新工科背景下系統(tǒng)科學課程設(shè)置思考

王澤龍 劉吉英 段曉君

摘? ? 要：新工科強調(diào)學科的實用性、交叉性與綜合性，被認為是工程技術(shù)教育領(lǐng)域的重大創(chuàng)新與改革。文章以軍事院校系統(tǒng)科學專業(yè)為例，闡述了系統(tǒng)科學與新工科的關(guān)系，梳理出系統(tǒng)科學專業(yè)應(yīng)具備的知識體系與課程結(jié)構(gòu)，并在分析北京交通大學與北京師范大學系統(tǒng)科學專業(yè)課程設(shè)置的基礎(chǔ)上，提出軍事院校系統(tǒng)科學課程設(shè)置的建議。

關(guān)鍵詞：新工科;系統(tǒng)科學;軍事院校;課程設(shè)置

中圖分類號：G642.3? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）06-0029-02

系統(tǒng)與系統(tǒng)科學的內(nèi)涵是系統(tǒng)科學專業(yè)課程設(shè)置的基本依據(jù)。系統(tǒng)是自然界和人類社會中一切事物存在的基本方式，是由相互關(guān)聯(lián)和相互作用的多個元素（或子系統(tǒng)）所組成的具有特定功能的有機整體[1]，系統(tǒng)科學的研究對象是系統(tǒng)自身，其目的是探索各類系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、環(huán)境與功能的普適關(guān)系以及演化與調(diào)控的一般規(guī)律，也是指導現(xiàn)實中復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計、規(guī)劃和應(yīng)用的核心和關(guān)鍵理論科學[2]。

新工科理念為系統(tǒng)科學課程設(shè)置提出了新要求。新工科內(nèi)涵進一步強調(diào)“前沿技術(shù)引領(lǐng)性”“學科間交融性”“知識體系多樣性”“人才培養(yǎng)創(chuàng)新性”等，進而推動了新工科范式呈現(xiàn)出“適應(yīng)性強、創(chuàng)新程度高、融合程度深”等主要特點[3]，這對于新工科背景下人才培養(yǎng)和能力框架構(gòu)建具有重要指導意義。盡管近年來系統(tǒng)科學學科在研究方向、人才培養(yǎng)、課程建設(shè)等方面取得長足進步，但是隨著新工科理念的興起，迫切需要結(jié)合系統(tǒng)科學學科發(fā)展的現(xiàn)實需求、國際工程教育理念所提出的工程教育新形態(tài)以及人才培養(yǎng)的客觀規(guī)律，與時俱進地研究思考新工科背景下以人才培養(yǎng)為核心的系統(tǒng)科學課程設(shè)置問題[4]。

一、系統(tǒng)科學與新工科的關(guān)系

新工科對軍事院校人才培養(yǎng)的要求進一步提升，對于面向?qū)崙?zhàn)的人才培養(yǎng)工作也提出了挑戰(zhàn)。軍事院校系統(tǒng)科學將圍繞新時代軍事戰(zhàn)略方針以及信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)需求，開展教育改革的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系研究，穩(wěn)步推進課程建設(shè)與學科發(fā)展[5]。

系統(tǒng)科學作為軍事院校重點學科，在建設(shè)目標、建設(shè)途徑、發(fā)展理念等方面與新工科一脈相承，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）知識與能力并重。要求系統(tǒng)科學研究生掌握系統(tǒng)科學堅實的基礎(chǔ)理論，具備數(shù)學、物理學等相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，同時具有較全面的專業(yè)實驗技能及通過實驗對理論進行檢驗和完善等能力。（2）傳統(tǒng)與發(fā)展并重。在知識體系建構(gòu)方面，重視專業(yè)系統(tǒng)知識，同時能夠消化吸收有用信息、獨立獲取新知識，進而適應(yīng)學科發(fā)展、知識更新。（3）理論與實踐并重。要求系統(tǒng)科學研究生不僅研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系、演化和調(diào)控規(guī)律的基礎(chǔ)理論，還要解決軍事復(fù)雜系統(tǒng)理論、建模、分析與評估等具體實踐問題，突出軍事特色。（4）校內(nèi)校外并重。不僅要突出校內(nèi)教學體系建設(shè)，還要對接校外用人需求，面向服務(wù)軍隊建設(shè)的使命任務(wù)，依據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭發(fā)展的規(guī)律，服務(wù)聯(lián)合作戰(zhàn)保障等作戰(zhàn)需要。

