系统工程学教学改革

张爱霞，李富平，赵树果

(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)

系统工程学教学改革

张爱霞，李富平，赵树果

(河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009)

教学改革;交通系统工程学;课程体系

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，融为一体，实现将定性分析与定量分析相结合，使学生掌握系统工程学的基本模型与基本方法，加强对学生实际应用能力的开发与培养，为培养学生的管理实践创新能力奠定基础。

系统工程学在我校已经连续开设了多年，是采矿工程、交通工程等工科专业的技术基础课，也是学完基础课后学生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、系统预测、系统决策、系统模拟等内容，培养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。该课程对培养学生管理创新能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工科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直接作用。

一、教学改革的必要性

(一)国内高校系统工程学教学内容设置情况

由于各高校服务对象不同，从全国开设系统工程课程的高校看，由于对系统工程学的理解不同，因此教学内容体系与教学大纲要求差异较大。有的院校授课内容偏重“运筹学”，重点讲授运用数学方法研究最优化问题;有的院校则偏重于系统工程学，主要是解决系统优化问题

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，而系统思想是辩证唯物论在认识世界中体现的基本思维方法。运筹学的方法论与系统工程的方法论有着相近之处，但也有不同的地方，运筹学主要是用于处理具体的技术性问题，系统工程则主要是用于处理全局的战略性问题。

(二)我校当前教学内容存在问题

根据我校开设系统工程学的教学经验，我校系统工程学内容体系与学生的培养目标和培养要求有一定的脱节。主要表现在两方面:一方面要求学生掌握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，对于部分考研深造的学生要求掌握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养学生的系统思维方法和用系统工程方法解决问题的能力;同时适应不同的学校对考研考试内容的不同要求。而目前的教学内容不能统筹兼顾，因此在课程体系建设中，迫切需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起来，做到重点突出，因材施教，以适应不同人才培养的要求。

二、教学改革与创新目标

通过把运筹学的定量技术与系统思想有机结合，融为一体，实现将定性分析与定量分析相结合，给学生一整套以问题导向为基础，通过对实践问题的定性分析，认识实践问题的本质特征，理顺实践问题的系统内在联系，在此基础上通过定量分析解决实践问题的现代系统科学新方法，为培养学生的管理实践创新能力奠定基础。同时为学习后续课程和本课程的高深内容，以及为将来实际应用奠定良好的基础。

三、教学改革研究内容

(一)科学设置课程体系

结合一般同学和考研同学的需求，突破系统工程学的课程体系框架，引入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;掌握建立模型的理论与方法:线性规划、网络及网络计划方法 (CPM、PERT)、决策模型 (风险决策、不确定决策、多目标决策)、灰色系统理论、预测模型、服务系统模型等;各种模型求解的基本理论与方法:线性规划 (含整数规划、0-1规划)、网络模型 (最小树、最短路径、最大流、最小费用最大流)、CPM网络参数计算、目标规划法等;掌握模型求解结果的分析方法，包括灵敏度分析、预测模型检验等;加强实践环节，引入运筹学软件QM、lingo和国际上流行的项目管理软件Project等。

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;增加计算机软件应用能力的培养，增加实践环节，重点提高学生的应用能力，通过“案例分析”， “建模”与“算法”的计算机实习训练，加强对学生实际应用能力的开发与培养;增加运筹学中不涉及，但在工程实践中应用较多的理论与方法，如层次分析法、灰色系统模型等内容，基本形成理论——软件——应用一体化的课程体系，体现“厚基础、重素质”的教育思想。

(二)教学方法和教学手段改革

在教学方法上采用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。

课堂教学采用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，克服单纯使用板书信息量少的缺点，也克服单纯使用多媒体技术存在的速度快、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。

(三)在教学过程中增加实践环节

“系统工程”实践性较强，非常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能力。

(1)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相关文章或有关研究报告，并定期或不定期在课堂上介绍与交流。根据学生的表现或研究结果计入10%的平时成绩;

(2)提出问题，并完成简明应用系统分析报告。

要求每个学生在“系统工程方法论”一讲结束前，结合实际提出一个可用系统分析原理加以分析的问题;以此为基础，组建由3～4人组成的系统分析小组，并形成小组拟分析的问题;随着课程内容的推进，各小组完成应用系统分析报告的框架，结课前在全班进行交流;课程全部结束后，完成正式的系统分析报告。分析中鼓励使用必要的专用软件。根据系统分析报告结果的计入30%的平时成绩。

四、教改中存在问题与建议以及进一步研究、实践的思路

教改中也存在一些不尽如人意的地方，例如:部分学生课堂参与性不够，师生互动有限，整体学习效果一般;如何将系统工程与运筹学在此课程中进行有机的结合，才能让学生在学习的过程中能够将两部分的内容融会贯通，而不是生硬地割裂开来，进而促进对整个专业学习的整体把握，增强解决实际问题的能力;如何加强本门课程与专业相关课程的联系程度;如何将本课程与专业相关课程紧密联系，促进学生总体知识结构的掌握和解决实际问题能力的提升，等等。

如何教好系统工程课程，让其充满新的活力，在今后的教学中，我们将不断探索和尝试新教改路子提高教学质量。开展系统工程学科的科研活动，尤其是理论研究，把科研成果溶入到系统工程教学实践中，正确地把握课程的重点和难点，加深对基本概念的理解，使科研成果成为课程建设的原动力，并引领课程建设的改革和发展;大力推进开放式教学模式和创新式教学模式，确保课程教学质量不断提高。

五、结 语

系统工程学的教学改革与创新体现在在课程建设上，把运筹学与系统工程相结合，通过系统工程和方法论的培养，让学生学会定量方法在实践中的运用。然后按照运筹学与系统工程的基本思路重新整合教学内容，即定性与定量重新结合，形成以人为本的一套先进方法论，突出培养学生创新能力，并在建设过程中逐渐形成课程特色。在今后的教学中，我们将不断探索和尝试新教改路子提高教学质量。

［1］ 刘永红．系统工程课程建设与创新［J］．装备制造技术，2007(6):152-153．

［2］ 叶志攀，金佩华．中国工程教育实践教学研究综述［J］．高等工程教育研究，2007(4):74-77．

［3］ 绳莉丽，夏辉，孟霄．《系统工程概论》课程教学改革探索［J］．科技情报开发与经济，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