基于系統工程課程的項目驅動教學模式探究及應用

張英芝 鄭玉彬 包昊菁

摘要：為培養時代需要的應用創新型人才，以《系統工程》課程為依托，在工業工程專業本科生中開展問題導向、項目驅動教學模式探索及應用研究，以期通過思維能力、問題意識及解決問題能力培養等措施的實施提升高校本科生的實用創新能力。

關鍵詞：系統工程;項目驅動;教學模式;應用創新型人才

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）39-0176-02

一、引言

最新公布的國家“十三五”規劃中將“創新”作為重要的發展理念之一，將引導“十三五”期間各領域的發展方向。而實現創新首要的就是要實現科教創新，培養創新型人才。高校承擔著人才培養的重任，是創新型人才培養基地。在這一背景下，高等院校以何種方式更有效地培養不同行業急需的創新型人才，既是高等院校自身可持續發展的重要衡量指標，也是關系國家“十三五”規劃各項目標能否順利實現的基本保障。

人才的培養效果與教學模式密切相關，受凱洛夫教學論的影響，我國傳統教育中教師是教學主體，強調直接知識傳授，而忽略了學生實踐能力與創新能力的培養。項目驅動教學模式是一種探究式的教學方法。相對于傳統教學模式的而言，這種教學方式的優勢更強，能夠在一定程度上提高教學效果。《系統工程》是工業工程專業重要的專業基礎課程，對學生系統思想和創新能力的培養意義深遠。因此，以《系統工程》課程為依托，在工業工程專業本科生中開展問題導向、項目驅動教學模式探索及應用研究，以期通過該教學模式的引入提升高校本科生的實用創新能力。

二、系統工程教學模式現狀分析

《系統工程》是工業工程專業基礎課，既包括系統思想、系統工程理論與方法，也包括具體工程技術。系統工程跨領域橫斷學科的特點[1]，使得系統工程的教學模式多樣[2]，分為傳統教學模式、翻轉課堂教學模式[3]、任務驅動教學模式[4]和創新式教學模式等[5]。

以教師為主體的傳統教學方式側重于知識的傳授，學生參與度低，缺乏學習的積極性與主動性。致使學生僅注重系統建模、系統分析及評價等具體方法的學習與應用，無法形成“系統性、聯系性”思維邏輯。最后在就業及工作崗位中雖能完成具體工作，卻因缺乏統籌及全局意識，無法形成創新思維，更不具備創新能力，只能淪為執行者去解決問題，而非創新者去發現問題。同時因缺乏自我認知，從而造成就業率很高但就業質量不高的局面。

翻轉課堂是在信息技術支持下，基于網絡教學平臺的一種新型教學模式。該教學模式因可重復學習、且注重過程監控與管理，故在緩解教師教學壓力，提高學生基本知識和基本技能掌握程度方面效果顯著，適用于數學、制圖及機械原理等純技能型、大班授課課程。對于系統工程這類小班的專業基礎課，可將該教學模式應用在具體系統工程方法、技術的教學中，但對于整體性、關聯性系統思想的培養效果不明顯的問題，要懂得系統性、整體性思維及創新能力的培養不僅需要基本知識和具體技能的理論學習，更需要實踐應用。

三、項目驅動教學模式在《系統工程》課程中的探究及應用

1.以問題導向式系統思維能力培養。結合學生學習實際設置問題，通過對問題分析、解決的流程實現系統思維能力培養。

如請同學總結機械原理減速器課程設計流程，即明確系統分析七大邏輯維：明確問題、確定目標、形成方案、建立模型、優選評價、決策及實施以形成系統思維邏輯;也可將規劃、擬訂方案、研制、制造和安裝等時間維度融入其中，還可將大學所學習的機械制圖、機械原理、機械設計與機械精度等課程知識進行合理銜接。邏輯維、時間維和知識維是系統工程解決問題的思考路線，通過系統工程三維結構使學生形成穩定的知識架構，便于知識的加深與遷移，有利于實現創新能力的培養。

2.以5S與5W2H結合的“問題意識”培養。解決問題是一種執行力，而發現問題是一種創新。

5S管理，即整理（SEIRI）、整頓（SEITON）、清掃（SEISO）、清潔（SEIKETSU）和素養（SHITSUKE）就是從清掃工作環境開始的，清掃即點檢，點檢即發現問題。而“預演”是發現問題的重要手段，通過對工程中典型案例預演，可以對內容形成整體認識，即培養系統性、整體性觀點。采用5W2H來描述問題，通過5W可將問題相關的時間、地點、相關人物、問題性質內容及其原因描述出來，用2H可確定研究方法，并評估據此研究方法得到的方案與研究目標的達成度。

