基于系統思維教育與應用的本科生教學改革

李智麗 婁華 張錦偉 廖潔丹 葉亞瓊 陳濟鐺 黃以

摘要：高校作為培養高素質的專門人才的基地，要想在有限的時間內，實現對本科生的全方位高素質培養，“系統思維教育模式的開發與運用”是一個很好的構想與途徑。

關鍵詞：系統思維;本科生;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）42-0123-02

系統是與完成某一個項目，或一個任務、某一個事件相關的所有元素在時間、空間維度中互影響與作用的完整統稱。而系統性思維是指為完成某一項目或事件、目的將系統中所有元素進行有機整合的完整性思想方式、思想能力與思想過程的統稱。

高等教育的培養目標重點不是培養學生在有形世界中的認知與組合，而是引領學生根據有形世界及已知領域，對其規則、規律、法則、內在本質的研究與發現，進而對現有工具或工作方式優化、完善、改善，達到創新創造的目的。

高等教育教學過程中傳授的知識體系，只是對現有物質世界已有認知的一種表述，其帶給學生的是對客觀事物點狀認識。而學生能力的形成則需要其根據自己的理解、生活經歷、事物特征的把握、內在關系的梳理逐步對其意識形態重構，從而逐步形成其特有的思維系統。

在接受高等教育期間，培養學生的系統性的思維能力，縮短每個個體重構思維系統的時間，是極其重要及必要的。要使學生在知識學習過程中快速形成系統性思維方式，培養其觸類旁通的能力，必然要求授課者要改變傳統的知識教學習慣，通過合理的引導方式，將知識與系統整合為一體，又通過系統將知識表達再現。每個教學內容的組織與設計，每個知識點的講解都進入問題分析相關維度，使學生逐步形成維度式、系統式的學習方法，從而快速形成專業或行業的系統思維體系。

建立系統思維的意義在于：（1）對事物結構的剖析有助于架構明確及清晰;（2）對事物元素的分解有助于維度完整及周密;（3）對影響因素的分析有助于分析主次因素;（4）有助于發現事物內在新元素以及新的影響因素;（5）為事物系統的分析提供一套方法與手段;（6）為學習與研究提供視野拓展的依據與方法。

一、學科專業設計與社會應用的系統關聯

建立學科專業思維體系及思維習慣的相關行業特征。首先，研究相關學科專業在行業體系中的應用環境、應用前景、職業對應、崗位發展與延伸、行業發展方向等，使專業在相關社會應用中找到定位與依托。其次，引入行業或相關領域的資訊，為學生提供培養系統思維模式的實踐性素材。

二、課程間的系統性綜合思維實踐

課程的設置是為形成統一的專業思維體系而服務的，課程的教育不是孤立存在的。恰恰相反，目前在不斷要求老師專業化背景下，課堂教學內容往往只是從課程本身出發，出于課本，歸于教材，老師的專業性也帶來了課程的孤立性，缺乏課程間橫向、縱向的跨越與貫通。因此，如何打破課程間、老師間、校內外間的壁壘，建立知識貫通的平臺，應用于教學實踐，值得我們思考。

三、課堂設計與課程設置的系統思維建立

課堂設計主要以知識為基礎，知識的本身特性是相互關聯的，網狀的。但目前大多數教師授課時，卻是將知識點狀化、孤立化，致使學生無法將知識活學活用，使知識不能產生其應有的價值。要將知識進行分門別類、進行歸納總結傳授，同時又要將知識與系統關聯，并研究其相互影響與作用，進而尋找發現其內在的價值與功能。這就要求課堂組織中將每個知識元素有機進行系統整合，促使其系統思維元素的補充與豐滿，并隨著一個知識元素的補充，其上下左右相互關聯體的整理與擴充，便可以達到知識呈幾何級數增長。

四、課程與應用融合系統思維實踐

應用實踐是以項目、事件為中心，要完成某一項目或某一目標。知識性應用只是一個方面，其人文因素、時間因素、空間因素、環境因素都屬于系統中的相關元素，這些對項目或事件目標的達成都起著或多或少，甚至重要的影響作用。而課程又僅僅是知識系統中的一小部分。

