系統(tǒng)工程課程教學(xué)改革的研究與探討

付沙　肖葉枝　周航軍　劉文彬

摘? ?要：系統(tǒng)工程課程兼具理論與實踐雙重特征，對培養(yǎng)學(xué)生運用系統(tǒng)思想解決實際問題的能力具有重要的指導(dǎo)作用。針對教學(xué)過程中存在的問題，本文首先闡述了系統(tǒng)工程課程的三大核心教學(xué)模塊，然后從課程教學(xué)體系、教學(xué)方式方法、教學(xué)模式、學(xué)術(shù)研討交流、考核方式等方面入手，深入分析研究系統(tǒng)工程課程的教學(xué)建設(shè)與改革。按照系統(tǒng)工程的基本思路整合教學(xué)內(nèi)容，形成以學(xué)生為中心的方法論，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力，并在建設(shè)過程中逐步形成課程特色。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程? 教學(xué)改革? 教學(xué)體系? 教學(xué)模式? 學(xué)術(shù)研討

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0173-03

Abstract： Systems engineering course has dual characteristics of theory and practice， and plays an important guiding role in cultivating students' ability to solve practical problems by using systematic thinking. In view of the existing problems in the teaching process， the paper first expounds the three core teaching modules of the systems engineering course， and then proceeds with the teaching system， teaching methods， teaching modes， academic discussions and exchanges， and assessment methods， and makes a thorough analysis of the teaching construction and reform of the systems engineering course. According to the basic ideas of system engineering， we should integrate teaching contents， form a student-centered methodology， cultivate students' comprehensive quality and practical innovation ability， and gradually form curriculum characteristics in the process of construction.

Key Words： Systems engineering; Teaching reform; Teaching system; Teaching mode; Academic seminar

1? 引言

系統(tǒng)工程是開發(fā)、運行和創(chuàng)新復(fù)雜的大型系統(tǒng)（特別是管理系統(tǒng)），以及所需的思想、程序、方法的綜合工程技術(shù)[1]。當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，社會、經(jīng)濟及管理環(huán)境發(fā)生了一系列革命性變化，對于系統(tǒng)性問題和系統(tǒng)化的管理要求日益突出和迫切，出現(xiàn)的一系列問題亟需按照基于系統(tǒng)的相關(guān)觀點以及采用系統(tǒng)分析的方法予以解決。《系統(tǒng)工程》是當(dāng)前管理類專業(yè)在教育教學(xué)中一門非常重要的基礎(chǔ)課程，同時也是一門以系統(tǒng)為研究對象，以現(xiàn)代系統(tǒng)理論和系統(tǒng)性方法作為主要內(nèi)容的管理課程。培養(yǎng)目標(biāo)是讓管理專業(yè)學(xué)生了解和掌握系統(tǒng)以及系統(tǒng)工程基本的概念，掌握系統(tǒng)工程為了解決復(fù)雜大系統(tǒng)應(yīng)運而生的理論和方法，運用系統(tǒng)的觀點與思路分析問題并解決問題。在當(dāng)前高等教育迅猛發(fā)展的新形勢下，探討課程的教學(xué)體系、教學(xué)方法和教學(xué)模式的深層次改革對教育教學(xué)工作具有十分重要的意義。

2? 系統(tǒng)工程課程教學(xué)問題現(xiàn)狀分析

在教學(xué)過程中收集到的信息，反映出學(xué)生較為重視本課程的學(xué)習(xí)，積極性也很高，但是學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)中存在著些許問題，影響教學(xué)質(zhì)量和效果。

（1）“系統(tǒng)”的概念在學(xué)生的頭腦中還沒有完全形成，使得正確理解系統(tǒng)優(yōu)化變得較為困難，這主要是由于學(xué)生對“系統(tǒng)”缺乏感性認(rèn)識。另一方面，課程內(nèi)容相對抽象，教學(xué)方法和手段落后，缺乏展示系統(tǒng)工程的實踐活動，阻礙了學(xué)生思維的轉(zhuǎn)變以形成“系統(tǒng)”的概念[2]。

（2）學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握不扎實、課前預(yù)習(xí)不充分，數(shù)學(xué)類課程教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度明顯不足，導(dǎo)致對系統(tǒng)最優(yōu)化計算理論與方法的理解存在差距。線性代數(shù)、運籌學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計等知識貫穿于系統(tǒng)工程中線性規(guī)劃計算理論和方法等核心內(nèi)容，部分學(xué)生對先導(dǎo)知識掌握和理解不足，影響其對模型和算法的理解，導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣。

（3）教師在教學(xué)過程中側(cè)重于系統(tǒng)分析的原理及方法，對技術(shù)方法的實際運用講解相對較少，忽視了案例討論和實踐等環(huán)節(jié)的教學(xué)，也未能考慮到應(yīng)用中往往采用相應(yīng)計算機輔助軟件的實際情況，理論與實踐的融合度不足，影響了師生以及學(xué)生之間的交流與討論。

