以創(chuàng)新教育為主線的系統(tǒng)工程課程改革與實(shí)踐

周志華

摘 要：系統(tǒng)工程課程教學(xué)應(yīng)貫穿創(chuàng)新教育的理念，應(yīng)善于吸收將我國(guó)傳統(tǒng)的系統(tǒng)思想的精華，采用多元化的課堂教學(xué)體系，例如情境教學(xué)、任務(wù)教學(xué)、學(xué)生授課等，完善教學(xué)網(wǎng)站、鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，改革課程考核體系，為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)尋找突破口。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程；創(chuàng)新；高等教育；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）09-0097-02

21世紀(jì)各國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)是綜合國(guó)力的較量，更是科技實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)崛起需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)[1]，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要大量的創(chuàng)新型的人才。而教育的創(chuàng)新是增強(qiáng)民族創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，大學(xué)教育作為培養(yǎng)人才的重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)吸取我國(guó)傳統(tǒng)教育的精華，又要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和國(guó)際視野的綜合型人才。

我國(guó)系統(tǒng)工程的先驅(qū)錢學(xué)森同志將系統(tǒng)工程定義為一門組織管理的技術(shù)[2]，是需要大力發(fā)展的一門學(xué)科。系統(tǒng)工程的主要應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，涉及到各個(gè)方面、各個(gè)層次，包括軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、資源、能源、經(jīng)濟(jì)，直至行政、科研、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域。目前系統(tǒng)工程是我國(guó)各高等院校絕大多數(shù)專業(yè)的核心必修課之一，系統(tǒng)工程的思想和方法為人類解決復(fù)雜問題提供了一條有效的途徑，已成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的有力工具，并越來越受重視。系統(tǒng)工程課程教學(xué)應(yīng)注重學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)思想和系統(tǒng)方法的吸收，更應(yīng)注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、教學(xué)過程中樹立創(chuàng)新教育的理念

錢學(xué)森院士晚年曾提出疑問“為什么我們的學(xué)校總是培養(yǎng)不出杰出的人才？”這就是被媒體廣泛報(bào)道的錢學(xué)森之問。本人認(rèn)為，多數(shù)大學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)不主動(dòng)，缺乏創(chuàng)新的動(dòng)力是原因之一。傳統(tǒng)的課程教育往往注重語(yǔ)言表達(dá)和數(shù)理邏輯推導(dǎo)能力的考核，考試以理論考試為主，注重概念和原理的考核，學(xué)生學(xué)習(xí)往往是被動(dòng)地應(yīng)付考試，應(yīng)試教育催生了死記硬背的現(xiàn)象，為社會(huì)大多數(shù)人所詬病；學(xué)生很少重視這些理論如何與實(shí)際結(jié)合、如何來解決實(shí)際問題，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用能力考核不足，學(xué)生缺乏在應(yīng)用中創(chuàng)新的動(dòng)力，因而上課缺乏主動(dòng)性，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

哈佛大學(xué)認(rèn)知心理學(xué)家加德納提出的多元智能理論認(rèn)為，每個(gè)人都同時(shí)擁有相對(duì)獨(dú)立的八種智能[3]，即：語(yǔ)言智能、邏輯一數(shù)理智能、空間智能、運(yùn)動(dòng)智能、音樂智能、人際交往智能、內(nèi)省智能、自然觀察智能。我們?nèi)粘５恼n程教學(xué)往往注重語(yǔ)言和邏輯-數(shù)理智能的考核，卻忽視了其他智能的培養(yǎng)。系統(tǒng)工程是一門新興的交叉學(xué)科，運(yùn)用自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)的原理和方法，來解決生產(chǎn)實(shí)際中的問題，其本身也是不斷發(fā)展的。系統(tǒng)工程課程教學(xué)應(yīng)承認(rèn)學(xué)生的差異性，用賞識(shí)和發(fā)展的目光去看待學(xué)生，運(yùn)用多元化的教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生觀察能力、理解能力、動(dòng)手能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生潛能的發(fā)展，讓每個(gè)學(xué)生都學(xué)有所得，學(xué)有所長(zhǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠基。

