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1、系统工程思想在教学中的应用探索与实践作者:未知摘要:把系统工程思想应用到高等教育教学改革的各个环节之中,通过系统分析、系统设计、系统仿真、系统测试等一系列系统工程基本方法的应用,培养学生的系统科学思想,提高学生的系统设计能力,为其在日后的工作中,能够站在更高的位置,驾驭整体,统管全局,奠定一定的基础。关键词:系统工程思想高等教育教学改革系统设计能力当今世界正处于新科学革命的前夜,新技术革命和产业革命初现端倪,在全球化、信息化、网络化日益深入的今天,系统科学思想无疑将在新科技革命中具有不可或缺的作用。在高等
2、教育过程中,如何培养学生具有系统思想,建立系统观与大局观,不仅关乎高等教育人才培养的质量,更事关民族的发展和未来。在以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革过程中,我们把系统工程思想应用到教学的各个环节,系统地培养了学生的系统科学思想,为其在日后的工作中,能够站在更高的位置,驾驭整体,统管全局,成为高质量的拔尖创新人才,奠定了一定的基础。一、系统工程思想的概念和内涵系统是指由相互联系、相互作用的若干要素构成的具有特定结构和特定功能的有机整体。系统思想是一般系统论的认识基础,是对系统的本质属性(包括整体
3、性、关联性、层次性、统—性)的根本认识。系统思想的核心问题是如何根据系统的本质属性使系统最优化。系统科学是以系统为研究应用对象的一门新兴的科学技术体系。如同自然科学、社会科学、数学科学等一样,它是现代科学技术体系中一门领袖学科。我国著名科学家钱学森从应用系统思想、观点和系统方法去研究整个客观世界的角度出发,在总结、概括已有系统硏究成果的基础上,于70年代末首先提出了系统科学和系统科学部门内的层次结构。它是由三个层次、很多门学科与技术所构成:(1)直接用于改造客观世界而处在工程技术层次上的是系统工程。(2)
4、直接为系统工程提供理论基础而处于技术科学层次上的有控制论(如工程控制论、生物控制论、经济控制论、社会控制论等)、运筹学和信息论。(3)揭示系统普遍性质和一般规律而处在基础科学层次上的是系统学,这是一门正在建立的新学科。系统工程是实现系统最优化的科学,是一门高度综合性的管理工程技术,涉及应用数学(如最优化方法、彳既率论、网络理论等)、基础理论(如信息论、控制论、可靠性理论等)、系统技术(如系统模拟、通信系统等)以及经济学、管理学、社会学、心理学等各种学科。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要,把自然科学和
5、社会科学中的基础思想、理论、策略、方法等从横的方面联系起来,应用现代数学和电子计算机等工具,对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究,借以达到最优化设计,最优控制和最优管理的目标。系统工程的基本方法是:系统分析、系统设计与系统的综合评价(性能、费用和时间等),是按照系统思想、观点和方法科学地分析和处理所涉及问题的一系列方法,它是人类在自然科学和社会科学领域的不断实践中而产生的科学的方法论。二、系统工程思想在教学改革中的应用在以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革过程中,把系统
6、工程思想应用到教材内容的编写、课堂教学的内容和方式方法、作业的内容和完成的方式方法、考试的内容和方式方法、实验的内容和方式方法等教学改革的各个环节之中,通过系统分析、系统设计、系统仿真、系统测试等一系列系统工程基本方法的应用,培养学生的系统科学思想,提高学生的系统设计能力。1.教材内容改革的应用。目前的大多数教材只注重知识点的解释,只是在部分章节对系统设计过程进行单独的论述,不利于学生系统科学思想的培养。在编写教材的过程中,把系统工程思想引入到每一个例题。对每一个例题的讲解都分别采用系统分析、系统设计、系
7、统仿真和系统测试等,在不知不觉的学习过程中,逐步培养学生的系统科学思想。2.课堂教学内容和方式方法的应用。在课堂教学环节中,提出了基于系统工程思想的系统设计型教学法,并把该方法与启发式教学法、探究式教学法、研究型教学法、基于问题的学习等多种科学的理念和方法有机地结合起来,对学生进行系统思想和系统设计能力的大力培养,极大地提高了学生的学习兴趣、学习积极性和主观能动性,教学质量显著提高。3.作业内容和完成的方式方法的应用。在课外作业的安排上,用系统设计作业取代传统的课外作业,以设计为主线,应用科学的理念和方法
8、,设计合理的设计作业及作业内容,让学生在反反复复的设计过程中彻底掌握系统科学思想及系统设计的思路和方法。4.考试内容和方式方法的应用。在考试改革的过程中,设计合理的成绩考评体系,同时用综合设计取代传统的靠死记硬背才能取得高分的卷面考试。使学生可以腾出更多时间和精力,轻松、愉快地进行系统科学思想和系统综合设计能力的培养。5.实验内容和方式方法的应用。在实验教学改革过程中,以设计性实验和创新性实验为主,通过实验充分调动学生学习的积