全程跟蹤模式在“系統工程”實踐教學中的創新應用＊

龔小容，謝正邱，辛 玉，侯 智，殷 勤

（重慶理工大學機械工程學院，重慶400054）

“系統工程”是工業工程專業的一門專業必修課程，它是一門新興的交叉學科，融自然科學和社會科學的思想、理論和方法于一體。該課程強調理論與工程實際結合，引導學生用系統的觀點去看待與分析問題，用系統工程方法去解決實際問題[1]。系統工程課程設計是緊隨“系統工程”這門工業工程專業基礎課程之后的實踐性教學環節，是“系統工程”課程的延伸。

重慶理工大學工業工程專業的“系統工程”和系統工程課程設計都開設在大二下學期，希望通過系統工程課程設計培養工業工程專業學生綜合運用所學系統工程理論知識的能力，培養學生采用系統、全面和發展的觀點分析和解決問題，提高學生的科研意識，培養良好的工作作風和動手能力，同時為大三進行進一步的專業學習樹立目標，為未來的專業課實踐做專業技能方面的準備。

然而現有的系統工程課程設計教學模式存在學生選題困難、課程設計過程互動質量不高、課程設計評價不全面等問題，嚴重阻礙了學生綜合運用系統工程理論解決實際問題能力的提升。因此，為了提高學生的綜合素質，特別是解決實際問題的能力，按照工業工程專業培養目標，結合社會實際人才需求，探討系統工程課程設計教學改革具有較強的現實意義。

本文針對重慶理工大學工業工程專業下系統工程課程設計，基于已有課程設計教學研究和多位教師的教學經驗，從系統工程課程設計目的出發，分析系統工程課程設計教學現狀及存在的問題，探討全程跟蹤模式在系統工程課程設計教學環節的應用，研究課程設計前、課程設計中、課程設計后等全生命周期的跟蹤指導建議，以期提高提高工業工程學生發現問題、提出問題和解決問題的實踐應用能力。

1 系統工程課程設計目的

系統工程課程設計的開設主要是為了加強學生對系統工程理論知識的正確理解，培養和提高學生綜合運用系統工程理論的能力，提高系統工程理論教學的效果，學生在進行“系統工程”課程學習的同時，應進行課程設計的訓練，是“系統工程”課程學習的重要組成部分。

1.1 進一步鞏固所學的理論知識

“系統工程”教學內容涉及系統工程方法論、系統模型及模型化、系統仿真及動力學、系統評價、決策分析等知識，具有理論不易掌握、概念和定量模型多、對學生數學知識及綜合分析處理問題的能力要求高等特點[2]，系統工程課程設計需要學生綜合應用系統工程理論知識解決工程實踐中的現實問題，可進一步鞏固系統工程所學的理論知識，并通過課程設計中的多人合作和相互學習，加深對理論知識的理解和掌握。

1.2 初步掌握系統工程課程設計的各主要環節

初步掌握系統工程課程設計的各主要環節，進行建立指標體系、求解最優解、找出最優方案等基本技術的訓練。

系統工程課程設計引導學生通過解決日常生活及工程實踐中的現實問題，掌握應用系統工程理論知識分析問題、建立評價指標體系、構建評價模型、求解最優方案等系統工程設計各環節的要點及關鍵知識。

1.3 培養學生的獨立思考及獨立工作能力

通過對大學生身邊實際問題的分析，培養學生獨立思考及獨立工作的能力。系統工程課程設計要求學生自行組隊，圍繞日常生活及工程實踐中遇到的實際問題進行自由選題，采用團隊協作的方式針對擬解決的實際問題商量解決思路及方法，并進行團隊任務分工，以此鍛煉每一位成員獨立思考、獨立工作的能力，同時培養學生團隊協作的意識和能力。

綜上，系統工程課程設計目的在于培養學生綜合運用所學系統工程理論知識的能力，培養學生采用系統、全面和發展的觀點分析和解決問題，提高學生的科研意識，培養良好的工作作風和動手能力。同時為進一步的專業學習樹立目標，為未來的專業課實踐做專業技能準備。

