基于系統科學的系統科學與工程專業建設研究

王 培，尚 曉

（玉林師范學院 數學與統計學院，廣西 玉林537000；玉林師范學院 教育科學學院，廣西 玉林 537000）

系統科學是研究系統的結構與功能關系①苗東升：《錢學森與系統科學》，《科學新聞》2001年第36期，第21—22頁。、演化和調控規律的科學，是一門新興的綜合性、交叉性學科。它以不同領域的復雜系統為研究對象，從系統和整體的角度，探討復雜系統的性質和演化規律，目的是揭示各種系統的共性以及演化過程中所遵循的共同規律，發展優化和調控系統的方法，進而為系統科學在科學技術、社會、經濟、軍事、生物等領域的應用提供理論依據。系統科學是由貝塔朗菲在1937年提出的一般系統論原理上發展而來的。在中國，系統科學的發展相對較晚，但在錢學森等老一輩科學家的努力下，系統科學在我國獲得廣泛的重視并形成了較好的學術氛圍和理論基礎，近年來系統科學在我國發展迅速，到目前為止，已經舉辦了五屆系統科學大會，第六屆系統科學大會將在上海理工大學舉辦。會議的規模也在逐年擴大，第一屆系統科學大會參會人員500 多人，到了第五屆系統科學大會時，參會人員已經超過2000人。在此基礎上逐漸延伸出一些交叉學科，系統科學與工程就是其中之一。

系統科學與工程專業具有理科與工科相結合的特點②于景元：《錢學森系統科學與系統工程的成就與貢獻》（上），《中國航天》2021年第12期，第16—23頁。，以理科為理論基礎，以工科為應用前景，除此以外，該學科還有軟件與硬件相結合，理論與實踐相結合的特點。該專業學生主要通過理科理論學習，簡歷系統模型，利用物理學、系統理論等專業知識處理實際問題，重點培養學生能夠運用系統科學、物理學、控制理論和計算機科學等知識處理實際問題的能力。目前，國內一些大學開設了研究生層次的系統科學課程，開設系統科學與工程本科專業的高校較少，廣西區內只有玉林師范學院開設有系統科學與工程本科專業，之所以開設系統科學與工程本科專業，主要得益于桂東南及粵港澳大灣區的社會需要，因此培養本科層次的人才成為社會需要，玉林師范學院數學與統計學院在前期充分調研的基礎上，初步制定了符合區域發展需求的人才培養方案。通過走出去、請進來的策略，了解到國內許多學者對系統科學與工程專業的人才培養方案、培養模式及專業特色進行了研究③鄧通發：《系統科學法在土木工程專業人才培養中的應用》，《黑龍江科技信息》2012年第34期，第148—154頁。，由于地緣關系及區域發展需求不同，每個學校辦學理念和定位也不同，因此即使專業相同，人才培養模式和專業特色也不盡相同。本文根據玉林師范學院以師范為主結合工科的特點，服務玉林生態農業和粵港澳大灣區科技需求的定位，結合數學與統計學院實際情況和師資力量，闡述玉林師范學院數學與統計學院系統科學與工程辦學方向、辦學特點及專業的培養目標①徐姣姣、項勇、黃佳禎：《系統科學視域下高校工程管理課實踐教學研究》，《當代教育實踐與教學研究》2020年第7期，第202—203頁.。與同類院校相比，我校更加注重實踐環節及區域發展需求是這一新增專業的主要特色，本文就如何進一步打造專業特色給出了一些具體建議。②蔡博、張銘初：《系統科學和系統工程的發展與應用》，《信息記錄材料》2019年第20期，第10—11頁。