二、重視系統(tǒng)思維的培養(yǎng)

系統(tǒng)工程課程講授中注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維，注重學(xué)生全局觀、整體觀念的培養(yǎng)，分析問題自覺地從整體和全局出發(fā)，用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題、辦事情。要學(xué)習(xí)我國(guó)傳統(tǒng)系統(tǒng)思想的精華，又要借鑒和吸收西方先進(jìn)的系統(tǒng)分析和優(yōu)化的思想，學(xué)會(huì)解決復(fù)雜系統(tǒng)問題的方法和一般思路——認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)和規(guī)律，學(xué)會(huì)控制、管理、改造或創(chuàng)造系統(tǒng)，調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、合理處理系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系，以達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制、最優(yōu)管理的目的，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化。

三、多元化教學(xué)促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

1.創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)，啟發(fā)思維

所謂情境教學(xué)，是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，教師創(chuàng)設(shè)模擬真實(shí)場(chǎng)景的教學(xué)方式，將真實(shí)場(chǎng)景還原、以啟發(fā)式教學(xué)為主，讓學(xué)生自己分析問題、尋找答案。在講授系統(tǒng)建模的一般原理時(shí)，為了讓學(xué)生更深刻地理解系統(tǒng)建模的方法，以“小悅悅事件”為例，通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控錄像還原當(dāng)時(shí)事故發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)。用創(chuàng)設(shè)情境法提問，引導(dǎo)學(xué)生開拓思維。從小悅悅突然出現(xiàn)在公路上，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方障礙物若緊急剎車，能否避免發(fā)生事故發(fā)生？事故發(fā)生時(shí)有哪些不利因素？學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，建立了以最短停車距離為因變量的數(shù)學(xué)模型，分析認(rèn)為面包車以速度行進(jìn)時(shí)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物到緊急剎車的反應(yīng)時(shí)間為，最短停車距離為。得出當(dāng)車輛以50km/h行駛時(shí)緊急剎車，按平均反應(yīng)時(shí)間0.68秒計(jì)算，最短停車距離約為20m，而小悅悅行至公路上時(shí)離車的距離尚不足8m，分析得出無法避免事故的發(fā)生。況且當(dāng)時(shí)燈光昏暗，商家在路邊堆滿貨物，影響司機(jī)的判斷，司機(jī)又無路可避，造成了這一慘劇的發(fā)生。學(xué)生通過分析影響最短停車距離的因素，總結(jié)得出了保障車輛安全行駛的安全措施。通過創(chuàng)設(shè)情境案例教學(xué)，學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)建模的原則和方法、系統(tǒng)建模的步驟有了更深的理解。

情境法教學(xué)不是簡(jiǎn)單的知識(shí)傳授，而是一種啟發(fā)式教育，鼓勵(lì)學(xué)生通過觀察分析來解決問題。尊重學(xué)生的個(gè)性，讓學(xué)生主動(dòng)地發(fā)展，是素質(zhì)教育的一種。素質(zhì)教育提倡的是“將所學(xué)的知識(shí)內(nèi)化為現(xiàn)代人的內(nèi)在品質(zhì)，這種品質(zhì)又外化為人格、知識(shí)與能力[4]”。還是求得一種理想人格的教育，使受教育者學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，能夠獨(dú)立思考、熱愛生活，有良好的品格，提倡開拓精神，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展，是面向未來的教育。

2.倡導(dǎo)任務(wù)教學(xué)

