黃秋爽 荀燁 馬妍

摘 要 本文針對系統(tǒng)工程理論、方法及應(yīng)用課堂教學(xué)中存在的先導(dǎo)知識掌握不扎實、主動學(xué)習(xí)積極性不高、教學(xué)內(nèi)容過于偏重理論以及缺乏課下自主學(xué)習(xí)手段四個方面的問題，從課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)技術(shù)、考核方式以及教員業(yè)務(wù)能力五個方面提出了系統(tǒng)工程理論、方法及應(yīng)用課程教學(xué)改革的方向與措施。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)工程 教學(xué) 改革

中圖分類號：G420文獻標識碼：A

Research on Teaching Reform ofSystems Engineering Theory,

Methods and Applications

HUANG Qiushuang, XUN Ye, NA Yan

(Department of Military Logistics, Military Transportation Academy, Tianjin 300161)

Abstract For the problems of a solid grasp of knowledge, are not enthusiastic about active learning and teaching is too theoretical, lack of self-study course means in "systems engineering theories, methods and application" of classroom teaching in the pilot, put forwads the direction of reform and measures of "systems engineering theories, methods and applications"from the content of classroom teaching, teaching methods, teaching techniques, assessment methods, the operational capacity of five aspects.

Key words system engineering; teaching; reform

系統(tǒng)工程理論、方法與應(yīng)用課程是系統(tǒng)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究科學(xué)決策和合理優(yōu)化問題的一門綜合性課程，對系統(tǒng)工程專業(yè)學(xué)員后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有極為重要的支撐作用。遵循系統(tǒng)工程教育教學(xué)的基本規(guī)律，改進教學(xué)過程中的問題弊端，著力培養(yǎng)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)素養(yǎng)，提高他們運用系統(tǒng)工程理論與方法解決實際問題的能力，是該門課程教學(xué)改革與研究的方向。

1 系統(tǒng)工程理論、方法及應(yīng)用課程教學(xué)中存在的突出問題

系統(tǒng)工程理論、方法及應(yīng)用課程主要講授開發(fā)、運行各類復(fù)雜系統(tǒng)所需要的思想方法、工作程序和分析手段，課程的系統(tǒng)性、連貫性、開放性、應(yīng)用性都很強，課程的教學(xué)具有較大難度，很容易產(chǎn)生以下幾方面的問題：

一是學(xué)員先導(dǎo)課程知識掌握不扎實。系統(tǒng)工程理論、方法及應(yīng)用是廣泛介紹模型與算法的專業(yè)基礎(chǔ)課，需要線性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計、運籌學(xué)等先導(dǎo)課程知識作為支撐，但部分學(xué)員對先導(dǎo)知識掌握不牢，影響到對模型和算法的理解，導(dǎo)致教員不得不花費一定的時間進行先導(dǎo)知識復(fù)習(xí)，進而影響了教學(xué)效率和效果。

二是學(xué)員主動學(xué)習(xí)的積極性不高。傳統(tǒng)教學(xué)過程一般按照章節(jié)介紹概念、原理、方法等內(nèi)容按部就班地講授，學(xué)員是長期處于被動接受的狀態(tài)，難免會缺乏學(xué)習(xí)積極性；加上課程中部分內(nèi)容與哲學(xué)、運籌學(xué)等先導(dǎo)課程存在一定的類似，部分學(xué)員會誤以為熟悉，容易走神；此外，本課程有些內(nèi)容晦澀難懂，有時一步聽不懂則步步跟不上，極易令學(xué)員產(chǎn)生厭學(xué)情緒。

三是教學(xué)內(nèi)容過于偏重理論。以往，教員會將本課程當作理論專業(yè)課講授，把教學(xué)重點放在數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜算法和解題技巧上，使課程顯得過分深奧；同時，對理論的過分重視必然導(dǎo)致對實際問題的分析應(yīng)用不多，導(dǎo)致學(xué)員雖會解題，卻不具解決實際問題的素養(yǎng)。

四是學(xué)員缺乏課下自主學(xué)習(xí)手段。本課程知識點難度較大，學(xué)員僅憑借教材難以廣泛深入地進行課下自主學(xué)習(xí)，需要教學(xué)模型、軟件、網(wǎng)絡(luò)課程等現(xiàn)代教育技術(shù)手段輔助學(xué)員加深對知識點的理解，通過課上傳授、課下自學(xué)實現(xiàn)教學(xué)相長。雖然市面上存在一些適合系統(tǒng)工程實驗的應(yīng)用軟件，但與本課程教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合的軟件缺乏，更無統(tǒng)一規(guī)范的實驗指導(dǎo)書，客觀上加大了利用計算機軟件、信息網(wǎng)絡(luò)加強知識理解、開展實踐教學(xué)的難度。

2 系統(tǒng)工程理論、方法及應(yīng)用課程教學(xué)改革探討

通過對本課程教學(xué)問題的分析，圍繞教學(xué)目標和基本要求，以培養(yǎng)學(xué)員的實踐能力和創(chuàng)新能力為主線，我們提出了以下改革方案。