一、專業的辦學方向與辦學特點

系統科學與工程專業雖然是數學與統計學院的新增專業，但我院的數學與應用數學本科專業已經有20多年的辦學經驗，信息與計算科學專業、應用統計學專業也有近十年的辦學經驗，具有良好的專業建設經驗。其次，我院為了開設系統科學與工程本科專業，先后到北京師范大學、青島大學、國防科技大學、武漢科技大學、昆明理工大學等學校調研，經學校教學指導委員會、學院教學指導分委員會充分論證，決定在數學與統計學院設立系統科學與工程本科專業，該專業將以數學與應用數學、信息與計算科學、應用統計學和物理學為基礎，以桂東南農業生態系統及粵港澳大灣區人才需求為專業特色。該專業有較為雄厚的師資力量和學術團隊，師資和學術團隊年齡層次結構合理，研究方向與專業建設密切結合，符合專業教學需要，也有利于學校學科群的建設。學院從已有條件出發，根據學院制定的十四五建設規劃，堅持以OBE理念為引導，根據區域發展特點與建設需要，充分調研，明確了系統科學與工程專業發展的目標、培養層次、模式和定位。

（一）通過前期充分調研，了解同類專業的培養方案和辦學方向，確立了系統科學與工程專業的辦學方向

立足理科，注重該專業與數學與應用數學專業、信息與計算科學專業、應用統計專業、計算機大數據、生態農業系統的無縫銜接，強調理科和工科融合，打破單一的培養模式，本專業以廣西重點學科——應用數學、廣西高校重點實驗室——復雜系統優化與大數據處理重點實驗室、系統科學廣西一流學科（培育）、廣西重點實驗室——農產資源與化工重點實驗室等科研平臺為依托，秉承校訓“厚德博學、知行合一”的本科人才培育理念，以培養具有國際化視野、社會責任感、系統思維、扎實的基礎理論、系統的專業知識、創新意識和創新能力的高層次復合型人才為目標。旨在培養掌握系統科學的基本理論與研究方法，具備建模、數據處理與分析、科學計算等相關技能，能在電子信息、生物工程、通信、計算機、電子商務、電氣工程、電力工程、交通、金融、機械以及輕紡等廣泛領域從事系統分析、設計、科學研究開發和管理決策工作的高級應用型人才。③于景元：《錢學森系統科學和系統工程的成就與貢獻》（上），《中國航天》2021年第14期，第15—23頁。

（二）通過到區內外調研，了解不同層次院校的辦學理念及課程設置，召開教學研討會，了解相關專業課的知識銜接問題

通過到廣西師范大學、青島大學、北京師范大學、武漢科技大學、昆明理工大學、玉柴集團、南寧六景工業園、深圳千峰教育集團等單位調研，經學校與學院教學指導委員會反復論證，確立了系統科學與工程專業人才培養方案，并確立兩年一小修、四年一大修的人才培養方案修訂機制，以滿足系統科學與工程專業發展需求。同時，在滿足國標和專業標準的條件下，根據區域發展需求與特色設置課程，開設課程種類較多、涉及的學院及學科相對較多。在控制總學分的條件下，增加較多種類課程，這就需要壓縮一部分專業基礎課，這對學生的發展存在一定的不良影響。為了讓學生在有限的學時內學習更多的專業基礎知識，我們根據學生發展需求，編寫適合自己專業的教材。在編寫過程中不僅注重知識的融合與銜接，還注重簡化一部分課程，比如我們開設了高等數學A，該內容涵蓋了高等數學、線性代數、解析幾何、概率與數理統計的內容，避免了課程內容的交叉。再如運籌學與高等數學中的教學內容最小二乘法有重復，我們根據實習需要調整教學，提高教學效率。在盡可能保障教學質量和課時不變的情況下，合并了數學建模實訓和數學建模兩門課程；針對部分專業發展課程，采用英文原版教材及雙語教學，提高本科生的專業英語能力及英文閱讀能力，進而減少《系統科學與工程專業英語》的學時，仍能較好地保證教學質量及學生畢業論文的寫作。

在大學四年學習過程中，第二課堂和實訓貫穿整個學習過程，根據教學計劃安排，每個學期都有一周的教學實踐周，主要是通過第二課堂實訓，訓練學生的動手能力，強化理論對實踐的指導。在實踐周還組織學生到玉柴集團、玉林市農科所等單位進行見習，了解社會對專業知識的需求，激發學生的學習興趣。邀請工作一線的專家到校指導學生的實習實訓，學院制定了雙導師制度，充分發掘學生的學習潛力，為將來發展奠定基礎。

