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1、系统工程理论与实践教学改革 摘要系统工程是一门重要的学科基础课，文章提出突破系统工程学的课程体系框架，按系统科学体系设置系统工程学课程，把运筹学的定量技术与系统思想有机结合，实现将定性分析与定量分析相结合，使学生驾驭系统工程学的基本模型与基本方法，加强对学生实际应用实力的开发与培育，为培育学生的管理实践创新实力奠定基础。 关键词系统工程 实践教学 课程改革 作者简介张爱霞，女，河北唐山人，河北联合高校矿业工程学院，讲师，主要从事系统工程教学与科研工作；李富平，男，河北唐山人，河北联合高校矿业学院，教授，博士，主要从事矿业工程的教学管理工作；赵树果，女，河北唐山人，河北联合高校教务处，副教授，在
2、读博士，主要从事矿业工程的教学管理工作。 课题项目本文系2022年河北联合高校教改立项课题“管理系统工程课程实践教学的改革与探讨”的阶段性探讨成果。 中图分类号G642.3 文献标识码A 文章编号1014-3101526-0134-02 系统工程是高等院校交通工程、采矿工程、平安工程、环境工程等本科专业的一门重要的学科基础课，是以一般系统为探讨对象，以现代系统理论和方法为主要内容的一门新兴的管理工程技术课程。课程以定量分析为主探讨管理问题，将工程思想和管理思想相结合，应用系统的、科学的、数学分析的方法，通过建模、检验和求解数学模型获得最优决策的科学。要求学生学习系统与系统工程、系统优化、存储论
3、、系统预料、系统决策、系统模拟等内容，培育学生树立系统思想并能运用系统工程方法解决工程实践问题。系统工程课程作为一门专业基础课，具有实践性、应用性强的突出特点。为适应新形势下社会对系统工程专业人才的要求，对课程的教学内容体系、实践教学进行改革探讨具有非常重要的意义。 一、系统工程课程在教学中存在的问题 1.系统工程的学习难度较大。系统工程以大规模困难系统为探讨对象，是在系统理论、管理科学及运筹学等学科基础上形成的一门交叉学科。通过学习使学生驾驭分析与解决各种管理系统问题的思想、程序和方法。系统工程侧重于探讨战略性的全局问题，涉及面广，教学内容丰富。由于课程内容比较抽象，又缺乏实际的系统工程理论
4、的实践活动，学生难以理解概括性极强的数学表达式和抽象框图的理论表示方法，这增大了系统工程学习的难度。 2.教学效果一般。教与学信息反馈不刚好，师生互动性差。部分学生课堂参加性不够，师生互动有限，整体学习效果一般。 3.与专业相关课程的联系程度不大。在教与学的过程中，老师与学生只是单纯地讲授、学习课程，将各门课程生硬地割裂开来，不能够将所学学问融会贯穿。将本课程与专业相关课程紧密联系起来，促进学生学问结构的驾驭和解决实际问题实力的提升，进而促进对整个专业学习的整体把握，增加解决实际问题的实力是亟待解决的问题。 二、系统工程教学内容体系设计 1.系统工程在培育方案中的地位和作用。系统工程是本科生在
5、修完基础课后接触到的首门专业基础课。通过学习系统与系统工程、系统优化、存储论、系统预料、系统决策、系统模拟等内容，培育学生树立系统思想，并能运用系统工程方法解决工程实践问题。课程对培育学生管理创新实力和实现管理现代化方面起到重要的作用，所学系统工程思维方法是交通工程专业后续课程的基础，系统工程技术方法在后续课程中发挥干脆的作用。 2.系统工程内容体系存在的问题和不足。从我国开设系统工程课程的高校来看，由于各高校服务对象不同，对系统工程学的理解不同，教学内容体系与教学大纲的要求差异较大。有的院校授课内容偏重“运筹学”，重点讲授运用数学方法探讨最优化问题，如东南高校、北京交通高校；有的院校则偏重于
6、系统工程学，主要是解决系统优化问题，如西安交通高校。 按系统科学体系，系统工程属应用科学层次，是改造世界的基本工具。运筹学属技术科学，是系统工程的基础数学理论与方法，系统思想是辩证唯物论在相识世界中体现的基本思维方法。依据河北联合高校开设系统工程学的教学阅历，系统工程学内容体系与学生的培育目标和培育要求有肯定的脱节。主要表现在：一方面要求学生驾驭系统工程的基本方法和技术，能够解决工作中的实际问题；另一方面要求部分考研深造的学生驾驭较扎实的系统工程基本理论和运筹学的基本方法。将系统工程和运筹学有机地结合起来有利于培育学生的系统思维方法和用系统工程方法解决问题的实力，适应不同学校对考研考试内容的不