一是優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容。為使學(xué)員能夠?qū)W懂用活系統(tǒng)工程方法論，具備從系統(tǒng)全局的角度分析解決問題的能力，對教學(xué)內(nèi)容進行了重新組織，既考慮內(nèi)容深度，更照顧內(nèi)容廣度。對狀態(tài)空間模型、博弈論、對策論等知識適當講解，讓學(xué)員理解系統(tǒng)工程的廣泛性、復(fù)雜性、多樣性即可，著重細化系統(tǒng)分析、系統(tǒng)評價的教學(xué)內(nèi)容。針對選用教材側(cè)重定量模型分析的弊端，我們搜集整理了股票投資方案優(yōu)選、經(jīng)濟與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展、軍用物資儲備優(yōu)化等現(xiàn)實問題，以泡茶、打水、買飯等貼近學(xué)員生活的實例用于教學(xué)內(nèi)容的擴充。①通過不同層面的問題分析和實例講解，不僅加深了學(xué)員對理論的理解和方法的掌握，更激發(fā)了他們利用知識解決實際問題的興趣和信心，增強了不斷探索認知的欲望。

二是更新課堂教學(xué)方法。教員的作用主要不是“教”，而是“以教促學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣以及分析問題、解決問題的能力。傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)已不能適應(yīng)形勢需要，應(yīng)將課堂講授、討論、實驗相結(jié)合，加大學(xué)員在教學(xué)中的參與度，變學(xué)員被動逼迫學(xué)為主動要求學(xué)。因而，我們在教學(xué)中選擇貼近學(xué)員生活的事例講解，使課本中抽象復(fù)雜的理論具體化、簡單化。如在講授決策方法時，以學(xué)員的初中、高中、大學(xué)三個階段的學(xué)習(xí)成績等屬性作為狀態(tài)，各階段不同的人生目標作為決策目標，這樣每一階段的狀態(tài)都是它前一個階段的狀態(tài)與決策共同作用的結(jié)果，通過這種實例，學(xué)員不僅理解了狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程的含義，還對自己的人生規(guī)劃進行了重新審視與總結(jié)。此外，我們在課堂教學(xué)中留下足夠的時間和空間，要求學(xué)員積極參與進來，給學(xué)員創(chuàng)造現(xiàn)場講解演示的機會。

三是運用教育教學(xué)技術(shù)。根據(jù)課程教學(xué)需要，一方面，針對教學(xué)難點和重點，開發(fā)了若干計算機軟件模型，通過學(xué)員對模型的實際操作加深知識理解；另一方面，建成網(wǎng)絡(luò)課程，包含課程介紹、教學(xué)課件、教學(xué)錄像、教學(xué)拓展、師生互動等模塊，通過豐富的信息、便利的操作、良好的界面為學(xué)員提供自我學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；此外，在解釋結(jié)構(gòu)模型的求遞階結(jié)構(gòu)、

主成分分析、聚類分析、狀態(tài)方程、系統(tǒng)仿真、系統(tǒng)評價等內(nèi)容的教學(xué)過程中，向?qū)W員介紹利用Excel、Vensim、Spss、Matlab等計算機軟件解決實際問題的過程，②并利用機房開設(shè)實驗課，增強學(xué)員解決問題的能力。

四是改革考核方式。本課程主要考核學(xué)員應(yīng)用系統(tǒng)工程理論分析和解決問題的能力，因此，單憑筆試確定學(xué)員對知識的掌握程度并不合理。為加強學(xué)員綜合素質(zhì)培養(yǎng)，全面考查學(xué)員對知識的掌握情況，我們采用分散考核的方式，即將課堂小組討論、平時作業(yè)、課程分析報告等都納入考核范圍，并注重教學(xué)過程控制，使得學(xué)員既學(xué)到了知識，又提高了分析、解決實際問題的能力，從而達到教學(xué)目的。③

五是加強教員業(yè)務(wù)能力。系統(tǒng)工程是一個不斷發(fā)展進步的理論和實踐體系，因而，教員自身能否跟蹤掌握理論前沿、是否具備解決實際問題的思想意識對于知識傳遞極為重要。我們主要采取以下措施提高教員業(yè)務(wù)能力：一是定期組織教員進行業(yè)務(wù)知識學(xué)習(xí)，內(nèi)容涵蓋學(xué)科前沿理論、教學(xué)方法技巧、教學(xué)問題剖析、典型案例討論等；二是組織教員積極參與科研項目，讓大家在科研課題中提高利用理論知識解決實際問題的能力；三是鼓勵教員尤其是年青教員參加講課比賽，激發(fā)他們不斷改進教學(xué)的熱情和動力。

注釋

① 汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009．

② 汪應(yīng)洛.系統(tǒng)工程.北京:機械工業(yè)出版社,2008.

③ 李軍,董雄報,張于賢.工業(yè)工程專業(yè)運籌學(xué)課程教學(xué)研究[J].桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2003(4) :23-24.