以“泡茶問題”為例，采用5W2H分析，確定目標是“喝到一杯清新的熱茶”，與此相關的資源是涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐等，這些資源中除了人力資源外都是沒有限制的，不存在節約問題，唯一涉及的是時間的節約，據此可將問題表述為——設計一個解決泡茶問題的行動計劃，要求合理安排各道工序，最大限度節約時間。

3.項目驅動式分層次解決問題能力的培養。解決問題要先思考解決問題的思路，然后依據目的尋求不同層級的解決方案。即分別從暫時問題解決角度、從持續改善角度和從杜絕問題再次出現角度確定方案。因為問題涉及因素眾多，且具有動態時變性，故從杜絕問題再次出現角度確定最優方案一般很難做到，故多做到第二級，即從持續改善角度確定方案。這些能力的培養需要學生親身經歷才能形成。

項目驅動教學法是在項目驅動下，通過教師組織與指導，使學生利用情境、協作與會話等要素，積極主動地完成一個完整的項目工作，從而有效掌握所學知識的教學活動。為此，在“泡茶”這一項目驅動下，教師與學生一起探討形成系統思維邏輯，即首先明確目標，其次思考這一活動包含的任務、任務順序和哪些任務可以同時進行等，據此制訂不同的可行方案，再次比較評價可行方案，最后實施。

教師組織學生對“泡茶”項目進行活動與方案分析，該項目包括洗壺、灌水、放壺、等水開、洗杯、找茶葉、泡茶和喝茶等八個活動，其中時間最長的活動是等水開，因為洗杯、找茶葉與等水開不存在前后依賴關系，且泡茶在杯中進行，故可按照串行、串并行方式分別排列的可行方案進行活動。學生結合網絡技術及工序圖分析知識，可以進行方案優選。

如果目標進行調整，改為僅從時間角度考慮如何盡快“喝到一杯茶”，這個項目就與之前有很大區別，因為有一種既好喝又保健的冷泡茶，即以冷水來沖泡茶葉，是顛覆傳統的一種泡茶方法。按照這個思路，“泡茶”項目包括的活動就變為洗瓶、灌水、洗杯、找茶葉、泡茶和喝茶等六個活動，其中的泡茶是在瓶中進行，且時間最長，成為瓶頸，因為洗杯與泡茶可以并行，故可設計行動方案并進行方案優選。

通過以上兩個項目分析可知，在相同項目約束條件下，因為目標不同，活動數目及瓶頸也不同，會存在不同的可行方案和最優方案。上述僅從改變目標角度分析，如果目標不變，改變影響因素數目及因素性質、水平等，將會產生更多的不同方案，這就涉及試驗設計、系統建模與仿真分析、系統評價及系統決策等具體方法和技術。由此，培養學生對系統工程具體工程技術的興趣，促使其自主學習，進而實現相關延伸項目問題的分析與解決。

四、結束語

上述以系統工程課程為依托，在工業工程專業本科生中開展項目驅動教學法的研究及應用。問題導向式系統思維能力培養、5S與5W2H結合的“問題意識”培養與項目驅動式分層次解決問題能力培養三個關鍵措施，提高了學生學習主動性、積極性，并開展“上課遲到原因分析”、“畢業去向調研”、“掛科高”與“沉迷于網絡游戲的心理因素”等項目的思考、探索與研究，提高團隊協作能力。為培養工業工程應用創新型人才，提高學生就業質量提供了切實可行的方法。

致謝：該文的研究受到吉林大學2017年本科教學改革項目（2017XYB018）、（2017XYB0250）的支助，在此一并致謝！

參考文獻：

[1]王鳳肆，王順，王春迎，等.基于社會網絡分析的大學本科課程體系研究——以系統工程專業為例[J].信息系統工程，2018，（5）：49-51.

[2]李浩平.工業工程專業“系統工程”課程多樣化教學模式探索[J].科技信息，2011，（10）：42-45.

[3]王家勝.翻轉課堂在系統工程課程教學中的應用探索[J].大學教育，2018，（9）：49-51.

[4]沈瑾.面向工業工程專業的系統工程課程教學改革研究[J].教育教學論壇，2017，（4）：131-133.

[5]賀勇.“管理系統工程”教學中創新教學模式的實踐[J].長春理工大學學報，2011，（3）：169-170.

Research and Application of Project Driven Teaching Mode Based on System Engineering Course

ZHANG Ying-zhia，ZHENG Yu-bina，BAO Hao-jingb

（a.School of Mechanical and Aerospace Engineering;

b.Appled Technology College，Jinlin University，Changchun，Jinlin 130000，China）

Abstract：In order to cultivate the applied and innovative talents needed by the times，relying on the course of Systems Engineering，the exploration and application of the problem-oriented and project-driven teaching mode are carried out among the undergraduates majoring in industrial engineering，with a view to improve the practical innovation ability of undergraduates through the implementation of measures such as thinking ability，problem consciousness and problem solving ability.

Key words：System Engineering;Project Driven;teaching mode;applied and innovative talents