以創新教育為主線的系統工程課程改革與實踐

周志華

摘 要：系統工程課程教學應貫穿創新教育的理念，應善于吸收將我國傳統的系統思想的精華，采用多元化的課堂教學體系，例如情境教學、任務教學、學生授課等，完善教學網站、鼓勵學生自學，改革課程考核體系，為創新性人才培養尋找突破口。

關鍵詞：系統工程；創新；高等教育；人才培養

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）09-0097-02

21世紀各國之間的競爭是綜合國力的較量，更是科技實力的競爭。中國崛起需要先進的科學技術[1]，科學技術的發展需要大量的創新型的人才。而教育的創新是增強民族創新能力的基礎，大學教育作為培養人才的重要的環節，應吸取我國傳統教育的精華，又要培養具有創新精神和國際視野的綜合型人才。

我國系統工程的先驅錢學森同志將系統工程定義為一門組織管理的技術[2]，是需要大力發展的一門學科。系統工程的主要應用領域極為廣泛，涉及到各個方面、各個層次，包括軍事、工業、農業、交通運輸、資源、能源、經濟，直至行政、科研、教育、醫療等領域。目前系統工程是我國各高等院校絕大多數專業的核心必修課之一，系統工程的思想和方法為人類解決復雜問題提供了一條有效的途徑，已成為推動社會進步的有力工具，并越來越受重視。系統工程課程教學應注重學生對傳統系統思想和系統方法的吸收，更應注重學生創新能力的培養。

一、教學過程中樹立創新教育的理念

錢學森院士晚年曾提出疑問“為什么我們的學校總是培養不出杰出的人才？”這就是被媒體廣泛報道的錢學森之問。本人認為，多數大學生在課程學習的環節學習不主動，缺乏創新的動力是原因之一。傳統的課程教育往往注重語言表達和數理邏輯推導能力的考核，考試以理論考試為主，注重概念和原理的考核，學生學習往往是被動地應付考試，應試教育催生了死記硬背的現象，為社會大多數人所詬病；學生很少重視這些理論如何與實際結合、如何來解決實際問題，對于實際應用能力考核不足，學生缺乏在應用中創新的動力，因而上課缺乏主動性，不利于學生創新能力的培養。

哈佛大學認知心理學家加德納提出的多元智能理論認為，每個人都同時擁有相對獨立的八種智能[3]，即：語言智能、邏輯一數理智能、空間智能、運動智能、音樂智能、人際交往智能、內省智能、自然觀察智能。我們日常的課程教學往往注重語言和邏輯-數理智能的考核，卻忽視了其他智能的培養。系統工程是一門新興的交叉學科，運用自然科學、社會科學和系統科學的原理和方法，來解決生產實際中的問題，其本身也是不斷發展的。系統工程課程教學應承認學生的差異性，用賞識和發展的目光去看待學生，運用多元化的教學模式，促進學生觀察能力、理解能力、動手能力、應用能力和創造能力的培養，促進學生潛能的發展，讓每個學生都學有所得，學有所長，為學生的終身發展奠基。

二、重視系統思維的培養

系統工程課程講授中注重培養學生系統思維，注重學生全局觀、整體觀念的培養，分析問題自覺地從整體和全局出發，用聯系的觀點看問題、辦事情。要學習我國傳統系統思想的精華，又要借鑒和吸收西方先進的系統分析和優化的思想，學會解決復雜系統問題的方法和一般思路——認識系統的特點和規律，學會控制、管理、改造或創造系統，調整系統的結構、合理處理系統各要素之間的關系，以達到最優設計、最優控制、最優管理的目的，實現系統的綜合最優化。

