系统工程课程教学改革的研究与探讨
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作者:付沙 肖叶枝 周航军 刘文彬
摘 要：系统工程课程兼具理论与实践双重特征，对培养学生运用系统思想解决实际问题的能力具有重要的指导作用。针对教学过程中存在的问题，本文首先阐述了系统工程课程的三大核心教学模块，然后从课程教学体系、教学方式方法、教学模式、学术研讨交流、考核方式等方面入手，深入分析研究系统工程课程的教学建设与改革。按照系统工程的基本思路整合教学内容，形成以学生为中心的方法论，培养学生的综合素质和实践创新能力，并在建设过程中逐步形成课程特色。
关键词：系统工程 教学改革 教学体系 教学模式 学术研讨
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0173-03
Abstract： Systems engineering course has dual characteristics of theory and practice， and plays an important guiding role in cultivating students' ability to solve practical problems by using systematic thinking. In view of the existing problems in the teaching process， the paper first expounds the three core teaching modules of the systems engineering course， and then proceeds with the teaching system， teaching methods， teaching modes， academic discussions and exchanges， and assessment methods， and makes a thorough analysis of the teaching construction and reform of the systems engineering course. According to the basic ideas of system engineering， we should integrate teaching contents， form a student-centered methodology， cultivate students' comprehensive quality and practical innovation ability， and gradually form curriculum characteristics in the process of construction.
Key Words： Systems engineering; Teaching reform; Teaching system; Teaching mode; Academic seminar
1 引言
系统工程是开发、运行和创新复杂的大型系统（特别是管理系统），以及所需的思想、程序、方法的综合工程技术[1]。当今社会，科学技术飞速发展，社会、经济及管理环境发生了一系列革命性变化，对于系统性问题和系统化的管理要求日益突出和迫切，出现的一系列问题亟需按照基于系统的相关观点以及采用系统分析的方法予以解决。《系统工程》是当前管理类专业在教育教学中一门非常重要的基础课程，同时也是一门以系统为研究对象，以现代系统理论和系统性方法作为主要内容的管理课程。培养目标是让管理专业学生了解和掌握系统以及系统工程基本的概念，掌握系统工程为了解决复杂大系统应运而生的理论和方法，运用系统的观点与思路分析问题并解决问题。在当前高等教育迅猛发展的新形势下，探讨课程的教学体系、教学方法和教学模式的深层次改革对教育教学工作具有十分重要的意义。
2 系统工程课程教学问题现状分析
在教学过程中收集到的信息，反映出学生较为重视本课程的学习，积极性也很高，但是学生在本课程学习中存在着些许问题，影响教学质量和效果。
