第26次教育工作讨论会:工业工程本科专业建设与人才培养方案重构研究 2022.09.10

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工业工程系这一轮本科培养方案改革与重构源自2019年11月8日启动的以“夯实理论基础、拥抱时代变化”为主题的课程体系改革。改革小组由十余位热爱教育教学工作的中青年教师及教学办公室全体教务老师组成,工作得到系领导的高度重视和支持。从立项伊始,改革小组即确立“专业知识体系梳理—课程体系建设—课程-师资匹配”的改革步骤。


我们首先面向全球100余位工业工程(Industrial Engineering,IE)专业相关的学术界和行业专家发出调研问卷,得到其中36位专家的反馈。在问卷中,我们重点咨询了工业工程专业特质(identity)、(未来20年的)专业生存与繁荣策略核心课程的建议等。其中,在专业生存与繁荣策略中,“差异化”“拥抱新兴应用机会”和“提升课程的理论深度”是比较集中的专家建议;在核心课程的建议中,除工业工程专业传统的运筹学、统计学、计算机科学课程外,专家还提出了“经济学/商业基础”和“工程领导力与沟通”课程的重要性;普林斯顿大学的Warren Powell教授等还提出了从问题定义、数学建模到方案实施的全过程核心能力培养的建议。全球专家调研建议的分析,为本系课程体系改革提供了非常有价值的指导。


同时,我们还开展国际一流对标院系调研,收集、整理了全球30所院校(美国13所、欧洲13所、亚洲4所)的课程设置、培养方案、师资配置、特色课程等,并于2022年2月22日发布了《清华大学工业工程系课程体系改革项目:国际一流院系调研》白皮书(图1)。通过分析总结,国际一流工业工程院系的特色包括因地制宜/与时俱进/战略转型、重视沟通和表达能力培养、强调课程理论深度、多元全程的培养方案等。国际一流院系的调研,为本系课程体系改革提供了重要的参考。


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图1 工业工程系课程体系改革项目:国际一流院系调研白皮书

下载地址:

https://www.ie.tsinghua.edu.cn/__local/7/F5/B8/0889D806FEE02AC16190FA5AFA1_9C7EA1B5_422600.pdf

我们还面向本系在读本科生(分高、低年级)针对本系的课程知识体系(模块)、课程规划安排(模块)和课程对能力培养的贡献进行了问卷调研。并在分析问卷结果的基础上,考虑到学生群体的变化(毕业、新生),设计了第二轮问卷调研,目前正在进行中。此外,我们面向已毕业系友进行了两轮问卷调研,共收到102份业界系友反馈和16份学界系友反馈,也得到了关于IE的专业特质、生存与繁荣策略、IE毕业生的核心竞争力及课程建设的建议。面向本系在读本科生和已毕业系友的问卷调研,帮助我们更加了解培养对象(学生)的当前视角及中、长效影响。


此外,我们由指定的青年教师牵头,分别针对模型驱动方法、数据驱动方法、人因工程方法、管理与社会科学四类核心课程进行研讨,对标国际工业与系统工程协会的专业知识体(IISE BoK)、专业经典课程与教材等,梳理本系既有课程的知识点,提出知识点在课程中的分配、课程间内容调整与衔接等改进建议。


自2019年11月起,经过改革小组多轮的讨论与迭代,形成了“培养拥有系统思维、以人为本素养和运筹帷幄能力的,具有国际竞争力的,臻于至善的工程与管理复合型创新人才”的工业工程专业人才培养目标(图2)。其中,“臻于至善”表达了工业工程专业持续改善(continuous improvement)和优化(optimization)的专业理念。


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图2 工业工程专业人才培养目标

在上述调研、分析与研讨工作的基础上,我们于2022年春季学期成立本科生课程体系改革推进小组,总结前期成果,梳理课程体系架构(图3),修订和完善2022级本科培养方案。


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图3 工业工程专业课程体系架构树

在课程体系架构中,通识教育是土壤,数学物理基础、工程与数字信息技术基础、管理与社会科学基础是汲取营养的根,模型驱动的分析方法(运筹学)、数据驱动的分析方法(统计学)、人因分析方法(人因工程)和系统分析方法(系统工程)构成专业核心课程的树干。在此基础上,我们梳理了侧重方法的“数据科学和决策科学”任选课组,以及侧重应用领域的“人因与设计”“供应链、物流与交通”和“系统运作数字化管理”四个任选课程组,以满足学生自身的兴趣和发展规划。


在具体的课程调整方面,举例如下。为与机械航空与动力大类一年级课程保持一致,我们将原《计算机程序设计基础》(3学分)拆分为《计算机程序设计基础》(2学分)和《计算机程序设计实践》(1学分),并与计算机系郑莉和马昱春老师教学团队合作,新开课程《计算机程序设计进阶》(2学分),与本系既有《数据结构与算法分析》(2学分)二选一,既强化学生的计算机程序设计训练,又满足学生的个性化选择。结合国际专家调研、国际一流院系调研、在读本科生与毕业系友调研的结果,我们新开课程《领导与管理沟通》(2学分),加强学生的沟通能力培养,新开课程《非线性规划基础》(2学分),完善运筹学知识结构。


在深化实验实践教学方面,我们对《工业工程课程设计》和《工业工程生产实践》课程的教师团队和课程内容也进行了较大幅度的调整。系主任李京山老师牵头,规划筹建智能制造、智慧医疗服务、人因工程与智能交互实验室的建设。


综合新开课程、取消课程、课程的组间调整、学分调整等,工业工程专业本科培养方案总学分从2019级的170学分,降为2022级的156学分,为学生提供更大的自主选课学分空间。在课程体系调整的同时,我们也相应地在课程-教师匹配方面,做了较大幅度的调整。


作为全国工业工程类专业教学指导委员会主任单位,我系肩负引领全国工业工程类专业发展的责任。2022年2月,由我系牵头、7所兄弟院校参与的“工业工程专业基础课程虚拟教研室”项目入选教育部首批虚拟教研室建设试点,首批建设“运筹学”和“概率与统计”课程群。目前,8所学校共46位教师参与,对标IISE BoK和经典概率论与数理统计知识体系等,梳理体系化、模块化、分级架构的知识体系,并将共建、共享优质教学资源,形成高水平教学团队。


在 “数理基础科学+工业工程衔接方向”双学位的培养方案中,我系积极贯彻未央书院的“成人成才、通专融合、本博贯通”的培养方式。同时,在未央书院特色的理工融合和探索式学习课程中,开展积极的探索与尝试。


转载自清华大学本科教学

供稿:工业工程系

文:赵磊

图:工业工程系课程体系改革项目组

编辑:王琛、张燕晓

审核:李志忠





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