系統(tǒng)工程課程混合教學(xué)模式改革初探

（陸軍軍事交通學(xué)院 軍用物資配送系，天津 300161）

1 系統(tǒng)工程課程特點

系統(tǒng)工程課程是我院本科層次物流管理專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課。主要學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)理論知識、系統(tǒng)建模與量化、系統(tǒng)分析與評價等原理與方法，對培養(yǎng)學(xué)員的專業(yè)基本能力、應(yīng)用能力和科學(xué)素養(yǎng)具有重要作用，是后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)及崗位任職所必需的技術(shù)基礎(chǔ)。系統(tǒng)工程課程與一般課程相比，具有以下特點：

（1）多學(xué)科交叉，理論基礎(chǔ)寬泛。系統(tǒng)工程是以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為研究對象，在運籌學(xué)、系統(tǒng)理論、管理科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的交叉學(xué)科。其理論基礎(chǔ)除了一般系統(tǒng)論、控制論、信息論，耗散結(jié)構(gòu)理論、突變論和協(xié)同論，還包括模糊數(shù)學(xué)、概率統(tǒng)計、仿真技術(shù)等知識體系，理論基礎(chǔ)寬泛。

（2）多階段流程，系統(tǒng)方法綜合。系統(tǒng)工程解決問題包括闡明問題、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)綜合、模型化、最優(yōu)化、系統(tǒng)決策、實施等多階段流程。每個階段有其解決問題的系統(tǒng)方法，如模型化這一階段，有解釋結(jié)構(gòu)模型、狀態(tài)空間模型、主成分分析模型等。每一模型綜合應(yīng)用各種方法，如狀態(tài)空間模型會用到微分方程和差分方程、連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)、特征向量和矩陣變換等方法。

（3）多領(lǐng)域應(yīng)用，實用特點突出。系統(tǒng)工程堅持問題導(dǎo)向和反饋控制的邏輯思想，使其在社會系統(tǒng)、宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)、區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、教育系統(tǒng)和物流系統(tǒng)等多領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。如在物流系統(tǒng)中物流中心選址、運輸方式選擇、物流設(shè)備選配等問題上都可以應(yīng)用系統(tǒng)工程方法進行解決。

結(jié)合系統(tǒng)工程課程的上述特點，應(yīng)用傳統(tǒng)的課堂講授方式在較短的時間內(nèi)將系統(tǒng)工程龐大的知識體系、多階段工作流程及其系統(tǒng)綜合方法、經(jīng)典案例及專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用講授給學(xué)員很難達到理想的效果。改革系統(tǒng)工程課程的教學(xué)模式，探討新型授課方法，提高系統(tǒng)工程課程整體教學(xué)效果勢在必行。

2“互聯(lián)網(wǎng)+教育”下的教學(xué)模式

2.1 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”下新型教學(xué)模式

在2015年全國兩會上，騰訊公司控股董事會主席兼首席執(zhí)行官馬化騰提交了一份《以“互聯(lián)網(wǎng)+”為驅(qū)動，推進我國經(jīng)濟社會創(chuàng)新發(fā)展的建議》的議案，提出把“互聯(lián)網(wǎng)+”上升為國家戰(zhàn)略。2015年7月國務(wù)院正式頒布《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》。“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)成為當下各行各業(yè)普遍關(guān)注的焦點與熱點，在商業(yè)、金融、能源、服務(wù)等行業(yè)得到井噴式發(fā)展。在此背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”應(yīng)運而生，它是利用信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺，使互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)教育進行深度融合，以創(chuàng)造和發(fā)展教育新生態(tài)[1]。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)模式不斷被提出和創(chuàng)造出來。

微課（Micro lecture）是由美國新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級教學(xué)設(shè)計師戴維彭羅斯于2008年提出，主要是運用多媒體技術(shù)，針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)進行講解，時長在5-8min左右[2]。相對45min一堂課的教學(xué)課例來說，微課可以稱之為課例片段或微課例，特點是短小精悍、內(nèi)容凝練、針對性強。