（三）理論與實踐并重，挖掘學生發展潛力

除了專業基礎課程，在人才培養方案中還設置了系統理論、控制論與控制系統設計、系統科學綜合創新實踐①于景元：《錢學森系統科學和系統工程的成就與貢獻》（下），《中國航天》2022年第12期，第41—45頁。、專業實習、畢業設計科研訓練項目、第二課堂等。利用專業基礎課程中的數學知識，借助理工軟件，為系統科學與工程專業實習打下堅實基礎。為更好地提高學生的實際操作能力，每個學期開設實踐周，讓每個學生都有學以致用的機會；其次，強化“三習”在學生發展中的支撐作用，做到“三習”融會貫通。另外，充分利用大學期間的三個暑假時間，每個暑假都有一個主題活動，突出學生的動手能力，旨在通過實踐環節教育，培養學生社會實踐能力，這不僅給學生提供一個讓社會檢驗的機會，還可以讓學生進一步開闊自己的視野，拓展知識面。如在系統理論中學習到的理論知識怎么應用于實際，就需要學生在“三習”及社會實踐中不斷探索。在此過程中，不僅可以讓學生了解企業對人才的需求，還可以培養學生的學習興趣，了解自己的不足，為第七個學期的專業實習奠定良好的基礎，同時為第八學期的畢業設計提供更多的題材，增強了學生的就業競爭力，實現學習與就業一體化的應用型人才培養模式。

（四）以利益相關方為調研對象，聽取他們對人才培養方案的意見和建議

以OBE 理念為導向，針對系統科學與工程專業特點②于景元：《系統科學和系統工程的發展與應用》，《科學決策》2017年第24期，第1—18頁。，結合學生自身發展及學院現有條件，在共同完成基礎培養的條件下，不再實施統一的培養目標。考慮到該培養方案設置的職業選擇方向，工科院校的“數學與應用數學專業”的學生的職業選擇一般有以下幾個方向：電子信息、生物工程、通信、計算機、電子商務、電氣工程、電力工程、交通、金融、機械以及輕紡等領域從事系統分析、設計、科學研究開發和管理決策工作、考研深造等。因此，為了適應學生職業發展需求，在制定人才培養方案時遵循“以系統科學類專業課程為主體，以物理專業及計算機和智能優化課程為輔助，通過設置模塊課程和選修課程，突出大數據處理、管理決策、考研深造、智能處理等培養方向，注重學生專業素養、實踐能力及科研能力的發展。這樣的人才培養方案體現以培養應用型為主、科研型為輔的從事系統分析、設計、科學研究開發和管理決策工作的高級應用型人才，這也與我校人才培養定位相符。

二、充分利用區位優勢，打造專業特色

作為以師范專業為主的院校辦系統科學與工程專業，其專業特色一定不同于從事系統科學與工程研究的綜合性院校和專業工科院校，為了進一步明確專業特色，經過充分調研，學校與學院教學指導委員會反復討論，大家一致認為，我們應該結合學校應用型的辦學定位，強化理工科應用的特點，充分利用師資隊伍的優勢，結合區域發展需求，注重與信息與計算科學、應用統計學和物理學的結合，強化以理科為理論基礎、工科為應用前景，深度融合理科和工科，努力培養學生利用系統科學理論、數學理論及計算機解決實際問題的能力，為學生深造或就業創造條件。最后，確立本專業的培養目標：本專業培養德、智、體、美、勞全面發展的社會主義建設者與接班人，具有良好的系統理論思維，掌握系統科學的基本理論、方法和技能，熟練運用相關軟件及理論，具備建模、數據處理與分析、科學計算等相關技能，能在電子信息、生物工程、通信、計算機、電子商務、電氣工程、電力工程、交通、金融、機械以及輕紡等廣泛領域從事系統分析、設計、科學研究開發和管理決策工作的高級應用型人才。

本專業融入學校的學科建設，學院結合現代產業以服務區域生態農業輻射粵港澳大灣區的人才需求為主要特色，融入高校思政元素，逐漸形成一流本科專業，有效支撐系統科學學科在廣西的快速發展。①于景元：《系統科學和系統工程的發展與應用》，《科學決策》2017年第24期，第1—18頁。

