基于系统科学的系统科学与工程专业建设研究

王 培，尚 晓

（玉林师范学院 数学与统计学院，广西 玉林537000；玉林师范学院 教育科学学院，广西 玉林 537000）

系统科学是研究系统的结构与功能关系①苗东升：《钱学森与系统科学》，《科学新闻》2001年第36期，第21—22页。、演化和调控规律的科学，是一门新兴的综合性、交叉性学科。它以不同领域的复杂系统为研究对象，从系统和整体的角度，探讨复杂系统的性质和演化规律，目的是揭示各种系统的共性以及演化过程中所遵循的共同规律，发展优化和调控系统的方法，进而为系统科学在科学技术、社会、经济、军事、生物等领域的应用提供理论依据。系统科学是由贝塔朗菲在1937年提出的一般系统论原理上发展而来的。在中国，系统科学的发展相对较晚，但在钱学森等老一辈科学家的努力下，系统科学在我国获得广泛的重视并形成了较好的学术氛围和理论基础，近年来系统科学在我国发展迅速，到目前为止，已经举办了五届系统科学大会，第六届系统科学大会将在上海理工大学举办。会议的规模也在逐年扩大，第一届系统科学大会参会人员500 多人，到了第五届系统科学大会时，参会人员已经超过2000人。在此基础上逐渐延伸出一些交叉学科，系统科学与工程就是其中之一。

系统科学与工程专业具有理科与工科相结合的特点②于景元：《钱学森系统科学与系统工程的成就与贡献》（上），《中国航天》2021年第12期，第16—23页。，以理科为理论基础，以工科为应用前景，除此以外，该学科还有软件与硬件相结合，理论与实践相结合的特点。该专业学生主要通过理科理论学习，简历系统模型，利用物理学、系统理论等专业知识处理实际问题，重点培养学生能够运用系统科学、物理学、控制理论和计算机科学等知识处理实际问题的能力。目前，国内一些大学开设了研究生层次的系统科学课程，开设系统科学与工程本科专业的高校较少，广西区内只有玉林师范学院开设有系统科学与工程本科专业，之所以开设系统科学与工程本科专业，主要得益于桂东南及粤港澳大湾区的社会需要，因此培养本科层次的人才成为社会需要，玉林师范学院数学与统计学院在前期充分调研的基础上，初步制定了符合区域发展需求的人才培养方案。通过走出去、请进来的策略，了解到国内许多学者对系统科学与工程专业的人才培养方案、培养模式及专业特色进行了研究③邓通发：《系统科学法在土木工程专业人才培养中的应用》，《黑龙江科技信息》2012年第34期，第148—154页。，由于地缘关系及区域发展需求不同，每个学校办学理念和定位也不同，因此即使专业相同，人才培养模式和专业特色也不尽相同。本文根据玉林师范学院以师范为主结合工科的特点，服务玉林生态农业和粤港澳大湾区科技需求的定位，结合数学与统计学院实际情况和师资力量，阐述玉林师范学院数学与统计学院系统科学与工程办学方向、办学特点及专业的培养目标①徐姣姣、项勇、黄佳祯：《系统科学视域下高校工程管理课实践教学研究》，《当代教育实践与教学研究》2020年第7期，第202—203页.。与同类院校相比，我校更加注重实践环节及区域发展需求是这一新增专业的主要特色，本文就如何进一步打造专业特色给出了一些具体建议。②蔡博、张铭初：《系统科学和系统工程的发展与应用》，《信息记录材料》2019年第20期，第10—11页。

