基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)科學與工程專業(yè)建設(shè)研究

王 培，尚 曉

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

系統(tǒng)科學與工程專業(yè)具有理科與工科相結(jié)合的特點②于景元：《錢學森系統(tǒng)科學與系統(tǒng)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(chǔ)，以工科為應(yīng)用前景，除此以外，該學科還有軟件與硬件相結(jié)合，理論與實踐相結(jié)合的特點。該專業(yè)學生主要通過理科理論學習，簡歷系統(tǒng)模型，利用物理學、系統(tǒng)理論等專業(yè)知識處理實際問題，重點培養(yǎng)學生能夠運用系統(tǒng)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(nèi)一些大學開設(shè)了研究生層次的系統(tǒng)科學課程，開設(shè)系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)的高校較少，廣西區(qū)內(nèi)只有玉林師范學院開設(shè)有系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)，之所以開設(shè)系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)，主要得益于桂東南及粵港澳大灣區(qū)的社會需要，因此培養(yǎng)本科層次的人才成為社會需要，玉林師范學院數(shù)學與統(tǒng)計學院在前期充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，初步制定了符合區(qū)域發(fā)展需求的人才培養(yǎng)方案。通過走出去、請進來的策略，了解到國內(nèi)許多學者對系統(tǒng)科學與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式及專業(yè)特色進行了研究③鄧通發(fā)：《系統(tǒng)科學法在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)中的應(yīng)用》，《黑龍江科技信息》2012年第34期，第148—154頁。，由于地緣關(guān)系及區(qū)域發(fā)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(yè)相同，人才培養(yǎng)模式和專業(yè)特色也不盡相同。本文根據(jù)玉林師范學院以師范為主結(jié)合工科的特點，服務(wù)玉林生態(tài)農(nóng)業(yè)和粵港澳大灣區(qū)科技需求的定位，結(jié)合數(shù)學與統(tǒng)計學院實際情況和師資力量，闡述玉林師范學院數(shù)學與統(tǒng)計學院系統(tǒng)科學與工程辦學方向、辦學特點及專業(yè)的培養(yǎng)目標①徐姣姣、項勇、黃佳禎：《系統(tǒng)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(huán)節(jié)及區(qū)域發(fā)展需求是這一新增專業(yè)的主要特色，本文就如何進一步打造專業(yè)特色給出了一些具體建議。②蔡博、張銘初：《系統(tǒng)科學和系統(tǒng)工程的發(fā)展與應(yīng)用》，《信息記錄材料》2019年第20期，第10—11頁。

一、專業(yè)的辦學方向與辦學特點

系統(tǒng)科學與工程專業(yè)雖然是數(shù)學與統(tǒng)計學院的新增專業(yè)，但我院的數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學本科專業(yè)已經(jīng)有20多年的辦學經(jīng)驗，信息與計算科學專業(yè)、應(yīng)用統(tǒng)計學專業(yè)也有近十年的辦學經(jīng)驗，具有良好的專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗。其次，我院為了開設(shè)系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)，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(diào)研，經(jīng)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(shù)學與統(tǒng)計學院設(shè)立系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)，該專業(yè)將以數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學、信息與計算科學、應(yīng)用統(tǒng)計學和物理學為基礎(chǔ)，以桂東南農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及粵港澳大灣區(qū)人才需求為專業(yè)特色。該專業(yè)有較為雄厚的師資力量和學術(shù)團隊，師資和學術(shù)團隊年齡層次結(jié)構(gòu)合理，研究方向與專業(yè)建設(shè)密切結(jié)合，符合專業(yè)教學需要，也有利于學校學科群的建設(shè)。學院從已有條件出發(fā)，根據(jù)學院制定的十四五建設(shè)規(guī)劃，堅持以O(shè)BE理念為引導，根據(jù)區(qū)域發(fā)展特點與建設(shè)需要，充分調(diào)研，明確了系統(tǒng)科學與工程專業(yè)發(fā)展的目標、培養(yǎng)層次、模式和定位。

