基于系統思維方法的課程改革思路與改革實踐

段瑋 徐德生

［摘 要］ “環境經濟與管理優化方法”是內蒙古工業大學資源與環境經濟學本科專業高年級開設的一門方法論課程。在教學中存在教學內容形式上較為分散、教學反饋機制較為滯后以及對學生系統思維的培養不足等問題。其教學改革以系統思維的培養和養成為基本目標，培養和強化學生的系統思維能力。采取強化教學內容的系統性整合、構建多層次的實時教學反饋結構和在教學過程中體現系統思維等措施進行了改革。經教學實踐驗證，改革方案表現出了良好的可操作性，并取得較好的效果。

［關鍵詞］ 系統思維；資源環境；優化方法；課程改革

［基金項目］ 2022年度內蒙古科技廳自然科學基金項目“系統視角下內蒙古發電行業達成雙碳目標的政策設計與影響研究”（2022MS07012）；2021年度內蒙古工業大學校級教改項目“系統思維方法下的‘環境經濟與管理優化方法教學模式改進研究”（2021229）

［作者簡介］ 段 瑋（1986—），男，河北唐山人，博士，內蒙古工業大學經濟管理學院副教授，主要從事系統動力學、能源經濟研究；徐德生（1980—），男，遼寧蓋州人，博士，內蒙古工業大學經濟管理學院副教授（通信作者），主要從事能源與環境工程、區域可持續發展研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）36-0067-04［收稿日期］ 2022-08-02

引言

習近平總書記強調“要提高戰略思維能力，把系統觀念貫穿到生態保護和高質量發展全過程”［1］。資源環境問題不僅是簡單的環境保護與資源開發的問題，還關系到經濟社會的可持續發展、國家安全與穩定等多方面的復雜系統性問題。在解決資源環境問題時，必須摒棄傳統的線性思維，轉而使用系統思維。因此，系統思維的培養和養成就成為資源與環境經濟學專業的重要培養目標之一?！碍h境經濟與管理優化方法”是資源與環境經濟學專業高年級開設的一門方法論課程?！碍h境經濟與管理優化方法”課程的教學改革正是以系統思維的培養和養成為基本目標，從教學內容、教學模式和教學過程等方面進行相應的系統性改革，從而培養和強化學生的系統思維能力，使學生能初步掌握如何利用系統思維解決簡單的資源環境問題，進而加深對系統思維解決資源環境問題的理解。

一、“環境經濟與管理優化方法”課程教學的現狀

2012年經教育部調整本科專業目錄，將“環境經濟”與“環境資源與發展經濟學”合并為資源與環境經濟學，該專業為教育部特設專業。內蒙古工業大學于2014年開始招收資源與環境經濟學本科專業學生?！碍h境經濟與管理優化方法”課程作為內蒙古工業大學資源與環境經濟學專業一門具有特色的方法論課程，旨在通過理論與現實問題相結合，培養學生的自學能力、數據分析能力、分析問題和解決問題的能力，以及培養學生的開拓創新精神。

二、目前“環境經濟與管理優化方法”課程教學存在的問題

（一）教學內容形式上較為分散

國內目前開設“環境經濟與管理優化方法”課程或相近課程的高校較少，還未形成統一的課程教學內容。國外高校的此類課程，在內容上偏重于計量環境經濟模型的分析與優化，缺少對學生系統思維的培養。內蒙古工業大學的“環境經濟與管理優化方法”課程為達成課程目標，將教學內容設定為最優化理論、博弈論和系統動力學三大部分。由于課程學時較短，且最優化理論、博弈論和系統動力學三大教學內容之間在形式上較為分散，所以三大教學內容從形式上很難進行有機整合，學生在進行課程學習時也面臨較高的難度。內蒙古工業大學從2018年秋季學期開始為資源與環境經濟學本科專業2016級學生開設“環境經濟與管理優化方法”課程。2018年至2020年，在課程內容不斷精進的情況下，課程學習難度不斷提高，學生的考試通過率和分數不斷降低，學生三年的考試不通過率分別為5.88%、16.67%和28.57%。經過分析，課程教學內容形式上較為分散，缺少系統性的內容整合，致使學生學習時缺少明顯的知識主線，是課程考試通過率不斷下降的主要原因。

（二）教學反饋機制較為滯后

“環境經濟與管理優化方法”課程原有的教學反饋機制為傳統的“教學設計→教學過程→教學考核→教學反饋→教學設計”閉環反饋結構。雖然能達到持續改進教學的目的，但最大的問題在于延遲性較強，對于教學過程中出現的問題缺乏及時改進的靈活性。往往只能在一輪課程教學結束后，將教學反饋中反映出的問題在下一個課程輪次的教學設計中進行相應的改進。由于課前調研的信息不對稱和信息失真問題難以克服，使教師對學生情況的認知較為有限和存在較大偏差，進而造成教學效果不盡如人意。而較為傳統的教學反饋機制并不能及時地修正這種認知偏差引發的教學效果問題。