2 系統工程課程設計教學現狀及存在的問題

2.1 課程論文開始前選題及目標單一

傳統的高等工科課程的課程設計主要組織學生按照課程設計任務書要求，參照往年的示例進行課程設計。重慶理工大學前期的系統工程課程設計也采用該模式，由指導教師下發課程設計任務書，任務書中明確課程設計的目的、任務、要求、成績判定規則、進度安排、參考書目等內容。采用傳統模式的系統工程課程設計在開始前期主要存在2方面的問題：①學生們在選題時思維較局限，常常出現多組學生選擇相似設計題目甚至一個設計題目的情況，并且會出現多年之間的課程設計題目比較類似的情況；②課程設計明確的目標是要完成一篇課程論文，因此對課程論文的格式進行了明確的規定，但是并沒有對課程設計的目標進行細化和明確，導致學生們最后上交的課程論文質量良莠不齊。

2.2 課程論文執行中互動及監管薄弱

課程論文是課程設計的成果展現，學生在撰寫課程設計前需要確定自己感興趣的系統工程問題，還需要圍繞自己的系統工程問題展開分析，查閱大量文獻并綜合應用系統工程相關理論及知識展開研究和計算，并結合調查問卷等手段展開調查，最后再撰寫課程論文進行最終成果展現。另外，傳統的課程設計指導模式下，系統工程課程設計一般先由指導教師進行總體要求、范文示例、綜合知識講解，然后再安排集中答疑，學生在此過程中缺乏討論、互動，過程監管薄弱，論文撰寫七拼八湊，敷衍了事。

2.3 課程論文完成后評價體系不健全

關于系統工程課程論文的評價，目前的評價體系不夠完善，主要由指導教師根據選題適宜度、論文邏輯、論文格式、計算準確度以及參與工作量進行打分，評價指標不夠明確，評價主體較單一，各項分值主要由指導教師一人決定，學生參與度低，主觀影響較大且任務量不易量化和明確，而指導教師具有不完全信息，這給系統工程課程設計論文評價帶來了片面性[3]。

3 基于全程跟蹤模式的系統工程課程設計教學改革建議

系統工程課程設計教學模式面臨的實際問題表明，亟需從課程設計開始前、執行中、完成后以及互動監控等全過程改進課程設計教學模式，以保障系統工程課程設計教學質量。本文提出的基于全程跟蹤模式的系統工程課程設計教學改革整體思路如圖1所示。

圖1 系統工程課程設計教學改革整體思路圖

3.1 課程設計開始前注重目標認識及選題引導

在課程設計開始前，為了讓全班學生對系統工程課程設計達成統一認識，需集中開展課程設計前期培訓，介紹系統工程課程設計任務書，講解系統工程課程設計的主要內容、特點以及教學目標，并結合實例講解系統工程課程設計的重要意義，引起學生的重視。同時，結合培訓常用的課程設計方法、工具和手段，介紹前幾屆學生的優秀課程設計論文，讓學生對系統工程課程論文具有一定直觀的認識。然后，介紹系統工程課程設計論文評價指標體系，讓學生們提前了解評分規則，有助于學生明確課程設計優化方向。最后，組織學生自愿進行課程設計成員分組，引導學生觀察和發現生活和工程實踐中的系統工程問題，結合生活和工程實際進行課程設計選題。

3.2 課程設計執行中注重理論知識及方法指導

在課程設計執行過程初期，采用集中培訓的方式講解文獻檢索方法，介紹常用的參考書目及學術期刊，并基于前幾屆優秀的課程設計介紹如何采用層次分析、模糊綜合評價等方法來解決生活和工程實踐中的系統工程問題，鼓勵學生多查閱歷史文獻，學習如何將系統工程理論及方法應用于實際問題的解決。集中指導學生論文寫作的方法、思路及工具。以重慶理工大學畢業論文及高水平期刊論文為例，講授課程設計論文的格式要求，并采用分散答疑的方式協助各組成員討論確定自己的課程設計題目及論文大綱，要求各小組圍繞課程設計題目，按照任務進度開展系統工程課程設計并撰寫相應的課程論文。

3.3 課程設計完成后注重綜合評價改革

課程設計完成后，對前期確定的課程論文評價指標體系及權重進行詳細說明，為了增加學生的參與度，借助超星學習通等APP工具，將系統工程論文評價分為組內成員互評、組間學生互評、教師評價幾個部分，并設置各部分的分值及權重。其中，組內成員互評主要從各參與組員的工作量、工作態度進行評價，該部分評價建議采用匿名方式進行，以保證評分的公正性；組間學生互評主要從論文選題、論文邏輯、匯報情況、答辯情況等方面進行分項計分，要求非答辯小組成員根據匯報小組的匯報情況以及答辯情況進行評價打分；指導教師主要根據各小組提交的論文材料、匯報情況以及答辯情況進行評價打分。

