系統工程課程混合教學模式改革初探

（陸軍軍事交通學院 軍用物資配送系，天津 300161）

1 系統工程課程特點

系統工程課程是我院本科層次物流管理專業的必修專業基礎課。主要學習系統工程的基礎理論知識、系統建模與量化、系統分析與評價等原理與方法，對培養學員的專業基本能力、應用能力和科學素養具有重要作用，是后續專業課程學習及崗位任職所必需的技術基礎。系統工程課程與一般課程相比，具有以下特點：

（1）多學科交叉，理論基礎寬泛。系統工程是以大規模復雜系統為研究對象，在運籌學、系統理論、管理科學等學科基礎上發展起來的交叉學科。其理論基礎除了一般系統論、控制論、信息論，耗散結構理論、突變論和協同論，還包括模糊數學、概率統計、仿真技術等知識體系，理論基礎寬泛。

（2）多階段流程，系統方法綜合。系統工程解決問題包括闡明問題、系統設計、系統綜合、模型化、最優化、系統決策、實施等多階段流程。每個階段有其解決問題的系統方法，如模型化這一階段，有解釋結構模型、狀態空間模型、主成分分析模型等。每一模型綜合應用各種方法，如狀態空間模型會用到微分方程和差分方程、連續系統和離散系統、特征向量和矩陣變換等方法。

（3）多領域應用，實用特點突出。系統工程堅持問題導向和反饋控制的邏輯思想，使其在社會系統、宏觀經濟系統、區域規劃系統、農業系統、教育系統和物流系統等多領域應用極為廣泛。如在物流系統中物流中心選址、運輸方式選擇、物流設備選配等問題上都可以應用系統工程方法進行解決。

結合系統工程課程的上述特點，應用傳統的課堂講授方式在較短的時間內將系統工程龐大的知識體系、多階段工作流程及其系統綜合方法、經典案例及專業領域應用講授給學員很難達到理想的效果。改革系統工程課程的教學模式，探討新型授課方法，提高系統工程課程整體教學效果勢在必行。

2“互聯網+教育”下的教學模式

2.1 “互聯網+教育”下新型教學模式

在2015年全國兩會上，騰訊公司控股董事會主席兼首席執行官馬化騰提交了一份《以“互聯網+”為驅動，推進我國經濟社會創新發展的建議》的議案，提出把“互聯網+”上升為國家戰略。2015年7月國務院正式頒布《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》。“互聯網+”已經成為當下各行各業普遍關注的焦點與熱點，在商業、金融、能源、服務等行業得到井噴式發展。在此背景下，“互聯網+教育”應運而生，它是利用信息通信技術和互聯網平臺，使互聯網與傳統教育進行深度融合，以創造和發展教育新生態[1]。“互聯網+教育”背景下，微課、慕課、翻轉課堂等新的教學模式不斷被提出和創造出來。

微課（Micro lecture）是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師戴維彭羅斯于2008年提出，主要是運用多媒體技術，針對某個知識點或教學環節進行講解，時長在5-8min左右[2]。相對45min一堂課的教學課例來說，微課可以稱之為課例片段或微課例，特點是短小精悍、內容凝練、針對性強。

慕課（Massive Online Courses-MOOCs）是最近興起的一種大規模開放式網絡在線課程。從2012年“慕課元年”到2013年，以美國Coursera、Udacity、edX三大課程提供商維主導的慕課平臺，注冊學員數量突破百萬人[3]。慕課設置多種課程，可為不同層次、不同需求的人群提供學習平臺，只要有網絡，僅需用戶注冊，來自世界各地的任何人，在任何時間、任何地點都可以在慕課平臺中學習開放的課程資源。

翻轉課堂（The Flipped Classroom）是由美國的化學教師Jonathan Bergmann與AaronSams在解決班級一些學員因缺課而難以跟上教學進度的問題時提出的。其模式是由教師或專業制作者創建學習視頻，學員課外觀看視頻中的講解、學習新知識，回到課堂上師生共同交流、探討、合作，從而解決具體問題，完成學習任務的一種教學模式[4,5]。