（三）對學生系統思維的培養不足

在“環境經濟與管理優化方法”課程內容中設定了系統動力學方面的相關內容。在課程教學環節中重點講授了系統動力學的理論基礎、基礎概念、模型工具和常用函數等內容。但通過教學實踐發現，只通過講授系統動力學的基礎理論知識，很難使學生了解、理解和掌握系統思維。學生對于系統思維的本質和表現形式的理解以及更重要的系統思維能力的養成還存在較大差距。

三、系統思維下的課程改革措施

（一）強化教學內容的系統性整合

在進行系統思維指引下的“環境經濟與管理優化方法”課程改革時，針對課程目前所表現出來的“教學內容形式上較為分散”的問題，必須從根本上進行教學內容的系統性整合。在進行教學內容的系統性整合時，必須從系統思維所具有的整體性、結構性、動態性、開放性和協同性等特點出發［2］。

系統思維的整體性特性要求，課程的教學內容從整體視角上保持一致，即如何在最優化理論、博弈論和系統動力學三種不同的知識之間找到有機聯系；系統思維的結構性特性要求，明確“環境經濟與管理優化方法”課程中三大部分內容之間是如何相互作用、相互影響的；系統思維的動態性特性要求，課程的教學內容不斷優化調整，即在該課程中根據當前我國社會所面臨的現實資源環境問題，增加相關的案例分析，優化調整教學內容；系統思維的開放性特性要求，課程的教學內容上不僅要講授理論知識，還要與其他課程的理論知識進行有機結合；而系統思維的協同性特性要求，課程在教學內容上要相互協調、相互合作，即課程教學中三大部分要為同一個目標進行合理的協調。

具體來說：第一，“環境經濟與管理最優化方法”課程內容三部分之間的有機聯系，可歸納為對環境經濟與管理優化過程的不同優化方式，分別為最優化理論較為強調數值上的最優、博弈論強調人的行為決策最優、系統動力學可實現系統角度的優化。第二，對于課程內容三部分之間的相互作用方式，可總結為相互補充、層層遞進的作用形式，即為最優化理論強調數值意義上的優化，忽視了人與人之間的決策相互影響；博弈論的行為優化可以很好地補充這部分內容，但卻無法解決人與環境之間的反饋問題；而這正好是系統動力學可以解決的范疇，在系統動力學進行具體的數值優化時，可以借鑒最優化理論中的相關內容。第三，對于教學內容的優化調整，一定要以我國正面臨的重大現實環境問題為指引，增強學生解決我國環境問題的責任感和使命感，如以我國的碳達峰、碳中和目標為背景，增加相關的案例分析內容，以我國如何達成“雙碳”目標為分析目標，在不同的教學內容中進行分析討論。第四，對教學內容的開放性而言，需要將其他課程的理論知識進行有機的引入和結合。例如，將計量經濟學中的經濟指標計量思想引入最優化理論中，以強調最優化理論的目的性；將微觀經濟學中的公共品理論引入博弈論中，以幫助分析環境監管的動態性；將產業經濟學中的產業結構調整思想引入系統動力學的環境分析中，以強調解決環境問題的長期性和復雜性。第五，對教學內容的協同性而言，主要從教學目標協同和教學設計協同上進行體現。例如，對每個部分的教學內容，在具體的理論選取上，要以課程的總體教學目標為協同目的，不刻意強調某一部分的難度和深度，而是為課程總體目標服務。通過上述五方面的改革，可以基本實現“環境經濟與管理優化方法”課程的教學內容系統性整合。

（二）構建多層次的實時教學反饋結構

在“環境經濟與管理優化方法”課程改革中，嘗試通過構建多層次的實時教學反饋結構，解決傳統教學反饋機制存在較強滯后性的問題。需要在以下三個方面進行相應的變革。

1.在觀念上改變教學設計需要相對固定的思維模式，在教學設計上樹立及時響應和針對性修改的思想。明確教學設計不是確定后就絕對不能更改，而是根據教學過程和考核中反映出來的問題及時進行修訂。例如，最優化理論、博弈論和系統動力學三個不同教學部分的教學時長分配、教學難點的設定等教學設計內容，均可進行適度的實時調整。

2.借助現代化教學手段和工具，在教學過程中的多個重要節點，如課前預習與答疑、課堂講授與學生互動、課后復習與數據跟蹤，進行實時的數量化分析。通過對相關數據的收集與分析，對教學效果和學生反應進行較為客觀的分析與判斷［3］。更為重要的是，應用上述的數據分析結果，對教學設計進行實時的修訂，以此來形成教學過程→教學設計的實時教學反饋結構。例如，可以根據學生課前預習的數據和時長，判斷學生對博弈論部分的內容是否有所了解，進而在教學設計環節對該部分的教學時長和教學重點、難點等內容進行有針對性的修訂。

