工业设计导论论文

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工业设计导论论文范文第1篇

关键词：大学生；科研平台；创新成果

本科生参与科研活动是实施高等学校教学改革，培养高素质创新人才的重要举措之一。近年来，浙江大学在“以人为本、整合培养、求是创新、追求卓越”的教育理念指导下，以提升学生创新能力培养为目标，以激发学生创新思维、自主学习、培养能力为核心，加强制度建设和硬件建设，完善本科生科研管理机制，大力推进以大学生科研训练和学科竞赛为主要形式的本科生科研训练和创新活动，积极构建研究型大学本科生参与科研和创新活动的平台，极大地调动了学生参与科研创新活动的积极性，激发了学生的创新思维，增强了学生的创新意识，提高了学生实践创新能力，取得了一大批学生科研成果。

一、本科生科研平台的构建

1、加强制度建设，保障本科生科研活动有序开展

为了有序地推进各类大学生科研创新活动，学校自1998年实施大学生科研训练计划(SRTP)以来，一直注重对本科生科研活动的规范化管理，并在不断探索与实践的基础上相继出台了一系列管理文件，如：“浙江大学‘大学生科研训练计划(SRTP)’管理暂行办法”、“浙江大学‘国家大学生创新训练计划’项目管理办法”、“浙江大学‘浙江省新苗人才计划’项目管理暂行办法”、“浙江大学本科生第二课堂学分管理办法”、“浙江大学本科生参加学科竞赛的若干规定”、“浙江大学本科教学工作奖励暂行办法”等，成立各种学生科研项目领导小组和工作小组，明确各类项目的管理与组织机构、立项与实施程序、成绩和学分认定管理等，使得各类学生科研和创新活动更为科学化、规范化、制度化和程序化，为本科生科研活动的顺利开展及本科生实践能力的提高提供了制度上的保障。

2、拓展项目途径，扩大本科生科研活动参与面

学校不断加大本科生科研专项经费投入，积极开展多层次、多渠道大学生科研训练途径，初步形成了国家、省、学校和学院四级学生科研实践创新体系。其中学校层面开展的校、院二级大学生科研训练计划(SRTP)项目于1998年首次设立，立项数逐年增加，近两年来学校和学院每年投入经费200多万元，SRTP立项每年均在2 000项以上，参与SRTP的学生人数占同年级学生的70％-80％。2006年，我校成为全国10所首批“国家大学生创新性实验计划”试点高校之一，有63个由学生自主申请的项目被评为首批国家级大学生科研创新训练项目，参加学生近200人。2006年，有42个学生科研项目获得首批浙江省“新苗人才培养计划”立项资助。据统计，2006年校院二级SRTP项目立项2021项，各类国家级和省级(含国家人才培养基地)学生科研立项159项。同时，学校还积极拓展学科竞赛种类和参赛层次，目前开展的学科竞赛有：数学建模、电子设计、机械设计、结构设计、程序设计、机器人、创业计划、电子商务、多媒体作品、财会信息化、演讲比赛、英语演讲、课外学术科技作品、广告艺术和智能汽车竞赛等15个各级学科竞赛，其中多个学科竞赛项目已发展到省级、国家级和国际性竞赛，参加各类学科竞赛的学生人数迅速增多，2006年达3000多人次。

3、加强硬件建设，创造本科生科研活动良好环境和条件

学生科研创新能力的培育很大程度上依赖于学校浓厚的学术氛围和良好的科研环境。为此，学校积极规划和组织建设大学生创新能力培养的硬件环境，从导向和投入上支持有利于创新能力培养的教学基地、实践基地、学科竞赛基地和教学实验室建设。投入3000万元用于校内实践教学和学科竞赛基地建设，促进校内实践基地由单一的教学基地向综合性、创新型、多功能的本科教学科研实践基地发展；结合世行贷款项目实施和新校区建设，投资2亿多元在紫金港校区建设了十多个以本科实验教学为主的基础课及专业基础课实验教学中心和五个公共教学服务体系；积极申报国家级实验教学示范中心和省级实验教学示范中心，逐步实行实验教学示范中心和创新实验室向学生全天候开放。通过近几年的建设，我校共有国家级人才培养和课程基地14个，校内外实践教学基地230余个，校内大学生实践创新教育基地13个，国家级实验教学示范中心3个，省级实验教学示范中心11个，本科教学实验室40余个，为本科生广泛开展科研训练等活动，培养实践动手和创新能力奠定了良好硬件支撑条件。

