以创新教育为主线的系统工程课程改革与实践

周志华

摘 要：系统工程课程教学应贯穿创新教育的理念，应善于吸收将我国传统的系统思想的精华，采用多元化的课堂教学体系，例如情境教学、任务教学、学生授课等，完善教学网站、鼓励学生自学，改革课程考核体系，为创新性人才培养寻找突破口。

关键词：系统工程；创新；高等教育；人才培养

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）09-0097-02

21世纪各国之间的竞争是综合国力的较量，更是科技实力的竞争。中国崛起需要先进的科学技术[1]，科学技术的发展需要大量的创新型的人才。而教育的创新是增强民族创新能力的基础，大学教育作为培养人才的重要的环节，应吸取我国传统教育的精华，又要培养具有创新精神和国际视野的综合型人才。

我国系统工程的先驱钱学森同志将系统工程定义为一门组织管理的技术[2]，是需要大力发展的一门学科。系统工程的主要应用领域极为广泛，涉及到各个方面、各个层次，包括军事、工业、农业、交通运输、资源、能源、经济，直至行政、科研、教育、医疗等领域。目前系统工程是我国各高等院校绝大多数专业的核心必修课之一，系统工程的思想和方法为人类解决复杂问题提供了一条有效的途径，已成为推动社会进步的有力工具，并越来越受重视。系统工程课程教学应注重学生对传统系统思想和系统方法的吸收，更应注重学生创新能力的培养。

一、教学过程中树立创新教育的理念

钱学森院士晚年曾提出疑问“为什么我们的学校总是培养不出杰出的人才？”这就是被媒体广泛报道的钱学森之问。本人认为，多数大学生在课程学习的环节学习不主动，缺乏创新的动力是原因之一。传统的课程教育往往注重语言表达和数理逻辑推导能力的考核，考试以理论考试为主，注重概念和原理的考核，学生学习往往是被动地应付考试，应试教育催生了死记硬背的现象，为社会大多数人所诟病；学生很少重视这些理论如何与实际结合、如何来解决实际问题，对于实际应用能力考核不足，学生缺乏在应用中创新的动力，因而上课缺乏主动性，不利于学生创新能力的培养。

哈佛大学认知心理学家加德纳提出的多元智能理论认为，每个人都同时拥有相对独立的八种智能[3]，即：语言智能、逻辑一数理智能、空间智能、运动智能、音乐智能、人际交往智能、内省智能、自然观察智能。我们日常的课程教学往往注重语言和逻辑-数理智能的考核，却忽视了其他智能的培养。系统工程是一门新兴的交叉学科，运用自然科学、社会科学和系统科学的原理和方法，来解决生产实际中的问题，其本身也是不断发展的。系统工程课程教学应承认学生的差异性，用赏识和发展的目光去看待学生，运用多元化的教学模式，促进学生观察能力、理解能力、动手能力、应用能力和创造能力的培养，促进学生潜能的发展，让每个学生都学有所得，学有所长，为学生的终身发展奠基。

二、重视系统思维的培养

系统工程课程讲授中注重培养学生系统思维，注重学生全局观、整体观念的培养，分析问题自觉地从整体和全局出发，用联系的观点看问题、办事情。要学习我国传统系统思想的精华，又要借鉴和吸收西方先进的系统分析和优化的思想，学会解决复杂系统问题的方法和一般思路——认识系统的特点和规律，学会控制、管理、改造或创造系统，调整系统的结构、合理处理系统各要素之间的关系，以达到最优设计、最优控制、最优管理的目的，实现系统的综合最优化。

