系統(tǒng)工程學教學改革

張愛霞，李富平，趙樹果

(河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院，河北唐山063009)

系統(tǒng)工程學教學改革

張愛霞，李富平，趙樹果

(河北聯(lián)合大學礦業(yè)工程學院，河北唐山063009)

教學改革;交通系統(tǒng)工程學;課程體系

提出突破系統(tǒng)工程學的課程體系框架，按系統(tǒng)科學體系設置系統(tǒng)工程學課程。把運籌學的定量技術與系統(tǒng)思想有機結合，融為一體，實現(xiàn)將定性分析與定量分析相結合，使學生掌握系統(tǒng)工程學的基本模型與基本方法，加強對學生實際應用能力的開發(fā)與培養(yǎng)，為培養(yǎng)學生的管理實踐創(chuàng)新能力奠定基礎。

系統(tǒng)工程學在我校已經連續(xù)開設了多年，是采礦工程、交通工程等工科專業(yè)的技術基礎課，也是學完基礎課后學生接觸到的首門專業(yè)基礎課。通過學習系統(tǒng)與系統(tǒng)工程、系統(tǒng)優(yōu)化、存儲論、系統(tǒng)預測、系統(tǒng)決策、系統(tǒng)模擬等內容，培養(yǎng)學生樹立系統(tǒng)思想并能運用系統(tǒng)工程方法解決工程實踐問題。該課程對培養(yǎng)學生管理創(chuàng)新能力和實現(xiàn)管理現(xiàn)代化方面起到重要的作用，所學系統(tǒng)工程思維方法是工科專業(yè)后續(xù)課程的基礎，系統(tǒng)工程技術方法在后續(xù)課程中發(fā)揮直接作用。

一、教學改革的必要性

(一)國內高校系統(tǒng)工程學教學內容設置情況

由于各高校服務對象不同，從全國開設系統(tǒng)工程課程的高校看，由于對系統(tǒng)工程學的理解不同，因此教學內容體系與教學大綱要求差異較大。有的院校授課內容偏重“運籌學”，重點講授運用數(shù)學方法研究最優(yōu)化問題;有的院校則偏重于系統(tǒng)工程學，主要是解決系統(tǒng)優(yōu)化問題

按系統(tǒng)科學體系，系統(tǒng)工程屬應用科學層次，是改造世界的基本工具，運籌學屬技術科學，是系統(tǒng)工程的基礎數(shù)學理論與方法，而系統(tǒng)思想是辯證唯物論在認識世界中體現(xiàn)的基本思維方法。運籌學的方法論與系統(tǒng)工程的方法論有著相近之處，但也有不同的地方，運籌學主要是用于處理具體的技術性問題，系統(tǒng)工程則主要是用于處理全局的戰(zhàn)略性問題。

(二)我校當前教學內容存在問題

根據(jù)我校開設系統(tǒng)工程學的教學經驗，我校系統(tǒng)工程學內容體系與學生的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)要求有一定的脫節(jié)。主要表現(xiàn)在兩方面:一方面要求學生掌握系統(tǒng)工程的基本方法和技術，能夠解決工作中的實際問題;另一方面，對于部分考研深造的學生要求掌握較扎實的系統(tǒng)工程基本理論和運籌學的基本方法。將系統(tǒng)工程和運籌學有機地結合起來有利于培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維方法和用系統(tǒng)工程方法解決問題的能力;同時適應不同的學校對考研考試內容的不同要求。而目前的教學內容不能統(tǒng)籌兼顧，因此在課程體系建設中，迫切需要將運籌學的數(shù)學工具和方法與系統(tǒng)工程的基本理論和方法有機結合起來，做到重點突出，因材施教，以適應不同人才培養(yǎng)的要求。

二、教學改革與創(chuàng)新目標

通過把運籌學的定量技術與系統(tǒng)思想有機結合，融為一體，實現(xiàn)將定性分析與定量分析相結合，給學生一整套以問題導向為基礎，通過對實踐問題的定性分析，認識實踐問題的本質特征，理順實踐問題的系統(tǒng)內在聯(lián)系，在此基礎上通過定量分析解決實踐問題的現(xiàn)代系統(tǒng)科學新方法，為培養(yǎng)學生的管理實踐創(chuàng)新能力奠定基礎。同時為學習后續(xù)課程和本課程的高深內容，以及為將來實際應用奠定良好的基礎。

三、教學改革研究內容

(一)科學設置課程體系

結合一般同學和考研同學的需求，突破系統(tǒng)工程學的課程體系框架，引入運籌學的數(shù)學工具和方法，按系統(tǒng)科學體系設置系統(tǒng)工程學課程，包括:系統(tǒng)思維方法并應用系統(tǒng)思想進行系統(tǒng)分析，思維方法的發(fā)展、系統(tǒng)工程的概念、系統(tǒng)工程與運籌學的關系、系統(tǒng)工程解決問題的方法與步驟;掌握建立模型的理論與方法:線性規(guī)劃、網絡及網絡計劃方法 (CPM、PERT)、決策模型 (風險決策、不確定決策、多目標決策)、灰色系統(tǒng)理論、預測模型、服務系統(tǒng)模型等;各種模型求解的基本理論與方法:線性規(guī)劃 (含整數(shù)規(guī)劃、0-1規(guī)劃)、網絡模型 (最小樹、最短路徑、最大流、最小費用最大流)、CPM網絡參數(shù)計算、目標規(guī)劃法等;掌握模型求解結果的分析方法，包括靈敏度分析、預測模型檢驗等;加強實踐環(huán)節(jié)，引入運籌學軟件QM、lingo和國際上流行的項目管理軟件Project等。