（一）通過前期充分調(diào)研，了解同類專業(yè)的培養(yǎng)方案和辦學方向，確立了系統(tǒng)科學與工程專業(yè)的辦學方向

立足理科，注重該專業(yè)與數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學專業(yè)、信息與計算科學專業(yè)、應(yīng)用統(tǒng)計專業(yè)、計算機大數(shù)據(jù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的無縫銜接，強調(diào)理科和工科融合，打破單一的培養(yǎng)模式，本專業(yè)以廣西重點學科——應(yīng)用數(shù)學、廣西高校重點實驗室——復雜系統(tǒng)優(yōu)化與大數(shù)據(jù)處理重點實驗室、系統(tǒng)科學廣西一流學科（培育）、廣西重點實驗室——農(nóng)產(chǎn)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(yǎng)具有國際化視野、社會責任感、系統(tǒng)思維、扎實的基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)的專業(yè)知識、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高層次復合型人才為目標。旨在培養(yǎng)掌握系統(tǒng)科學的基本理論與研究方法，具備建模、數(shù)據(jù)處理與分析、科學計算等相關(guān)技能，能在電子信息、生物工程、通信、計算機、電子商務(wù)、電氣工程、電力工程、交通、金融、機械以及輕紡等廣泛領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、設(shè)計、科學研究開發(fā)和管理決策工作的高級應(yīng)用型人才。③于景元：《錢學森系統(tǒng)科學和系統(tǒng)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(qū)內(nèi)外調(diào)研，了解不同層次院校的辦學理念及課程設(shè)置，召開教學研討會，了解相關(guān)專業(yè)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(yè)園、深圳千峰教育集團等單位調(diào)研，經(jīng)學校與學院教學指導委員會反復論證，確立了系統(tǒng)科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，并確立兩年一小修、四年一大修的人才培養(yǎng)方案修訂機制，以滿足系統(tǒng)科學與工程專業(yè)發(fā)展需求。同時，在滿足國標和專業(yè)標準的條件下，根據(jù)區(qū)域發(fā)展需求與特色設(shè)置課程，開設(shè)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(yè)基礎(chǔ)課，這對學生的發(fā)展存在一定的不良影響。為了讓學生在有限的學時內(nèi)學習更多的專業(yè)基礎(chǔ)知識，我們根據(jù)學生發(fā)展需求，編寫適合自己專業(yè)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(shè)了高等數(shù)學A，該內(nèi)容涵蓋了高等數(shù)學、線性代數(shù)、解析幾何、概率與數(shù)理統(tǒng)計的內(nèi)容，避免了課程內(nèi)容的交叉。再如運籌學與高等數(shù)學中的教學內(nèi)容最小二乘法有重復，我們根據(jù)實習需要調(diào)整教學，提高教學效率。在盡可能保障教學質(zhì)量和課時不變的情況下，合并了數(shù)學建模實訓和數(shù)學建模兩門課程；針對部分專業(yè)發(fā)展課程，采用英文原版教材及雙語教學，提高本科生的專業(yè)英語能力及英文閱讀能力，進而減少《系統(tǒng)科學與工程專業(yè)英語》的學時，仍能較好地保證教學質(zhì)量及學生畢業(yè)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(jù)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(nóng)科所等單位進行見習，了解社會對專業(yè)知識的需求，激發(fā)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(fā)掘?qū)W生的學習潛力，為將來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（三）理論與實踐并重，挖掘?qū)W生發(fā)展?jié)摿?/h3>

除了專業(yè)基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)方案中還設(shè)置了系統(tǒng)理論、控制論與控制系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)科學綜合創(chuàng)新實踐①于景元：《錢學森系統(tǒng)科學和系統(tǒng)工程的成就與貢獻》（下），《中國航天》2022年第12期，第41—45頁。、專業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計科研訓練項目、第二課堂等。利用專業(yè)基礎(chǔ)課程中的數(shù)學知識，借助理工軟件，為系統(tǒng)科學與工程專業(yè)實習打下堅實基礎(chǔ)。為更好地提高學生的實際操作能力，每個學期開設(shè)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(fā)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(huán)節(jié)教育，培養(yǎng)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(tǒng)理論中學習到的理論知識怎么應(yīng)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(yè)對人才的需求，還可以培養(yǎng)學生的學習興趣，了解自己的不足，為第七個學期的專業(yè)實習奠定良好的基礎(chǔ)，同時為第八學期的畢業(yè)設(shè)計提供更多的題材，增強了學生的就業(yè)競爭力，實現(xiàn)學習與就業(yè)一體化的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