3.在考核形式多樣化、日?；幕A上，通過對教學考核相關內容和數據的分析，掌握學生對教學設計和教學過程的接受程度以及對課程知識的領悟程度。將較為獨立的課程考核環節集成在教學設計和教學過程中，以實現教學設計、教學過程和教學考核的系統化集成。完成三個環節的系統化集成后，可以實現“考核中有教學、教學中有考核、考核影響設計、設計影響考核”的總體系統集成效果，從而形成教學考核→教學過程、教學考核→教學設計的實時教學反饋結構。

完成上述三個方面的變革后，就可以在傳統教學反饋機制的基礎上建立一種多層次的實時教學反饋結構。

（三）在教學過程中體現系統思維

原“環境經濟與管理優化方法”課程中，雖然教學過程涉及了系統動力學這一結構性系統思維方法，但學生無法對系統思維如何應用在資源環境問題中有直觀的認識和了解。因此，在教學過程中需從多個角度體現系統思維在解決資源環境問題中的重要性。一方面，要使學生意識到，線性思維這一常見的思維方式已經不足以面對和處理復雜的資源環境問題；另一方面，要從系統思維的整體性、動態性和協同性等特性出發，使學生意識到系統思維應用于資源環境問題的必要性和重要性。

為達成上述兩方面的目的，在“環境經濟與管理優化方法”課程的改革方案和課程講授環節中，采用了計算機仿真模擬的方法，使用“世界模型Ⅱ”1900年至2100年的運行結果?！笆澜缒Ｐ廷颉敝饕糜谘芯咳虬l展問題，包含人口、資本、自然資源、農業、環境（污染）等子系統，設有5個狀態變量，7個決策變量和104個方程［4］。通過對“世界模型Ⅱ”進行情景模擬，可以直觀對比線性思維和系統思維處理資源環境問題的結果。

使用“世界模型Ⅱ”進行情景模擬教學的具體步驟如下：

1.教師介紹“世界模型Ⅱ”的基本情況和相關觀測指標情況。

2.在模型給出的基礎數據中進行基準情景的模擬，從多個指標的模擬數據出發，讓學生了解當時的發展情景是不可持續的。

3.對人口出生率、人口死亡率、每人每年消耗自然資源量、人均年投資量、資本折舊率、收放食物指數和年污染排放量等決策變量進行單獨調整，并分別將決策變量調整后的模擬結果與基準情景進行對比，以此來說明線性思維在處理資源環境問題時的局限性。

4.采用啟發式策略，鼓勵學生提出自己的多重政策系統協同情景，并在計算機上進行實時模擬，觀察學生自己提出的系統協同情景是否能達成未來世界的可持續。

5.教師對線性思維和系統思維在資源環境問題中的應用進行總結，讓學生對如何在資源環境問題中使用系統思維、系統思維在解決資源環境問題中的重要性產生深刻的理解與認識。

結語

筆者對使用系統思維指引下“環境經濟與管理優化方法”課程的教學內容、教學模式和教學過程的改革方案進行了總結。從2021年秋季學期首次應用改革方案開始，經過教學實踐驗證，改革方案表現出良好的可操作性，并取得較好的效果，學生不僅對系統思維在資源環境問題中的應用有了更加直觀的印象，還對什么是系統思維和系統思維的本質、表現形式有了較為深入的理解，養成了一定的系統思維能力，且課程考試的不通過率從上一年的28.57%降為16.21%。但學生距離能自如和自覺應用系統思維來思考資源環境問題還存在一定的差距，也是未來“環境經濟與管理優化方法”課程教學繼續改進的方向。

參考文獻

［1］習近平總書記金句12則［J］.理論導報，2021（12）：49-50.

［2］王萍.系統思維：習近平生態文明建設的重要思維方法［J］.系統科學學報，2020，28（2）：79-83.

［3］段瑋，姜濤.“雨課堂”在“技術經濟學”課程教學中的應用與思考［J］.教育教學論壇，2021（29）：141-144.

［4］李長青，岳奇如，段瑋.新型國民經濟綜合評價指標：包容性價值［J］.軟科學，2015，29（12）：60-66.

The Plan and Practice of Teaching Reform Based on System Thinking Method： Taking

Environmental Economics and Management Optimization Methods as An Example

DUAN Wei， XU De-sheng

（School of Economics and Management， Inner Mongolia University of Technology， Hohhot， Inner Mongolia 010051， China）

Abstract： Environmental Economics and Management Optimization Methods is a methodological course offered by Inner Mongolia University of Technology for senior students majoring in Resource and Environmental Economics. There are some problems in the teaching of this course. The form of teaching content is scattered， the teaching feedback mechanism is lagging behind and the cultivation of students systematic thinking is insufficient. The teaching reform of this course takes the cultivation and development of system thinking as the basic goal to cultivate and strengthen students ability of system thinking. The reform is carried out by strengthening the systematic integration of teaching content， constructing multi-level real-time teaching feedback structure and reflecting system thinking in the teaching process. After teaching practice， the reform scheme shows better operability and obtains better results.

Key words： systematic thinking; resources environment; optimization method; curriculum reform