4、改革教学方法，创导启发式教学和研究性学习

在“以人为本、整合培养、求是创新、追求卓越”的教育理念指导下，学校积极推进培养方案、课程体系、教学内容和方法手段改革，着力培养学生学习能力、实践能力、创新能力。学校在2002年制定本科专业培养方案和修订学籍管理条例时明确规定，本科学生在校期间必须通过参加各类科研训练、学科竞赛和发表学术成果等方式获得4个第二课堂学分方能毕业。同时，为促进学生更快地了解研究、高效地进行研究，全校95％以上的专业开设了研究型、讨论型等能力培养课程。还开设了由各学科专业学术和教学水平高的教学名师和教授担任主讲的新生研讨课和学科导论课程，该类课程旨在对学生进行学习思维、学习方法和研究能力的初步训练，使本科学生更好地了解各学科专业以及发展趋势，激发学生学习兴趣和探究精神。2006年共计开设学科导论课367门次，新生研讨课34门，选课学生分别为71268人次、519人次。在本科实验教学中，改革传统的实验教学内容和方法，倡导以学生为主体，教师为主导，研究探索为中心的实验教学新模式，增加综合性、设计性、创新性、研究性实验在实验课程中的比例，积极营造良好的本科生科研创新环境。在世行贷款“高等教育发展”项目资助下建设的生物、物理、电工电子、机械4个基础实验中心构建了基础实验、综合实验、设计实验和研究实验组成的三层次实验教学体系，各基础实验中心的基础实验项目更新率分别达到87％、77％、84％、72％；被评为首批国家级实验教学示范中心的化学实验教学中心，开设多个平行实验，不仅让学生在课程开设的多个平行实验中选择自己感兴趣的实验，还鼓励学生对同一实验提出不同的实验路线、方法，提倡学生自带实验和自己设计实验内容，到实验室去具体实施自己的设计思想，从而极大地激发了学生的学习兴趣和创新意识。

5、制定激励政策，促进学生科研活动可持续发展

本科生科研活动的有效开展离不开广大学生、教师和教学管理人员的积极参与。为此，学校制定奖励政策，并不断完善激励机制，在各类项目管理办法中明确规定对各类人员的奖励政策：对学生的奖励包括学分奖励、 成果奖励、获奖奖励、科研项目转化为毕业设计(论文)、优先推荐免试研究生奖励等；对教师的奖励包括指导项目立项津贴奖励、指导获奖奖励、指导获得成果奖励、考核津贴奖励等：对项目管理人员也视其业绩分别给予适当奖励。这些措施充分调动了广大师生参与科研项目的积极性，进一步保障了学生科研项目和创新训练的良好开展和高质量的完成。2006年浙江大学以学科竞赛成绩优异获得推荐免试研究生资格的本科生共计63人，其中47人最终确定为07届免试研究生：2006年学校对教师指导学生参加科研训练、学科竞赛、的奖励津贴达50万元。

二、本科生科研活动取得的成效

1、为学生提供了自主学习、发展个性、培养能力的平台

学校充分利用学科门类齐全、教学资源丰富、师资科研力量雄厚等综合优势，初步构建了研究型大学本科教育教学体系，建立了以科研项目和学科竞赛为主体的学生科研训练和创新活动平台。在此平台中，学生可以自主提出科研项目，也可以通过参加教师的科研课题、在教师指导下自主开展研究，或组织团队参加各类学科竞赛等形式参与科研训练和创新活动，有效地推动了学生的研究性、交流性、搜索性学习，满足学生自主学习、创新学习的需求，为提高教学质量，培养高素质创新型人才起到了积极的作用。