（四）以利益相關(guān)方為調(diào)研對象，聽取他們對人才培養(yǎng)方案的意見和建議

以O(shè)BE 理念為導向，針對系統(tǒng)科學與工程專業(yè)特點②于景元：《系統(tǒng)科學和系統(tǒng)工程的發(fā)展與應(yīng)用》，《科學決策》2017年第24期，第1—18頁。，結(jié)合學生自身發(fā)展及學院現(xiàn)有條件，在共同完成基礎(chǔ)培養(yǎng)的條件下，不再實施統(tǒng)一的培養(yǎng)目標。考慮到該培養(yǎng)方案設(shè)置的職業(yè)選擇方向，工科院校的“數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學專業(yè)”的學生的職業(yè)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(wù)、電氣工程、電力工程、交通、金融、機械以及輕紡等領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、設(shè)計、科學研究開發(fā)和管理決策工作、考研深造等。因此，為了適應(yīng)學生職業(yè)發(fā)展需求，在制定人才培養(yǎng)方案時遵循“以系統(tǒng)科學類專業(yè)課程為主體，以物理專業(yè)及計算機和智能優(yōu)化課程為輔助，通過設(shè)置模塊課程和選修課程，突出大數(shù)據(jù)處理、管理決策、考研深造、智能處理等培養(yǎng)方向，注重學生專業(yè)素養(yǎng)、實踐能力及科研能力的發(fā)展。這樣的人才培養(yǎng)方案體現(xiàn)以培養(yǎng)應(yīng)用型為主、科研型為輔的從事系統(tǒng)分析、設(shè)計、科學研究開發(fā)和管理決策工作的高級應(yīng)用型人才，這也與我校人才培養(yǎng)定位相符。

二、充分利用區(qū)位優(yōu)勢，打造專業(yè)特色

作為以師范專業(yè)為主的院校辦系統(tǒng)科學與工程專業(yè)，其專業(yè)特色一定不同于從事系統(tǒng)科學與工程研究的綜合性院校和專業(yè)工科院校，為了進一步明確專業(yè)特色，經(jīng)過充分調(diào)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(yīng)該結(jié)合學校應(yīng)用型的辦學定位，強化理工科應(yīng)用的特點，充分利用師資隊伍的優(yōu)勢，結(jié)合區(qū)域發(fā)展需求，注重與信息與計算科學、應(yīng)用統(tǒng)計學和物理學的結(jié)合，強化以理科為理論基礎(chǔ)、工科為應(yīng)用前景，深度融合理科和工科，努力培養(yǎng)學生利用系統(tǒng)科學理論、數(shù)學理論及計算機解決實際問題的能力，為學生深造或就業(yè)創(chuàng)造條件。最后，確立本專業(yè)的培養(yǎng)目標：本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者與接班人，具有良好的系統(tǒng)理論思維，掌握系統(tǒng)科學的基本理論、方法和技能，熟練運用相關(guān)軟件及理論，具備建模、數(shù)據(jù)處理與分析、科學計算等相關(guān)技能，能在電子信息、生物工程、通信、計算機、電子商務(wù)、電氣工程、電力工程、交通、金融、機械以及輕紡等廣泛領(lǐng)域從事系統(tǒng)分析、設(shè)計、科學研究開發(fā)和管理決策工作的高級應(yīng)用型人才。

本專業(yè)融入學校的學科建設(shè)，學院結(jié)合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)以服務(wù)區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)輻射粵港澳大灣區(qū)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(yè)，有效支撐系統(tǒng)科學學科在廣西的快速發(fā)展。①于景元：《系統(tǒng)科學和系統(tǒng)工程的發(fā)展與應(yīng)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(yè)解讀工作，讓學生全面了解專業(yè)

