系统科学导论

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系统科学导论范文第1篇

关键词：专业导论；质量保障系统；教学实践；材料化学

中图分类号：G640　文献标识码：A　文章编号：1671-0568(2012)41-0035-03

一、引言

随着对大学新生开设专业导论课的背景、价值和目的日益充分的探讨，越来越多的学校开始重视专业导论课程的设立，任课教师也提出了许多教学改革方法和措施。专业导论课主要对本专业性质、学习内容、学习方法、课程设置及未来就业前景和领域进行介绍，目的是培养学生专业思想和兴趣，引导正确的学习方法，规划四年学习计划和未来就业。专业导论课程的授课质量将会影响本科生大学四年的学习质量，甚至外延到学生的职业生涯。课程教学质量是学校教学水平的具体体现，是教学评估的重要指标，建立课程教学质量保障体系是必要的。

材料化学专业(绿色电子材料方向)是教育部批准2009年开始招生的新专业。上海第二工业大学(以下简称“我校”)基于电子产品制造绿色化和从源头上解决废弃电子产品环境污染问题的行业背景，根据国家环境保护政策和企业需求开设了本专业。材料化学专业(绿色电子材料方向)培养掌握电子信息制造基础知识、材料化学专业知识和电子废弃物资源化技术，从事绿色电子材料设计与制备的专业技术人才，满足微电子及光电子材料与器件制造、电子原辅材料制备、电子废弃物处理等高新技术和环保产业需求。在新专业的培养方案中，大学一年级第一学期开设了“材料化学专业导论”课程。对于新专业建设，应当始终把教育评估的质量观贯穿于教学活动的每个环节。从2009年开始，我校制订和完善了教学大纲、教学进程表；自编了讲义，并制作多媒体课件；在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索，从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面初步建立了“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统。

二、课程目标

材料化学专业导论课是大一新生最早接触到的一门和专业相关的必修课程，1学分，16学时。建立清晰、准确的课程目标是保证教学质量的首要前提。课程教学必须解答新生心中的三大困惑，即这个专业是“干什么”的?要“学什么”?毕业后自己能“做什么”?学生学完之后将对材料化学专业(绿色电子材料方向)有全面的了解，包括本专业在社会发展中与国民经济中的地位与作用；本专业涉及的科学技术研究内容与发展趋势；本专业的教学培养计划及课程设置；本专业学生的知识结构、能力结构与素质要求。从而使学生更明确大学四年学习目标与内容，掌握正确的学习方法，了解就业方向与领域。

三、课程实施

1.课程教学内容

材料化学专业导论课程教学内容涉及专业知识、思想教育、职业创业教育等方面的内容，要实现教育和教学双重目标。通过三部分材料化学专业知识的讲解，使学生首先了解这个专业是“干什么”的。第一部分从什么是材料、材料的分类、材料的用途、新材料入手，让学生有一个从感性到理性的认识过程；第二部分包括一级学科材料科学与工程的内容以及学科专业发展过程；第三部分先介绍传统的材料化学专业涵盖的内容，在材料化学专业框架下讲解材料化学专业(绿色电子材料方向)的设置背景、研究范畴、专业特点等。电子信息产业的迅猛发展带来的电子废弃物对环境的污染问题日益严重，欧盟相继出台了WEEE指令、RoHS指令来应对，电子废弃物的资源化以及电子产品的绿色设计与制造是解决问题的主要技术和方法，本专业的特点就是培养掌握这方面专业知识和技能的应用性人才。为了使学生更深入理解本专业在社会发展和国民经济中的重要性以及开设本专业的意义，在这一部分增加了电子材料概述、电子辅料概述，无公害电子制造技术的发展趋势三个模块的内容。