三、多元化教學促進學生創新能力的培養

1.創設情境教學，啟發思維

所謂情境教學，是根據教學內容，教師創設模擬真實場景的教學方式，將真實場景還原、以啟發式教學為主，讓學生自己分析問題、尋找答案。在講授系統建模的一般原理時，為了讓學生更深刻地理解系統建模的方法，以“小悅悅事件”為例，通過現場監控錄像還原當時事故發生的現場。用創設情境法提問，引導學生開拓思維。從小悅悅突然出現在公路上，司機發現前方障礙物若緊急剎車，能否避免發生事故發生？事故發生時有哪些不利因素？學生從實際出發，建立了以最短停車距離為因變量的數學模型，分析認為面包車以速度行進時，司機發現障礙物到緊急剎車的反應時間為，最短停車距離為。得出當車輛以50km/h行駛時緊急剎車，按平均反應時間0.68秒計算，最短停車距離約為20m，而小悅悅行至公路上時離車的距離尚不足8m，分析得出無法避免事故的發生。況且當時燈光昏暗，商家在路邊堆滿貨物，影響司機的判斷，司機又無路可避，造成了這一慘劇的發生。學生通過分析影響最短停車距離的因素，總結得出了保障車輛安全行駛的安全措施。通過創設情境案例教學，學生對于系統建模的原則和方法、系統建模的步驟有了更深的理解。

情境法教學不是簡單的知識傳授，而是一種啟發式教育，鼓勵學生通過觀察分析來解決問題。尊重學生的個性，讓學生主動地發展，是素質教育的一種。素質教育提倡的是“將所學的知識內化為現代人的內在品質，這種品質又外化為人格、知識與能力[4]”。還是求得一種理想人格的教育，使受教育者學會學習，能夠獨立思考、熱愛生活，有良好的品格，提倡開拓精神，培養創新能力，鼓勵個性發展，是面向未來的教育。

2.倡導任務教學

任務教學法是將實際崗位工作所完成的工作任務進行分解。學生分為幾個學習小組，學生在任務驅動下，借助團隊分工協助，學會利用教學資源，通過問題解決式的自主學習獲得知識。各小組成員通過最后通過集體討論，根據別人的見解，修正自己的想象，澄清模糊的觀點，形成小組報告或提綱。在講授“ISM結構模型”這一章時，創建ISM小組，分組討論我國人口問題的現狀，制定“人口問題ISM結構模型”，為解決我國人口問題提供對策。任務式教學方法，提高了學生的探討精神，拓寬了學生解決問題的思路，學生間相互啟發，能激發彼此的靈感，提高學生的創造力。

3.適度開展“學生講課”模式教學

目前本科生大多對“老師上臺講、學生臺下聽”的傳統教學模式習以為常，學生充當知識的接收器，很少愿意當眾發表自己的觀點。“學生講課”這一教學方式，既鍛煉了學生語言表達能力，又是綜合能力的一次提升。學生必須積極備課，而備課至講課這一環節，不僅使學生學習的主動性增強，更是獨立、主動、探索性的學習過程，同時也是一個綜合能力的測試與鍛煉過程。同學們預先進行了自學，參考了與內容相關的課外書籍，又在講臺上當眾發表自己的見解，這個過程有利于學生自學能力的培養和組織能力的鍛煉。學生上講臺既鍛煉了學生的表達能力、臨場應變能力，同時也增強了師生的互動，課堂氣氛活躍。這種教學方式也是教師主導作用和學生主動性相結合的良好途徑。對學生講課方式，對教師的要求不是降低了，而是提高了。教師需要選擇適合的專題，學生講課時間應以10-20分鐘為宜，可以由不同意見的學生交替表達自己的見解，教師再對學生授課過程中出現的問題進行歸納總結，指出缺點和不足。要求教師既要有熟練的專業技能，又有較強的溝通應變能力。

4.完善教學網站，鼓勵自主學習

隨著互聯網技術的發展，高校多媒體教案的普及，使網絡教學變得更方便快捷。學生對學習本身的興趣能激勵其對問題進行深入的鉆研和思考，良好的網絡教學平臺鼓勵學生自主學習，通過堅持不懈的探索和思考，獲得知識、增長才干。讀大學重要的不是學會了多少知識，而是學會了怎樣學習，學會探索、批判性地繼承和發展。教師的主要職責是傳遞知識、激勵思考、啟迪智慧。網絡教學是課堂教學的延伸，學生可以不受時間地點的限制，選學喜愛的科目。系統工程作為一門多數專業需要學習的核心專業基礎課，打造一流的系統工程網絡教學平臺，實現教學資源共享，不僅讓本專業的學生受益，也讓相關專業的師生受益，影響和提升了其它一些專業課程的教學質量。

