系統工程理論、方法及應用課程教學改革研究

黃秋爽 荀燁 馬妍

摘 要 本文針對系統工程理論、方法及應用課堂教學中存在的先導知識掌握不扎實、主動學習積極性不高、教學內容過于偏重理論以及缺乏課下自主學習手段四個方面的問題，從課堂教學內容、教學方法、教學技術、考核方式以及教員業務能力五個方面提出了系統工程理論、方法及應用課程教學改革的方向與措施。

關鍵詞 系統工程 教學 改革

中圖分類號：G420文獻標識碼：A

Research on Teaching Reform ofSystems Engineering Theory,

Methods and Applications

HUANG Qiushuang, XUN Ye, NA Yan

(Department of Military Logistics, Military Transportation Academy, Tianjin 300161)

Abstract For the problems of a solid grasp of knowledge, are not enthusiastic about active learning and teaching is too theoretical, lack of self-study course means in "systems engineering theories, methods and application" of classroom teaching in the pilot, put forwads the direction of reform and measures of "systems engineering theories, methods and applications"from the content of classroom teaching, teaching methods, teaching techniques, assessment methods, the operational capacity of five aspects.

Key words system engineering; teaching; reform

系統工程理論、方法與應用課程是系統工程專業的專業基礎課，是研究科學決策和合理優化問題的一門綜合性課程，對系統工程專業學員后續專業課程的學習具有極為重要的支撐作用。遵循系統工程教育教學的基本規律，改進教學過程中的問題弊端，著力培養學員的學習興趣和專業素養，提高他們運用系統工程理論與方法解決實際問題的能力，是該門課程教學改革與研究的方向。

1 系統工程理論、方法及應用課程教學中存在的突出問題

系統工程理論、方法及應用課程主要講授開發、運行各類復雜系統所需要的思想方法、工作程序和分析手段，課程的系統性、連貫性、開放性、應用性都很強，課程的教學具有較大難度，很容易產生以下幾方面的問題：

一是學員先導課程知識掌握不扎實。系統工程理論、方法及應用是廣泛介紹模型與算法的專業基礎課，需要線性代數、數理統計、運籌學等先導課程知識作為支撐，但部分學員對先導知識掌握不牢，影響到對模型和算法的理解，導致教員不得不花費一定的時間進行先導知識復習，進而影響了教學效率和效果。

二是學員主動學習的積極性不高。傳統教學過程一般按照章節介紹概念、原理、方法等內容按部就班地講授，學員是長期處于被動接受的狀態，難免會缺乏學習積極性；加上課程中部分內容與哲學、運籌學等先導課程存在一定的類似，部分學員會誤以為熟悉，容易走神；此外，本課程有些內容晦澀難懂，有時一步聽不懂則步步跟不上，極易令學員產生厭學情緒。

三是教學內容過于偏重理論。以往，教員會將本課程當作理論專業課講授，把教學重點放在數學模型的復雜算法和解題技巧上，使課程顯得過分深奧；同時，對理論的過分重視必然導致對實際問題的分析應用不多，導致學員雖會解題，卻不具解決實際問題的素養。

四是學員缺乏課下自主學習手段。本課程知識點難度較大，學員僅憑借教材難以廣泛深入地進行課下自主學習，需要教學模型、軟件、網絡課程等現代教育技術手段輔助學員加深對知識點的理解，通過課上傳授、課下自學實現教學相長。雖然市面上存在一些適合系統工程實驗的應用軟件，但與本課程教學內容緊密結合的軟件缺乏，更無統一規范的實驗指導書，客觀上加大了利用計算機軟件、信息網絡加強知識理解、開展實踐教學的難度。

2 系統工程理論、方法及應用課程教學改革探討

通過對本課程教學問題的分析，圍繞教學目標和基本要求，以培養學員的實踐能力和創新能力為主線，我們提出了以下改革方案。

一是優化課堂教學內容。為使學員能夠學懂用活系統工程方法論，具備從系統全局的角度分析解決問題的能力，對教學內容進行了重新組織，既考慮內容深度，更照顧內容廣度。對狀態空間模型、博弈論、對策論等知識適當講解，讓學員理解系統工程的廣泛性、復雜性、多樣性即可，著重細化系統分析、系統評價的教學內容。針對選用教材側重定量模型分析的弊端，我們搜集整理了股票投資方案優選、經濟與生態協調發展、軍用物資儲備優化等現實問題，以泡茶、打水、買飯等貼近學員生活的實例用于教學內容的擴充。①通過不同層面的問題分析和實例講解，不僅加深了學員對理論的理解和方法的掌握，更激發了他們利用知識解決實際問題的興趣和信心，增強了不斷探索認知的欲望。

二是更新課堂教學方法。教員的作用主要不是“教”，而是“以教促學”，培養學員的學習興趣以及分析問題、解決問題的能力。傳統填鴨式教學已不能適應形勢需要，應將課堂講授、討論、實驗相結合，加大學員在教學中的參與度，變學員被動逼迫學為主動要求學。因而，我們在教學中選擇貼近學員生活的事例講解，使課本中抽象復雜的理論具體化、簡單化。如在講授決策方法時，以學員的初中、高中、大學三個階段的學習成績等屬性作為狀態，各階段不同的人生目標作為決策目標，這樣每一階段的狀態都是它前一個階段的狀態與決策共同作用的結果，通過這種實例，學員不僅理解了狀態轉移方程的含義，還對自己的人生規劃進行了重新審視與總結。此外，我們在課堂教學中留下足夠的時間和空間，要求學員積極參與進來，給學員創造現場講解演示的機會。

三是運用教育教學技術。根據課程教學需要，一方面，針對教學難點和重點，開發了若干計算機軟件模型，通過學員對模型的實際操作加深知識理解；另一方面，建成網絡課程，包含課程介紹、教學課件、教學錄像、教學拓展、師生互動等模塊，通過豐富的信息、便利的操作、良好的界面為學員提供自我學習的網絡環境；此外，在解釋結構模型的求遞階結構、

主成分分析、聚類分析、狀態方程、系統仿真、系統評價等內容的教學過程中，向學員介紹利用Excel、Vensim、Spss、Matlab等計算機軟件解決實際問題的過程，②并利用機房開設實驗課，增強學員解決問題的能力。

四是改革考核方式。本課程主要考核學員應用系統工程理論分析和解決問題的能力，因此，單憑筆試確定學員對知識的掌握程度并不合理。為加強學員綜合素質培養，全面考查學員對知識的掌握情況，我們采用分散考核的方式，即將課堂小組討論、平時作業、課程分析報告等都納入考核范圍，并注重教學過程控制，使得學員既學到了知識，又提高了分析、解決實際問題的能力，從而達到教學目的。③

五是加強教員業務能力。系統工程是一個不斷發展進步的理論和實踐體系，因而，教員自身能否跟蹤掌握理論前沿、是否具備解決實際問題的思想意識對于知識傳遞極為重要。我們主要采取以下措施提高教員業務能力：一是定期組織教員進行業務知識學習，內容涵蓋學科前沿理論、教學方法技巧、教學問題剖析、典型案例討論等；二是組織教員積極參與科研項目，讓大家在科研課題中提高利用理論知識解決實際問題的能力；三是鼓勵教員尤其是年青教員參加講課比賽，激發他們不斷改進教學的熱情和動力。

注釋

① 汪應洛.系統工程[M].北京:機械工業出版社,2009．

② 汪應洛.系統工程.北京:機械工業出版社,2008.

③ 李軍,董雄報,張于賢.工業工程專業運籌學課程教學研究[J].桂林電子工業學院學報,2003(4) :23-24.