3.4 課程設計全過程注重互動交流及監督

系統工程課程設計包括學生分組、課題選題、擬定題目、查閱文獻、擬定大綱、調研分析、計算優化、撰寫論文、綜合評價等過程。為了保證課程設計的質量，在課程設計全過程設置多個互動交流環節，例如，課程設計開始前開展集中培訓，介紹課程設計總體要求及目標；課程設計執行中采用集中培訓方式講授相關知識及方法，采用分散答疑的方式協助各組討論確定課程論文題目及大綱；課程設計后期，采用集中答辯的方式，組內成員、組間學生、指導教師等多個主體開展綜合評價。課程設計過程中，在題目擬定、論文大綱擬定等中間環節設置檢查及互動環節，督促和協助學生們按照任務進度要求保質保量地完成課程設計。

4 基于全程跟蹤模式的系統工程課程設計教學改革應用

為了更好地驗證基于全程跟蹤模式的系統工程課程設計教學改革應用效果，筆者將以上研究應用于重慶理工大學2018級、2019級工業工程學生的系統工程課程設計教學中，取得了良好的效果。

4.1 課程設計開始前的目標認識及選題引導

課程設計開始前，開展任務要求、優秀課程設計案例、論文評價指標體系等內容的集中培訓。培訓完成后要求學生們自由組隊完成課程設計任務，每組成員不多于4人，建議學生根據各自小組的興趣與調查，選擇大學生身邊的實際問題開展課程設計。2018級系統工程課程設計共28組，2019級系統工程課程設計共27組，涉及的課程設計主題包括大學生自習場地決策、容貌焦慮產生原因、課本使用后處理方法選擇、校園流浪貓求助方案決策等實際選題，達到了引導學生觀察、發現和解決生活和工程實踐中的系統工程問題的目的。

4.2 課程設計執行中的理論知識及方法指導

課程設計啟動初期，先采用集中培訓的方式講解系統工程課程設計論文大綱設置、格式要求、文件檢索等知識，要求學生們根據自己小組的系統工程課程設計主題確定論文題目、摘要和大綱結構。指導教師借助課間現場交流、微信/QQ通訊、超星學習通/雨課堂網絡教學平臺等手段建立答疑交流通道。一方面，用于分散研討和確認各小組的論文題目和大綱；另一當面，方便學生們在課程設計和撰寫論文過程中遇到難題或疑問時可以及時咨詢指導教師。

4.3 課程設計完成后的綜合評價改革

針對重慶理工大學2018級、2019級工業工程專業學生完成的系統工程課程設計論文的評價，主要由組內成員互評、現場答辯時組間學生互評、教師評價3個部分組成，這3部分評分比例分別為20%、30%、50%。其中組內成員互評要求各小組參與人員在論文答辯前對組內成員的工作量、工作態度進行評價打分，每一組論文答辯完成后要求其他小組學生對匯報小組的選題、論文邏輯、匯報情況、答辯情況等方面進行評價打分，同時要求指導教師從論文質量、答辯情況、工作量及工作態度等方面進行評價打分。

4.4 課程設計全過程的互動交流及監督

在學生開展系統工程課程設計過程中設立課題選題確認、論文大綱提交、調研問卷設計、論文終稿提交、論文答辯等進度節點，指導教師設定每個節點的時間要求，要求各小組成員按時提交相應成果并給出相應指導。這為指導教師了解學生論文完成進度，及時發現學生課程設計難點和障礙并給予指導提供了過程保障，有效避免了學生最終提交的論文出現不合格的情況。例如，讓學生們提交調研問卷，可以提前幫助學生分析調研問卷的合理性、全面性，而不是最后提交論文時才指出調研問卷設置的不合理，將論文存在問題的暴露時間提前，從而實現在課程設計執行過程中指導和協助學生們不斷優化完善課程設計成果。

5 結束語

系統工程實踐對于培養學生采用系統全面的觀點分析和解決實際問題，提升學生綜合運用系統工程理論知識的能力具有重要的作用。本文針對當前系統工程課程設計教學模式存在的學生選題困難、過程互動質量不高、后期評價不全面等問題，開展了基于全程跟蹤的系統工程課程設計教學改革研究，從課程設計開始前的目標認識及選題引導、課程設計執行中的理論知識及方法指導、課程設計完成后的綜合評價改革、課程設計全過程的互動交流及監督等方面提出了教學改革建議，并在重慶理工大學2018級、2019級工業工程學生系統工程課程設計過程中進行了應用，有效加強了學生對系統工程理論知識的正確理解，培養和提高了學生綜合運用系統工程理論的能力。