7、同要求。但目前的教学内容不能统筹兼顾，因此在课程体系建设中，要将运筹学的数学工具和方法与系统工程的基本理论和方法有机结合，做到重点突出，因材施教，以适应不同人才培育的要求。 3.课程内容体系设计。依据以上分析，要对系统工程理论与实践教学进行改革，在系统思想指导下，应用运筹学供应的数学理论与方法，解决实践问题的方法论课程。课程体系由两个相互关联的有机部分组成。第一部分：从系统思想动身，按系统科学在21世纪的发展方向系统思想定量化和计算机应用设置系统科学方法论和系统科学体系、系统工程的基本观点、基本理论、基本方法和步骤以及系统工程的主要方法模型化等内容。目的是帮助学生树立与养成系统思想，形成面对问
8、题，在定性分析指导下进行定量分析的系统思维方式，驾驭系统工程处理问题的基本观点、基本理论、基本方法和步骤，其核心是树立与养成系统思想。其次部分：从实现系统思想定量化和计算机应用动身，按系统工程的主要方法模型化和计算机求解为重点，构建由系统最优化模型、系统预料模型、网络优化模型、系统决策及多目标决策、试验和模拟方法、网络安排方法等详细方法。目的是让学生学会针对实践详细问题抽象化建模、求解和结果分析技术，给学生一个“方法库”和“工具库”，核心是定量化方法与工具。 在系统思想指导下，按在定性指导下进行定量的原则进行科学决策是21世纪管理科学的发展方向，是实现管理现代化的必由之路。学生只有驾驭了现代决
9、策思想和决策方法，才能适应社会主义市场经济的需求；只有驾驭系统思想，全面综合地探讨问题，才能适应社会发展需求。系统工程课程正是根据这一指导思想设计、改革和建设的，既体现21世纪人才培育的要求，又能适应社会主义市场经济、社会全面发展和科学发展的要求。 4.实践教学体系设计。系统工程课程实践教学的目的是使学生敏捷驾驭管理系统工程基础在解决实际应用问题中的基本方法和应用技巧，活学活用所学课程学问；培育学生从实践中发觉问题、提出问题、分析问题和解决问题的实力，提高学生的综合素养和创新实力，培育团队协作精神。 三、教学改革探讨成果 1.系统科学体系设置系统工程学课程。结合一般同学和考研同学的需求，突破系
10、统工程学的课程体系框架，引入了运筹学的数学工具和方法，按系统科学体系设置系统工程学课程，包括系统思维方法并应用系统思想进行系统分析，思维方法的发展、系统工程的概念、系统工程与运筹学的关系、系统工程解决问题的方法与步骤；驾驭建立模型的理论与方法：预料模型、线性规划、网络及网络安排方法、决策模型等；各种模型求解的基本理论与方法：线性规划、网络模型、CPM网络参数计算、目标规划法等；驾驭模型求解结果的分析方法，包括灵敏度分析、预料模型检验等；加强实践环节，引入运筹学软件QM和国际上流行的项目管理软件Project等。 2.制定教学文件，改善教学方法。依据课程内容体系和实践教学体系制定了相应的48学时
11、、36学时的系统工程学大纲、教学日历，整理完善了课件。课堂教学采纳多媒体技术与板书相结合的方法，针对不同的内容选择不同的方式进行教学，克服单纯运用板书信息量少、单纯运用多媒体技术速度快、学生理解时间短的缺点，既增大了教学信息量，又能加深学生对问题的理解。 3.教学注意强化学生的理解实力。在教学方法上采纳理论教学与实践教学相结合、定性与定量相结合、数学方法与计算工具相结合、课上教学与课后实践相结合的“四结合”的教学方式与方法，选用理论讲授与工程实践案例分析相结合的传授模式，启发式教学与研讨式学习相结合的互动途径。在教学过程中，将重心向模型的建立、求解和求解结果分析转移，侧重实践应用；增加计算机软
12、件应用实力的培育，增加实践环节，重点提高学生的应用实力，通过“案例分析”“建模”“算法”的计算机实习训练，加强对学生实际应用实力的开发与培育；增加工程实践中应用较多的理论与方法内容，基本形成理论软件应用一体化的课程体系，体现了“厚基础、重素养”的教化思想。 4.熬炼学生实际解题实力。为培育学生的实际动手实力，重点突出运筹学、系统工程基本理论，先以例题入手，讲解怎么解决问题，在解决问题后分析解决问题过程中所用原理和方法。再让学生重做此类题，驾驭原理及方法。每讲后布置两个小时左右的课后习题，追求作业解题层次清楚、方法新奇、书写规范，熬炼学生实际解题实力，计入40%的平常成果。 5.强化实践动手实力。以48学时为例，其中支配讲课学时40学时，上机8学时。针对上机环节，编写了上机指导书，制定了上机试验、实践支配。系统工程实践性较强，强调结合实际管理等问题的应用。在教学中提出以下方式方法提高学生的实践实力。一是课外阅读，拓展学生视野。在教学过程中结合课程内容，要求学生在课外阅读系统工程及管理学、工业工程等方面学术刊物上的第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页