在教學過程中將重心向模型的建立、求解和求解結果分析轉移，側重實踐應用;增加計算機軟件應用能力的培養(yǎng)，增加實踐環(huán)節(jié)，重點提高學生的應用能力，通過“案例分析”， “建?！迸c“算法”的計算機實習訓練，加強對學生實際應用能力的開發(fā)與培養(yǎng);增加運籌學中不涉及，但在工程實踐中應用較多的理論與方法，如層次分析法、灰色系統(tǒng)模型等內容，基本形成理論——軟件——應用一體化的課程體系，體現(xiàn)“厚基礎、重素質”的教育思想。

(二)教學方法和教學手段改革

在教學方法上采用理論教學與實踐教學相結合、定性與定量相結合、數(shù)學方法與計算工具相結合、課上教學與課后實踐相結合的“四結合”的教學方式與方法，選用理論講授與工程實踐案例分析相結合的傳授模式，啟發(fā)式教學與研討式學習相結合的互動途徑。

課堂教學采用多媒體技術與板書相結合的方法，針對不同的內容選擇不同的方式進行教學，克服單純使用板書信息量少的缺點，也克服單純使用多媒體技術存在的速度快、學生理解時間短的缺點，既增大了教學信息量，又能加深學生對問題的理解。

(三)在教學過程中增加實踐環(huán)節(jié)

“系統(tǒng)工程”實踐性較強，非常強調結合實際管理等問題的應用。在教學中提出以下方式方法提高學生的實踐能力。

(1)在教學過程中結合課程內容，要求學生在課外閱讀系統(tǒng)工程及管理學、工業(yè)工程等方面學術刊物上的相關文章或有關研究報告，并定期或不定期在課堂上介紹與交流。根據(jù)學生的表現(xiàn)或研究結果計入10%的平時成績;

(2)提出問題，并完成簡明應用系統(tǒng)分析報告。

要求每個學生在“系統(tǒng)工程方法論”一講結束前，結合實際提出一個可用系統(tǒng)分析原理加以分析的問題;以此為基礎，組建由3～4人組成的系統(tǒng)分析小組，并形成小組擬分析的問題;隨著課程內容的推進，各小組完成應用系統(tǒng)分析報告的框架，結課前在全班進行交流;課程全部結束后，完成正式的系統(tǒng)分析報告。分析中鼓勵使用必要的專用軟件。根據(jù)系統(tǒng)分析報告結果的計入30%的平時成績。

四、教改中存在問題與建議以及進一步研究、實踐的思路

教改中也存在一些不盡如人意的地方，例如:部分學生課堂參與性不夠，師生互動有限，整體學習效果一般;如何將系統(tǒng)工程與運籌學在此課程中進行有機的結合，才能讓學生在學習的過程中能夠將兩部分的內容融會貫通，而不是生硬地割裂開來，進而促進對整個專業(yè)學習的整體把握，增強解決實際問題的能力;如何加強本門課程與專業(yè)相關課程的聯(lián)系程度;如何將本課程與專業(yè)相關課程緊密聯(lián)系，促進學生總體知識結構的掌握和解決實際問題能力的提升，等等。

如何教好系統(tǒng)工程課程，讓其充滿新的活力，在今后的教學中，我們將不斷探索和嘗試新教改路子提高教學質量。開展系統(tǒng)工程學科的科研活動，尤其是理論研究，把科研成果溶入到系統(tǒng)工程教學實踐中，正確地把握課程的重點和難點，加深對基本概念的理解，使科研成果成為課程建設的原動力，并引領課程建設的改革和發(fā)展;大力推進開放式教學模式和創(chuàng)新式教學模式，確保課程教學質量不斷提高。

五、結 語

系統(tǒng)工程學的教學改革與創(chuàng)新體現(xiàn)在在課程建設上，把運籌學與系統(tǒng)工程相結合，通過系統(tǒng)工程和方法論的培養(yǎng)，讓學生學會定量方法在實踐中的運用。然后按照運籌學與系統(tǒng)工程的基本思路重新整合教學內容，即定性與定量重新結合，形成以人為本的一套先進方法論，突出培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，并在建設過程中逐漸形成課程特色。在今后的教學中，我們將不斷探索和嘗試新教改路子提高教學質量。

［1］ 劉永紅．系統(tǒng)工程課程建設與創(chuàng)新［J］．裝備制造技術，2007(6):152-153．

［2］ 葉志攀，金佩華．中國工程教育實踐教學研究綜述［J］．高等工程教育研究，2007(4):74-77．

［3］ 繩莉麗，夏輝，孟霄．《系統(tǒng)工程概論》課程教學改革探索［J］．科技情報開發(fā)與經濟，2009(8):186-187．

Systems Engineering Teaching Reform and Innovation

ZHANG Ai-xia，LI Fu-ping，ZHAO Shu-guo
(College of Mining Engineering，Hebei United University，Tang shan Hebei 063009，China)

Teaching reform;transportation systems engineering;curriculum

Make breakthroughs in transportation engineering science curriculum framework，according to system science system and the installation of traffic engineering science．The quantitative techniques of operations research and systems thinking organic combination of integration to achieve the qualitative analysis and quantitative analysis combine to enable students to master the basic model of traffic engineering studies and basic means of enhancing the ability of students to the practical application of development and training，in order to develop students ability to lay the foundation for innovation in management practices．

G642.0

A

2095-2708(2012)04-0034-03

2012-05-03