慕課（Massive Online Courses-MOOCs）是最近興起的一種大規(guī)模開放式網(wǎng)絡(luò)在線課程。從2012年“慕課元年”到2013年，以美國Coursera、Udacity、edX三大課程提供商維主導(dǎo)的慕課平臺，注冊學(xué)員數(shù)量突破百萬人[3]。慕課設(shè)置多種課程，可為不同層次、不同需求的人群提供學(xué)習(xí)平臺，只要有網(wǎng)絡(luò)，僅需用戶注冊，來自世界各地的任何人，在任何時間、任何地點都可以在慕課平臺中學(xué)習(xí)開放的課程資源。

翻轉(zhuǎn)課堂（The Flipped Classroom）是由美國的化學(xué)教師Jonathan Bergmann與AaronSams在解決班級一些學(xué)員因缺課而難以跟上教學(xué)進度的問題時提出的。其模式是由教師或?qū)I(yè)制作者創(chuàng)建學(xué)習(xí)視頻，學(xué)員課外觀看視頻中的講解、學(xué)習(xí)新知識，回到課堂上師生共同交流、探討、合作，從而解決具體問題，完成學(xué)習(xí)任務(wù)的一種教學(xué)模式[4,5]。

2.2 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”下混合教學(xué)模式

微課和慕課借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭建了全球優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享平臺，學(xué)習(xí)不受時空、地域的限制，實現(xiàn)了教育資源配置的最優(yōu)化。但是，在系統(tǒng)工程課程中單獨開展微課和慕課難以達到理想效果。而開展以微課和慕課為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂，實施微課、慕課和翻轉(zhuǎn)課堂三者相結(jié)合的混合教學(xué)模式，既可以發(fā)揮各自的特點，又可以與傳統(tǒng)課堂建立聯(lián)系，達到非同尋常的教學(xué)效果。混合教學(xué)模式比較直觀的優(yōu)勢在于：一是學(xué)員在課前利用微課和慕課中的視頻和媒體資源進行學(xué)習(xí)，能夠結(jié)合自己的知識基礎(chǔ)，有針對性地重點學(xué)習(xí)相關(guān)知識，有利于知識的快速掌握和吸收；二是學(xué)員回到課堂上進行翻轉(zhuǎn)應(yīng)用和實踐，不僅可以檢查學(xué)習(xí)效果，而且能夠充分發(fā)揮傳統(tǒng)課堂面對面答疑解惑的優(yōu)勢，使學(xué)習(xí)更加人性化。可以說混合教學(xué)模式在教學(xué)理念上摒棄了傳統(tǒng)的教員單一講授和學(xué)員被動接受這一壓迫式教學(xué)模式，更強調(diào)學(xué)員的自主學(xué)習(xí)和知識的建構(gòu)過程，突出了學(xué)員的主體地位。

3 混合教學(xué)模式實施過程及其實施可行性

3.1 混合教學(xué)模式實施過程

混合教學(xué)模式實施不再是課前準備、復(fù)習(xí)舊課、講授新課、鞏固練習(xí)、布置作業(yè)等常規(guī)模式，其實施過程主要是課前學(xué)習(xí)、課中學(xué)習(xí)和考核評估三個階段。每個階段教員和學(xué)員的角色定位、參與程度和實施重點不同。

在課前學(xué)習(xí)中，教員主要負責(zé)提供學(xué)習(xí)資源和監(jiān)督學(xué)習(xí)狀況，具體工作如拆分課程的主要知識點，合理設(shè)置課程內(nèi)容；搜集媒體資源，進行知識梳理；上傳微課視頻和慕課媒體資源；同步推送檢測試題和思考題；監(jiān)測學(xué)員學(xué)習(xí)狀況等。學(xué)員主要工作是下載學(xué)習(xí)視頻和多媒體資源；按時間節(jié)點進行自主學(xué)習(xí)；當遇到疑難問題時，學(xué)員間相互交流討論；完成自測題和思考題診斷；提交學(xué)習(xí)報告及學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

在課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)員根據(jù)教員設(shè)置的問題進行深入交流探討，總結(jié)知識要點；在老師的啟發(fā)下，進行理論知識的深度挖掘；教員與學(xué)員一起以案例分析為主，探索理論知識的實踐應(yīng)用；最后進行知識研究拓展，實現(xiàn)知識的深層構(gòu)建。課堂實施過程中教員要擺脫一言堂式的教學(xué)模式，解放課堂，堅持實踐導(dǎo)向，鼓勵學(xué)員探究求異，關(guān)注課堂學(xué)員動態(tài)和整體實施過程。學(xué)員要積極參與，深入思考和提出質(zhì)疑，主動建構(gòu)自己的知識體系。