针对学生希望知道在我校这个专业能“学什么”，课程重点介绍了本专业培养方案，讲述专业学习的课程体系，也增加了本专业学生所能参加的技能考试所需的知识点。培养方案包括本专业对学生的基本要求、毕业生应获得的知识和能力、修学年限、毕业与学位的授予、四年课程安排和学分要求。对专业主干课程要学习的主要内容作一概括。针对公共课、专业基础课、专业课和实践课不同课程的特点，介绍学习这些课程的基本方法。材料化学专业(绿色电子材料方向)有着全新的课程体系，以四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)课程为基础，材料化学、材料物理、高分子材料、胶体与界面化学等课程为主，增开了电子信息材料、印制电路技术、电子化学品(电子原辅材料)、封装技术与材料等专业课，让学生较全面地了解电子信息产业和产业链；增加了废弃物资源化技术、电子产品和电子化学品中有毒有害物质和毒理学的专业必修课和选修课，让学生了解电子产品和电子化学品中有毒有害物质及其危害，以及资源化技术。增加了纳米材料、薄膜材料制备技术的专业课和绿色电子材料设计的实验课，让学生了解和掌握电子原辅材料绿色设计和制造技术与制备方法。增加的这些课程与材料化学专业的材料制备／合成、组成，结构、测试，表征、性能，应用的专业课程相互衔接，形成了独特的知识体系。

对于学生毕业后能“做什么”的问题，从几个方面来讲授。第一是材料类人才的现状和需求；第二是已开设环境工程(电子废弃物方向)专业、相关材料类专业的学校以及研究所的简介；第三，结合我校开设的职业生涯规划以及自主创业教育，为本专业学生明晰就业方向，树立正确的择业和就业观。

材料化学导论课程中还设计了专题讲座，包括欧盟WEEE指令、欧盟RoHS指令、PCB与绿色生产，通过听取专题报告学生对本专业进行更深层次的了解。

2.课程教学方法与手段

根据材料化学专业导论课的特点分析和教学内容可以看出本课程的教学难度并不大，因此在教学方法上可以实现多层次、多样化，避免单纯枯燥的讲解。在专题讲座中，邀请有经验的企业技术骨干作1～2个报告；以学生为中心，学生体验式教学，学生课后通过各种途径来查阅相关资料，并在课堂上相互交流成果，比如调研电子原辅材料企业、查找开设材料化学专业的学校等；实践环节方面安排学生参观我校的学生实验室以及各研究课题组的专业实验室，激发学生对科研的感觉。

利用多媒体课件与板书相结合的教学手段，教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。在课堂上采用讨论教学法，拟定能引起学生兴趣的、有启发性的讨论题目，结合学生课后自己查阅的资料开展讨论。在考核方式上采用期末考试与小论文相结合的方式进行。

四、课程管理与评价

1.课程管理

课程质量不仅受静态的课程资源要素的影响，也与课程管理对课程活动进程中的动态控制有关。材料化学专业导论课程教学质量保障系统包括教师工作的规范管理、学生学习的规范管理和施教过程规范管理。成立了材料化学专业导论课程教学团队，上好导论课不仅需要统观专业教学体系，还应通晓专业应用领域，同时还要对专业就业市场有一定的了解，因此，任课教师团队由系主任和两位教授组成。任课教师严格按照教学大纲制定教学进程表。教学大纲中明确了这门课程的性质与任务、课程基本要求、课程内容、教学时数分配，考核方式，教材。教学进程表是严格按照教学大纲分配一学期内16学时课程，每周1个课时的上课内容。所有相关本课程的教学文件每学期进行归档，由教务部门统一管理。学生学习规范包括有学习条件、学习任务、学习要求，有课后作业，接受诚信教育。教师在施教过程中必须遵守学校的一切教学管理规定。

2.课程评价

材料化学专业导论课程的教学评价包括学生评教，督导和同行评议。学生评教和督导听课由学校层面组织，并将结果反馈到学院；同行评议是由学院组织其他教师听课，结果由学院的学术委员会反馈给授课教师。此外，授课教师在课程学习期中和期末运用课堂调查了解学生的学习情况，以此构成今后改进教学的基础。

