系統工程專業學科基礎課教學改革與實踐

[摘 要] 系統工程學科基礎課對于理解和把握系統工程的科學體系，掌握系統工程相關理論、技術及方法具有非常重要的作用。在分析課程特點的基礎上，針對目前課程教學存在的問題，結合多年來的教學實踐，提出教學改革的思路，從課程之間的聯系，知識點之間的融合，課堂教學和考核方式改革等方面，對學科基礎課的教學改革與實踐進行研究探討，以提升教學質量和實踐應用能力。

[關鍵詞] 系統工程； 學科基礎； 教學； 系統化； 過程性

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 21. 062

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）21- 0108- 02

1 引 言

系統工程興起于20世紀中期，是一門實現系統最優化的交叉學科，即從總體出發，合理開發、運行和革新一個大規模的復雜系統，所需思想、程序、方法的體系[1]，屬于一門高度綜合性的管理工程技術。系統工程涉及面很廣，應用領域眾多，涵蓋了應用數學、經濟學、物理學、工學、管理學、社會學等各種學科。

作為學習系統工程專業課的必要基礎，學科基礎課對學生建立系統工程科學的概念，掌握系統工程相關理論、技術、過程及方法具有非常重要的作用。系統工程專業學科基礎課圍繞著系統科學研究的基本問題，奠定了系統工程專業研究的基礎，由系統科學概論、系統工程原理、系統仿真、系統動力學及運籌學等課程組成，構成了完善的學科基礎體系。

由于系統工程學科自身的特殊性，以及學生專業背景的復雜性，不同的教學方式產生的教學效果會有較大的差異性，搞好學科基礎課的教學應該從課程之間的聯系，知識點之間的融合，課堂教學和考核方式改革等方面入手，體現出課程和專業的特色。通過幾年來對系統工程學科基礎課程現實教學的實踐，我們發現并總結了教學中存在的種種問題，并提出了改革實踐[2]的具體措施。

2 系統工程專業學科基礎課教學的特點及存在的問題

系統工程專業學科基礎課自成體系，互相交叉，構成了整個學科的基礎，具有以下特點。

系統性：系統工程專業學科基礎課主要講授開發、運行各類復雜系統所需要的思想方法、工作程序和分析手段，包括系統模型與模型化，系統仿真及系統動力學方法，系統評價與分析方法，計算機作戰與建模等。每一門課程都不能孤立學習，應該前后聯系，系統思考，堅持問題導向，采用系統化方法。

開放性：系統工程專業學科基礎課延續與綜合了很多學科領域，可以融合各種方法，同時它的應用面極廣，是多學科融合的課程。

應用性：系統工程專業學科基礎課屬于應用科學層次，理論性和實踐性都非常強。

結合系統工程專業學科基礎課的以上特點，通過近年來系統工程專業學科基礎課實踐教學的實施，我們發現在教學中主要存在以下問題。

2.1 學生對系統工程專業學科基礎課的重視程度不夠

根據對學生的調查發現，學生接觸系統工程專業學科基礎課的第一感覺是抽象與深奧，距離自己的生活實際很遠，對其在管理實踐中應用的重要性認識不夠。

系統工程專業學科基礎課涵蓋的內容非常廣泛，涉及經濟、軍事、工業、農業、交通運輸、能源、資源，以及行政管理、教育、科研、醫療等各個方面，學科發展也非常迅速。僅僅通過傳統的課堂教學，引導學生整體把握整個學科體系是非常困難的，難以全面提高學生對專業學科基礎課的重視程度。因此在現實教學中，學生對學科基礎課重視程度不夠，影響了課程的學習。

2.2 教學方式無法有效調動學生學習的主動性與積極性

系統工程專業學科基礎課的理論性非常強，如教師按照章節介紹概念、原理、方法等內容，按部就班地開展教學，使學生被動地接受，時間一長，學生難免缺乏積極性。加之系統工程專業學科基礎課中的系統思想與哲學中的系統思想基本類似，平時上課時只有在講解部分評價與決策、仿真模型等系統工程的方法時，才能吸引學生的注意力，配合板書與作業學生亦可被動接受。但總體上來說，學生比較機械地完成學習任務，學習的主動性不夠。