三、采取的措施

（一）做好專業解讀工作，讓學生全面了解專業

由于系統科學與工程本科專業開設較少，學生在選擇該專業時沒有足夠的了解，因此，入學以后面臨許多問題，尤其是該專業是做什么的？需要學習哪些技能，未來的發展有哪些等問題。面對以上問題，我們選擇專業老師在新生入學之際做多場專業解讀工作，從人才培養方案到畢業要求，再到課程設置、該專業設置的小方向，最后到就業均做詳細的解讀，讓學生進一步了解該專業。然后通過一年半的公共課與專業基礎課的學習，讓學生逐漸發現自己的優點與特長，根據自己的特長選擇適合自己的方向，這不僅為進一步深造打下堅實基礎，還可以在就業中凸顯專長。這就要求該專業的人才培養須打破單一的培養模式，以各種省部級的專業競賽活動為載體，以小方向及大學生創新創業訓練項目為平臺，鼓勵學生成立興趣小組，通過實施雙導師制（專業導師與實踐導師），引導學生依托專長謀劃未來發展。

（二）第二課堂提升學生實踐能力

為了強化玉林師范學院應用型辦學特色，系統科學與工程專業不僅在人才培養方案中提供培養學生實踐能力的選修課，每個學期還設置了實踐周、第二課堂，寒暑假設置了社會實踐活動，讓學生走進系統科學與工程實踐環節，親身體驗專業魅力。考慮到該專業每年只招收一個班級，學生人數相對較少，多門選修課很難開設。這就要求學生所選課程必須在老師的指導下選擇方向性強的模塊課程，這樣既培養了學生的實踐能力，又能充分利用資源。

（三）積極推進專業實驗室及實踐基地建設，提升實踐環節質量

專業實驗室及專業實踐基地建設是培養學生動手能力的保障。通過前期調研，結合專業課程設置，學院建設了三個專業實驗室，分別包括控制理論實踐實驗室、智能計算實驗室和數據處理專業實驗室，以滿足基本教學需求。根據學院十四五發展規劃，結合專業發展方向和區域經濟發展需求，將繼續強化實驗室硬件和軟件建設，以提高學生的動手能力和創新能力，同時也為專業教師提供一個良好的科研平臺；加大力度，引進系統科學學科博士，強化梯隊建設；強化學術交流，加強與兄弟院校之間的聯系與合作，推動系統科學與工程本科專業的高速發展。

（四）加強師資隊伍建設，活躍學術交流

盡管理論師資隊伍較為合理，但是絕大部分教師缺少一線工作背景，這就需要學院統籌安排，一方面安排教師到一線掛職，其次引進具有一線工作經驗的專業人士做兼職導師，承擔系統科學與工程專業的專業實踐課程教學；其次由于玉林師范學院是二本院校，學生基礎相對薄弱，實踐能力較弱，這就需要不斷強化學生的理論學習和實踐動手能力。具體方法如下：1.通過校地合作，采用雙導師制，聘請一線實踐經驗的教師承擔學生的實習實踐、畢業論文設計及“三習”指導教師；2.采用內培外引的方式引進人才，一方面引進該領域的高層次人才，另一方面選派骨干老師到相應學校進修深造，加快師資隊伍建設步伐，努力建設一支數量充足、素質優良、結構合理的師資隊伍，以保證本學科教學的需要；3.選派中青年骨干教師積極參加各種高水平的學術會議，提高他們的業務素質和學術水平；4.積極與物電學院、化食學院、計算機學院和生藥學院進行學術合作與交流，參與兄弟學院的科研項目，提升應用能力和科研水平；5.依托廣西一流學科系統科學①，邀請國內外著名專家學者講學，使學生和教師及時了解學科前沿動態；6.使用平臺經費，支持高年級本科生去國外（境外）進行學習交流。系統科學學科在我國是起步較晚的學科，該學科的發展仍需要一代代人不斷的努力，不斷探索，我們將進一步結合學校定位、區域特色，探索符合區域發展需求的學科特色，在專業建設方面，將采用走出去請進來的方法，不斷深化專業建設改革，積極推進專業建設與區域經濟發展需求相匹配。