在考核評估中，主要從課前學(xué)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和結(jié)課作業(yè)3個方面把握。課前學(xué)習(xí)如統(tǒng)計考查課程點擊下載率、學(xué)員的學(xué)習(xí)時長、思考題和自測試題完成情況。課堂學(xué)習(xí)考核學(xué)員的主動參與程度，知識的理解與把握程度和問題解決能力。結(jié)課考核主要關(guān)注學(xué)員知識掌握的系統(tǒng)性、整體性和應(yīng)用實踐性。

3.2 系統(tǒng)工程混合教學(xué)模式實施可行性

實施以微課與慕課為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式，從教員的角度講，在課前要提供給學(xué)員微課和慕課學(xué)習(xí)資源，并且能夠?qū)崟r檢查與監(jiān)控學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況。課中要能夠和學(xué)員就相關(guān)的案例和應(yīng)用進行深入交流和探討。從這一過程來看，有提供給學(xué)員的媒體資源和能夠與學(xué)員進行充分交流的平臺是實施混合教學(xué)模式的充分條件。而從學(xué)員的角度來講，有了豐富的微課、慕課資源，還要有足夠的學(xué)習(xí)時間和較強的自主學(xué)習(xí)能力，這是實施混合教學(xué)模式的必要條件。對于系統(tǒng)工程課程實施混合式教學(xué)，上述條件是完全具備的。

（1）學(xué)習(xí)資源保障可行。系統(tǒng)工程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，一直是教學(xué)改革的前沿陣地。部分高校開展了該課程的改革實踐和探索，推出了一系列豐富的微課和慕課媒體資源，如在中國大學(xué)慕課平臺上，西安交通大學(xué)、武漢理工大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等制作了系統(tǒng)工程在線課程。學(xué)堂在線、愛課程等平臺也推出了系統(tǒng)工程學(xué)習(xí)的相關(guān)學(xué)習(xí)視頻和多媒體資源。陸軍軍事交通學(xué)院依托數(shù)字校園網(wǎng)平臺開設(shè)了系統(tǒng)工程網(wǎng)絡(luò)課程，推出了系統(tǒng)工程多媒體教材與課件、系統(tǒng)工程案例庫、系統(tǒng)工程多媒體教學(xué)視頻和系統(tǒng)工程微課，這些都為系統(tǒng)工程開展翻轉(zhuǎn)課堂提供了良好的資源保障。

（2）技術(shù)條件保障可行。近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多即時交流和通訊的媒介，如飛秋、QQ、微信、雨課堂等信息技術(shù)。教員可以在課前推送相關(guān)學(xué)習(xí)視頻和媒體資源，學(xué)員只要具備一部手機就可以隨時下載和學(xué)習(xí)相關(guān)教學(xué)資源。并且隨著軍隊院校網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)硬件和軟件的建設(shè)，依托數(shù)字校園網(wǎng)平臺，也能夠以多種媒體、多種手段，多種模式支持教與學(xué)活動。這些都為實施翻轉(zhuǎn)課堂的課前學(xué)習(xí)提供了技術(shù)保障。

（3）自主學(xué)習(xí)能力可行。學(xué)員自主學(xué)習(xí)和自我管理能力是課前能否真正深入學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。系統(tǒng)工程課程開課時間是大三年度上學(xué)期，這時學(xué)員已經(jīng)完成了一、二年級基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，進入了專業(yè)課學(xué)習(xí)階段，經(jīng)過前面2年的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力較強，具備了自我學(xué)習(xí)管理能力。

（4）課堂交流條件可行。課堂交流充分順暢是實施翻轉(zhuǎn)課堂成功的關(guān)鍵。軍隊院校專業(yè)課程都按專業(yè)方向?qū)嵭行“嗍谡n，通常每班20-30人，分成若干小組按課堂討論的形式組織。由于學(xué)員數(shù)量相對較少，課堂上教員有時間、有精力引導(dǎo)學(xué)員，和學(xué)員之間進行充分的交流與研討，實現(xiàn)知識的傳授和構(gòu)建。