2、学生创新意识不断增强

各级各类学生科研活动的有效开展在本科学生中形成了浓厚的创新意识和科研氛围，学生参与科研项目的积极性得到了极大的调动。如参与SRTP的学生人数从1998年第一期的156人增长到2006年第九期的近6 000人次，每年寒暑假都有数千名本科生继续在实验室和科教实践基地开展科研活动；各类学科竞赛的参加学生人数也从1999年的348人次迅速扩大到2006年的3000多人次。根据对SRTP实施效果调查，学生的科研素质得到了很好的锻炼，查阅文献资料能力、实践操作能力、学习能力、研究能力、沟通能力、协作能力和创新能力等得到了显著提高。

3、学生创新成果不断涌现

据不完全统计，本科生通过实施SRTP项目正式约600多篇，其中在国外SCI、EI发表85篇，国内500多篇，申请专利20多项，研制与开发软件30多项，科研技术鉴定2项，获奖20多项； 2006年，生命科学学院的2002级陈晓辉同学在国际生物信息学最权威杂志BIOINFORMATICS上发表高影响因子的学术论文。

工业设计导论论文范文第2篇

Abstract： The experimental teaching course system is the core content of experimental teaching， and is an important guarantee to realize the course experiment target and practice innovation ability training. In accordance with the requirements of industrial engineering discipline system reform， the goal of talent training and the connotation of the teaching system， the "three directions， three categories and four modules and three levels" IE experimental teaching course system framework and its experiment course content and logical relationship orienting at future industrial engineering discipline development needs is put forward. The "three directions" refer to manufacture， service industry and green supply chain； "three categories" refer to design and improvement， analysis and decision making， process control； "four modules" refer to efficiency and ergonomics， production and manufacturing systems engineering， modern management and industrial engineering； "three levels" refer to the cognitive experiment， comprehensive experiment and designing experiment.

关键词：工业工程；实验教学；课程体系

Key words： industrial engineering；experimental teaching；course system

中图分类号：G482 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）02-0184-04

0 引言

工业工程（Industrial Engineering，IE）专业的目标是培养工程技术与管理相结合的复合型人才，在国外享有很高的声誉。20世纪80年代，我国引入了工业工程，1993年西安交通大学、天津大学和重庆大学等高校试办工业工程本科专业，开始了我国高等工程教育工业工程学科建设[1]。1999年12所重点大学招收工业工程硕士、博士研究生，形成了多层次、多形式、大范围的办学格局。截止2015年，根据教育部高考专业目录检索，2015年有267所高校（含独立学院）开设了工业工程专业，其中“211”工程建设高校46所，中国最好的9所大学有7所开设了工业工程专业。

由于我国工业工程专业设立时间不长，在诸多方面的建设还不是十分完善，尤其是教学实验环节更是落后于课堂理论教学的探索和发展。从开办工业工程专业的实验室建设情况统计分析，目前国内工业工程实验室建设大致可以分成四个类型[2]，即示范型工业工程实验室、综合型工业工程实验室、验证型基础工业工程实验室和规划设计阶段工业工程实验室。而工业工程具有管理学和工程学双重属性，是一门实践性极强的学科，其许多理论、技术和方法都来源于实践，其效益更是直接体现在生产实际中。因此，在工业工程专业教学过程中，必须加强实验及其他实践环节，培养学生的实践及综合运用知识进行科学研究和工程设计的能力。

教学体系由理论和实验教学两大部分组成，而理论与实验教学的关系是辩证统一的[3]。实验教学具有直观性、实践性、综合性与创新性等特征，对于培养学生的实践能力、创新能力和创新精神起着理论教学不可替代的作用，是实现素质教育和创新人才培养目标的重要教学环节。国家教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件中明确指出：“实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。”

实验教学课程体系是实验教学的核心内容，是课程实验目标和实践创新能力培养实现的重要保障。因此，从工业工程学科发展及其专业人才培养角度，研究工业工程专业实验教学课程体系有重要的现实意义。

