生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真等課程為生產(chǎn)與管理，如圖2所示。生產(chǎn)與管理課程需要深入梳理生產(chǎn)管理學(xué)、基礎(chǔ)工業(yè)工程、設(shè)施規(guī)劃與物流分析、質(zhì)量管理與可靠性和生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真的知識(shí)模塊，明晰各知識(shí)模塊之間的邏輯，形成貫通式教學(xué)大綱。生產(chǎn)與管理課程需要深入挖掘、精心設(shè)置課程設(shè)計(jì)案例，將其與制造業(yè)信息化工程實(shí)驗(yàn)、設(shè)施規(guī)劃與物流課程設(shè)計(jì)和工業(yè)工程專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐實(shí)訓(xùn)融合，并貫穿于生產(chǎn)與管理教學(xué)過程，以課程設(shè)計(jì)案例為主線協(xié)同推進(jìn)實(shí)踐實(shí)訓(xùn)和模塊化課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)模塊化的生產(chǎn)與管理貫通式課程建設(shè)。

（三） 工業(yè)工程專業(yè)核心課程拓?fù)鋱D

完成工業(yè)工程專業(yè)設(shè)計(jì)與制造和生產(chǎn)與管理兩門貫通式課程的建設(shè)，將形成以管理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程圖學(xué)、設(shè)計(jì)與制造1、設(shè)計(jì)與制造2、工程力學(xué)、電工電子學(xué)、生產(chǎn)與管理1、生產(chǎn)與管理2和系統(tǒng)工程共11門課程為核心的培養(yǎng)方案。上述11門核心課與學(xué)門核心課程共同組成工業(yè)工程專業(yè)本科教學(xué)的主體框架，其中，學(xué)門核心課程包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、普通物理和計(jì)算機(jī)與人工智能。概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是管理學(xué)和工程經(jīng)濟(jì)學(xué)的前置課程，工程圖學(xué)、普通物理和工程力學(xué)是設(shè)計(jì)與制造的前置課程，管理學(xué)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、設(shè)計(jì)與制造和電工電子技術(shù)是生產(chǎn)與管理的前置課程。根據(jù)課程之間的邏輯關(guān)系，可以擬定各門課程之間的拓?fù)潢P(guān)系以及各學(xué)期的主要課程，如圖3所示。注意，思想政治類課程將貫穿于工業(yè)工程專業(yè)大學(xué)四年的教學(xué)過程。

三 結(jié)束語

本文基于國內(nèi)工業(yè)工程專業(yè)課程設(shè)置現(xiàn)狀，面向新時(shí)代工業(yè)工程專業(yè)課程設(shè)置的發(fā)展趨勢，提出了貫通式核心課程設(shè)置新框架。該框架基于強(qiáng)關(guān)聯(lián)性知識(shí)架構(gòu)，形成了設(shè)計(jì)與制造和生產(chǎn)與管理兩門大學(xué)分核心課程，并以此為基礎(chǔ)探索以11門核心課為核心的工業(yè)工程本科專業(yè)課程拓?fù)鋱D。本文的研究成果有望為國內(nèi)高校工業(yè)工程專業(yè)的課程設(shè)置提供新方案，也可以為其他工科專業(yè)的課程設(shè)置提供新思路。

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