基于系統思想培養的系統工程系列課程建設

摘 要 在系統工程系列課程的教學過程中加強系統思想的培養對控制類研究生樹立完整的系統觀具有重要作用。結合教學實踐，對基于系統思想培養的系統工程系列課程建設進行了探索和實踐，從加強對學生培養系統思想的引導、加強學生系統思想培養方面的訓練、引入系統級任務驅動的教學模式、將科研成果融入到實際教學中等方面探討了基于系統思想培養的系列課程建設。實踐表明，在控制類研究生的系統工程系列課程的教學過程中加強系統思想的培養有利于學生系統思想和創新能力的培養。

關鍵詞 系統思想 系統工程 系統觀 課程建設

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.11.025

System Engineering Series Courses Construction

Based on System Thought Training

TANG Xianlun， HU Xiangdong， CHEN Gonggui， GUO Fei

（College of Automation， Chongqing University of Posts and Telecommunications， Chongqing 400065）

Abstract System thought training in the teaching process of system engineering series courses is important for the postgraduate students of control science and engineering to set up complete system view. Combining the teaching practice， this paper discusses the curriculum construction based on system thought training， such as strengthening the guidance of system thought training， strengthening the training of system thought for students， "reforming a system-level task-driven teaching mode and applying the research achievements into the teaching practice and so on. The practice shows that enhancing the training of system thought in the teaching process of system engineering series courses is conducive to the cultivation of system thought and innovative ability of the postgraduate students of control science and engineering.

Key words system thought; system engineering; system view; curriculum construction

系統工程師的培養已經成為國內外大學教育的一個重要方向，如果在控制類研究生教育中忽略了系統思想與理念的培養與引導，而只是局限于具體的、具有非常強的時間性的技術細節，將很難培養出符合飛速發展的時代要求的具有很強的適應能力與創新能力的新型人才。①②作為系統思想和工程技術核心體現的系統工程系列課程的建設對控制科學與工程、系統科學等學科的研究生培養有著重要意義。③該系列課程包括系統工程理論與方法、線性系統理論、運籌學、系統辨識與自適應控制、制造系統工程、生產系統的建模與仿真等，在控制科學與工程學科體系建設中占有舉足輕重的地位，可為研究生形成關于系統工程的知識體系奠定基礎。探索與實踐表明，在控制類研究生的系統工程系列課程的教學過程中加強系統思想培養對培養學生樹立完整的系統觀，使其能站在系統觀的高度來觀察、分析和處理現實世界中的實際問題具有重要作用。④

1 在系列課程建設中加強系統思想培養的意義

控制科學與工程學科所設置的一些基礎課程和專業課程最終都是為系統設計服務的，特別是系統工程系列課程，是進行系統設計的基本工具，與系統設計結合緊密。⑤⑥而培養控制科學與工程學科研究生的目標，學生應當具備系統級設計能力，因此系統思想的培養應該貫徹在學生的培養過程中。

在系統工程系列課程中加強學生系統思想的培養，可以讓學生學會站在系統層面上看問題，具有系統觀和整體意識;讓學生掌握基礎知識的體系結構，將各個基礎知識點融會貫通，并將基礎知識與實際工程相結合;讓學生學會對系統進行逐級分解，并進行設計的方法?？傊?，加強系統思想的培養有利于將學生培養成具有總體系統設計能力的人才。

2 當前系列課程教學過程中存在的問題

系統工程系列課程經過近幾年的建設，為本學科碩士研究生形成關于系統工程的基礎知識體系發揮了重要作用。這些課程主要講授開發、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，包括貫穿始終的系統思想和系統工程技術，既有系統工程的理論基礎，又有系統工程的方法論和應用。系統工程系列課程在控制科學與工程學科研究生人才培養過程中所具有的重要地位決定了其在教學中的重要性。在實際教學中，學生對課程學習非常重視，學習熱情也很高，但在教學過程中還存在不少問題，影響了教學質量和效果。

（1）傳統的系統工程系列課程的教學方法偏重于其中數學方法的掌握和應用，而對于更重要的系統思想卻很少關注。

（2）教學中忽視了實踐的重要作用。學生們只是學會了基本原理，而不注重系統工程在實際中的應用，不能將系統工程的理論和方法與本專業結合起來。

（3）學生的頭腦中沒有完全形成“系統”的概念，表現在理解系統最優化比較吃力。這主要是因為學生對“系統”的認識不足造成;另外，教學方法和教學手段的相對落后也阻礙了學生頭腦中及時形成“系統”的概念。

基于以上教學實踐中遇到的問題，并結合本校辦學定位與人才培養目標，系統工程系列課程需要結合控制類學科的建設目標，將系列課程建設成培養學生系統思想的示范性重要平臺。

3 基于系統思想培養的系統工程系列課程建設實踐

（1）加強對學生培養系統思想的引導。引導學生瞄準世界科學的前沿，研究和思考人類社會和科學面臨的重大現實問題。正面地介紹現代系統科學的思維方法和思想成果，使學生對于現代系統科學帶來的啟示有所了解，有所體會，讓學生們能和國際學術界同步地研究和思索。教師以專業學科領域研究的歷史沿革和跨學科分析的視角準備自己的教學內容，通過基礎理論的傳授方式引導研究生了解所學專業領域的研究前沿。教師引導學生對系統思想進行培養，包含指導學生對本學科或者相近學科領域相關的方法論理論進行比較深入的學習。

