張愛霞，李富平，趙樹果

(河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009)

系統(tǒng)工程學(xué)教學(xué)改革

張愛霞，李富平，趙樹果

(河北聯(lián)合大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009)

教學(xué)改革;交通系統(tǒng)工程學(xué);課程體系

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

系統(tǒng)工程學(xué)在我校已經(jīng)連續(xù)開設(shè)了多年，是采礦工程、交通工程等工科專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是學(xué)完基礎(chǔ)課后學(xué)生接觸到的首門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過學(xué)習(xí)系統(tǒng)與系統(tǒng)工程、系統(tǒng)優(yōu)化、存儲論、系統(tǒng)預(yù)測、系統(tǒng)決策、系統(tǒng)模擬等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)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(xué)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(xué)系統(tǒng)工程思維方法是工科專業(yè)后續(xù)課程的基礎(chǔ)，系統(tǒng)工程技術(shù)方法在后續(xù)課程中發(fā)揮直接作用。

一、教學(xué)改革的必要性

(一)國內(nèi)高校系統(tǒng)工程學(xué)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置情況

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

按系統(tǒng)科學(xué)體系，系統(tǒng)工程屬應(yīng)用科學(xué)層次，是改造世界的基本工具，運籌學(xué)屬技術(shù)科學(xué)，是系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論與方法，而系統(tǒng)思想是辯證唯物論在認(rèn)識世界中體現(xiàn)的基本思維方法。運籌學(xué)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(xué)主要是用于處理具體的技術(shù)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(dāng)前教學(xué)內(nèi)容存在問題

根據(jù)我校開設(shè)系統(tǒng)工程學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗，我校系統(tǒng)工程學(xué)內(nèi)容體系與學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)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(xué)生掌握系統(tǒng)工程的基本方法和技術(shù)，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(xué)生要求掌握較扎實的系統(tǒng)工程基本理論和運籌學(xué)的基本方法。將系統(tǒng)工程和運籌學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來有利于培養(yǎng)學(xué)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(yīng)不同的學(xué)校對考研考試內(nèi)容的不同要求。而目前的教學(xué)內(nèi)容不能統(tǒng)籌兼顧，因此在課程體系建設(shè)中，迫切需要將運籌學(xué)的數(shù)學(xué)工具和方法與系統(tǒng)工程的基本理論和方法有機(jī)結(jié)合起來，做到重點突出，因材施教，以適應(yīng)不同人才培養(yǎng)的要求。

二、教學(xué)改革與創(chuàng)新目標(biāo)

通過把運籌學(xué)的定量技術(shù)與系統(tǒng)思想有機(jī)結(jié)合，融為一體，實現(xiàn)將定性分析與定量分析相結(jié)合，給學(xué)生一整套以問題導(dǎo)向為基礎(chǔ)，通過對實踐問題的定性分析，認(rèn)識實踐問題的本質(zhì)特征，理順實踐問題的系統(tǒng)內(nèi)在聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上通過定量分析解決實踐問題的現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)新方法，為培養(yǎng)學(xué)生的管理實踐創(chuàng)新能力奠定基礎(chǔ)。同時為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和本課程的高深內(nèi)容，以及為將來實際應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)改革研究內(nèi)容

(一)科學(xué)設(shè)置課程體系

結(jié)合一般同學(xué)和考研同學(xué)的需求，突破系統(tǒng)工程學(xué)的課程體系框架，引入運籌學(xué)的數(shù)學(xué)工具和方法，按系統(tǒng)科學(xué)體系設(shè)置系統(tǒng)工程學(xué)課程，包括:系統(tǒng)思維方法并應(yīng)用系統(tǒng)思想進(jìn)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(xué)的關(guān)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(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)計劃方法 (CPM、PERT)、決策模型 (風(fēng)險決策、不確定決策、多目標(biāo)決策)、灰色系統(tǒng)理論、預(yù)測模型、服務(wù)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(wǎng)絡(luò)模型 (最小樹、最短路徑、最大流、最小費用最大流)、CPM網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算、目標(biāo)規(guī)劃法等;掌握模型求解結(jié)果的分析方法，包括靈敏度分析、預(yù)測模型檢驗等;加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)，引入運籌學(xué)軟件QM、lingo和國際上流行的項目管理軟件Project等。

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

(二)教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

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

課堂教學(xué)采用多媒體技術(shù)與板書相結(jié)合的方法，針對不同的內(nèi)容選擇不同的方式進(jìn)行教學(xué)，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(shù)存在的速度快、學(xué)生理解時間短的缺點，既增大了教學(xué)信息量，又能加深學(xué)生對問題的理解。

(三)在教學(xué)過程中增加實踐環(huán)節(jié)

“系統(tǒng)工程”實踐性較強(qiáng)，非常強(qiáng)調(diào)結(jié)合實際管理等問題的應(yīng)用。在教學(xué)中提出以下方式方法提高學(xué)生的實踐能力。

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

(2)提出問題，并完成簡明應(yīng)用系統(tǒng)分析報告。

要求每個學(xué)生在“系統(tǒng)工程方法論”一講結(jié)束前，結(jié)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(chǔ)，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(nèi)容的推進(jìn)，各小組完成應(yīng)用系統(tǒng)分析報告的框架，結(jié)課前在全班進(jìn)行交流;課程全部結(jié)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(jié)果的計入30%的平時成績。

四、教改中存在問題與建議以及進(jìn)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(xué)生課堂參與性不夠，師生互動有限，整體學(xué)習(xí)效果一般;如何將系統(tǒng)工程與運籌學(xué)在此課程中進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，才能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠?qū)刹糠值膬?nèi)容融會貫通，而不是生硬地割裂開來，進(jìn)而促進(jìn)對整個專業(yè)學(xué)習(xí)的整體把握，增強(qiáng)解決實際問題的能力;如何加強(qiáng)本門課程與專業(yè)相關(guān)課程的聯(lián)系程度;如何將本課程與專業(yè)相關(guān)課程緊密聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生總體知識結(jié)構(gòu)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(xué)中，我們將不斷探索和嘗試新教改路子提高教學(xué)質(zhì)量。開展系統(tǒng)工程學(xué)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(xué)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(shè)的原動力，并引領(lǐng)課程建設(shè)的改革和發(fā)展;大力推進(jìn)開放式教學(xué)模式和創(chuàng)新式教學(xué)模式，確保課程教學(xué)質(zhì)量不斷提高。

五、結(jié) 語

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

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

［2］ 葉志攀，金佩華．中國工程教育實踐教學(xué)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(xué)改革探索［J］．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，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