一、专业的办学方向与办学特点

系统科学与工程专业虽然是数学与统计学院的新增专业，但我院的数学与应用数学本科专业已经有20多年的办学经验，信息与计算科学专业、应用统计学专业也有近十年的办学经验，具有良好的专业建设经验。其次，我院为了开设系统科学与工程本科专业，先后到北京师范大学、青岛大学、国防科技大学、武汉科技大学、昆明理工大学等学校调研，经学校教学指导委员会、学院教学指导分委员会充分论证，决定在数学与统计学院设立系统科学与工程本科专业，该专业将以数学与应用数学、信息与计算科学、应用统计学和物理学为基础，以桂东南农业生态系统及粤港澳大湾区人才需求为专业特色。该专业有较为雄厚的师资力量和学术团队，师资和学术团队年龄层次结构合理，研究方向与专业建设密切结合，符合专业教学需要，也有利于学校学科群的建设。学院从已有条件出发，根据学院制定的十四五建设规划，坚持以OBE理念为引导，根据区域发展特点与建设需要，充分调研，明确了系统科学与工程专业发展的目标、培养层次、模式和定位。

（一）通过前期充分调研，了解同类专业的培养方案和办学方向，确立了系统科学与工程专业的办学方向

立足理科，注重该专业与数学与应用数学专业、信息与计算科学专业、应用统计专业、计算机大数据、生态农业系统的无缝衔接，强调理科和工科融合，打破单一的培养模式，本专业以广西重点学科——应用数学、广西高校重点实验室——复杂系统优化与大数据处理重点实验室、系统科学广西一流学科（培育）、广西重点实验室——农产资源与化工重点实验室等科研平台为依托，秉承校训“厚德博学、知行合一”的本科人才培育理念，以培养具有国际化视野、社会责任感、系统思维、扎实的基础理论、系统的专业知识、创新意识和创新能力的高层次复合型人才为目标。旨在培养掌握系统科学的基本理论与研究方法，具备建模、数据处理与分析、科学计算等相关技能，能在电子信息、生物工程、通信、计算机、电子商务、电气工程、电力工程、交通、金融、机械以及轻纺等广泛领域从事系统分析、设计、科学研究开发和管理决策工作的高级应用型人才。③于景元：《钱学森系统科学和系统工程的成就与贡献》（上），《中国航天》2021年第14期，第15—23页。

（二）通过到区内外调研，了解不同层次院校的办学理念及课程设置，召开教学研讨会，了解相关专业课的知识衔接问题

通过到广西师范大学、青岛大学、北京师范大学、武汉科技大学、昆明理工大学、玉柴集团、南宁六景工业园、深圳千峰教育集团等单位调研，经学校与学院教学指导委员会反复论证，确立了系统科学与工程专业人才培养方案，并确立两年一小修、四年一大修的人才培养方案修订机制，以满足系统科学与工程专业发展需求。同时，在满足国标和专业标准的条件下，根据区域发展需求与特色设置课程，开设课程种类较多、涉及的学院及学科相对较多。在控制总学分的条件下，增加较多种类课程，这就需要压缩一部分专业基础课，这对学生的发展存在一定的不良影响。为了让学生在有限的学时内学习更多的专业基础知识，我们根据学生发展需求，编写适合自己专业的教材。在编写过程中不仅注重知识的融合与衔接，还注重简化一部分课程，比如我们开设了高等数学A，该内容涵盖了高等数学、线性代数、解析几何、概率与数理统计的内容，避免了课程内容的交叉。再如运筹学与高等数学中的教学内容最小二乘法有重复，我们根据实习需要调整教学，提高教学效率。在尽可能保障教学质量和课时不变的情况下，合并了数学建模实训和数学建模两门课程；针对部分专业发展课程，采用英文原版教材及双语教学，提高本科生的专业英语能力及英文阅读能力，进而减少《系统科学与工程专业英语》的学时，仍能较好地保证教学质量及学生毕业论文的写作。

在大学四年学习过程中，第二课堂和实训贯穿整个学习过程，根据教学计划安排，每个学期都有一周的教学实践周，主要是通过第二课堂实训，训练学生的动手能力，强化理论对实践的指导。在实践周还组织学生到玉柴集团、玉林市农科所等单位进行见习，了解社会对专业知识的需求，激发学生的学习兴趣。邀请工作一线的专家到校指导学生的实习实训，学院制定了双导师制度，充分发掘学生的学习潜力，为将来发展奠定基础。