（1）“系统”的概念在学生的头脑中还没有完全形成，使得正确理解系统优化变得较为困难，这主要是由于学生对“系统”缺乏感性认识。另一方面，课程内容相对抽象，教学方法和手段落后，缺乏展示系统工程的实践活动，阻碍了学生思维的转变以形成“系统”的概念[2]。
（2）学生对专业基础知识掌握不扎实、课前预习不充分，数学类课程教学内容的深度和广度明显不足，导致对系统最优化计算理论与方法的理解存在差距。线性代数、运筹学和数理统计等知识贯穿于系统工程中线性规划计算理论和方法等核心内容，部分学生对先导知识掌握和理解不足，影响其对模型和算法的理解，导致教学效果大打折扣。
（3）教师在教学过程中侧重于系统分析的原理及方法，对技术方法的实际运用讲解相对较少，忽视了案例讨论和实践等环节的教学，也未能考虑到应用中往往采用相应计算机辅助软件的实际情况，理论与实践的融合度不足，影響了师生以及学生之间的交流与讨论。
（4）课程考核方式过于单一，多以书面测试为主，不能起到积极的引导作用。学生对系统工程知识的理解和掌握需要经过一定的实践进行检验，这是一个相当复杂的系统分析过程[3]，以试卷为主的考核方式很难真实地反映出学生对系统工程知识的实际掌握程度和应用能力。 3 系统工程课程教学内容安排
在知识以及能力培养目标的基础上，系统工程课程的三大模块分别是：思想概念与方法、系统模型与模型技术、评价与决策，以三大模块为核心设计课程体系和教学保障制度，如图1所示。具体的教学内容安排如下。
第一模块：思想概念与方法。该部分主要介绍系统工程的产生、发展及应用，系统和系统工程的概念与特点及学科性质等。阐述了系统工程方法论以及系统分析的有关方法和创新分析方法，建立系统分析及本课程内容的逻辑框架。该部分主要指导学生如何运用系统意识、思维和方法来处理和分析问题。
第二模块：系统模型与模型技术。该部分围绕系统模型化及分析方法，重点介绍结构模型化技术、主成分分析与聚类分析方法和状态空间模型，以及系统仿真基础上的系统动力学模型化原理及其仿真分析方法。该部分主要培养学生将运筹学、现代管理科学和系统科学等知识与工程技术综合运用的能力。
第三模块：评价与决策。该部分主要介绍系统评价原理及关联矩阵法、层次分析法、网络分析法、模糊综合评判法及数据包络分析法等常用方法，以及针对决策分析，重点阐述风险型决策分析、鲁棒决策分析、管理博弈及冲突分析方法等。该部分主要培养学生解决复杂问题的逻辑能力和应用创新能力。
4 系统工程课程教学改革的探讨及措施
系统工程课程的教学改革是在分析教学问题现状的基础上，遵循创新的教学模式研究，贴近教学和时代的要求，以培养学生分析问题和解决问题的能力为主线，以教书育人、提高教学质量为目的。
（1）改进授课形式，加强对课程教学体系的改革。
高等教育现代化教学资源不断丰富，多媒体教学方式日益广泛。运用多媒体技术可以展示大量的教学内容，但是演示过程较为迅速，会导致学生的理解和消化时间缩短。此外，单一的放映过程容易使学生感到枯燥乏味。在此情形下，传统的板书教学仍然是必不可少的。因而，需要将多媒体技术和板书教学完美结合，针对不同的教学内容选择相适应的教学方法，运用丰富的教学案例和素材，在保证教学信息量的同时，还能增强学生对于问题的理解[4]。另一方面，除了选择合适的教学媒介之外，教师还需要加强课堂互动，通过互动起到强化理解的效果。
在教学过程中，适当增加系统仿真、系统评价和系统决策的方法论教学和实践，压缩基础理论课的教学时间。同时，通过计算机辅助软件解决工程优化计算方法有关的问题，经过作业或课程设计的训练，学生可以利用系统工程方法来分析和解决他们身边的实际问题，从而提升学生学习的积极主动性[5]。
（2）以学生为中心，遵循启发式教学原则。
传统的“以教师为中心”的教学模式逐渐被“以学生为中心”的教学模式所取代，现代教学强调学生是教学的主体，教师是教学的设计者和组织者。教师可以遵循启发式教学原则，培养学生的逻辑思维和创新能力，根据学生获得知识和掌握技能的思维方法和思维过程，按照学生的思维流程设计出相应的启发式问题并适当用于课堂教学，鼓励学生积极参与思考，让学生自己提出问题、分析并解决问题。在启发式教学过程中，通过发现问题、提出问题、分析并解决问题、扩展问题、再解决问题等途径，调动学生的学习积极性。通过问题的深化和扩展，可以拓宽学生的思维，提高学生的实践能力，使学生真正成为课堂上的主体[6]。