系统科学导论范文第2篇

系统法学是将系统科学与法学相结合而形成的一种法学思想、法学流派和法学理论，其核心思想是法或法律就是系统，任何法的现象都是具有系统意义的现象，可以运用系统科学方法加以解释和说明。有观点认为，严格意义上的法学与系统科学“合流”已经面临急需解决的技术性问题，既不仅要在法学研究中运用系统科学的“一般原理、原则、概念和方法”，而且要利用系统技术学、应用学和科技成果来定量表述法律现象，构造法学研究、法制建设的新图景。法学研究引进系统科学的技术性难题，反映了自然科学与社会科学统一合流的普遍性问题，这就是自然科学与社会科学之间存在着某些由来已久的“鸿沟”。这种鸿沟主要表现在：第一，两者研究对象的差别，自然科学以某种相对稳定的自然现象或较为简单的机能系统作为研究对象，而社会科学则主要以人和人类社会这一复杂的巨系统作为研究对象；第二，两者理论体系的差别，这种差别主要表现在两者的理论在可预言方面、可重复方面和清晰性方面的差别。

将自然科学和社会科学区别对待，在很大程度上确实存在上述观点所说的“鸿沟”。由于系统科学主要来源于自然科学，而法学又属于社会科学，上述观点无疑隐含着认为系统科学和法学也存在“鸿沟”的观点。这个隐含着的观点无疑构成将系统法学引进到法学领域中的一个重大障碍。这里就涉及到一个如何认识系统科学与法学的关系的问题，或者说如何加深对系统科学方法的认识的问题。

提出量子论的普朗克（M.Planck）认为，“科学是内在的整体，它被分解为单独的部门不是取决于事物的本质，而是取决于人类认识能力的局限性。实际存在着由物理学到化学、通过生物学和人类学到社会科学的连续的链条，这是一个任何一处都不能被打断的链条”。 “系统”、“信息”、“概念”与一切哲学范畴一样具有最广泛、最深刻、最高度的概括性，它们不只是概括物质世界或思维中某一领域或某一比较狭窄的方面，而是概括了自然界、人类社会和思维领域的一切现象和一切过程所共有的东西，解释这些现象和过程的一般规律。“以系统论、控制论、信息论为中心的系统科学，用整体论的、严谨精细的综合分析方法，将填平自然科学和社会科学之间的鸿沟，冲破因专业划分过细而形成的学科间的屏障。”根据这个论断，我们可以认为，那种认为法学研究中，必须在社会科学方法与自然科学方法作出明确的区分，必须在法学与其他社会科学方法之间化出一条界限的观点是片面的和不成立的。在这里我们可以说，系统科学与法学不是同一层次的知识体系，法学的研究对象包含于系统科学的研究对象之中。因此，那种认为由于系统科学与法学存在研究对象的差别而构成系统法学研究的一个技术性难题的观点，实质上是对系统科学方法以及系统科学与法学的关系的一种错误理解。

但是，我们还必须承认，相比于系统科学，目前的各种法学理论在理论的可预言方面、可重复性方面和清晰性方面是有距离的，有“鸿沟”的。在某种意义上，系统法学正是为了使传统的法学理论在这几方面有所改观而兴起的。如何使系统法学具有某种程度的可预言性、可重复性和清晰性，确实存在一定的技术性难题。如何解决这些技术性难题，我们可以从经济学和社会学移植到法学研究中得到初步的启示。经济学和社会学与法学一样同属于社会科学，经济学和社会学的研究对象在相当程度上和范围内与法学的研究对象是重合的、相同的，而且经济学和社会学中的一些基本概念和术语与法学中的一些概念和术语在直观的形式上和实质的内容上具有很强的“亲和性”，这使得经济学和社会学相对容易地移植到法学研究中，并建立相应的法学理论。系统法学研究中，也应当参考这种思路。解决这些技术性问题的过程，也就是一种系统法学理论确立和完善的过程。

