面向復雜系統的整合創新型人才培養研究

摘? 要：隨著人類社會各種系統日益大型化、復雜化，僅靠單一學科已不足以解決各種復雜問題，社會亟需創造性的設計系統解決方案，切實落地執行的方法論及其相應人才。日本慶應義塾大學研究生院于2008年成立系統設計與管理（SDM）研究科，目標是通過系統工程與設計思維融合的跨學科體系，培養既有戰略構想力又有管理能力的領導者。本文介紹了慶應SDM學的知識體系及其創新人才培養模式、教學體系和課程設置等，分析其特點，旨在為我國培養高層次復合型創新設計人才提供參考與啟示。

關鍵詞：復雜系統；整合創新型人才；設計教育；系統設計；設計管理；SDM模式

基金項目：本文系廣州美術學院學位與研究生教育改革研究項目“跨學科培養高層次復合型設計人才的理論與實踐研究”（604012231JXGG）階段性研究成果。

2005年美國斯坦福大學（Stanford University）建立了d.school的設計學院，進行設計思維（design thinking）的教育和研究，培養解決問題的創新者[1]。之后基于設計思維的教育在全世界范圍推廣開來，引起各國對設計學科及其設計人才培養的思考和研究，并不斷探索實踐[2][3]。面對新設計和教育的新時代，日本的教育界也紛紛采取措施，以適應日新月異的變革時代。許多大學開設設計思維課程，對復雜問題進行綜合思考和解決，比較有代表性的有：東京大學的i.school、京都大學的設計學院和設計創新聯合會（Design Innovation Consortium）[4]、慶應義塾大學的系統設計與管理研究科（System Design and Management，SDM）、武藏野美術大學的造型構想學部創意創新學科、千葉工業大學的創造工學部設計科學科等。其中，慶應義塾大學研究生院的系統設計與管理研究科（以下簡稱慶應SDM）因其全新的課程體系，培養創新的跨界領導人才為目的，受到國內外關注[5]。

一、慶應SDM概要

（一）設立的背景

隨著全球一體化的發展，國際社會向著民族、語言、文化、經濟圈相互影響的超多元化社會發展，現代社會成為大規模、復雜化、網絡化的系統，技術問題和國際問題的解決變得日益困難化。為了解決現代社會全球變暖、災害、能源、糧食、人口等大規模復雜化的各種問題，僅靠傳統的單一縱向分割型學科已不足夠。在現代社會，從科學技術到社會系統，迫切需要系統、創新、整合的知識體系，將相關事物作為一個整體系統來看待和分析，創造性地設計新的解決方案，并付諸實施，有效管理。

泡沫經濟崩潰后的日本產業界亟需變革。日本在過去幾十年，依靠先進的技術，向世界推出了大量優秀的工業產品，但隨著老齡少子化社會進程加劇和新興經濟體的崛起，產業競爭優勢無法持久，僅僅著眼于單個產品的設計制造已經行不通，還需要創新包括商業模式在內的整體系統設計[6]。

為了應對這些社會需求和產業問題，慶應大學于2008年設立了SDM研究科。慶應義塾大學素有亞洲第一私立學府之稱，是日本歷史最悠久的私立綜合性高等教育機構。SDM研究科是慶應義塾創立150年事業的一環，是于2008年4月1日與媒體設計研究科、經營管理研究科一起開設的獨立研究科。SDM研究科從最新科技的技術系統到龐大復雜的社會系統，以集成現代所有系統的設計和管理為教育和研究對象而開設，以培養在新型復合領域中作為領導者而活躍的人才為目的，是世界上最早設立同類學科的研究生院而受到關注[7]。慶應SDM提出對所有領域從系統的觀點進行研究和解決問題，從宏觀角度俯看問題，正確分析系統整體和局部的關系，創造性地設計綜合解決方案，同時又能務實地將解決方案精準地落實到微觀層面。

（二）慶應SDM的目標

慶應SDM學科體系是以系統工程、系統思維與設計思維和項目管理等為基礎構筑的文理融合型跨學科的整合型知識體系（如圖1）。SDM的核心有S、D、M三個。S是系統（system），以系統思維、系統理論和系統工程技術為基礎，將事物作為系統看待，思考相互的關聯性。D是設計（design），基于設計思維，由各種利益相關者組成的團隊共同協作，創造出新的解決方案。M是管理（management），進行切實可行的項目管理和組織管理。慶應SDM聚集整合這三大核心的思維方式和方法論，提出解決方案并在社會實踐中實現，發揮整合型學科體系的作用。