總之，系統(tǒng)科學專業(yè)具備新工科專業(yè)的特點，可以借鑒新工科教育理念。

二、系統(tǒng)科學的知識體系與課程結(jié)構(gòu)

下面以軍事院校系統(tǒng)科學專業(yè)為例，分析系統(tǒng)科學所需要的知識體系與相應(yīng)的課程結(jié)構(gòu)。

基于系統(tǒng)科學學位基本要求，系統(tǒng)科學研究生應(yīng)具備三個層面的知識體系[6]。（1）在基礎(chǔ)理論方面，掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、演化和控制規(guī)律的系統(tǒng)理論，如系統(tǒng)狀態(tài)的統(tǒng)計描述、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論、刻畫系統(tǒng)演化的動力系統(tǒng)理論等;（2）在技術(shù)方法層面，需要掌握支持實際應(yīng)用的系統(tǒng)科學技術(shù)以及基于計算機科學與技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)研究的技術(shù)與方法，如復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真、計算機數(shù)值計算與模擬、系統(tǒng)分析與集成等;（3）在實踐應(yīng)用層面，掌握所研究具體領(lǐng)域的專業(yè)知識以及處理實際系統(tǒng)的系統(tǒng)工程知識，具體領(lǐng)域包括社會、經(jīng)濟、生物、環(huán)境、交通、軍事等。

基于上述系統(tǒng)科學研究生所需要的三個層次的知識體系，系統(tǒng)科學課程設(shè)置要滿足這三個層面的需求：（1）學科基礎(chǔ)課程，提供系統(tǒng)科學的基本思想、基本概念和基本方法，如“系統(tǒng)科學”“非線性系統(tǒng)”“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)”等;（2）學科專業(yè)課程，提供各研究方向的核心專業(yè)知識與常用工具，并進行實踐鍛煉，如“非線性控制”“博弈論”“系統(tǒng)分析”等;（3）學科前沿課程，提供本學科前沿動向與發(fā)展趨勢，并進一步加強實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)，如“系統(tǒng)科學前沿專題”“復(fù)雜系統(tǒng)建?！钡?。

三、北京交通大學與北京師范大學課程設(shè)置分析

北京交通大學是國內(nèi)系統(tǒng)科學學科領(lǐng)先優(yōu)勢單位，在2004、2008、2012與2016年連續(xù)四次全國一級學科整體評估中名列系統(tǒng)科學第一。北京師范大學是國內(nèi)首個設(shè)立系統(tǒng)理論專業(yè)的高等院校，也是國內(nèi)首個建立系統(tǒng)科學博士后流動站和首個獲得系統(tǒng)科學一級學科博士學位授權(quán)的單位。下面對北京交通大學與北京師范大學的系統(tǒng)科學課程設(shè)置進行對比分析，為軍事院校系統(tǒng)科學專業(yè)課程設(shè)置提供參考。

在學科基礎(chǔ)課方面，兩所院校系統(tǒng)科學專業(yè)都強調(diào)系統(tǒng)科學基礎(chǔ)知識體系、數(shù)學知識體系以及工科知識體系。在學科專業(yè)課程方面，兩所院校都針對系統(tǒng)科學三個二級學科設(shè)置了相應(yīng)的專業(yè)課程，北京交通大學主要針對交通系統(tǒng)展開課程設(shè)置，北京師范大學主要針對社會經(jīng)濟系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等展開課程設(shè)置。在學科前沿課程方面，兩所院校不僅開設(shè)了系統(tǒng)科學前沿類課程，如復(fù)雜信息系統(tǒng)理論與系統(tǒng)科學進展，還針對各自所關(guān)注的具體領(lǐng)域開設(shè)了相應(yīng)的實踐類前沿課程，如現(xiàn)代交通科學前沿講座與機器學習和大數(shù)據(jù)專題等。