（2）加強學生系統思想培養方面的訓練。在系列課程的授課過程中有意識地加強學生系統思想培養方面的訓練，在課堂上組織學術報告、學術交流、學術辯論等，課后組織學生進行資料查閱、對實際問題進行系統分析并進行論文撰寫。著重細化系統初步分析、規范分析、綜合分析方法，并要求學生根據實例利用系統工程的思想和方法做出相應分析。⑦如在“系統工程理論與方法”課程的授課過程中，組建由三到四人組成的分析小組，各個小組首先完成第一階段布置的思考討論題，并且在“系統工程方法論”一講結束前，結合自己所要開展的課題研究或者以前自己曾實現過的系統提出一個可以用系統分析原理進行分析的問題，或者根據教師提供的問題背景，初步形成小組擬進行分析的題目（課堂討論Ⅰ）;隨著課程內容的推進，各小組完成系統分析報告的框架，結課前在課堂上進行交流（課堂討論Ⅱ）;課程結束后需要完成正式的系統分析報告，分析中鼓勵學生使用必要的專用軟件。課外自覺并及時地做好各章節的思考與練習題，并在此基礎上做好兩三次集中的課堂練習，強化對基本知識的掌握。

（3）引入系統級任務驅動的教學模式。以系統級任務為脈絡展開教學，并在教學過程中始終強調系統分析與設計的思想，通過系統級任務將各個基本知識點整合在一起，讓學生可從整體上把握知識的體系結構。系統級任務設計應當體現系統設計的基本方法，如果總體任務具有一定的復雜度，則可將任務逐級分解為一些子模塊，從而將系統思想融入到任務當中。

（4）加強系列課程之間的聯系，建設案例庫。在盡量考慮系列課程聯系的基礎上，加強對系列課程中各門課程教學理念、教學方法、教學內容等方面的研究。在考慮完成本課程教學內容的基礎上，增加能增強系列課程中課程間聯系的知識點的講解學時。⑧對課程內容相關的案例進行收集與設計，加強系統工程相關案例庫建設，以豐富課堂內容，供學生進行案例分析使用。

（5）將科研成果融入到實際教學中.老師們在承擔相關研究生課程時，將自己的科研成果盡量融入到實際教學中去，將實際的工程系統作為工程實例呈獻給學生，讓學生進行系統分析。通過將實際工程系統作為教學案例并和理論教學結合，讓學生融會貫通所學的知識點，通過自己的思考拓寬自己的視野，使其能站在系統觀的高度來處理現實世界中的實際問題。⑨

4 結論

系統工程系列課程的建設對研究生建立完整的系統觀具有重要意義，對學生系統思想和創新能力的培養意義深遠，通過這些課程的學習，基本掌握了系統工程方法論，能初步用系統的觀點分析問題，并基本掌握系統工程分析解決問題的基本概念、基本原理和基本方法，初步具有運用系統工程方法分析解決實際問題的能力。我們對基于系統思想培養的系統工程系列課程建設進行了一些探索和改革，將系統思想的培養融入到系列課程的教學過程當中，既有利于培養學生的系統設計思想，也有利于學生知識體系結構的形成。當然，在系列課程建設中培養學生系統思想的教學改革是一項長期而艱巨的任務，還有大量工作需要我們去繼續努力，我們要不斷積極探索和研究培養學生系統思想的方法、措施和管理手段，以適應培養具有很強適應能力與創新能力的新型人才的需要。

基金項目：重慶市研究生教育教學改革研究項目（yjg143061）

注釋

① 陳偉，樊豐，顧慶水.將系統思想的培養貫穿于教學過程[J].實驗科學與技術，2012.10（6）：276-278，308.

② 張楊，張立彬，馬志遠.哈佛大學拔尖人才培養模式探討[J].學位與研究生教育，2012（4）：72-77.

③ 曹玉華，郭曉燕，高銳濤.“控制論系統觀”視閾下人才培養模式的構建——以工科設計類專業為例[J].黑龍江高教研究，2011（3）：134-136.

④ 佘遠富，陳景春.試論創新人才培養與研究生教育體系改革[J].研究生教育研究，2013（1）：7-10.

⑤ 戴先中.自動化科學與技術學科的內容、地位與體系[M].北京：高等教育出版社，2003.

⑥ 中國科學技術協會.控制科學與工程學科發展報告[M].北京：中國科學技術出版社，2011.

⑦ 馬玉真，宋方臻，邵海燕.建模仿真實例教學在研究生創新教育中的應用[J].實驗技術與管理，2012.29（6）：86-89.

⑧ 劉高常，張修志.基于能力框架的專業學位研究生課程體系開發與實踐[J].江西理工大學學報，2011（2）：64-65.

⑨ 王悅，馮秀娟，馬齊爽.研究生創新基地建設的實踐與探索——以北京航空航天大學為例[J].學位與研究生教育，2012（1）：16-20.