（4）課程考核方式過于單一，多以書面測試為主，不能起到積極的引導(dǎo)作用。學(xué)生對系統(tǒng)工程知識的理解和掌握需要經(jīng)過一定的實踐進(jìn)行檢驗，這是一個相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)分析過程[3]，以試卷為主的考核方式很難真實地反映出學(xué)生對系統(tǒng)工程知識的實際掌握程度和應(yīng)用能力。

3? 系統(tǒng)工程課程教學(xué)內(nèi)容安排

在知識以及能力培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)工程課程的三大模塊分別是：思想概念與方法、系統(tǒng)模型與模型技術(shù)、評價與決策，以三大模塊為核心設(shè)計課程體系和教學(xué)保障制度，如圖1所示。具體的教學(xué)內(nèi)容安排如下。

第一模塊：思想概念與方法。該部分主要介紹系統(tǒng)工程的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，系統(tǒng)和系統(tǒng)工程的概念與特點及學(xué)科性質(zhì)等。闡述了系統(tǒng)工程方法論以及系統(tǒng)分析的有關(guān)方法和創(chuàng)新分析方法，建立系統(tǒng)分析及本課程內(nèi)容的邏輯框架。該部分主要指導(dǎo)學(xué)生如何運用系統(tǒng)意識、思維和方法來處理和分析問題。

第二模塊：系統(tǒng)模型與模型技術(shù)。該部分圍繞系統(tǒng)模型化及分析方法，重點介紹結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)、主成分分析與聚類分析方法和狀態(tài)空間模型，以及系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)上的系統(tǒng)動力學(xué)模型化原理及其仿真分析方法。該部分主要培養(yǎng)學(xué)生將運籌學(xué)、現(xiàn)代管理科學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)等知識與工程技術(shù)綜合運用的能力。

第三模塊：評價與決策。該部分主要介紹系統(tǒng)評價原理及關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法、網(wǎng)絡(luò)分析法、模糊綜合評判法及數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法等常用方法，以及針對決策分析，重點闡述風(fēng)險型決策分析、魯棒決策分析、管理博弈及沖突分析方法等。該部分主要培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的邏輯能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。

4? 系統(tǒng)工程課程教學(xué)改革的探討及措施

系統(tǒng)工程課程的教學(xué)改革是在分析教學(xué)問題現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，遵循創(chuàng)新的教學(xué)模式研究，貼近教學(xué)和時代的要求，以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力為主線，以教書育人、提高教學(xué)質(zhì)量為目的。

（1）改進(jìn)授課形式，加強對課程教學(xué)體系的改革。

高等教育現(xiàn)代化教學(xué)資源不斷豐富，多媒體教學(xué)方式日益廣泛。運用多媒體技術(shù)可以展示大量的教學(xué)內(nèi)容，但是演示過程較為迅速，會導(dǎo)致學(xué)生的理解和消化時間縮短。此外，單一的放映過程容易使學(xué)生感到枯燥乏味。在此情形下，傳統(tǒng)的板書教學(xué)仍然是必不可少的。因而，需要將多媒體技術(shù)和板書教學(xué)完美結(jié)合，針對不同的教學(xué)內(nèi)容選擇相適應(yīng)的教學(xué)方法，運用豐富的教學(xué)案例和素材，在保證教學(xué)信息量的同時，還能增強學(xué)生對于問題的理解[4]。另一方面，除了選擇合適的教學(xué)媒介之外，教師還需要加強課堂互動，通過互動起到強化理解的效果。

在教學(xué)過程中，適當(dāng)增加系統(tǒng)仿真、系統(tǒng)評價和系統(tǒng)決策的方法論教學(xué)和實踐，壓縮基礎(chǔ)理論課的教學(xué)時間。同時，通過計算機輔助軟件解決工程優(yōu)化計算方法有關(guān)的問題，經(jīng)過作業(yè)或課程設(shè)計的訓(xùn)練，學(xué)生可以利用系統(tǒng)工程方法來分析和解決他們身邊的實際問題，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性[5]。

（2）以學(xué)生為中心，遵循啟發(fā)式教學(xué)原則。

傳統(tǒng)的“以教師為中心”的教學(xué)模式逐漸被“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式所取代，現(xiàn)代教學(xué)強調(diào)學(xué)生是教學(xué)的主體，教師是教學(xué)的設(shè)計者和組織者。教師可以遵循啟發(fā)式教學(xué)原則，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力，根據(jù)學(xué)生獲得知識和掌握技能的思維方法和思維過程，按照學(xué)生的思維流程設(shè)計出相應(yīng)的啟發(fā)式問題并適當(dāng)用于課堂教學(xué)，鼓勵學(xué)生積極參與思考，讓學(xué)生自己提出問題、分析并解決問題。在啟發(fā)式教學(xué)過程中，通過發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析并解決問題、擴展問題、再解決問題等途徑，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過問題的深化和擴展，可以拓寬學(xué)生的思維，提高學(xué)生的實踐能力，使學(xué)生真正成為課堂上的主體[6]。