傳統的教學方式和理念難以完整展現系統工程學科的體系結構，同時存在課程之間內容重疊、方式重復的問題，導致系統工程學科教學缺乏系統性，學生學習時容易產生混亂。傳統的課程教學方式單一，學科體系陳舊，局限于基本理論和技術方法，缺乏應有的實踐性，導致教學內容和現實應用脫節。學生普遍感覺到課程內容抽象，理論與實際聯系不夠，無法將專業知識融合起來，通過死記硬背的方法來完成課程學習，不能將系統工程專業基礎課的基本思想和方法活學活用。系統工程專業學科基礎課的實踐性非常強，學生只有在實踐應用中分析問題和動手解決問題，才能充分體會其理論和方法的作用。但是以往的教學，側重于理論和方法教學，往往容易忽視實踐環節，直接導致學生缺乏學習的積極性和主動性。

3 教學改革與實踐的思路

針對上述存在的主要問題，根據實際教學情況，本文將系統工程專業學科基礎課教學改革的思路概括如下：

（1） 注重系統工程專業學科基礎課之間的關聯，展開系統科學體系，激發學生的學習熱情。系統工程專業學科基礎課具有涵蓋廣泛、方法眾多的特點，在教學中應該著重切入到專業培養體系，考慮課程之間的先后銜接，注重課程體系的協調，突出理論與方法的內在邏輯關系。

（2） 精選教學內容，教學過程注重創新意識和思維的培養。為了使系統工程專業學科基礎課的教學體現出創新性，教學內容必須不斷更新，增加課程知識點在經濟、管理等領域的最新應用。“教學生的過程也是研究學問的過程，教師一面研究一面教，學生一面學一面研究”[3]。學科基礎課教學應該和系統工程學科的發展同步，這樣才能將創新意識和思維的培養落到實處。

（3） 加強課堂教學的改革和考核方式的優化，注重知識的傳授和能力的培養；融入思想政治教育，既教書又育人，教書育人是教育的根本目的，思想政治教育是其中重要的一環，將其引入專業教學中，會起到很好的效果。

4 教學的系統化創新

4.1 加強課程系統的研究，重視學科基礎課程之間的聯系

系統工程專業學科基礎課要形成體系，以內容的先進性和面向應用為思路，組織各門課程。在課程設置中對于先修課程、后續課程的順序要調整得更為科學，而且對于先修課程中后續課程需要用到的重要知識點要重點講解，為后續課程打下良好基礎，并讓學生多做練習鞏固。通過加強課程體系的研究，重視課程之間的關聯，使得教學的脈絡清晰，更容易理解和把握整個學科的體系結構。

4.2 加強教學內容的整合，重視知識點之間的關聯

如何合理安排教學內容，使學生掌握課程的理念，重視各門學科基礎課程知識點之間的關聯性，具有解決實際問題的能力，是課程教學改革的關鍵。嚴格依照專業培養目標，建立起真正體系化的可持續發展的專業課程體系。教學內容的改革，立足研究型大學的辦學定位[4]。系統工程專業學科基礎課內容的設置要改變過于注重知識的傾向，改變書本知識繁難偏舊的現狀，加強實踐教學環節，提高學生實際運用能力。注重培養學生的分析綜合能力、抽象概括能力、想象洞察能力、運用數學工具的能力和通過實踐驗證數學模型的能力。教學中引導學生進行主動思考，鼓勵學生上講臺用自己的話將相關的概念進行解釋和說明，對于不完全的地方，教師加以補充，加深學生對概念的理解；不拘泥于文字，側重于算法的思想和推導；啟發他們是否還需要補充新的內容，使得學生自發地注重知識點的關聯。這樣做，一是有利于學生對知識的掌握，二是有利于學生創新意識的培養。