1 工业工程实验教学目标

1.1 工业工程的学科特性及其人才培养

1.1.1 工业工程的学科特性

IIE主席Allen Soyster在2005年国际工业工程年会上提出了“工业工程就是设计与改善系统（IE concerns designing and improving systems）”。而且，在许多文献中，针对工业工程中的“工业”一词的内涵界定为[4]：泛指一切机构（The overall organization）。可见，工业工程是以社会生产系统为研究对象，是工程技术与科学管理相结合的综合性学科。概括起来，工业工程学科具有四大突出特征：工程性、交叉性、应用性和创新性。

1.1.2 工业工程人才培养目标

经过多年的实践总结，提出了工业工程专业的人才培养目标要求具备管理能力和工程实践能力，富有开拓精神和创新能力的复合型、应用型高级专门人才，能从事生产、经营、服务等系统的规划、设计、评价和创新工作，即采用系统化、专业化和科学化的思维方法创造性地进行相关系统的设计与改善。

1.1.3 我国工业工程专业人才需求分析[5]

工业工程是工程技术和管理科学有机结合的交叉学科，是将现代科学技术转化为现实生产力的技术。它在世界上许多国家都得到迅速的发展，取得了显著的经济效益。随着工业工程在我国的深入研究与广泛应用，工业工程技术在我国实现经济增长方式转变、提高企业综合管理水平和帮助企业形成适应世界市场经济的管理模式等方面必然有着广阔的需求前景。

1.2 工业工程实验教学目标

工业工程是一门实践性很强的应用科学，实践教学是其教学过程中必不可少的环节。心理学家布卢姆认为，教育的目标大致可分为认知领域、情感领域和动作技能领域，每一领域都包含了从低到高逐级递进的不同水平和学习类型[6]。认知领域的教学目标分为识记、理解、掌握、应用，动作技能领域的教学目标分为模仿、机械动作、熟练和创新，情感领域的教学目标为学习动机、学习兴趣和学习态度。因此，根据工业工程学科特征及其人才培养的目标要求，工业工程实验教学的目标可归纳为：

①知识目标：掌握基础理论、基础知识、基本技能及运用理论知识和实验技能解决实际问题的能力。

②思维与方法目标：培养科学的实验设计思想、实验方法与科学的思维方式。

③精神目标：培养实事求是的科学作风和认真严谨的科学态度及其敏锐的创新意识和创新精神。

2 工业工程学科变革与实验内容

2.1 中国制造业的转变与未来

中国制造与中国工程联动发展、制造业与服务业融合发展、制造服务业与生态环境协调发展是中国从制造大国迈向制造强国的有效途径[7]。中国工程院在规划《中国制造2025》时指出：从现在起到2025年，属于中国制造2025阶段，争取使中国制造进入第二方队。再经过十年发展到2035年，进入第二方队的前沿。然后再经过十五年，到2050年挺进全球制造的第一方队。中国制造首先面临的是要努力完成四个转变：由要素驱动向创新驱动转变，由低成本竞争向质量效益竞争转变，由资源消耗大、污染排放多向绿色制造转变，由生产型制造向服务型制造转变。

2.2 工业工程学科未来变革和新发展

工业工程专业内容体系广泛，根据美国国家标准ANSI-Z94（1982年修订版），工业工程知识领域可划分为17个分支[8]。根据中国工业工程技术体系由专业技术基础、专业技术和专业支撑技术构成[9]，可构建传统工业工程学科体系，如图1所示。其中，社会学、经济学、管理学、工程学和系统科学等学科是其理论基础，即专业技术基础；设计与改善类技术、分析与决策类技术、过程控制类技术为工业工程专业技术；工程技术（尤其是制造工程技术）和信息技术（IT）是工业工程专业支撑技术。传统的工业工程学科内容发展成熟稳定，是工业工程学科及区别于其它学科的基石。

新的历史时期，以人工智能、大数据科学、移动互联网、物联网和云计算等为标志的新信息技术、复杂系统理论、行为运筹学等相关理论发展，为工业工程学科创新发展提供了新的动力和机遇。工业工程学科的新发展与传统工业工程学科相比发生了巨大的变革[10]，如表1所示。