2.2 “互聯網+教育”下混合教學模式

微課和慕課借助互聯網技術，搭建了全球優質教學資源的共享平臺，學習不受時空、地域的限制，實現了教育資源配置的最優化。但是，在系統工程課程中單獨開展微課和慕課難以達到理想效果。而開展以微課和慕課為基礎的翻轉課堂，實施微課、慕課和翻轉課堂三者相結合的混合教學模式，既可以發揮各自的特點，又可以與傳統課堂建立聯系，達到非同尋常的教學效果。混合教學模式比較直觀的優勢在于：一是學員在課前利用微課和慕課中的視頻和媒體資源進行學習，能夠結合自己的知識基礎，有針對性地重點學習相關知識，有利于知識的快速掌握和吸收；二是學員回到課堂上進行翻轉應用和實踐，不僅可以檢查學習效果，而且能夠充分發揮傳統課堂面對面答疑解惑的優勢，使學習更加人性化。可以說混合教學模式在教學理念上摒棄了傳統的教員單一講授和學員被動接受這一壓迫式教學模式，更強調學員的自主學習和知識的建構過程，突出了學員的主體地位。

3 混合教學模式實施過程及其實施可行性

3.1 混合教學模式實施過程

混合教學模式實施不再是課前準備、復習舊課、講授新課、鞏固練習、布置作業等常規模式，其實施過程主要是課前學習、課中學習和考核評估三個階段。每個階段教員和學員的角色定位、參與程度和實施重點不同。

在課前學習中，教員主要負責提供學習資源和監督學習狀況，具體工作如拆分課程的主要知識點，合理設置課程內容；搜集媒體資源，進行知識梳理；上傳微課視頻和慕課媒體資源；同步推送檢測試題和思考題；監測學員學習狀況等。學員主要工作是下載學習視頻和多媒體資源；按時間節點進行自主學習；當遇到疑難問題時，學員間相互交流討論；完成自測題和思考題診斷；提交學習報告及學習過程中遇到的問題。

在課堂學習中，學員根據教員設置的問題進行深入交流探討，總結知識要點；在老師的啟發下，進行理論知識的深度挖掘；教員與學員一起以案例分析為主，探索理論知識的實踐應用；最后進行知識研究拓展，實現知識的深層構建。課堂實施過程中教員要擺脫一言堂式的教學模式，解放課堂，堅持實踐導向，鼓勵學員探究求異，關注課堂學員動態和整體實施過程。學員要積極參與，深入思考和提出質疑，主動建構自己的知識體系。

在考核評估中，主要從課前學習、課堂學習和結課作業3個方面把握。課前學習如統計考查課程點擊下載率、學員的學習時長、思考題和自測試題完成情況。課堂學習考核學員的主動參與程度，知識的理解與把握程度和問題解決能力。結課考核主要關注學員知識掌握的系統性、整體性和應用實踐性。

3.2 系統工程混合教學模式實施可行性

實施以微課與慕課為基礎的翻轉課堂混合教學模式，從教員的角度講，在課前要提供給學員微課和慕課學習資源，并且能夠實時檢查與監控學員的學習狀況。課中要能夠和學員就相關的案例和應用進行深入交流和探討。從這一過程來看，有提供給學員的媒體資源和能夠與學員進行充分交流的平臺是實施混合教學模式的充分條件。而從學員的角度來講，有了豐富的微課、慕課資源，還要有足夠的學習時間和較強的自主學習能力，這是實施混合教學模式的必要條件。對于系統工程課程實施混合式教學，上述條件是完全具備的。

（1）學習資源保障可行。系統工程作為專業基礎課，一直是教學改革的前沿陣地。部分高校開展了該課程的改革實踐和探索，推出了一系列豐富的微課和慕課媒體資源，如在中國大學慕課平臺上，西安交通大學、武漢理工大學、南京航空航天大學等制作了系統工程在線課程。學堂在線、愛課程等平臺也推出了系統工程學習的相關學習視頻和多媒體資源。陸軍軍事交通學院依托數字校園網平臺開設了系統工程網絡課程，推出了系統工程多媒體教材與課件、系統工程案例庫、系統工程多媒體教學視頻和系統工程微課，這些都為系統工程開展翻轉課堂提供了良好的資源保障。