4 系統(tǒng)工程混合教學(xué)模式實施建議

為了系統(tǒng)工程課程更好地實施混合教學(xué)模式，建議做好以下幾個方面。

（1）重點內(nèi)容優(yōu)先開展。系統(tǒng)工程內(nèi)容較多，既有定性分析又有定量方法。都實施以微課、慕課為基礎(chǔ)的翻轉(zhuǎn)課堂混合教學(xué)模式，工作量較大，時間難以保證。建議將相對有難度、需要學(xué)員反復(fù)觀看學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容優(yōu)先開展，如以西安交通大學(xué)汪應(yīng)洛主編的系統(tǒng)工程第4版教材為例，第三章中解釋結(jié)構(gòu)模型、主成分分析模型、聚類分析模型、狀態(tài)空間模型、第四章中系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型和第五章中關(guān)聯(lián)矩陣法、層次分析法和模糊綜合評判法都可以優(yōu)先實施混合教學(xué)。一方面這些內(nèi)容有一定的難度，需要學(xué)員反復(fù)學(xué)習(xí)，以便更好地理解和掌握；另一方面這些內(nèi)容相對獨立，可以提供大量的應(yīng)用實例，加深學(xué)員的理解和內(nèi)化。

（2）資源推送科學(xué)合理。在系統(tǒng)工程中，上述定量方法通常較為復(fù)雜，一般包含基本思想、理論基礎(chǔ)、實施步驟和案例應(yīng)用等內(nèi)容。提供的媒體資源一定要對上述內(nèi)容進行合理拆分，微課視頻不宜過長，慕課資源應(yīng)完整有序。對方法中涉及的一些理論基礎(chǔ)，如狀態(tài)空間模型用到的微分方程和差分方程，要考慮學(xué)員基礎(chǔ)知識的掌握程度和掌握的差異性，提供一些輔助學(xué)習(xí)視頻，使學(xué)員更好地理解相關(guān)內(nèi)容。同時，推送的檢測試題最好不要穿插出現(xiàn)在視頻中，不利于學(xué)員思考，最好以word或pdf資料形式進行推送。

（3）課堂研討充分開放。對于定量方法實施混合教學(xué)，在課堂研討過程中，除了具體方法的計算、求解，一定要拓展其應(yīng)用性。如解釋結(jié)構(gòu)模型、主成分分析模型、層次分析法等在物流管理方面的具體應(yīng)用。同時，討論問題的設(shè)置應(yīng)具有一定的開放性和啟發(fā)性。如在層次分析法這節(jié)，問題的設(shè)置可以是為什么應(yīng)用saaty1-9標度法構(gòu)造判斷矩陣求權(quán)重，是否可以應(yīng)用1-5標度法或者1-15標度法進行求解？這是一個開放性的問題，學(xué)員可以進行積極討論和思考，從而更好地理解1-9標度法這一重點內(nèi)容和更好地應(yīng)用層次分析法。

（4）章節(jié)內(nèi)容全面反思。系統(tǒng)工程課程前后內(nèi)容具有系統(tǒng)性、整體性，但各章節(jié)內(nèi)容又具有獨立性。各章節(jié)實施混合教學(xué)模式后，教員要對課前學(xué)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)做全面的總結(jié)和反思。如微課、慕課媒體資源下載率、學(xué)習(xí)時長、單元檢測完成情況、課堂討論知識掌握程度，以及實踐應(yīng)用等。一方面可以提高學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性和主動性，另一方面可以及時發(fā)現(xiàn)混合教學(xué)模式實施過程中出現(xiàn)的問題，及時對后續(xù)內(nèi)容進行動態(tài)調(diào)整，提高教學(xué)效果。

5 結(jié)語

混合教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，為系統(tǒng)工程課程的教學(xué)改革提供了新的思路和方向。本文分析了系統(tǒng)工程課程的教學(xué)特點，提出了“混合教學(xué)模式”在系統(tǒng)工程教學(xué)中應(yīng)用的可行性，并對系統(tǒng)工程課程實施混合教學(xué)模式提出了建議，為系統(tǒng)工程課程開展“混合教學(xué)模式”提供了參考和借鑒。