根据现在与未来工业工程学科的变革，工业工程未来的研究领域与方向有行为运筹学、基于大数据的复杂生产与服务系统分析与决策、服务与制造融合的生产运作管理、医疗健康服务系统优化与运作管理、可持续发展的生产运作管理、基于物联网的运作管理理论方法、面向知识工作的人因工程。

2.3 绿色供应链及其内涵

源于供应链管理思想与可持续发展的思想的绿色供应链[11]，其内涵（Green Supply Chain ，GSC）界定为：在以资源最优配置、增进福利、实现与环境相容为目标的以代际公平与代内公平为原则的从资源开发到产品的消费过程中物料获取、加工、包装、仓储、运输、销售、使用到报废处理、回收等一系列活动的集合，是由供应商、制造商、销售商、零售商、消费者、环境、规制及文化等要素组成的系统，是物梳、信息流、资金流、知识流等运动的集成。绿色供应链由生产系统、消费系统、社会系统与环境系统组成，其本质特征直接体现在“5R”（Reduce、Reevaluate、Reuse、Recycle、Rescue）上。Reduce是节约资源、减少污染，Reevaluate是绿色生活、环保选购，Reuse是重复使用、多次利用，Recycle是分类回收、循环再生，Rescue是保护自然、万物共存。

建立在绿色制造理论和供应链管理技术的基础之上的绿色供应链管理是一种环保高效的现代供应链管理模式，其目的就是要在降低对环境负作用的同时使资源利用效率达到最大化，供应链各环节如供应商、生产厂家、销售商、用户都将从中收益。绿色供应链管理的内容体系包括绿色供应、绿色设计、绿色生产、绿色包装、绿色营销、绿色运输和绿色回收。根据汪应洛院士提出的绿色供应链概念，共生原理、循环原理、替代转换原理、系统开发原理是绿色供应链管理实施应遵循的原则。

2.4 面向加工制造、产业服务和绿色供应链的IE实验模块

现代工业工程的核心方向包括运筹工程、制造工程、信息工程和人因工程[12]。而工业工程方法理论的基本内容为效率与人因工程、生产及制造系统工程、现代经营工程和工业系统工程[1，13]。效率与人因工程研究主要包括基础工业工程涉及的工作研究、现场管理、人因工程、组织设计及人力资源开发与管理；生产及其制造系统工程研究主要包括设施规划与物流分析、现代制造工程、生产计划与控制、质量管理与可靠性等在生产过程中常用的技术方法；现代经营工程主要包括工程经济学、成本分析、企业经营战略、工业设计等；工业系统工程主要包括系统分析方法、计算机系统技术等。

因此，根据工业工程面向绿色供应链管理服务于加工制造业、产业服务的要求以及工业工程基本理论方法内容，构建面向加工制造、产业服务和绿色供应链的IE实验模块内容，如图2所示。

3 工业工程实验教学课程体系

3.1 实验教学体系内涵及其特征

从广义上讲[14]，实验教学体系是由实验教学活动的各要素构成的相互联系、相互制约的一个有机整体。它包括起驱动作用的实验教学目标体系、受动作用的内容体系、反馈调控的管理体系和硬软环境的保障体系。而通常所说的实验教学体系是狭义的，即指实验课程教学体系。

实验教学体系是实现教学目标的具体体现，也是实验教学建设的难点。《教育部关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知》指出，先进的实验教学体系[15]“应当从人才培养体系整体出发，建立以能力培养为主线，分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实验教学体系”。可见，实验教学体系应能体现先进的实验教学理念、系统的实验教学内容和突出的创新性三个方面，因此，可总结出现代实验教学体系基本要求为独立性、系统性和创新性三个方面。

3.2 工业工程实验手段、类型与方式

实验教学作为实践教学的重要环节，建立符合培养目标和时代特色的实验教学体系，实现基础与创新相结合的教学模式，对培养学生的创新能力和综合素质具有重要的作用[14]。因此，按照基础训练、综合实验、设计创新实验三个层次组织实验教学为培养学生动手能力与创新能力创造条件，实验类型可分为认知型实验、综合型实验和开发设计型实验，实验方式分为开放式与循环式[15]。