在讲授具体知识点时，加强前后知识的连贯性，对重点问题举一反三，从多角度、多侧面去阐述，将知识的点扩展为面，拓宽学生的思维空间。通过一提多解、多提问，启发引导为主，引导学生主动思考，使学生从被动接受转为主动学习，加强学生思考能力和创新能力的培养，由重知识转向重智能。
（3）构建系统任务驱动的教学模式，促进知识的理解和吸收。
通过将课程的基本知识点与系统任务相结合，使学生能够全面掌握知识结构。指导学生提出所分析的对象、组织团队分工合作完成任务，加强理论和实践的结合，努力提高学生参与程度和自主学习的能力。整个过程中，系统分析与设计的思想贯穿始终，教师应引导和促进学生形成系统的、相互联系的思想观念。随着课程内容的不断推进，教师依次布置各阶段的子任务;小组基于新学到的知识，对所分析问题进行展开、细化并逐步深化，学生通过自主学习和一定的交流探讨完成课程任务。在课程结束之后，任务小组汇总所有子任务，进一步分析、讨论并形成完整的系统工程课程分析与设计报告[7]。采用系统任务驱动的教学模式可以让学生积极参与课堂教学，促进学生对知识的理解和吸收，加强师生之间的交流，整合理论知识的具体应用，提高学生分析和解决具体系统工程问题的能力。
（4）加强学术研讨，培养学生的研究能力。
引导学生广泛阅读本专业权威的国内外期刊，例如，《Management Science》、《Operations Research》、《系统工程理论与实践》、《系统工程与电子技术》等期刊，通过阅读近年来高质量的学术论文，学生可以初步了解和认识其专业和方向的国际研究前沿[8]。教师指导学生整理和剖析所阅读的文献，阐述该论文的观点及主体内容。教师将有针对性地对其进行点评和解析，包括补充学生没有解释到位的重要部分。这种学术讨论方式不仅可以培养学生阅读、分析和解释文献的能力，而且可以加强学术交流，活跃课堂的学术氛围，也拓宽了学生的视野。
（5）完善考核方式，凸显学生综合素质培养。
为加强学生综合素质培养，全面考核学生对知识的掌握情况，要求教师必须改革考核方式。考试内容应该突出知识的基础性、实践性和创新性，试题具有一定的开放性和拓展性，并且可以分阶段考核。在日常教学活动中，通过课堂提问、小组讨论、课程作业和课程分析报告等多个项目对学生进行全方位考核，注重教学过程控制，使得学生既掌握知识，又提高分析与解决实际问题的能力。另外，通过提高平时成绩所占比重，或增加其它考核方式以达到教学与考核目的，例如：由几位学生组成团队共同完成系统分析与设计，或是撰写一篇相关的研究报告或论文等。
5 结语
系统工程课程教学改革的目的是提高教学效率，促进课程对学生的貢献程度。为提高高校教学质量，在课程教学体系、教学方法、教学模式以及考核方式等方面需要不断改革与创新，在实践中不断探索、反复验证并持续不断地改进。在确保学生掌握课程基本理论与方法的基础上，进一步强化学生对所学理论知识的深入理解。通过鼓励学生阅读学术前沿文献和参与学术研讨，提高学生提出、分析和解决问题的能力，加强学生实际应用能力的培养，为提升学生综合素质和实践创新能力奠定基础。
参考文献
[1] 汪应洛.系统工程[M].5版.北京：机械工业出版社， 2016.
[2] 绳莉丽，夏辉，孟霄.《系统工程概论》课程教学改革探索[J].科技情报开发与经济，2009，19（8）：186-188.
[3] 邱东博.CDIO工程教育模式下的“系统工程”课程考试改革[J].中国管理信息化，2015，18（10）：244.
[4] 张爱霞，李富平，赵树果.系统工程理论与实践教学改革[J].教育与职业，2012（26）：134-136.
[5] 王太祥.对石河子大学《系统工程》课程教学改革的思考[J].科技经济市场，2016（11）：158-159.
[6] 付沙，周航军，陈智俐，等.基于粗糙集与信息熵的课堂教学质量评价体系研究[J].中国管理信息化，2018， 21（19）： 207-211.
[7] 沈瑾.面向工业工程专业的系统工程课程教学改革研究[J].教育教学论坛，2017（41）：131-133.
[8] 贺庆仁，陈文娟，王婷.系统工程研究生课程教学改革与探索——以贵州大学管理学院为例[J].物流工程与管理，2017，39（2）：200-202.
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