在講授具體知識點時，加強前后知識的連貫性，對重點問題舉一反三，從多角度、多側(cè)面去闡述，將知識的點擴展為面，拓寬學(xué)生的思維空間。通過一提多解、多提問，啟發(fā)引導(dǎo)為主，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，使學(xué)生從被動接受轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，加強學(xué)生思考能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，由重知識轉(zhuǎn)向重智能。

（3）構(gòu)建系統(tǒng)任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式，促進(jìn)知識的理解和吸收。

通過將課程的基本知識點與系統(tǒng)任務(wù)相結(jié)合，使學(xué)生能夠全面掌握知識結(jié)構(gòu)。指導(dǎo)學(xué)生提出所分析的對象、組織團(tuán)隊分工合作完成任務(wù)，加強理論和實踐的結(jié)合，努力提高學(xué)生參與程度和自主學(xué)習(xí)的能力。整個過程中，系統(tǒng)分析與設(shè)計的思想貫穿始終，教師應(yīng)引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生形成系統(tǒng)的、相互聯(lián)系的思想觀念。隨著課程內(nèi)容的不斷推進(jìn)，教師依次布置各階段的子任務(wù);小組基于新學(xué)到的知識，對所分析問題進(jìn)行展開、細(xì)化并逐步深化，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和一定的交流探討完成課程任務(wù)。在課程結(jié)束之后，任務(wù)小組匯總所有子任務(wù)，進(jìn)一步分析、討論并形成完整的系統(tǒng)工程課程分析與設(shè)計報告[7]。采用系統(tǒng)任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式可以讓學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和吸收，加強師生之間的交流，整合理論知識的具體應(yīng)用，提高學(xué)生分析和解決具體系統(tǒng)工程問題的能力。

（4）加強學(xué)術(shù)研討，培養(yǎng)學(xué)生的研究能力。

引導(dǎo)學(xué)生廣泛閱讀本專業(yè)權(quán)威的國內(nèi)外期刊，例如，《Management Science》、《Operations Research》、《系統(tǒng)工程理論與實踐》、《系統(tǒng)工程與電子技術(shù)》等期刊，通過閱讀近年來高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文，學(xué)生可以初步了解和認(rèn)識其專業(yè)和方向的國際研究前沿[8]。教師指導(dǎo)學(xué)生整理和剖析所閱讀的文獻(xiàn)，闡述該論文的觀點及主體內(nèi)容。教師將有針對性地對其進(jìn)行點評和解析，包括補充學(xué)生沒有解釋到位的重要部分。這種學(xué)術(shù)討論方式不僅可以培養(yǎng)學(xué)生閱讀、分析和解釋文獻(xiàn)的能力，而且可以加強學(xué)術(shù)交流，活躍課堂的學(xué)術(shù)氛圍，也拓寬了學(xué)生的視野。

（5）完善考核方式，凸顯學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)。

為加強學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)，全面考核學(xué)生對知識的掌握情況，要求教師必須改革考核方式。考試內(nèi)容應(yīng)該突出知識的基礎(chǔ)性、實踐性和創(chuàng)新性，試題具有一定的開放性和拓展性，并且可以分階段考核。在日常教學(xué)活動中，通過課堂提問、小組討論、課程作業(yè)和課程分析報告等多個項目對學(xué)生進(jìn)行全方位考核，注重教學(xué)過程控制，使得學(xué)生既掌握知識，又提高分析與解決實際問題的能力。另外，通過提高平時成績所占比重，或增加其它考核方式以達(dá)到教學(xué)與考核目的，例如：由幾位學(xué)生組成團(tuán)隊共同完成系統(tǒng)分析與設(shè)計，或是撰寫一篇相關(guān)的研究報告或論文等。

5? 結(jié)語

系統(tǒng)工程課程教學(xué)改革的目的是提高教學(xué)效率，促進(jìn)課程對學(xué)生的貢獻(xiàn)程度。為提高高校教學(xué)質(zhì)量，在課程教學(xué)體系、教學(xué)方法、教學(xué)模式以及考核方式等方面需要不斷改革與創(chuàng)新，在實踐中不斷探索、反復(fù)驗證并持續(xù)不斷地改進(jìn)。在確保學(xué)生掌握課程基本理論與方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強化學(xué)生對所學(xué)理論知識的深入理解。通過鼓勵學(xué)生閱讀學(xué)術(shù)前沿文獻(xiàn)和參與學(xué)術(shù)研討，提高學(xué)生提出、分析和解決問題的能力，加強學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，為提升學(xué)生綜合素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。

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