《系统工程》课程的教学探索

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  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.
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