基于系統(tǒng)工程課程的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式探究及應(yīng)用

張英芝 鄭玉彬 包昊菁

摘要：為培養(yǎng)時(shí)代需要的應(yīng)用創(chuàng)新型人才，以《系統(tǒng)工程》課程為依托，在工業(yè)工程專業(yè)本科生中開展問題導(dǎo)向、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式探索及應(yīng)用研究，以期通過思維能力、問題意識(shí)及解決問題能力培養(yǎng)等措施的實(shí)施提升高校本科生的實(shí)用創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)工程;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);教學(xué)模式;應(yīng)用創(chuàng)新型人才

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）39-0176-02

一、引言

最新公布的國家“十三五”規(guī)劃中將“創(chuàng)新”作為重要的發(fā)展理念之一，將引導(dǎo)“十三五”期間各領(lǐng)域的發(fā)展方向。而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新首要的就是要實(shí)現(xiàn)科教創(chuàng)新，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。高校承擔(dān)著人才培養(yǎng)的重任，是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)基地。在這一背景下，高等院校以何種方式更有效地培養(yǎng)不同行業(yè)急需的創(chuàng)新型人才，既是高等院校自身可持續(xù)發(fā)展的重要衡量指標(biāo)，也是關(guān)系國家“十三五”規(guī)劃各項(xiàng)目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn)的基本保障。

人才的培養(yǎng)效果與教學(xué)模式密切相關(guān)，受凱洛夫教學(xué)論的影響，我國傳統(tǒng)教育中教師是教學(xué)主體，強(qiáng)調(diào)直接知識(shí)傳授，而忽略了學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式是一種探究式的教學(xué)方法。相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的而言，這種教學(xué)方式的優(yōu)勢(shì)更強(qiáng)，能夠在一定程度上提高教學(xué)效果?！断到y(tǒng)工程》是工業(yè)工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生系統(tǒng)思想和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意義深遠(yuǎn)。因此，以《系統(tǒng)工程》課程為依托，在工業(yè)工程專業(yè)本科生中開展問題導(dǎo)向、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式探索及應(yīng)用研究，以期通過該教學(xué)模式的引入提升高校本科生的實(shí)用創(chuàng)新能力。

二、系統(tǒng)工程教學(xué)模式現(xiàn)狀分析

《系統(tǒng)工程》是工業(yè)工程專業(yè)基礎(chǔ)課，既包括系統(tǒng)思想、系統(tǒng)工程理論與方法，也包括具體工程技術(shù)。系統(tǒng)工程跨領(lǐng)域橫斷學(xué)科的特點(diǎn)[1]，使得系統(tǒng)工程的教學(xué)模式多樣[2]，分為傳統(tǒng)教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[3]、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式[4]和創(chuàng)新式教學(xué)模式等[5]。

以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)方式側(cè)重于知識(shí)的傳授，學(xué)生參與度低，缺乏學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。致使學(xué)生僅注重系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析及評(píng)價(jià)等具體方法的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，無法形成“系統(tǒng)性、聯(lián)系性”思維邏輯。最后在就業(yè)及工作崗位中雖能完成具體工作，卻因缺乏統(tǒng)籌及全局意識(shí)，無法形成創(chuàng)新思維，更不具備創(chuàng)新能力，只能淪為執(zhí)行者去解決問題，而非創(chuàng)新者去發(fā)現(xiàn)問題。同時(shí)因缺乏自我認(rèn)知，從而造成就業(yè)率很高但就業(yè)質(zhì)量不高的局面。

翻轉(zhuǎn)課堂是在信息技術(shù)支持下，基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的一種新型教學(xué)模式。該教學(xué)模式因可重復(fù)學(xué)習(xí)、且注重過程監(jiān)控與管理，故在緩解教師教學(xué)壓力，提高學(xué)生基本知識(shí)和基本技能掌握程度方面效果顯著，適用于數(shù)學(xué)、制圖及機(jī)械原理等純技能型、大班授課課程。對(duì)于系統(tǒng)工程這類小班的專業(yè)基礎(chǔ)課，可將該教學(xué)模式應(yīng)用在具體系統(tǒng)工程方法、技術(shù)的教學(xué)中，但對(duì)于整體性、關(guān)聯(lián)性系統(tǒng)思想的培養(yǎng)效果不明顯的問題，要懂得系統(tǒng)性、整體性思維及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不僅需要基本知識(shí)和具體技能的理論學(xué)習(xí)，更需要實(shí)踐應(yīng)用。