基础工业工程实验主要研究劳动者同劳动对象和周围环境之间的内在联系，以及人的心理、体力、能力与岗位作业要求、作业环境、疲劳状态之间的关系，以及以生产系统的微观基础―作业或操作为研究对象，对工作过程中的程序、操作、动作进行诊断分析。以认知性、演示性和验证性实验为主。现代工业工程实验，主要利用现代高科技手段与计算机，采集、分析并优化供应链环节中人、财、物、设备、方法、信息、知识等资源的运行状况，充分挖掘企业效率，进行整体分解并实现系统优化。因此，根据基础工业工程实验和现代工业工程实验内容要求，工业工程实验手段为现场认知与验证、计算机系统仿真与虚拟现实技术。

3.3 工业工程实验教学课程体系框架

根据工业工程实验内容构建和实验手段、类型与方式的确定，可知工业工程实验教学课程体系框架构成为：三方向、三类别、四模块和三层次，如图3所示。三方向为面向加工制造、产业服务和绿色供应链；三类别为设计与改善类技术、分析与决策类技术、过程控制类技术。四模块为效率与人因工程、生产及制造系统工程、现代经营工程和工业系统工程。三实验层次为认知型实验、综合型实验和开发设计型实验。

3.4 实验课程及其逻辑构成

据调研，清华大学、上海交通大学、浙江大学等国内8所重点高校设置的专业必修课为：工业工程导论、设施规划与物流分析、生产计划与控制、质量管理学、人因工程学、生产系统建模与仿真、管理信息系统和先进制造技术。国内必修课程设置一般顺序为：工业工程导论、物流管理与设施规划、生产管理（或生产计划与控制）、质量与可靠性和人机工程等[16]。

佐治亚理工学院又译乔治亚理工学院，简称Gatech，是美国顶尖的理工学院，代表学科就是工科，全美排名第四，其中工业工程专业连续多年全美第一。其专业基础课程开设为经济决策分析、优化、统计概率和计算机科学方面。专业课程设置为人机工程、制造、规划、供应链、质量控制、经济和金融系统等方面。其研究方向为经济和金融系统、运筹学、物流工程、质量与统计和一般工业工程。普渡大学本科设置的4个专业方向为人因工程、制造系统工程、运筹和系统工程、生产和管理系统工程。美国高校工业工程学科的“人因工程”和“建模与仿真”在课程热度排行中分列为第一和第二[17]。美国主流高校的工业工程专业都设有机器人、认知学、测量与评估、建模与仿真、工业控制和产品设计等课程。

因此，按照国内外高校开设的课程统计和工业工程专业知识领域要求可知工业工程核心课程为：基础工业工程、人因工程、设施规划与布局、物流与供应链管理、质量与可靠性、生产运作与管理、管理信息系统、系统工程与建模仿真、人力资源与工业心理学、先进制造工程。

根据国内外调研专业课程设置情况，给出实验模块所对应的课程、课程实验内容及逻辑关系，如表2所示。

4 中国矿业大学工业工程实验教学课程体系和创新人才培养实践

中国矿业大学工业工程专业于2000年开始招生，每年本科毕业生人数近60人。经过多年的专业建设探索，尤其通过实验教学课程体系建设，在基础验证实验、综合实验和探索性实验等实验内容与课程实验环节上，工业工程专业实现了产学结合、工程技术结合及实践和理论的结合，帮助学生更加深入地理解专业知识及应用，提高了学生的动手能力，帮助学生树立IE意识，增强了学生对就业岗位的适应能力，产生了一大批科研成果。近三年来由学生为主申请的科研立项近20项，参与学生人数过百，发表科研论文30余篇；获得校级及以上科研与相关竞赛奖励近40人次。许多科研成果，解决了企业面临的生产现场问题，获得了认可和好评。

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[14]谢鸿芳，周美珍，黄晓辉.实验室建设与创新人才的培养[J].实验室研究与探索，2008，27（6）：154-157.

[15]教育部.关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知（教高[2005]8号）.