（三）理论与实践并重，挖掘学生发展潜力

除了专业基础课程，在人才培养方案中还设置了系统理论、控制论与控制系统设计、系统科学综合创新实践①于景元：《钱学森系统科学和系统工程的成就与贡献》（下），《中国航天》2022年第12期，第41—45页。、专业实习、毕业设计科研训练项目、第二课堂等。利用专业基础课程中的数学知识，借助理工软件，为系统科学与工程专业实习打下坚实基础。为更好地提高学生的实际操作能力，每个学期开设实践周，让每个学生都有学以致用的机会；其次，强化“三习”在学生发展中的支撑作用，做到“三习”融会贯通。另外，充分利用大学期间的三个暑假时间，每个暑假都有一个主题活动，突出学生的动手能力，旨在通过实践环节教育，培养学生社会实践能力，这不仅给学生提供一个让社会检验的机会，还可以让学生进一步开阔自己的视野，拓展知识面。如在系统理论中学习到的理论知识怎么应用于实际，就需要学生在“三习”及社会实践中不断探索。在此过程中，不仅可以让学生了解企业对人才的需求，还可以培养学生的学习兴趣，了解自己的不足，为第七个学期的专业实习奠定良好的基础，同时为第八学期的毕业设计提供更多的题材，增强了学生的就业竞争力，实现学习与就业一体化的应用型人才培养模式。

（四）以利益相关方为调研对象，听取他们对人才培养方案的意见和建议

以OBE 理念为导向，针对系统科学与工程专业特点②于景元：《系统科学和系统工程的发展与应用》，《科学决策》2017年第24期，第1—18页。，结合学生自身发展及学院现有条件，在共同完成基础培养的条件下，不再实施统一的培养目标。考虑到该培养方案设置的职业选择方向，工科院校的“数学与应用数学专业”的学生的职业选择一般有以下几个方向：电子信息、生物工程、通信、计算机、电子商务、电气工程、电力工程、交通、金融、机械以及轻纺等领域从事系统分析、设计、科学研究开发和管理决策工作、考研深造等。因此，为了适应学生职业发展需求，在制定人才培养方案时遵循“以系统科学类专业课程为主体，以物理专业及计算机和智能优化课程为辅助，通过设置模块课程和选修课程，突出大数据处理、管理决策、考研深造、智能处理等培养方向，注重学生专业素养、实践能力及科研能力的发展。这样的人才培养方案体现以培养应用型为主、科研型为辅的从事系统分析、设计、科学研究开发和管理决策工作的高级应用型人才，这也与我校人才培养定位相符。

二、充分利用区位优势，打造专业特色

作为以师范专业为主的院校办系统科学与工程专业，其专业特色一定不同于从事系统科学与工程研究的综合性院校和专业工科院校，为了进一步明确专业特色，经过充分调研，学校与学院教学指导委员会反复讨论，大家一致认为，我们应该结合学校应用型的办学定位，强化理工科应用的特点，充分利用师资队伍的优势，结合区域发展需求，注重与信息与计算科学、应用统计学和物理学的结合，强化以理科为理论基础、工科为应用前景，深度融合理科和工科，努力培养学生利用系统科学理论、数学理论及计算机解决实际问题的能力，为学生深造或就业创造条件。最后，确立本专业的培养目标：本专业培养德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者与接班人，具有良好的系统理论思维，掌握系统科学的基本理论、方法和技能，熟练运用相关软件及理论，具备建模、数据处理与分析、科学计算等相关技能，能在电子信息、生物工程、通信、计算机、电子商务、电气工程、电力工程、交通、金融、机械以及轻纺等广泛领域从事系统分析、设计、科学研究开发和管理决策工作的高级应用型人才。

本专业融入学校的学科建设，学院结合现代产业以服务区域生态农业辐射粤港澳大湾区的人才需求为主要特色，融入高校思政元素，逐渐形成一流本科专业，有效支撑系统科学学科在广西的快速发展。①于景元：《系统科学和系统工程的发展与应用》，《科学决策》2017年第24期，第1—18页。