三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在《系統(tǒng)工程》課程中的探究及應(yīng)用

1.以問題導(dǎo)向式系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際設(shè)置問題，通過對(duì)問題分析、解決的流程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)。

如請(qǐng)同學(xué)總結(jié)機(jī)械原理減速器課程設(shè)計(jì)流程，即明確系統(tǒng)分析七大邏輯維：明確問題、確定目標(biāo)、形成方案、建立模型、優(yōu)選評(píng)價(jià)、決策及實(shí)施以形成系統(tǒng)思維邏輯;也可將規(guī)劃、擬訂方案、研制、制造和安裝等時(shí)間維度融入其中，還可將大學(xué)所學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械精度等課程知識(shí)進(jìn)行合理銜接。邏輯維、時(shí)間維和知識(shí)維是系統(tǒng)工程解決問題的思考路線，通過系統(tǒng)工程三維結(jié)構(gòu)使學(xué)生形成穩(wěn)定的知識(shí)架構(gòu)，便于知識(shí)的加深與遷移，有利于實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.以5S與5W2H結(jié)合的“問題意識(shí)”培養(yǎng)。解決問題是一種執(zhí)行力，而發(fā)現(xiàn)問題是一種創(chuàng)新。

5S管理，即整理（SEIRI）、整頓（SEITON）、清掃（SEISO）、清潔（SEIKETSU）和素養(yǎng)（SHITSUKE）就是從清掃工作環(huán)境開始的，清掃即點(diǎn)檢，點(diǎn)檢即發(fā)現(xiàn)問題。而“預(yù)演”是發(fā)現(xiàn)問題的重要手段，通過對(duì)工程中典型案例預(yù)演，可以對(duì)內(nèi)容形成整體認(rèn)識(shí)，即培養(yǎng)系統(tǒng)性、整體性觀點(diǎn)。采用5W2H來描述問題，通過5W可將問題相關(guān)的時(shí)間、地點(diǎn)、相關(guān)人物、問題性質(zhì)內(nèi)容及其原因描述出來，用2H可確定研究方法，并評(píng)估據(jù)此研究方法得到的方案與研究目標(biāo)的達(dá)成度。

以“泡茶問題”為例，采用5W2H分析，確定目標(biāo)是“喝到一杯清新的熱茶”，與此相關(guān)的資源是涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐等，這些資源中除了人力資源外都是沒有限制的，不存在節(jié)約問題，唯一涉及的是時(shí)間的節(jié)約，據(jù)此可將問題表述為——設(shè)計(jì)一個(gè)解決泡茶問題的行動(dòng)計(jì)劃，要求合理安排各道工序，最大限度節(jié)約時(shí)間。

3.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式分層次解決問題能力的培養(yǎng)。解決問題要先思考解決問題的思路，然后依據(jù)目的尋求不同層級(jí)的解決方案。即分別從暫時(shí)問題解決角度、從持續(xù)改善角度和從杜絕問題再次出現(xiàn)角度確定方案。因?yàn)閱栴}涉及因素眾多，且具有動(dòng)態(tài)時(shí)變性，故從杜絕問題再次出現(xiàn)角度確定最優(yōu)方案一般很難做到，故多做到第二級(jí)，即從持續(xù)改善角度確定方案。這些能力的培養(yǎng)需要學(xué)生親身經(jīng)歷才能形成。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下，通過教師組織與指導(dǎo)，使學(xué)生利用情境、協(xié)作與會(huì)話等要素，積極主動(dòng)地完成一個(gè)完整的項(xiàng)目工作，從而有效掌握所學(xué)知識(shí)的教學(xué)活動(dòng)。為此，在“泡茶”這一項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下，教師與學(xué)生一起探討形成系統(tǒng)思維邏輯，即首先明確目標(biāo)，其次思考這一活動(dòng)包含的任務(wù)、任務(wù)順序和哪些任務(wù)可以同時(shí)進(jìn)行等，據(jù)此制訂不同的可行方案，再次比較評(píng)價(jià)可行方案，最后實(shí)施。