慶應SDMS解決問題的方法中有兩大支柱，一是“系統工程”（S）。所謂系統，是多個構成要素相互作用的集合體。國際系統工程協會將系統工程定義為“能成功使系統實現、跨越多個專業領域的方法及手段”[8]。在日本，“SE”（system engineering）、“系統工程師”多指處理計算機系統和軟件的工程師，因此“系統工程”常被誤解為以計算機系統為中心的“狹義的系統”。實際上，系統最初是為了解決航空航天、軍事等大規模系統的問題而發展起來的，之后被應用到城市、經營、醫療、網絡等領域，還開始拓展到社會領域。系統工程不僅指軟件，還包括機械系統、建筑及土木系統、社區系統、社會系統等所有與系統相關的工程。慶應SDM的系統，就是這樣“廣義的系統”概念，從信息、通信、媒體、硬件、服務，到人類、組織、社會、地球環境，涵蓋了所有的系統。

另一個是“設計思維”（D）。一般來說，設計思維是運用造物時自由構思的開發手法，進行技術系統或社會系統的創意和創新設計，以團隊協同行動，通過現場工作、頭腦風暴、原型制作的工作坊形式等，激發參加者的創造力，創造新的解決方案為目標[9]。慶應SDM的設計，不單是提出外觀造型等“狹義的設計”方案，而是從技術系統的設計，到組織的設計、社區的設計，提出包括經營和政策在內的頂層設計、戰略構想和解決方案的“廣義的設計”。

慶應SDM的系統設計（S+D），是綜合思考系統的意義、價值、目的、功能、動態、社會環境、地球環境等所有因素，平衡各種關系，對具體的對象系統的結構創造性地進行架構和設計，并評估可行性。在日本，系統工程和設計思維的思考方法常被認為是相反的。單憑系統工程很難與用戶產生共鳴，也很難實現有創造性的飛躍，僅靠設計思維在實現系統具體化方面也不夠充分。慶應SDM將系統工程和設計思維融合，揚長避短，構筑了補充整合兩者的開發手法，這不僅在日本，在世界上也是一種新的嘗試。而慶應SDM的系統管理（S+M），是從多種視角制定適當的目標，考慮環境變化、人的不確定性等各種因素，對系統的運營體系進行創造性地整合管理。也就是說，系統設計與管理（S+D+M）是對大規模、復雜、不確定因素多的所有系統，進行創造性的設計和切實管理的學科體系及其實踐。

二、慶應SDM的教學體系和課程實施

（一）教學體系

面對現實世界的各種課題既要有宏觀的構想力，能夠提出整體聯合型解決方案，還要與各種利益相關者進行協調并創建系統，將解決方案細化到微觀層面。因此，除了系統思維、設計思維，還必須具備多種技能。為此慶應SDM制定了各種人才培養計劃，讓學生在掌握SDM知識的同時，具備學生的工程能力、問題發掘能力、創造力、整合能力、溝通能力、管理能力、領導力等實踐能力。通過知識和體驗相結合的方式，培養學生對系統深刻理解并能準確構建和管理系統的綜合能力，是慶應SDM的課程理念。慶應SDM的教學體系如圖2所示。

學位課程計劃分碩士和博士兩個階段。在碩士階段，作為核心科目，學習包括戰略性系統工程方法和包括溝通技巧在內的綜合管理能力，并參加實踐科目“設計項目”。除此之外，為了拓寬學生視野，還準備了大量豐富的選課科目。碩士課程有兩個方向：一是“系統工程學”方向，側重技術系統的設計相關領域研究，學制標準為2年，要求在國內外發表研究成果，最后撰寫碩士論文。另一個是“系統設計與管理學”方向，主要研究社會系統的問題。通過2年研究完成碩士論文。博士階段標準學制3年，繼續深化碩士課程的學習，尤其是核心課程，對專業方向相關領域深入研究，通過在國內外發表研究成果，得到同行評價認可，完成博士論文。