二、知识结构与研究方向

一个法学研究者的知识结构，决定着其对系统科学的理解和认识。而其对系统科学有怎样的认识和理解，又决定着其如何将系统科学移植到法学，决定着其怎样研究系统法学。系统科学，首先是我国系统科学界的科学研究成果，对于系统科学的具体内容和理论框架，我国系统科学界也有不同的认识。系统科学中包含了很多复杂的数学原理和公式，法学学者是很难到达充分了解和精通的程度的。也许有个别法学学者有这样的能力，但是如果对系统法学不感兴趣，对系统法学研究也没有任何意义。作为法学研究，法学学者也不必对这些数学知识要到达充分了解和精通的程度。只要具备一定的自然科学知识，只要对系统科学的“一般原理、原则、概念和方法”有正确的和一定程度的认识和理解，就可以进行富有成果的系统法学研究。至于什么属于系统科学的“一般原理、原则、概念和方法”，目前的系统科学学科本身并没有明确的规定。作为法学研究者，在进行系统法学研究中，我们既应当尊重目前系统科学研究成果中的“共识”，也很有必要从系统科学研究成果中“各取所需”，充分发挥我们的想象力，形成我们自己的对系统科学的“一般原理、原则、概念和方法”的理解与认识。任何学科移植性的研究都不可能是简单的生搬硬套，想象力是必不可少的。

每一个法学研究者都是在一定的知识结构背景下产生一些法学理论观点的，这些观点是先于他们的完整的法学理论而在头脑中就形成了的。这些观点可能是研究者们思辨的火花，也可能是受他人理论或观点的激发而形成的灵感。这些观点一旦确定，思维过程以及理论创新就必然受到相应的影响和指引，或者说受到相应的束缚和制约。在那一层次、那一角度形成这些观点，就在相应的层次上、角度上展开思维。比如，将法的现象视为阶级现象，就自然而然形成阶级分析法学。系统法学也同样对法形成了一个基本观点或定义，既法或法律是系统。系统是个抽象的概念，同时也是容易理解的和接受的概念。因此，这种定义或这种思想，对法学研究的制约最小，为法学研究提供了极大的空间。如果我们在法学知识和自然科学知识两方面到达相当精通的程度，我们的系统法学就可以在“法哲学”方向、“实证法学”方向和“社会法学”方向取得均衡的丰富的发展，使得系统法学成为一个内容极其丰富的理论体系，我们对系统科学方法的运用，我们的思维过程以及理论创新就会呈现出一种相当美妙的景象，可上，可下，可“软”，可“硬”，可大、可中、可小，可定性描述，可定量描述，可局部描述，可整体描述。目前，在系统法学还没有成熟的时候，在我国法学界整体上知识结构有所缺憾的时候，我国法学界系统法学的研究应当侧重于作为系统法学基础的“法哲学”研究方向和“实证法学”研究方向，在我看来，也就是运用系统科学的一般原理、原则、概念和方法进行系统法学研究。

已有的非属于系统法学倡导者的学者的具有系统法学意义的研究成果，应当属于系统法学的“法哲学”研究方向和“实证法学”研究方向。这些研究成果，相比一些倡导系统法学的学者的“定量分析”、“系统工程方法的应用”等研究方向的研究成果，显然要具有更高的法学理论层次和法律实践应用价值。这说明，系统法学研究，必须首先重视某种“法哲学”和“实证法学”方向的研究。系统法学长期没有体现出其应有的理论地位和价值，没有受到我国法学界的相当重视，我认为，那些倡导系统法学的研究者没有在“法哲学”和“实证法学”研究方向上深入下去并取得一定成果，而是过多地侧重“法制建设”、“定量分析”和“系统工程方法的应用”这类问题，是重要的原因之一。系统法学倡导者们所进行的很多系统法学研究，由于大量充斥“法制建设”、“定量分析”和“系统工程方法的应用”等内容，并运用一些数学模型来表述这些内容，这构成了我国整个法学界了解和认识系统法学的技术性障碍，实际上也降低了系统法学的理论层次，削弱了系统法学应当呈现的抽象性、概括性和思辨性，容易使我国法学界对系统法学误解为只能研究一些细致末节的法的现象，甚至只是故弄玄虚。我认为，在系统法学研究中，运用系统科学的原理和基本概念解释和说明法的现象，与应用系统工程方法解决或预测立法、司法、执法实践活动中的一些具体问题，是应当区分考虑的。