三、多元化教学促进学生创新能力的培养

1.创设情境教学，启发思维

所谓情境教学，是根据教学内容，教师创设模拟真实场景的教学方式，将真实场景还原、以启发式教学为主，让学生自己分析问题、寻找答案。在讲授系统建模的一般原理时，为了让学生更深刻地理解系统建模的方法，以“小悦悦事件”为例，通过现场监控录像还原当时事故发生的现场。用创设情境法提问，引导学生开拓思维。从小悦悦突然出现在公路上，司机发现前方障碍物若紧急刹车，能否避免发生事故发生？事故发生时有哪些不利因素？学生从实际出发，建立了以最短停车距离为因变量的数学模型，分析认为面包车以速度行进时，司机发现障碍物到紧急刹车的反应时间为，最短停车距离为。得出当车辆以50km/h行驶时紧急刹车，按平均反应时间0.68秒计算，最短停车距离约为20m，而小悦悦行至公路上时离车的距离尚不足8m，分析得出无法避免事故的发生。况且当时灯光昏暗，商家在路边堆满货物，影响司机的判断，司机又无路可避，造成了这一惨剧的发生。学生通过分析影响最短停车距离的因素，总结得出了保障车辆安全行驶的安全措施。通过创设情境案例教学，学生对于系统建模的原则和方法、系统建模的步骤有了更深的理解。

情境法教学不是简单的知识传授，而是一种启发式教育，鼓励学生通过观察分析来解决问题。尊重学生的个性，让学生主动地发展，是素质教育的一种。素质教育提倡的是“将所学的知识内化为现代人的内在品质，这种品质又外化为人格、知识与能力[4]”。还是求得一种理想人格的教育，使受教育者学会学习，能够独立思考、热爱生活，有良好的品格，提倡开拓精神，培养创新能力，鼓励个性发展，是面向未来的教育。

2.倡导任务教学

任务教学法是将实际岗位工作所完成的工作任务进行分解。学生分为几个学习小组，学生在任务驱动下，借助团队分工协助，学会利用教学资源，通过问题解决式的自主学习获得知识。各小组成员通过最后通过集体讨论，根据别人的见解，修正自己的想象，澄清模糊的观点，形成小组报告或提纲。在讲授“ISM结构模型”这一章时，创建ISM小组，分组讨论我国人口问题的现状，制定“人口问题ISM结构模型”，为解决我国人口问题提供对策。任务式教学方法，提高了学生的探讨精神，拓宽了学生解决问题的思路，学生间相互启发，能激发彼此的灵感，提高学生的创造力。

3.适度开展“学生讲课”模式教学

目前本科生大多对“老师上台讲、学生台下听”的传统教学模式习以为常，学生充当知识的接收器，很少愿意当众发表自己的观点。“学生讲课”这一教学方式，既锻炼了学生语言表达能力，又是综合能力的一次提升。学生必须积极备课，而备课至讲课这一环节，不仅使学生学习的主动性增强，更是独立、主动、探索性的学习过程，同时也是一个综合能力的测试与锻炼过程。同学们预先进行了自学，参考了与内容相关的课外书籍，又在讲台上当众发表自己的见解，这个过程有利于学生自学能力的培养和组织能力的锻炼。学生上讲台既锻炼了学生的表达能力、临场应变能力，同时也增强了师生的互动，课堂气氛活跃。这种教学方式也是教师主导作用和学生主动性相结合的良好途径。对学生讲课方式，对教师的要求不是降低了，而是提高了。教师需要选择适合的专题，学生讲课时间应以10-20分钟为宜，可以由不同意见的学生交替表达自己的见解，教师再对学生授课过程中出现的问题进行归纳总结，指出缺点和不足。要求教師既要有熟练的专业技能，又有较强的沟通应变能力。

4.完善教学网站，鼓励自主学习

随着互联网技术的发展，高校多媒体教案的普及，使网络教学变得更方便快捷。学生对学习本身的兴趣能激励其对问题进行深入的钻研和思考，良好的网络教学平台鼓励学生自主学习，通过坚持不懈的探索和思考，获得知识、增长才干。读大学重要的不是学会了多少知识，而是学会了怎样学习，学会探索、批判性地继承和发展。教师的主要职责是传递知识、激励思考、启迪智慧。网络教学是课堂教学的延伸，学生可以不受时间地点的限制，选学喜爱的科目。系统工程作为一门多数专业需要学习的核心专业基础课，打造一流的系统工程网络教学平台，实现教学资源共享，不仅让本专业的学生受益，也让相关专业的师生受益，影响和提升了其它一些专业课程的教学质量。

