系统工程理论、方法及应用课程教学改革研究

黄秋爽 荀烨 马妍

摘 要 本文针对系统工程理论、方法及应用课堂教学中存在的先导知识掌握不扎实、主动学习积极性不高、教学内容过于偏重理论以及缺乏课下自主学习手段四个方面的问题，从课堂教学内容、教学方法、教学技术、考核方式以及教员业务能力五个方面提出了系统工程理论、方法及应用课程教学改革的方向与措施。

关键词 系统工程 教学 改革

中图分类号：G420文献标识码：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

系统工程理论、方法与应用课程是系统工程专业的专业基础课，是研究科学决策和合理优化问题的一门综合性课程，对系统工程专业学员后续专业课程的学习具有极为重要的支撑作用。遵循系统工程教育教学的基本规律，改进教学过程中的问题弊端，着力培养学员的学习兴趣和专业素养，提高他们运用系统工程理论与方法解决实际问题的能力，是该门课程教学改革与研究的方向。

1 系统工程理论、方法及应用课程教学中存在的突出问题

系统工程理论、方法及应用课程主要讲授开发、运行各类复杂系统所需要的思想方法、工作程序和分析手段，课程的系统性、连贯性、开放性、应用性都很强，课程的教学具有较大难度，很容易产生以下几方面的问题：

一是学员先导课程知识掌握不扎实。系统工程理论、方法及应用是广泛介绍模型与算法的专业基础课，需要线性代数、数理统计、运筹学等先导课程知识作为支撑，但部分学员对先导知识掌握不牢，影响到对模型和算法的理解，导致教员不得不花费一定的时间进行先导知识复习，进而影响了教学效率和效果。

二是学员主动学习的积极性不高。传统教学过程一般按照章节介绍概念、原理、方法等内容按部就班地讲授，学员是长期处于被动接受的状态，难免会缺乏学习积极性；加上课程中部分内容与哲学、运筹学等先导课程存在一定的类似，部分学员会误以为熟悉，容易走神；此外，本课程有些内容晦涩难懂，有时一步听不懂则步步跟不上，极易令学员产生厌学情绪。

三是教学内容过于偏重理论。以往，教员会将本课程当作理论专业课讲授，把教学重点放在数学模型的复杂算法和解题技巧上，使课程显得过分深奥；同时，对理论的过分重视必然导致对实际问题的分析应用不多，导致学员虽会解题，却不具解决实际问题的素养。

四是学员缺乏课下自主学习手段。本课程知识点难度较大，学员仅凭借教材难以广泛深入地进行课下自主学习，需要教学模型、软件、网络课程等现代教育技术手段辅助学员加深对知识点的理解，通过课上传授、课下自学实现教学相长。虽然市面上存在一些适合系统工程实验的应用软件，但与本课程教学内容紧密结合的软件缺乏，更无统一规范的实验指导书，客观上加大了利用计算机软件、信息网络加强知识理解、开展实践教学的难度。

2 系统工程理论、方法及应用课程教学改革探讨

通过对本课程教学问题的分析，围绕教学目标和基本要求，以培养学员的实践能力和创新能力为主线，我们提出了以下改革方案。

一是优化课堂教学内容。为使学员能够学懂用活系统工程方法论，具备从系统全局的角度分析解决问题的能力，对教学内容进行了重新组织，既考虑内容深度，更照顾内容广度。对状态空间模型、博弈论、对策论等知识适当讲解，让学员理解系统工程的广泛性、复杂性、多样性即可，着重细化系统分析、系统评价的教学内容。针对选用教材侧重定量模型分析的弊端，我们搜集整理了股票投资方案优选、经济与生态协调发展、军用物资储备优化等现实问题，以泡茶、打水、买饭等贴近学员生活的实例用于教学内容的扩充。①通过不同层面的问题分析和实例讲解，不仅加深了学员对理论的理解和方法的掌握，更激发了他们利用知识解决实际问题的兴趣和信心，增强了不断探索认知的欲望。

二是更新课堂教学方法。教员的作用主要不是“教”，而是“以教促学”，培养学员的学习兴趣以及分析问题、解决问题的能力。传统填鸭式教学已不能适应形势需要，应将课堂讲授、讨论、实验相结合，加大学员在教学中的参与度，变学员被动逼迫学为主动要求学。因而，我们在教学中选择贴近学员生活的事例讲解，使课本中抽象复杂的理论具体化、简单化。如在讲授决策方法时，以学员的初中、高中、大学三个阶段的学习成绩等属性作为状态，各阶段不同的人生目标作为决策目标，这样每一阶段的状态都是它前一个阶段的状态与决策共同作用的结果，通过这种实例，学员不仅理解了状态转移方程的含义，还对自己的人生规划进行了重新审视与总结。此外，我们在课堂教学中留下足够的时间和空间，要求学员积极参与进来，给学员创造现场讲解演示的机会。

三是运用教育教学技术。根据课程教学需要，一方面，针对教学难点和重点，开发了若干计算机软件模型，通过学员对模型的实际操作加深知识理解；另一方面，建成网络课程，包含课程介绍、教学课件、教学录像、教学拓展、师生互动等模块，通过丰富的信息、便利的操作、良好的界面为学员提供自我学习的网络环境；此外，在解释结构模型的求递阶结构、

主成分分析、聚类分析、状态方程、系统仿真、系统评价等内容的教学过程中，向学员介绍利用Excel、Vensim、Spss、Matlab等计算机软件解决实际问题的过程，②并利用机房开设实验课，增强学员解决问题的能力。

四是改革考核方式。本课程主要考核学员应用系统工程理论分析和解决问题的能力，因此，单凭笔试确定学员对知识的掌握程度并不合理。为加强学员综合素质培养，全面考查学员对知识的掌握情况，我们采用分散考核的方式，即将课堂小组讨论、平时作业、课程分析报告等都纳入考核范围，并注重教学过程控制，使得学员既学到了知识，又提高了分析、解决实际问题的能力，从而达到教学目的。③

五是加强教员业务能力。系统工程是一个不断发展进步的理论和实践体系，因而，教员自身能否跟踪掌握理论前沿、是否具备解决实际问题的思想意识对于知识传递极为重要。我们主要采取以下措施提高教员业务能力：一是定期组织教员进行业务知识学习，内容涵盖学科前沿理论、教学方法技巧、教学问题剖析、典型案例讨论等；二是组织教员积极参与科研项目，让大家在科研课题中提高利用理论知识解决实际问题的能力；三是鼓励教员尤其是年青教员参加讲课比赛，激发他们不断改进教学的热情和动力。

注释

① 汪应洛.系统工程[M].北京:机械工业出版社,2009．

② 汪应洛.系统工程.北京:机械工业出版社,2008.

③ 李军,董雄报,张于贤.工业工程专业运筹学课程教学研究[J].桂林电子工业学院学报,2003(4) :23-24.