四、完善課程考核體系是促進創新人才培養的突破口

高校現行的學生評價標準依然以知識體系的理論考核為主，以評價學生對書本知識的記憶理解程度為主要標準，以考試分數的高低來衡量人才的培養質量，還是典型的應試教育。這種考核體系強調的是知識的記憶理解而非創新，造成了重書本輕能力、重理論輕實踐，強化了學生吸納接收能力，而忽略了創新所需要的問題意識和反思能力的培養，壓抑了學生個性發展和創新能力的培養。對課程考核體系進行改革，完善考核標準是創新人才培養的突破口。

目前大多數系統工程課程考核，成績評定標準中理論考試成績占70-80%，平時成績占20-30%。這種以卷面成績評定學生的方式，忽略了對學生學習課程全過程的考核，忽略了實踐能力的考核，催生的是死記硬背的應試教育。建立新的創新人才評價標準，使學生從死記硬背的束縛中解放出來，激發學生的主體意識和學習熱情，培養學生創新精神和實踐能力才是人才培養的突破口[5]。降低考試成績在評價標準的比例，提高課堂考核和創新環節成績的比例，建立全面的全過程的課程考核體系，更能提高學生的學習積極性，提高學習效果。

以系統工程課程為例，建立“334”的課程考核標準，其中課堂考核成績占30%，實踐能力考核成績占30%，理論考試成績占40%。課堂考核強調的是對課程學習全過程的管理和評價，包括課堂到課率、隨堂提問回答情況、課堂反思與創新環節得分、參與的學生授課和小組討論的得分、作業完成情況的得分等組成。改變學習上被動依賴思想，學生不做等待填充的容器，鼓勵學生參與課堂的積極性，鼓勵學生自學、反思、總結、提高。對課堂表現納入評價，有利于建立更為民主、開放的課堂，引導學生在對知識的探究、反思和發展中鍛煉創新思維，提高創新能力。

實踐能力考核占30%，要求學生能夠運用所學的系統工程理論知識對實際問題加以分析，提出改善措施。例如，在完成系統結構模型化方法的學習后，要求學生運用ISM法探討我國人口問題，提出我國現階段人口調控的策略；或對小區環境進行調查，運用ISM法分析，給出調查報告。系統建模與系統仿真學習后，學生自主選題進行計算機仿真模擬。有學生對某礦山露天采石場車輛調度進行模擬仿真，對某軸承廠車間內物料搬運進行模擬仿真，找到瓶頸作業，提出改善建議等等。實踐能力考核以專題的方式納入評價，有利于鍛煉學生創新能力。

“334”的課程考核體系，重在對學生綜合能力的考核和評定，既注重理論知識的掌握，又注重應用和創新，是對課程學習全方位的考核，鼓勵學生積極思考、敢于表達獨立見解，將知識的學習內化為能力和素質的提高。

五、結束語

《系統工程》課程教學中應以創新教育為核心，在課堂教學中采用多元化教學模式，創設情景教學、引進工程實例教學、倡導任務教學、適度開展“學生講課”和民主討論等豐富的教學形式，完善網絡教學，改革課程考核體系，培養學生的系統思維和創新能力，提高學生的表達能力、分析能力和實際運用能力，全面提升學生的綜合素質。

（作者單位：湖南科技大學）

參考文獻：

[1]艾倫，興喬.重視思想實驗研究，促進創新人才的培育[J].中國教育技術裝備，2011（18）：3-9.

[2]宋振東，董貴成.錢學森組建學術組織進行科學技術創新與普及[J].學會，2013（7）：52-64.

[3]張翠英.多元智能理論及其對我國素質教育的啟示[J].管理學刊，2007，20（4）：29-30.

[4]谷峪.關于素質教育的思考[J].社會科學戰線，2001（3）：270-272

[5]佟巧玲.改革評價標準培養創新人才[J].石家莊鐵路工程職業技術學院學報，2002（1）：4-5.