在任何一個階段的學位學習中，SDM研究科都體現國際化與政產學研協同的特色。不僅能得到MIT等世界名校導師的指導，還與這些大學積極地進行交換留學。SDM研究科的研究對象非常廣泛，不僅有學界，還能在產業界、政界等專業人士的指導下進行研究，最后總結成有學術價值和實踐意義的學位論文。

（二）課程實施

1.核心課程。慶應SDM設置的碩士課程科目如圖3所示。在碩士課程中，必修的核心課程有“系統設計與管理概論”“系統架構與集成”“系統應用與驗證”“項目管理”等，通過這些課程的學習掌握系統工程的基本思想和方法論。“系統設計的統計和數據處理”“溝通”等作為系統構建的數學基礎和掌握人際合作的基本技能，也作為主修課被推薦學習。學生還可以根據自己的興趣和相關課題選修專業課。選修課分“系統工程和技術社會”“政治、經濟和商業”和“環境共生、安全和人類”三大系列，共30多門課程，可以幫助學生拓寬知識面，加深專業性。另外，根據學生不同的經驗和需求，設有“研究型課程（research intensive course）”和“學習型課程（learning intensive course）”的雙課程制，前者側重加強專業研究能力的訓練，后者主要針對已有專業能力的社會人，側重講座學習。博士課程則在此基礎上以專業研究為中心進行。

進入碩士課程的學生一開始要徹底學習“V模型”，這是慶應SDM教學的重要一環。所謂V模型，是系統工程的重要概念，通過“分解”和“整合”構建系統，將大規模、復雜的系統從子系統開始按順序分解成更小的單位，完成從整體到細節的設計后，再按順序對系統進行整合，并對應設計的各個等級進行驗證和有效性確認（verification and validation）。慶應SDM強調在開始階段V的開頭要求分析和系統架構，對利益相關者提出的各種需求要學會定義，并共享信息，在構建系統整體架構的基礎上，進行分解與整合，并對設計進行評價和驗證。V模型作為把握整體與部分關系的大框架，體現了分解與整合、設計與評價的重要性。

2.特別講座。為了更好地向活躍在社會最前沿的各界領袖學習經驗和智慧，SDM還設有特別講座，邀請經濟界、政界、科技界等各界的第一人，與他們面對面進行交流和討論。隨著技術發展和社會轉型，課程與時俱進，近年來增加了“人工智能”“宇宙工學”“數字戰略”“虛擬設計”“可持續設計”“幸福經營學”等課程和講座，面對新的問題，共同思考探討新的解決方案。

3.靈活多樣的學習方式。在慶應SDM的學生中，既有在職學習的也有剛畢業的，既有日本人也有國際留學生，為了滿足多種多樣的學生需求，他們引入e-learning課程、制定日語、英語雙語課程的教學計劃、調整上課時間等，滿足學生多樣的研學需求。

三、實踐型體驗教學及其實施例

（一）設計項目

在重視授課的同時，慶應SDM還重視實踐性體驗。碩士課程一年級時的設計項目可以說是實踐系統構筑和管理的第一步。通過“設計項目”研究現實課題，從基礎向實踐，體驗“系統+設計思維”的方法。

慶應SDM的設計項目是慶應大學與從事系統工程尖端研究的美國麻省理工學院（MIT），以設計思維聞名的美國斯坦福大學、荷蘭代爾夫特理工大學（Delft University of Technology）共同開發的項目課程，運用這些大學的系統設計管理方法，對產品和服務等創新性地提出系統設計方案為目標，并在教學實踐中不斷完善。學生首先通過授課學習思維方式、方法論、手法，接受來自海外合作大學老師的講座，然后進行實踐性學習，按專家提案的主題，以小組形式提出解決問題的方案，推進項目。在設計項目中，除了對在核心課程中學到的系統工程和系統思維進行實踐外，還能實際體驗設計思維的過程和手法。通過參加這些現實創新型設計項目，學生可以掌握全新的商業模式或創新系統設計的實際技能。

具體來說課程主要分以下階段：1.第一階段是學習項目（learning project，LP）。在第一階段的學習項目中，主要跟慶應SDM的老師通過授課形式學習思維方法、方法論、手法等。2.第二階段是積極學習項目（active learning project，Alps）。在積極學習項目中，將第一階段學到的思考方法、方法論、手法與海外合作大學進行實踐。3.第三階段是現實創新項目（real innovation project，RIP）。在實際創新項目中，根據在第一階段、第二階段學到的知識，對具體的問題進行討論，提出現實的提案。對專家提案的主題，由學生團隊和企業、政府、NPO等組織的專業服務人員協同推進。對主題相關的產品或服務，從問題的定義、掌握利益相關方的需求開始，反復進行系統需求的定義、概念設計、架構提案、調試，設計和提案創新的產品或服務。設計項目的推進現場如圖4所示。

