《系统工程》课程的教学探索

苗国英

摘 要：《系统工程》是信息工程专业主要的理论课程之一。由于系统工程是一门交叉学科，对教师的教学模式提出了较高要求。该文针对教学过程存在的某些问题，探讨了案例教学、课件制作、辅助软件Matlab和Vensim_PLE应用等问题。

关键词：系统工程 教学方法 案例教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（b）-0114-02

系统工程是一门新兴的交叉学科，是由于大规模复杂系统的出现，单靠某个学科的专业知识无法解决问题，需要综合运用众多学科领域的知识和各组织部分之间的协调合作，从田忌赛马、四川都江堰水利工程、阿波罗登月计划和中国神州载人飞船的成功发射和返航，都是成功应用了系统工程的思想。因此，学习系统工程这门课程是迎合时代发展的需求，是高等学校自动化专业、信息工程专业、管理和经济学专业等的课程。

1 系统工程课程的特点

系统工程课程内容比较丰富，跨度了多个学科领域，建立自然科学和社会科学之间的桥梁，把自然科学中研究问题的定量方法引入到社会经济领域，例如用数学工具进行对经济系统分析，极大的促进了社会科学和经济学的发展。这就要求学生要学习基础课程，例如高等数学、大学物理、专业英语、控制论等。如果学生对基础课程知识，掌握不牢固，对该门课程的教学带来了困难。例如，对实际系统模型的建立，需要控制论方面的理论知识。

系统工程概念是合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法和技术的总称[1]。系统工程的研究对象不是单一的，只要符合系统特性的物质，都可以作为研究对象。因此，给教学过程带来了困难。在教学的过程中发现如下问题。

1.1 教学过程中存在的问题

传统的教学模式是进行“填鸭”式课堂教育，完全忽略了学生的主导作用。只在课堂上进行理论教学，使学生理解费力，容易导致厌学、逃学，使得课堂教学缺少活跃的气氛，即学生坐在教室后面、交头接耳，很大程度上影响了课堂秩序。

系统工程对于问题的初步分析阶段，是与个人的经历、感知和对事物的认识有很大的关系，学生由于经历不足，会导致初步分析阶段不够全面，以至于可行性方案的提出不够合理。

1.2 学生存在的问题

现在绝大多数学生是独生子女，但是某些家长对孩子非常的“关心”，把孩子毕业后的工作都已经“想好”了，很大程度上导致学生的学习动力不足，他们抱着考试达到60分及格的心态，没有积极的学习态度。还有某些学生是“急功近利”，通过已毕业的学长了解到，现在所学的知识没有在工作中用到，就以偏盖全的认为这门课“没用”，导致经常旷课、甚至逃课。还有某些同学，自制力很差，晚上很晚才睡觉，导致第二天上课的时候会睡觉，严重影响了学习效率。

2 教学探索

由于该门课程的特点和教学过程中出现的问题，笔者进行了如下的教学探索。

由于这门课程的特点是比较抽象、难于理解的，在教学的过程中采取了多举例子的方法，更好的理解抽象的概念和属性。例如，在讲到系统的一般属性整体性的时候，是整体要大于部分之和（1+1>2），谚语“三个臭皮匠顶个诸葛亮”很容易的说明了这个道理；整体小于各部分之和的时候，是三个和尚没水吃的故事比较形象的说明了问题。讲到霍尔三维结构和切克兰德方法论，这两个方法比较抽象，可以图片和框图的方式展现，笔者又让学生思考两者的异同点，加深了理解。

借助多媒体工具等教学手段，在课件中增加动画的效果，让学生更形象的理解。例如，在讲授系统结构的有向图和二元关系，利用动画演示的方式，更好的理解元素之间的相互影响关系；建立递阶结构模型，每一层之间应该用不同的颜色加以区分，更加直观。在第四章系统仿真和系统动力学模型中，利用Vensim_PLE软件，由人口问题的因果关系图，通过对模型的构建和仿真，得到相应的流图和变化曲线，更容易理解问题的本质。在主成分分析和聚类分析，利用Matlab软件有利于处理主成分的计算和聚类分析。

在课堂上，使用启发式教学，多用疑问式的语调，引导学生对问题加以思考，对课堂上“开小差”的学生进行适当的提问，确保每一个学生加入到课堂学习中来。对经常旷课的学生和成绩不理想的学生，进行了谈话和教育，对于有困难的学生，给予最大帮助。在课堂外，老师就是学生的朋友，通过了解学生的知识结构和基础，便于教学过程中的因材施教。

笔者改变了传统的教学模式，采取了理论和实际问题相结合的教学模式，把基础的理论知识应用到实际的问题中去。本课程中使用了案例教学的方法。案例教学有诸多优点[2]，使学生更好的掌握和运用原理方法。为了让学生掌握系统分析的原理，就实际问题为例。例如，对学生上课迟到问题研究。首先把全班同学分成几个小组，让他们进行分组讨论，先确定研究对象，对学生迟到问题进行初步分析，找出影响迟到的因素，利用定量的方法建立解释结构化模型，提出至少三个可行性方案，利用系统评价的方法（关联矩阵法、层次分析法和模糊综合评判法），对以上方案进行排序，给出方案的优劣次序，有的小组给出最优方案是任课教师上课铃响后进行课堂点名。通过这个问题的分析，反馈到教学环节，促进教学质量的提高。通过解决实际问题，学生可以把系统分析的理论应用，充分理解和加深了知识的巩固。

3 结语

作为一名人民教师，要不断学习新知识，提高自身的教学修养、教学艺术，以及语言的感染力。教学就是一门艺术，在课堂内，不仅仅是知识的传授，更重要的是启发式教学，如何让学生发现问题，如何建立相关系统模型，如何团队讨论，利用系统分析的框图解决实际问题。笔者经常去观摩优秀教师上课并与他们沟通交流相关问题，从中发现自己的不足，不断提高教学的方法。

参考文献

[1] 汪应洛.系统工程[M].4版.北京：机械工程出版社，2008.

[2] 梅平.“系统工程原理”课程教学模式探索与研究[J].科技信息，2011（19）：221.