任務(wù)教學(xué)法是將實(shí)際崗位工作所完成的工作任務(wù)進(jìn)行分解。學(xué)生分為幾個(gè)學(xué)習(xí)小組，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，借助團(tuán)隊(duì)分工協(xié)助，學(xué)會(huì)利用教學(xué)資源，通過問題解決式的自主學(xué)習(xí)獲得知識(shí)。各小組成員通過最后通過集體討論，根據(jù)別人的見解，修正自己的想象，澄清模糊的觀點(diǎn)，形成小組報(bào)告或提綱。在講授“ISM結(jié)構(gòu)模型”這一章時(shí)，創(chuàng)建ISM小組，分組討論我國(guó)人口問題的現(xiàn)狀，制定“人口問題ISM結(jié)構(gòu)模型”，為解決我國(guó)人口問題提供對(duì)策。任務(wù)式教學(xué)方法，提高了學(xué)生的探討精神，拓寬了學(xué)生解決問題的思路，學(xué)生間相互啟發(fā)，能激發(fā)彼此的靈感，提高學(xué)生的創(chuàng)造力。

3.適度開展“學(xué)生講課”模式教學(xué)

目前本科生大多對(duì)“老師上臺(tái)講、學(xué)生臺(tái)下聽”的傳統(tǒng)教學(xué)模式習(xí)以為常，學(xué)生充當(dāng)知識(shí)的接收器，很少愿意當(dāng)眾發(fā)表自己的觀點(diǎn)。“學(xué)生講課”這一教學(xué)方式，既鍛煉了學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力，又是綜合能力的一次提升。學(xué)生必須積極備課，而備課至講課這一環(huán)節(jié)，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，更是獨(dú)立、主動(dòng)、探索性的學(xué)習(xí)過程，同時(shí)也是一個(gè)綜合能力的測(cè)試與鍛煉過程。同學(xué)們預(yù)先進(jìn)行了自學(xué)，參考了與內(nèi)容相關(guān)的課外書籍，又在講臺(tái)上當(dāng)眾發(fā)表自己的見解，這個(gè)過程有利于學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)和組織能力的鍛煉。學(xué)生上講臺(tái)既鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、臨場(chǎng)應(yīng)變能力，同時(shí)也增強(qiáng)了師生的互動(dòng)，課堂氣氛活躍。這種教學(xué)方式也是教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主動(dòng)性相結(jié)合的良好途徑。對(duì)學(xué)生講課方式，對(duì)教師的要求不是降低了，而是提高了。教師需要選擇適合的專題，學(xué)生講課時(shí)間應(yīng)以10-20分鐘為宜，可以由不同意見的學(xué)生交替表達(dá)自己的見解，教師再對(duì)學(xué)生授課過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，指出缺點(diǎn)和不足。要求教師既要有熟練的專業(yè)技能，又有較強(qiáng)的溝通應(yīng)變能力。

4.完善教學(xué)網(wǎng)站，鼓勵(lì)自主學(xué)習(xí)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，高校多媒體教案的普及，使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)變得更方便快捷。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)本身的興趣能激勵(lì)其對(duì)問題進(jìn)行深入的鉆研和思考，良好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，通過堅(jiān)持不懈的探索和思考，獲得知識(shí)、增長(zhǎng)才干。讀大學(xué)重要的不是學(xué)會(huì)了多少知識(shí)，而是學(xué)會(huì)了怎樣學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)探索、批判性地繼承和發(fā)展。教師的主要職責(zé)是傳遞知識(shí)、激勵(lì)思考、啟迪智慧。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的延伸，學(xué)生可以不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，選學(xué)喜愛的科目。系統(tǒng)工程作為一門多數(shù)專業(yè)需要學(xué)習(xí)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，打造一流的系統(tǒng)工程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，不僅讓本專業(yè)的學(xué)生受益，也讓相關(guān)專業(yè)的師生受益，影響和提升了其它一些專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。

四、完善課程考核體系是促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的突破口

高校現(xiàn)行的學(xué)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依然以知識(shí)體系的理論考核為主，以評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)書本知識(shí)的記憶理解程度為主要標(biāo)準(zhǔn)，以考試分?jǐn)?shù)的高低來衡量人才的培養(yǎng)質(zhì)量，還是典型的應(yīng)試教育。這種考核體系強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)的記憶理解而非創(chuàng)新，造成了重書本輕能力、重理論輕實(shí)踐，強(qiáng)化了學(xué)生吸納接收能力，而忽略了創(chuàng)新所需要的問題意識(shí)和反思能力的培養(yǎng)，壓抑了學(xué)生個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)課程考核體系進(jìn)行改革，完善考核標(biāo)準(zhǔn)是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的突破口。