（二）特別研究科目

碩士課程研究的重心是特別研究科目的“系統設計與管理研究”和“項目設計與管理研究”。學生參加實驗室或研究團隊，進行歷時兩年的特定系統的研究。通過學生間合作、師生間合作、共同研究企業和其他大學間合作等，協同進行研究。研究成果不僅可以整理為碩士論文，有的還能激發新事業的創業等，這也是慶應SDM所獲得的知識和體驗的集大成。

（三）設計項目實踐研究案例

1.技術與社會系統設計研究

首先，以“系統工程學”方向，側重技術系統的設計研究為例。這是使用SysML系統建模語言的新一代移動系統的提案，以及沉浸式駕駛模擬器的系統設計的事例。為了解決大規模、復雜的技術系統和社會系統的問題，運用建模和虛擬仿真，設計出安全、高信賴的系統。項目在明確需求和功能的基礎上，梳理出候選的概念設計，并進行設計評價與驗證。其次，該研究方向還進行能源管理、智能電網系統、移動系統管理、下一代GPS系統、光通信系統、通訊系統、人機系統、宇宙系統、商業系統，NPO/NGO、政治、經濟、外交系統、文化、藝術系統的相關研究。

2.人類和社會系統設計研究

另一個以“系統設計與管理學”方向，側重社會系統的研究為例。社會和組織的利益相關者多種多樣，利害關系復雜。在與新業務、創業、NPO/NGO、政治、經濟、外交、防衛、文化等相關的社會系統中，需要通過明確利益相關者關系和事物關系，尋求全優解。這個案例是將自然栽培、閑置農地、中老年勞動者聯系起來的實踐性研究。解決方案提出將自然栽培這一新型耕作方法與棄耕地、中老年失業者相結合，并提出新的商業模式，開拓新業務，經濟性、社會性均取得良好效果。

四、慶應SDM的特點

在日益復雜的環境下，慶應SDM超越文科、理科的界限，超越應屆畢業生和社會人的范圍，橫向開拓學問領域，構筑嶄新的學科體系和人才培養模式。它以系統工程和創新設計思維為基礎，進行系統設計管理的教育和研究，同時從項目管理到組織論，對管理也進行系統的教育和研究，構筑三位一體的知識體系。這比歐美的SDM視野更廣，與商學院的工商管理（MBA）或技術管理（MOT）相比更系統，與理工科相比研究領域更廣闊，比社會科學更具類比性，比哲學、藝術設計學更具實踐性。它與專業型研究生院不同，也進行尖端的學術研究。同時在課程體系上，通過系統工程等核心課程的設置，讓學生掌握系統看問題的基本方法；通過專業科目學習，拓展和提升專業性；通過設計項目的實踐，掌握創造創新性解決方案的設計思維的基本技能；通過特別研究，體驗實踐性的研究方法。這些教育理念、策略、方針都值得我們參考。

五、結語

面對復雜化、多樣化的社會，如何用設計思維、系統思維和管理能力來提出解決問題方案并執行，培養出色的創新者和領導者是當今社會迫切需要解決的問題。世界各國（地區）很多院校結合各自的國情、學科發展情況進行了研究和實踐探索，日本慶應SDM作為亞洲的教學模式為我們提供了一個很好的參考。相信在參考國外經驗的同時，結合我國國情，充分發揮中國智慧，定能培養出更多既有國際視野，又能解決中國問題的創新人才。

參考文獻：

[1]Institute of Design at Stanford[EB/OL].[2024-2-10].http：//dschool.stanford.edu/.

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[8]International Council on Systems Engineering（INCOSE）.SYSTEMS ENGINEERING HANDBOOK（Version 2a）[R].2004：10-12.

[9]李彥，劉紅圍，李夢蝶，袁萍.設計思維研究綜述[J].機械工程學報，2017（15）：1-20.

作者簡介：

黃河，博士，廣州美術學院工業設計學院副教授、碩士生導師。研究方向：設計管理、人因工程學等。