抽象思維的研究如何用顯性的方式，采用什么物質形式進行可視化的體現，并進行廣泛的傳播與應用。采用傳統的文字或書籍、圖形很難將抽象、虛無、動態變化、內在不斷演變的形態思想與過程予以表達與呈現。現代信息化技術根據信息數據的演變可以通過數學模型或數據挖掘的功能完成內在事物變化過程的重現與表達。而仿真虛擬技術可將內在的數據變化表達，借助物質的外表特征進行表象的表達與呈現。而網絡技術為這個思想表達的傳播、共享、互動提供了打破時間與空間、環境約束的可能。而未來物聯網的發展與應用為數據數據采集與采樣提供海量數據的保障。

五、方法的建立

系統性思維的建立與培養，其實質為一種思維習慣的培養。一種思維習慣的形成，是通過事物特定分析思路將大量信息及資源元素進行內在邏輯關系梳理形成思想的一種思維模式。這個思維模式有自下而上的總結模式，也有自上而下逐步分解的模式。也有由某一項目中某一元素為驅動，逐步上下、左右延伸與拓展，從而尋找內在的關聯，不斷經過總結而獲取其內在的規律，不斷分析，使思維不斷完善、優化與周密。第一種方法，往往是具有很高造詣，對事物有“道”層面的掌控能力者使用，其特點在于脈絡清晰、條理清楚、目標明確，是在智慧的前提下進行。第二者與第三者其實沒有特定的界定。事物本身沒有發展和衍生的止境，所以也就不存在很確切的“下”的概念。所以事物認識或形成的過程中往往運用第三種模式。

從事物四個認識層面入手：象、法、術、道，對事物分析，對目標功能進行定位。

根據能力四個維度：知識、技能、素養、潛能，對課程教育的內涵進行分析，以納入維度系統中，進行維度思想的培養。

針對能力培養形成的五個步驟：行、問、思、解、結，對能力內涵的知識點進行不同方式的承載與呈現，合理貫穿于教育的相應環節。

六、資源建立與需求

圍繞系統性思路的建立，需要非常豐富、互相關聯的資料。

資源的主體要有：項目設計、事件描述、環境設計、人物形態、微觀呈現、宏觀互動、影響互制等。

其資源形式包括：動畫、視頻、圖片、文件、立體三維、音頻等等。采用一切聲光電可能表達的形式，盡可能創造現實世界的五觀感覺與認識，為形成思維系統提供體驗式的培育環境。采用現代3D虛擬仿真技術，將宏觀與微觀世界利用模型構建的方式進行其特征與關系的呈現。并將各類課程資源與其間的模型實物關聯，創建虛擬的數字教學基地。并依據虛擬環境中的事物關系與流程初步掌握事物間的簡單邏輯關系，從而引發其發現、尋找各種問題。

七、教育過程與實踐

行動：學生可通過在虛擬環境中的游歷無形中完成其知識學習，借助各類虛擬實驗操作掌握實訓操作的流程、步驟與規范，借助虛擬模型進行事件、項目的執行操作完成其操作思路的構建，同時避免了耗材與危險的發生。經過這些過程，學生可從不同角度尋找、發現問題，促使學生進入第二個環節“問”。

問題：學生可借助系統平臺，將問題進行準確描述、表達，向他人尋求幫助。這其中的關鍵是培養學生發現問題的能力，對現象及問題準確表達、精準定位的能力，表述方式、語氣態度等人文情感。

思考：思考是發現問題后嘗試解決問題的前期過程，系統中學生可根據模擬虛構的模型，依據事物發展流程進行知識與系統相關元素、因素的系統重構。

解決：當學生通過思考、發現或確定一套解決方法后，可通過系統中的模擬環境進行其解決流程與過程的實踐。其實系統中所有工具、元素、關系都可供學生根據思路不斷演練，促使其對整個項目系統的成熟完善。

通過跟蹤事物或項目的演變過程，并不斷對其進行歸納、總結、吸收，這是能力轉化的步驟。這個過程中培養了學生文字表達能力、總結觀點的能力、看問題的角度能力、整體事物分析能力、經驗積累與再應用的能力。