由于系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)開設(shè)較少，學生在選擇該專業(yè)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(yè)是做什么的？需要學習哪些技能，未來的發(fā)展有哪些等問題。面對以上問題，我們選擇專業(yè)老師在新生入學之際做多場專業(yè)解讀工作，從人才培養(yǎng)方案到畢業(yè)要求，再到課程設(shè)置、該專業(yè)設(shè)置的小方向，最后到就業(yè)均做詳細的解讀，讓學生進一步了解該專業(yè)。然后通過一年半的公共課與專業(yè)基礎(chǔ)課的學習，讓學生逐漸發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)點與特長，根據(jù)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(chǔ)，還可以在就業(yè)中凸顯專長。這就要求該專業(yè)的人才培養(yǎng)須打破單一的培養(yǎng)模式，以各種省部級的專業(yè)競賽活動為載體，以小方向及大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)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(yè)導師與實踐導師），引導學生依托專長謀劃未來發(fā)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(yīng)用型辦學特色，系統(tǒng)科學與工程專業(yè)不僅在人才培養(yǎng)方案中提供培養(yǎng)學生實踐能力的選修課，每個學期還設(shè)置了實踐周、第二課堂，寒暑假設(shè)置了社會實踐活動，讓學生走進系統(tǒng)科學與工程實踐環(huán)節(jié)，親身體驗專業(yè)魅力。考慮到該專業(yè)每年只招收一個班級，學生人數(shù)相對較少，多門選修課很難開設(shè)。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(yǎng)了學生的實踐能力，又能充分利用資源。

（三）積極推進專業(yè)實驗室及實踐基地建設(shè)，提升實踐環(huán)節(jié)質(zhì)量

專業(yè)實驗室及專業(yè)實踐基地建設(shè)是培養(yǎng)學生動手能力的保障。通過前期調(diào)研，結(jié)合專業(yè)課程設(shè)置，學院建設(shè)了三個專業(yè)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(shù)據(jù)處理專業(yè)實驗室，以滿足基本教學需求。根據(jù)學院十四五發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合專業(yè)發(fā)展方向和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求，將繼續(xù)強化實驗室硬件和軟件建設(shè)，以提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力，同時也為專業(yè)教師提供一個良好的科研平臺；加大力度，引進系統(tǒng)科學學科博士，強化梯隊建設(shè)；強化學術(shù)交流，加強與兄弟院校之間的聯(lián)系與合作，推動系統(tǒng)科學與工程本科專業(yè)的高速發(fā)展。

（四）加強師資隊伍建設(shè)，活躍學術(shù)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(tǒng)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(jīng)驗的專業(yè)人士做兼職導師，承擔系統(tǒng)科學與工程專業(yè)的專業(yè)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(chǔ)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(jīng)驗的教師承擔學生的實習實踐、畢業(yè)論文設(shè)計及“三習”指導教師；2.采用內(nèi)培外引的方式引進人才，一方面引進該領(lǐng)域的高層次人才，另一方面選派骨干老師到相應(yīng)學校進修深造，加快師資隊伍建設(shè)步伐，努力建設(shè)一支數(shù)量充足、素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)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(shù)會議，提高他們的業(yè)務(wù)素質(zhì)和學術(shù)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(shù)合作與交流，參與兄弟學院的科研項目，提升應(yīng)用能力和科研水平；5.依托廣西一流學科系統(tǒng)科學①，邀請國內(nèi)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(tài)；6.使用平臺經(jīng)費，支持高年級本科生去國外（境外）進行學習交流。系統(tǒng)科學學科在我國是起步較晚的學科，該學科的發(fā)展仍需要一代代人不斷的努力，不斷探索，我們將進一步結(jié)合學校定位、區(qū)域特色，探索符合區(qū)域發(fā)展需求的學科特色，在專業(yè)建設(shè)方面，將采用走出去請進來的方法，不斷深化專業(yè)建設(shè)改革，積極推進專業(yè)建設(shè)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求相匹配。