目前大多數(shù)系統(tǒng)工程課程考核，成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中理論考試成績(jī)占70-80%，平時(shí)成績(jī)占20-30%。這種以卷面成績(jī)?cè)u(píng)定學(xué)生的方式，忽略了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)課程全過程的考核，忽略了實(shí)踐能力的考核，催生的是死記硬背的應(yīng)試教育。建立新的創(chuàng)新人才評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生從死記硬背的束縛中解放出來，激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)和學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力才是人才培養(yǎng)的突破口[5]。降低考試成績(jī)?cè)谠u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的比例，提高課堂考核和創(chuàng)新環(huán)節(jié)成績(jī)的比例，建立全面的全過程的課程考核體系，更能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效果。

以系統(tǒng)工程課程為例，建立“334”的課程考核標(biāo)準(zhǔn)，其中課堂考核成績(jī)占30%，實(shí)踐能力考核成績(jī)占30%，理論考試成績(jī)占40%。課堂考核強(qiáng)調(diào)的是對(duì)課程學(xué)習(xí)全過程的管理和評(píng)價(jià)，包括課堂到課率、隨堂提問回答情況、課堂反思與創(chuàng)新環(huán)節(jié)得分、參與的學(xué)生授課和小組討論的得分、作業(yè)完成情況的得分等組成。改變學(xué)習(xí)上被動(dòng)依賴思想，學(xué)生不做等待填充的容器，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)、反思、總結(jié)、提高。對(duì)課堂表現(xiàn)納入評(píng)價(jià)，有利于建立更為民主、開放的課堂，引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)知識(shí)的探究、反思和發(fā)展中鍛煉創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力。

實(shí)踐能力考核占30%，要求學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的系統(tǒng)工程理論知識(shí)對(duì)實(shí)際問題加以分析，提出改善措施。例如，在完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型化方法的學(xué)習(xí)后，要求學(xué)生運(yùn)用ISM法探討我國(guó)人口問題，提出我國(guó)現(xiàn)階段人口調(diào)控的策略；或?qū)π^(qū)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，運(yùn)用ISM法分析，給出調(diào)查報(bào)告。系統(tǒng)建模與系統(tǒng)仿真學(xué)習(xí)后，學(xué)生自主選題進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬。有學(xué)生對(duì)某礦山露天采石場(chǎng)車輛調(diào)度進(jìn)行模擬仿真，對(duì)某軸承廠車間內(nèi)物料搬運(yùn)進(jìn)行模擬仿真，找到瓶頸作業(yè)，提出改善建議等等。實(shí)踐能力考核以專題的方式納入評(píng)價(jià)，有利于鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力。

“334”的課程考核體系，重在對(duì)學(xué)生綜合能力的考核和評(píng)定，既注重理論知識(shí)的掌握，又注重應(yīng)用和創(chuàng)新，是對(duì)課程學(xué)習(xí)全方位的考核，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、敢于表達(dá)獨(dú)立見解，將知識(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)化為能力和素質(zhì)的提高。

五、結(jié)束語(yǔ)

《系統(tǒng)工程》課程教學(xué)中應(yīng)以創(chuàng)新教育為核心，在課堂教學(xué)中采用多元化教學(xué)模式，創(chuàng)設(shè)情景教學(xué)、引進(jìn)工程實(shí)例教學(xué)、倡導(dǎo)任務(wù)教學(xué)、適度開展“學(xué)生講課”和民主討論等豐富的教學(xué)形式，完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，改革課程考核體系，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的表達(dá)能力、分析能力和實(shí)際運(yùn)用能力，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（作者單位：湖南科技大學(xué)）

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