4.3 加強課堂教學的改革，重視知識和能力的融合

在教學實踐中要充分引入案例教學和討論式教學，組織學生進行課堂討論，進一步調動學生的學習興趣。我們根據教學進度合理安排實踐教學的時間，通過實際的可視化案例演示來開拓學生思維，提高學生解決實際問題的能力，并盡可能給予學生課堂演示和實驗的機會。為加深對系統工程相關知識點的理解，同時激發學生的學習興趣，我們在教學準備中搜集大量的貼近學生學習和生活的相關案例和資料。授課教師還注意將科研論文和項目成果融入教學。本專業多數授課教師擁有豐富的項目開發經驗與科研經歷，教學中應將這些資源作為理論教學案例和實驗教學內容，將研究成果融入課堂現實教學，將理論教學與實踐教學有機結合，開闊學生的視野，重視知識和能力的融合。

系統工程專業學科基礎課具有系統性，因此銜接各門課程內容使之成為一個整體是學科基礎課教學的重要目標。在教學實踐過程中，我們結合課程體系和講授內容，提前設定了若干特定主題，引導學生從其感興趣的實際問題中選題，進行課題研究，并最終以綜合性研究報告的形式完成。綜合性研究報告通常涉及多門課程的知識點，因此，要求教師要在課程教學中有意識地貫穿前后內容，但更為重要的是促使學生自行完成課程前后和課程之間的銜接。這種綜合性研究的模式借鑒了研究性學習的思路，倡導學生主動地獲取和綜合知識，并將知識轉化為能力去解決實際問題，同時強調綜合性研究與講授內容的契合，強調以課題的模式運行，強調學生的自我管理和計劃。

系統工程專業的跨學科性，使得學科基礎課程應用領域廣，實踐性強，要求學生進行課題研究時具備一定的理論基礎，特別是數學建模能力。綜合性研究課題的設置綜合考慮了上述因素，將綜合性課題合理地分配到各門專業基礎課課程中，成為培養學生的系統思維能力、科學研究作風及解決實際問題能力的重要手段，是專業基礎課教學中綜合性最強的教學實踐環節。

4.4 加強考核方式的優化，重視終結性評價與過程性評價的結合

在傳統的本科教學中，幾乎都將筆試作為考核和評價學生課程學習情況的主要手段，通過開卷或閉卷考試，將學生的試卷作答情況與標準答案進行比對，應用統一的標準對學生進行評價。這種評價方法，難以真正考察和衡量學生的創新能力，還可能對于真正有創新性思維能力的學生造成打擊。尤其是系統工程的學科基礎課，問題的答案往往并不唯一，考核應更多考慮學生分析問題和解決問題的能力。我們在系統工程專業學科基礎課教學實踐中改變了以往單一的考核模式，不以單一的卷面成績決定學生的課程成績，增加了對學生創新能力考察的比重，重視終結性評價與過程性評價，采取綜合性課題、開卷考試、面試和標準化閉卷考試相結合的考核模式。學生對這種考核方式普遍歡迎，取得了良好的效果。

5 結束語

在系統工程專業的改革與實踐中，對課程教學內容、教學方式和實踐環節都進行了積極的改革和實踐，建立了與學科基礎課教學改革與實踐相適應的教學模式，重視學科基礎課程之間的聯系，注重知識和能力的融合，革新教學理念，精選教學內容，重視知識點之間的關聯，進行教學方核和考試方式改革，取得了良好的效果。在今后的教學活動中，將繼續總結和改進，進一步提升學生系統工程的實踐應用能力，全面提高系統工程專業學科基礎課的教學質量。

主要參考文獻

[1] 汪應洛. 系統工程[M]. 北京：機械工業出版社，2011.

[2]王春潮. 基于研究型大學創建背景下的實踐教學改革[J]. 高等理科教育，2010（4）：117-119.

[3] 譚躍進，覃炳慶. 錢學森的系統工程學科專業教育思想——國防科技大學系統工程學科專業建設的體會[J]. 高等教育研究學報，2007，30（2）：2-4.

[4] 趙莉. 高校研究性學習的價值取向及定位分析[J]. 高等教育發展研究，2009，26（2）：30-32，36.