三、谁会进行系统法学研究

作为一种事实情况，一个受过法学高等教育的人，没有极特殊的情况，是不会继续另一种自然科学方面的高等教育的，也不会去从事一种专业技术工作。目前我国法学界的中坚力量是在20世纪80年代初接受了法学高等教育，而后又直接从事法学教育和研究的一批中青年学者。其中很少有人具有相当的自然科学的知识，不少人还不能说对哲学以及历史学、政治学、社会学等社会科学有相当程度的理解。我国确实有一些人受过自然科学方面的高等教育后来又接受了法学高等教育，或者从事了法律职业，这些人从事系统法学研究时非常适宜的。不过这一少部分人很少会有进行系统法学研究的动力，这又与我国学术研究的评价和激励体制有关。系统法学研究是一件很辛苦的创造性工作，是一件相当耗费精力、时间和金钱的事情，是一件有风险的事情。“即使同时具备良好的自然科学知识和法学知识结构，也不一定在这一过程中做到实质性突破。”如果按照传统的法学研究方法进行研究，对传统的阶级分析法学进行改造和完善，对西方法学流派进行探讨，甚至是基本没有思想的抄袭，都能获得一定的学术名声、职称和经济利益，那么一部分有潜力的研究者当然就会认为，没有必要去辛苦地冒险地研究起初看起来注定是有些陌生和粗糙的系统法学。系统法学兴起时，我国的法学理论和法学方法都很“贫困”，科学和科学技术受到国家的鼓励和支持，强调按照科学和客观规律办事，那段时期也是我国改革开放初期，社会经济发展和法治建设都面临很多具体问题，可以说是“百废待兴”。在这些背景下，系统法学研究主要体现在“法治/法制系统工程”方面，是在所难免的，但是，在今天，系统法学研究没有实质性的进展和成果，我们不得不说与我国法学界的总体上的知识结构和法学研究的评价体制有相当关系。

一个受过自然科学领域高等教育的工程技术人员进行适当的观察与分析，就会发现法学研究本身、法律推理、人类设计的法律制度、法的实际运行、法律制度的演变等许多法的现象都体现了系统科学的原理，这些法的现象都可以进行系统科学的解释。他会认为一些法的现象可以成为系统科学的很好的素材和例证。逻辑上如此，事实上也是如此，几十年来，很多杰出的科学家从数学、物理学、生物学、计算机科学、经济学等方面大大丰富和发展了系统科学，他们的很多关于系统科学的研究成果都论及了法和法律，只不过他们基本上是点到而止，一代而过，没有展开论述。当然，系统科学的合理性与正确性也无需法学的参与和贡献。法学是一个开放的领域，对所有学科的学者都开放，绝不仅仅是受过法学高等教育的人们的领地，其他学科的学者对法学研究作出了巨大的重要的贡献的事情是很正常的，是常有的。如果我国法学界长期忽视和漠视系统法学，那么有一天,自然科学家、工程技术人员搞出了一个系统法学研究成果，也是很正常的。

作者email:

