系统工程课程混合教学模式改革初探

（陆军军事交通学院 军用物资配送系，天津 300161）

1 系统工程课程特点

系统工程课程是我院本科层次物流管理专业的必修专业基础课。主要学习系统工程的基础理论知识、系统建模与量化、系统分析与评价等原理与方法，对培养学员的专业基本能力、应用能力和科学素养具有重要作用，是后续专业课程学习及岗位任职所必需的技术基础。系统工程课程与一般课程相比，具有以下特点：

（1）多学科交叉，理论基础宽泛。系统工程是以大规模复杂系统为研究对象，在运筹学、系统理论、管理科学等学科基础上发展起来的交叉学科。其理论基础除了一般系统论、控制论、信息论，耗散结构理论、突变论和协同论，还包括模糊数学、概率统计、仿真技术等知识体系，理论基础宽泛。

（2）多阶段流程，系统方法综合。系统工程解决问题包括阐明问题、系统设计、系统综合、模型化、最优化、系统决策、实施等多阶段流程。每个阶段有其解决问题的系统方法，如模型化这一阶段，有解释结构模型、状态空间模型、主成分分析模型等。每一模型综合应用各种方法，如状态空间模型会用到微分方程和差分方程、连续系统和离散系统、特征向量和矩阵变换等方法。

（3）多领域应用，实用特点突出。系统工程坚持问题导向和反馈控制的逻辑思想，使其在社会系统、宏观经济系统、区域规划系统、农业系统、教育系统和物流系统等多领域应用极为广泛。如在物流系统中物流中心选址、运输方式选择、物流设备选配等问题上都可以应用系统工程方法进行解决。

结合系统工程课程的上述特点，应用传统的课堂讲授方式在较短的时间内将系统工程庞大的知识体系、多阶段工作流程及其系统综合方法、经典案例及专业领域应用讲授给学员很难达到理想的效果。改革系统工程课程的教学模式，探讨新型授课方法，提高系统工程课程整体教学效果势在必行。

2“互联网+教育”下的教学模式

2.1 “互联网+教育”下新型教学模式

在2015年全国两会上，腾讯公司控股董事会主席兼首席执行官马化腾提交了一份《以“互联网+”为驱动，推进我国经济社会创新发展的建议》的议案，提出把“互联网+”上升为国家战略。2015年7月国务院正式颁布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。“互联网+”已经成为当下各行各业普遍关注的焦点与热点，在商业、金融、能源、服务等行业得到井喷式发展。在此背景下，“互联网+教育”应运而生，它是利用信息通信技术和互联网平台，使互联网与传统教育进行深度融合，以创造和发展教育新生态[1]。“互联网+教育”背景下，微课、慕课、翻转课堂等新的教学模式不断被提出和创造出来。

微课（Micro lecture）是由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师戴维彭罗斯于2008年提出，主要是运用多媒体技术，针对某个知识点或教学环节进行讲解，时长在5-8min左右[2]。相对45min一堂课的教学课例来说，微课可以称之为课例片段或微课例，特点是短小精悍、内容凝练、针对性强。

慕课（Massive Online Courses-MOOCs）是最近兴起的一种大规模开放式网络在线课程。从2012年“慕课元年”到2013年，以美国Coursera、Udacity、edX三大课程提供商维主导的慕课平台，注册学员数量突破百万人[3]。慕课设置多种课程，可为不同层次、不同需求的人群提供学习平台，只要有网络，仅需用户注册，来自世界各地的任何人，在任何时间、任何地点都可以在慕课平台中学习开放的课程资源。

翻转课堂（The Flipped Classroom）是由美国的化学教师Jonathan Bergmann与AaronSams在解决班级一些学员因缺课而难以跟上教学进度的问题时提出的。其模式是由教师或专业制作者创建学习视频，学员课外观看视频中的讲解、学习新知识，回到课堂上师生共同交流、探讨、合作，从而解决具体问题，完成学习任务的一种教学模式[4,5]。