三、采取的措施

（一）做好专业解读工作，让学生全面了解专业

由于系统科学与工程本科专业开设较少，学生在选择该专业时没有足够的了解，因此，入学以后面临许多问题，尤其是该专业是做什么的？需要学习哪些技能，未来的发展有哪些等问题。面对以上问题，我们选择专业老师在新生入学之际做多场专业解读工作，从人才培养方案到毕业要求，再到课程设置、该专业设置的小方向，最后到就业均做详细的解读，让学生进一步了解该专业。然后通过一年半的公共课与专业基础课的学习，让学生逐渐发现自己的优点与特长，根据自己的特长选择适合自己的方向，这不仅为进一步深造打下坚实基础，还可以在就业中凸显专长。这就要求该专业的人才培养须打破单一的培养模式，以各种省部级的专业竞赛活动为载体，以小方向及大学生创新创业训练项目为平台，鼓励学生成立兴趣小组，通过实施双导师制（专业导师与实践导师），引导学生依托专长谋划未来发展。

（二）第二课堂提升学生实践能力

为了强化玉林师范学院应用型办学特色，系统科学与工程专业不仅在人才培养方案中提供培养学生实践能力的选修课，每个学期还设置了实践周、第二课堂，寒暑假设置了社会实践活动，让学生走进系统科学与工程实践环节，亲身体验专业魅力。考虑到该专业每年只招收一个班级，学生人数相对较少，多门选修课很难开设。这就要求学生所选课程必须在老师的指导下选择方向性强的模块课程，这样既培养了学生的实践能力，又能充分利用资源。

（三）积极推进专业实验室及实践基地建设，提升实践环节质量

专业实验室及专业实践基地建设是培养学生动手能力的保障。通过前期调研，结合专业课程设置，学院建设了三个专业实验室，分别包括控制理论实践实验室、智能计算实验室和数据处理专业实验室，以满足基本教学需求。根据学院十四五发展规划，结合专业发展方向和区域经济发展需求，将继续强化实验室硬件和软件建设，以提高学生的动手能力和创新能力，同时也为专业教师提供一个良好的科研平台；加大力度，引进系统科学学科博士，强化梯队建设；强化学术交流，加强与兄弟院校之间的联系与合作，推动系统科学与工程本科专业的高速发展。

（四）加强师资队伍建设，活跃学术交流

尽管理论师资队伍较为合理，但是绝大部分教师缺少一线工作背景，这就需要学院统筹安排，一方面安排教师到一线挂职，其次引进具有一线工作经验的专业人士做兼职导师，承担系统科学与工程专业的专业实践课程教学；其次由于玉林师范学院是二本院校，学生基础相对薄弱，实践能力较弱，这就需要不断强化学生的理论学习和实践动手能力。具体方法如下：1.通过校地合作，采用双导师制，聘请一线实践经验的教师承担学生的实习实践、毕业论文设计及“三习”指导教师；2.采用内培外引的方式引进人才，一方面引进该领域的高层次人才，另一方面选派骨干老师到相应学校进修深造，加快师资队伍建设步伐，努力建设一支数量充足、素质优良、结构合理的师资队伍，以保证本学科教学的需要；3.选派中青年骨干教师积极参加各种高水平的学术会议，提高他们的业务素质和学术水平；4.积极与物电学院、化食学院、计算机学院和生药学院进行学术合作与交流，参与兄弟学院的科研项目，提升应用能力和科研水平；5.依托广西一流学科系统科学①，邀请国内外著名专家学者讲学，使学生和教师及时了解学科前沿动态；6.使用平台经费，支持高年级本科生去国外（境外）进行学习交流。系统科学学科在我国是起步较晚的学科，该学科的发展仍需要一代代人不断的努力，不断探索，我们将进一步结合学校定位、区域特色，探索符合区域发展需求的学科特色，在专业建设方面，将采用走出去请进来的方法，不断深化专业建设改革，积极推进专业建设与区域经济发展需求相匹配。