教師組織學(xué)生對(duì)“泡茶”項(xiàng)目進(jìn)行活動(dòng)與方案分析，該項(xiàng)目包括洗壺、灌水、放壺、等水開、洗杯、找茶葉、泡茶和喝茶等八個(gè)活動(dòng)，其中時(shí)間最長的活動(dòng)是等水開，因?yàn)橄幢?、找茶葉與等水開不存在前后依賴關(guān)系，且泡茶在杯中進(jìn)行，故可按照串行、串并行方式分別排列的可行方案進(jìn)行活動(dòng)。學(xué)生結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及工序圖分析知識(shí)，可以進(jìn)行方案優(yōu)選。

如果目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，改為僅從時(shí)間角度考慮如何盡快“喝到一杯茶”，這個(gè)項(xiàng)目就與之前有很大區(qū)別，因?yàn)橛幸环N既好喝又保健的冷泡茶，即以冷水來沖泡茶葉，是顛覆傳統(tǒng)的一種泡茶方法。按照這個(gè)思路，“泡茶”項(xiàng)目包括的活動(dòng)就變?yōu)橄雌俊⒐嗨?、洗杯、找茶葉、泡茶和喝茶等六個(gè)活動(dòng)，其中的泡茶是在瓶中進(jìn)行，且時(shí)間最長，成為瓶頸，因?yàn)橄幢c泡茶可以并行，故可設(shè)計(jì)行動(dòng)方案并進(jìn)行方案優(yōu)選。

通過以上兩個(gè)項(xiàng)目分析可知，在相同項(xiàng)目約束條件下，因?yàn)槟繕?biāo)不同，活動(dòng)數(shù)目及瓶頸也不同，會(huì)存在不同的可行方案和最優(yōu)方案。上述僅從改變目標(biāo)角度分析，如果目標(biāo)不變，改變影響因素?cái)?shù)目及因素性質(zhì)、水平等，將會(huì)產(chǎn)生更多的不同方案，這就涉及試驗(yàn)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)建模與仿真分析、系統(tǒng)評(píng)價(jià)及系統(tǒng)決策等具體方法和技術(shù)。由此，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)工程具體工程技術(shù)的興趣，促使其自主學(xué)習(xí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相關(guān)延伸項(xiàng)目問題的分析與解決。

四、結(jié)束語

上述以系統(tǒng)工程課程為依托，在工業(yè)工程專業(yè)本科生中開展項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的研究及應(yīng)用。問題導(dǎo)向式系統(tǒng)思維能力培養(yǎng)、5S與5W2H結(jié)合的“問題意識(shí)”培養(yǎng)與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式分層次解決問題能力培養(yǎng)三個(gè)關(guān)鍵措施，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性，并開展“上課遲到原因分析”、“畢業(yè)去向調(diào)研”、“掛科高”與“沉迷于網(wǎng)絡(luò)游戲的心理因素”等項(xiàng)目的思考、探索與研究，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。為培養(yǎng)工業(yè)工程應(yīng)用創(chuàng)新型人才，提高學(xué)生就業(yè)質(zhì)量提供了切實(shí)可行的方法。

致謝：該文的研究受到吉林大學(xué)2017年本科教學(xué)改革項(xiàng)目（2017XYB018）、（2017XYB0250）的支助，在此一并致謝！

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Research and Application of Project Driven Teaching Mode Based on System Engineering Course

ZHANG Ying-zhia，ZHENG Yu-bina，BAO Hao-jingb

（a.School of Mechanical and Aerospace Engineering;

b.Appled Technology College，Jinlin University，Changchun，Jinlin 130000，China）

Abstract：In order to cultivate the applied and innovative talents needed by the times，relying on the course of Systems Engineering，the exploration and application of the problem-oriented and project-driven teaching mode are carried out among the undergraduates majoring in industrial engineering，with a view to improve the practical innovation ability of undergraduates through the implementation of measures such as thinking ability，problem consciousness and problem solving ability.

Key words：System Engineering;Project Driven;teaching mode;applied and innovative talents