2.2 “互联网+教育”下混合教学模式

微课和慕课借助互联网技术，搭建了全球优质教学资源的共享平台，学习不受时空、地域的限制，实现了教育资源配置的最优化。但是，在系统工程课程中单独开展微课和慕课难以达到理想效果。而开展以微课和慕课为基础的翻转课堂，实施微课、慕课和翻转课堂三者相结合的混合教学模式，既可以发挥各自的特点，又可以与传统课堂建立联系，达到非同寻常的教学效果。混合教学模式比较直观的优势在于：一是学员在课前利用微课和慕课中的视频和媒体资源进行学习，能够结合自己的知识基础，有针对性地重点学习相关知识，有利于知识的快速掌握和吸收；二是学员回到课堂上进行翻转应用和实践，不仅可以检查学习效果，而且能够充分发挥传统课堂面对面答疑解惑的优势，使学习更加人性化。可以说混合教学模式在教学理念上摒弃了传统的教员单一讲授和学员被动接受这一压迫式教学模式，更强调学员的自主学习和知识的建构过程，突出了学员的主体地位。

3 混合教学模式实施过程及其实施可行性

3.1 混合教学模式实施过程

混合教学模式实施不再是课前准备、复习旧课、讲授新课、巩固练习、布置作业等常规模式，其实施过程主要是课前学习、课中学习和考核评估三个阶段。每个阶段教员和学员的角色定位、参与程度和实施重点不同。

在课前学习中，教员主要负责提供学习资源和监督学习状况，具体工作如拆分课程的主要知识点，合理设置课程内容；搜集媒体资源，进行知识梳理；上传微课视频和慕课媒体资源；同步推送检测试题和思考题；监测学员学习状况等。学员主要工作是下载学习视频和多媒体资源；按时间节点进行自主学习；当遇到疑难问题时，学员间相互交流讨论；完成自测题和思考题诊断；提交学习报告及学习过程中遇到的问题。

在课堂学习中，学员根据教员设置的问题进行深入交流探讨，总结知识要点；在老师的启发下，进行理论知识的深度挖掘；教员与学员一起以案例分析为主，探索理论知识的实践应用；最后进行知识研究拓展，实现知识的深层构建。课堂实施过程中教员要摆脱一言堂式的教学模式，解放课堂，坚持实践导向，鼓励学员探究求异，关注课堂学员动态和整体实施过程。学员要积极参与，深入思考和提出质疑，主动建构自己的知识体系。

在考核评估中，主要从课前学习、课堂学习和结课作业3个方面把握。课前学习如统计考查课程点击下载率、学员的学习时长、思考题和自测试题完成情况。课堂学习考核学员的主动参与程度，知识的理解与把握程度和问题解决能力。结课考核主要关注学员知识掌握的系统性、整体性和应用实践性。

3.2 系统工程混合教学模式实施可行性

实施以微课与慕课为基础的翻转课堂混合教学模式，从教员的角度讲，在课前要提供给学员微课和慕课学习资源，并且能够实时检查与监控学员的学习状况。课中要能够和学员就相关的案例和应用进行深入交流和探讨。从这一过程来看，有提供给学员的媒体资源和能够与学员进行充分交流的平台是实施混合教学模式的充分条件。而从学员的角度来讲，有了丰富的微课、慕课资源，还要有足够的学习时间和较强的自主学习能力，这是实施混合教学模式的必要条件。对于系统工程课程实施混合式教学，上述条件是完全具备的。

（1）学习资源保障可行。系统工程作为专业基础课，一直是教学改革的前沿阵地。部分高校开展了该课程的改革实践和探索，推出了一系列丰富的微课和慕课媒体资源，如在中国大学慕课平台上，西安交通大学、武汉理工大学、南京航空航天大学等制作了系统工程在线课程。学堂在线、爱课程等平台也推出了系统工程学习的相关学习视频和多媒体资源。陆军军事交通学院依托数字校园网平台开设了系统工程网络课程，推出了系统工程多媒体教材与课件、系统工程案例库、系统工程多媒体教学视频和系统工程微课，这些都为系统工程开展翻转课堂提供了良好的资源保障。