四、完善课程考核体系是促进创新人才培养的突破口

高校现行的学生评价标准依然以知识体系的理论考核为主，以评价学生对书本知识的记忆理解程度为主要标准，以考试分数的高低来衡量人才的培养质量，还是典型的应试教育。这种考核体系强调的是知识的记忆理解而非创新，造成了重书本轻能力、重理论轻实践，强化了学生吸纳接收能力，而忽略了创新所需要的问题意识和反思能力的培养，压抑了学生个性发展和创新能力的培养。对课程考核体系进行改革，完善考核标准是创新人才培养的突破口。

目前大多数系统工程课程考核，成绩评定标准中理论考试成绩占70-80%，平时成绩占20-30%。这种以卷面成绩评定学生的方式，忽略了对学生学习课程全过程的考核，忽略了实践能力的考核，催生的是死记硬背的应试教育。建立新的创新人才评价标准，使学生从死记硬背的束缚中解放出来，激发学生的主体意识和学习热情，培养学生创新精神和实践能力才是人才培养的突破口[5]。降低考试成绩在评价标准的比例，提高课堂考核和创新环节成绩的比例，建立全面的全过程的课程考核体系，更能提高学生的学习积极性，提高学习效果。

以系统工程课程为例，建立“334”的课程考核标准，其中课堂考核成绩占30%，实践能力考核成绩占30%，理论考试成绩占40%。课堂考核强调的是对课程学习全过程的管理和评价，包括课堂到课率、随堂提问回答情况、课堂反思与创新环节得分、参与的学生授课和小组讨论的得分、作业完成情况的得分等组成。改变学习上被动依赖思想，学生不做等待填充的容器，鼓励学生参与课堂的积极性，鼓励学生自学、反思、总结、提高。对课堂表现纳入评价，有利于建立更为民主、开放的课堂，引导学生在对知识的探究、反思和发展中锻炼创新思维，提高创新能力。

实践能力考核占30%，要求学生能够运用所学的系统工程理论知识对实际问题加以分析，提出改善措施。例如，在完成系统结构模型化方法的学习后，要求学生运用ISM法探讨我国人口问题，提出我国现阶段人口调控的策略；或对小区环境进行调查，运用ISM法分析，给出调查报告。系统建模与系统仿真学习后，学生自主选题进行计算机仿真模拟。有学生对某矿山露天采石场车辆调度进行模拟仿真，对某轴承厂车间内物料搬运进行模拟仿真，找到瓶颈作业，提出改善建议等等。实践能力考核以专题的方式纳入评价，有利于锻炼学生创新能力。

“334”的课程考核体系，重在对学生综合能力的考核和评定，既注重理论知识的掌握，又注重应用和创新，是对课程学习全方位的考核，鼓励学生积极思考、敢于表达独立见解，将知识的学习内化为能力和素质的提高。

五、结束语

《系统工程》课程教学中应以创新教育为核心，在课堂教学中采用多元化教学模式，创设情景教学、引进工程实例教学、倡导任务教学、适度开展“学生讲课”和民主讨论等丰富的教学形式，完善网络教学，改革课程考核体系，培养学生的系统思维和创新能力，提高学生的表达能力、分析能力和实际运用能力，全面提升学生的综合素质。

（作者单位：湖南科技大学）

参考文献：

[1]艾伦，兴乔.重视思想实验研究，促进创新人才的培育[J].中国教育技术装备，2011（18）：3-9.

[2]宋振东，董贵成.钱学森组建学术组织进行科学技术创新与普及[J].学会，2013（7）：52-64.

[3]张翠英.多元智能理论及其对我国素质教育的启示[J].管理学刊，2007，20（4）：29-30.

[4]谷峪.关于素质教育的思考[J].社会科学战线，2001（3）：270-272

[5]佟巧玲.改革评价标准培养创新人才[J].石家庄铁路工程职业技術学院学报，2002（1）：4-5.