基于以上分析可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)優(yōu)勢院校系統(tǒng)科學專業(yè)課程設(shè)置具有以下幾個特點：（1）在學科方向方面，課程全部覆蓋本學科的三個二級學科，突出本校系統(tǒng)科學橫斷背景和學科特色方向。（2）在課程設(shè)置層次方面，課程設(shè)置層次豐富，強調(diào)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)、系統(tǒng)調(diào)控、數(shù)學基礎(chǔ)、方法和專題特色等。（3）在對接新工科方面，課程設(shè)置不僅突出學科基礎(chǔ)理論，還強調(diào)實踐與應(yīng)用，針對專門具體的系統(tǒng)實施人才培養(yǎng)，同時重視研究方法論學習與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

四、軍事院校系統(tǒng)科學課程設(shè)置思考

按照新工科的要求，軍事院校系統(tǒng)科學課程設(shè)置需要明確研究生培養(yǎng)的目標，包括人才的能力素質(zhì)、未來崗位需求等。軍隊院校系統(tǒng)科學專業(yè)主要培養(yǎng)適合新時代軍隊、國防和社會經(jīng)濟建設(shè)與未來發(fā)展需要，思想過硬、作風優(yōu)良、身心健康，掌握系統(tǒng)科學學科堅實寬廣的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)深入的專門知識，具備戰(zhàn)略思維、國際視野和國際競爭力，具有系統(tǒng)科學領(lǐng)域獨立從事教學和科學研究工作的能力，能夠立足學科前沿、開展創(chuàng)新研究的高級專門人才[7]。

針對培養(yǎng)目標，參考國內(nèi)優(yōu)勢院校系統(tǒng)科學課程設(shè)置，軍事院校系統(tǒng)科學課程同樣需要包含三類基本課程類型：學科基礎(chǔ)課程、學科專業(yè)課程與學科前沿課程。針對學科基礎(chǔ)課程，一方面，在系統(tǒng)科學知識體系增加控制方面的課程，以滿足二級學科復(fù)雜系統(tǒng)建模與調(diào)控需求;另一方面，在數(shù)學知識體系增加優(yōu)化與計算類課程，以提供系統(tǒng)計算方面的理論知識，在工科知識體系增加人工智能類課程，擴展工科知識范疇。在學科專業(yè)課程方面，針對三個二級學科，同時考慮學科優(yōu)勢方向，建議分別增加系統(tǒng)理論類、分析評估類與建模調(diào)控類課程。在學科前沿類課程方面，因為現(xiàn)有課程包括了前沿專題以及壓縮感知理論與應(yīng)用等實踐課程，僅建議增加“復(fù)雜系統(tǒng)理論與方法”與“先進數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)”。此外，對于系統(tǒng)科學碩士研究生，“系統(tǒng)科學概率”為必修課程，對于系統(tǒng)科學博士研究生，“系統(tǒng)科學前沿專題”為必修課程，對于非系統(tǒng)科學、數(shù)學、統(tǒng)計學專業(yè)的研究生補修其他系統(tǒng)科學類和數(shù)學類相應(yīng)課程，工科類課程可由導師根據(jù)各自的學科方向在給定的課程范圍內(nèi)指定相應(yīng)的研修課程，滿足學分要求即可。

基于上述課程設(shè)置方案，可以發(fā)現(xiàn)在新工科背景下該軍事院校系統(tǒng)科學課程設(shè)置具有以下幾個特點：（1）強調(diào)系統(tǒng)科學橫斷特色，加強系統(tǒng)理論基礎(chǔ);（2）知識模塊重組織，深度融合基礎(chǔ)理論與方法課程;（3）打好數(shù)學、統(tǒng)計學基礎(chǔ);（4）加強與學校優(yōu)勢工科交融。

參考文獻：

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