（2）技术条件保障可行。近年来，随着网络和信息技术的发展，出现了许多即时交流和通讯的媒介，如飞秋、QQ、微信、雨课堂等信息技术。教员可以在课前推送相关学习视频和媒体资源，学员只要具备一部手机就可以随时下载和学习相关教学资源。并且随着军队院校网络信息化教学硬件和软件的建设，依托数字校园网平台，也能够以多种媒体、多种手段，多种模式支持教与学活动。这些都为实施翻转课堂的课前学习提供了技术保障。

（3）自主学习能力可行。学员自主学习和自我管理能力是课前能否真正深入学习的关键。系统工程课程开课时间是大三年度上学期，这时学员已经完成了一、二年级基础课程的学习，进入了专业课学习阶段，经过前面2年的学习和培养，学员的自主学习能力较强，具备了自我学习管理能力。

（4）课堂交流条件可行。课堂交流充分顺畅是实施翻转课堂成功的关键。军队院校专业课程都按专业方向实行小班授课，通常每班20-30人，分成若干小组按课堂讨论的形式组织。由于学员数量相对较少，课堂上教员有时间、有精力引导学员，和学员之间进行充分的交流与研讨，实现知识的传授和构建。

4 系统工程混合教学模式实施建议

为了系统工程课程更好地实施混合教学模式，建议做好以下几个方面。

（1）重点内容优先开展。系统工程内容较多，既有定性分析又有定量方法。都实施以微课、慕课为基础的翻转课堂混合教学模式，工作量较大，时间难以保证。建议将相对有难度、需要学员反复观看学习的重点内容优先开展，如以西安交通大学汪应洛主编的系统工程第4版教材为例，第三章中解释结构模型、主成分分析模型、聚类分析模型、状态空间模型、第四章中系统动力学仿真模型和第五章中关联矩阵法、层次分析法和模糊综合评判法都可以优先实施混合教学。一方面这些内容有一定的难度，需要学员反复学习，以便更好地理解和掌握；另一方面这些内容相对独立，可以提供大量的应用实例，加深学员的理解和内化。

（2）资源推送科学合理。在系统工程中，上述定量方法通常较为复杂，一般包含基本思想、理论基础、实施步骤和案例应用等内容。提供的媒体资源一定要对上述内容进行合理拆分，微课视频不宜过长，慕课资源应完整有序。对方法中涉及的一些理论基础，如状态空间模型用到的微分方程和差分方程，要考虑学员基础知识的掌握程度和掌握的差异性，提供一些辅助学习视频，使学员更好地理解相关内容。同时，推送的检测试题最好不要穿插出现在视频中，不利于学员思考，最好以word或pdf资料形式进行推送。

（3）课堂研讨充分开放。对于定量方法实施混合教学，在课堂研讨过程中，除了具体方法的计算、求解，一定要拓展其应用性。如解释结构模型、主成分分析模型、层次分析法等在物流管理方面的具体应用。同时，讨论问题的设置应具有一定的开放性和启发性。如在层次分析法这节，问题的设置可以是为什么应用saaty1-9标度法构造判断矩阵求权重，是否可以应用1-5标度法或者1-15标度法进行求解？这是一个开放性的问题，学员可以进行积极讨论和思考，从而更好地理解1-9标度法这一重点内容和更好地应用层次分析法。

（4）章节内容全面反思。系统工程课程前后内容具有系统性、整体性，但各章节内容又具有独立性。各章节实施混合教学模式后，教员要对课前学习和课堂学习做全面的总结和反思。如微课、慕课媒体资源下载率、学习时长、单元检测完成情况、课堂讨论知识掌握程度，以及实践应用等。一方面可以提高学员学习的积极性和主动性，另一方面可以及时发现混合教学模式实施过程中出现的问题，及时对后续内容进行动态调整，提高教学效果。

5 结语

混合教学模式颠覆了传统的教学模式，为系统工程课程的教学改革提供了新的思路和方向。本文分析了系统工程课程的教学特点，提出了“混合教学模式”在系统工程教学中应用的可行性，并对系统工程课程实施混合教学模式提出了建议，为系统工程课程开展“混合教学模式”提供了参考和借鉴。