（2）技術條件保障可行。近年來，隨著網絡和信息技術的發展，出現了許多即時交流和通訊的媒介，如飛秋、QQ、微信、雨課堂等信息技術。教員可以在課前推送相關學習視頻和媒體資源，學員只要具備一部手機就可以隨時下載和學習相關教學資源。并且隨著軍隊院校網絡信息化教學硬件和軟件的建設，依托數字校園網平臺，也能夠以多種媒體、多種手段，多種模式支持教與學活動。這些都為實施翻轉課堂的課前學習提供了技術保障。

（3）自主學習能力可行。學員自主學習和自我管理能力是課前能否真正深入學習的關鍵。系統工程課程開課時間是大三年度上學期，這時學員已經完成了一、二年級基礎課程的學習，進入了專業課學習階段，經過前面2年的學習和培養，學員的自主學習能力較強，具備了自我學習管理能力。

（4）課堂交流條件可行。課堂交流充分順暢是實施翻轉課堂成功的關鍵。軍隊院校專業課程都按專業方向實行小班授課，通常每班20-30人，分成若干小組按課堂討論的形式組織。由于學員數量相對較少，課堂上教員有時間、有精力引導學員，和學員之間進行充分的交流與研討，實現知識的傳授和構建。

4 系統工程混合教學模式實施建議

為了系統工程課程更好地實施混合教學模式，建議做好以下幾個方面。

（1）重點內容優先開展。系統工程內容較多，既有定性分析又有定量方法。都實施以微課、慕課為基礎的翻轉課堂混合教學模式，工作量較大，時間難以保證。建議將相對有難度、需要學員反復觀看學習的重點內容優先開展，如以西安交通大學汪應洛主編的系統工程第4版教材為例，第三章中解釋結構模型、主成分分析模型、聚類分析模型、狀態空間模型、第四章中系統動力學仿真模型和第五章中關聯矩陣法、層次分析法和模糊綜合評判法都可以優先實施混合教學。一方面這些內容有一定的難度，需要學員反復學習，以便更好地理解和掌握；另一方面這些內容相對獨立，可以提供大量的應用實例，加深學員的理解和內化。

（2）資源推送科學合理。在系統工程中，上述定量方法通常較為復雜，一般包含基本思想、理論基礎、實施步驟和案例應用等內容。提供的媒體資源一定要對上述內容進行合理拆分，微課視頻不宜過長，慕課資源應完整有序。對方法中涉及的一些理論基礎，如狀態空間模型用到的微分方程和差分方程，要考慮學員基礎知識的掌握程度和掌握的差異性，提供一些輔助學習視頻，使學員更好地理解相關內容。同時，推送的檢測試題最好不要穿插出現在視頻中，不利于學員思考，最好以word或pdf資料形式進行推送。

（3）課堂研討充分開放。對于定量方法實施混合教學，在課堂研討過程中，除了具體方法的計算、求解，一定要拓展其應用性。如解釋結構模型、主成分分析模型、層次分析法等在物流管理方面的具體應用。同時，討論問題的設置應具有一定的開放性和啟發性。如在層次分析法這節，問題的設置可以是為什么應用saaty1-9標度法構造判斷矩陣求權重，是否可以應用1-5標度法或者1-15標度法進行求解？這是一個開放性的問題，學員可以進行積極討論和思考，從而更好地理解1-9標度法這一重點內容和更好地應用層次分析法。

（4）章節內容全面反思。系統工程課程前后內容具有系統性、整體性，但各章節內容又具有獨立性。各章節實施混合教學模式后，教員要對課前學習和課堂學習做全面的總結和反思。如微課、慕課媒體資源下載率、學習時長、單元檢測完成情況、課堂討論知識掌握程度，以及實踐應用等。一方面可以提高學員學習的積極性和主動性，另一方面可以及時發現混合教學模式實施過程中出現的問題，及時對后續內容進行動態調整，提高教學效果。

5 結語

混合教學模式顛覆了傳統的教學模式，為系統工程課程的教學改革提供了新的思路和方向。本文分析了系統工程課程的教學特點，提出了“混合教學模式”在系統工程教學中應用的可行性，并對系統工程課程實施混合教學模式提出了建議，為系統工程課程開展“混合教學模式”提供了參考和借鑒。