参考文献

《中国法理学研究综述与评价》，王勇飞、张贵成主编，中国政法大学出版社，1992年12 月第1版

《系统科学》上海科技教育出版社，许国志主编，2000年9月第1版。

《系统科学论著选（2）》，中国政法大学出版社，中国政法大学法治系统科学研究会编。

系统科学导论范文第3篇

关键词:系统模拟与仿真;课程教学;实例演示

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)22-6369-03

Simulation Exemplars for System Simulation Course

HUANG Han-ming

(College of Computer Science and Information Engineering, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China)

Abstract: This paper briefly narrates the general concepts of system and various system theories, and introduces the necessity of system simulation for the researches of systems. Then the teaching purpose and main contents of system simulation course are given. After that, some understandings in this course teaching experiences are presents. Finally, several having applied measures which might be helpful to enhance the effect of teaching are discussed:reinforce simulation principles teaching, guide students broadening scope of knowledge, use simulation case studies as education emphases

Key words: system simulation; course pedagogy; exemplar demonstration

系统是一个与环境相对的概念,任何相互联系、相互影响、相互作用的部分所组成的一个整体皆可称为一个系统。系统的各个组成部分之间,通过物质、能量和信息的交换而相互关联、相互影响、相互作用;系统与环境之间,亦存在着物质、能量和信息的输入、输出关系。早在古代中国和古希腊的哲学中,就包含朴素的系统思想。随着社会的发展和近、现代科学技术的兴起与进步,在军事、工程、经济、社会等诸多领域,都存在着大量的有关系统的问题。为解决这些问题,20世纪40年代相继产生了运筹学、控制论、信息论和一般系统论等系统理论;20世纪40年代以来,系统理论被大量应用于工程实践,系统工程应用学科迅速发展,同时其他科学技术学科也在不断获得新的突破与发展,从而对各种系统的性质和规律的认识在不断深入,产生的一些新的系统理论:耗散结构理论、协同学、动力系统理论、混沌理论、突变论等。

当前,对复杂及复杂适应系统的研究是系统科学这门学科的热点。国际上,有关复杂系统的系统科学研究可分为三个主要学派:“欧洲学派” ―― 以非线性自组织理论为核心内容的系统理论(系统元素为无机物,源于物理、化学系统);“美国学派” ―― 以圣菲研究所(SFI)为代表的理论框架(系统元素为有机物,具主动性,源于生物系统);“中国学派” ―― 以开放的复杂巨系统理论为核心的体系(系统元素为“人”,源于大工程协作系统)。其实,这三个主要学派的主要区别只是从系统的不同层次为出发点去把握系统的性质和规律;它们的共同点可认为是要从整体上去认识问题和解决问题,对系统的许多性质,部分和的累加并不一定等于整体,整体很可能大于部分和,由于涌现性,整体会出现一些任一部分所不曾拥有的新性质。

由于现实系统的广泛性、多样性和复杂性,如果直接对系统进行观测、实验和研究,可能会对真实系统造成破坏性影响而且可重复性很可能也差,或者用真实系统试验时间过长,或费用太昂贵。对于工程系统,在系统建立之前需要对其结构、行为特性开展研究,但真实系统尚不存在。这些情况下,系统的模拟仿真是唯一可行的研究手段。

1 系统模拟仿真课程的教学目的

系统模拟仿真课程的教学目的为:培养学生科学分析和解决各类学科中出现的一般复杂系统问题的能力,掌握多种解决各种复杂系统问题的研究、设计与分析方法。通过本课程的教学,希望学生能了解系统模型的形式化描述;掌握连续系统的时域与频域建模仿真方法:龙格-库塔法、线性多步法、离散相似法、替换法、根匹配法等;了解离散事件系统的一般概念和离散事件系统的建模工具――Petri网,掌握经典的离散事件系统:单服务台与多服务台排队系统,库存系统等的仿真方法;掌握离散事件系统的仿真输出数据的分析方法;了解现代仿真技术――虚拟现实技术的一般概念、分析建模方法和和基于Agent的的建模方法及Swarm仿真和分布建模仿真。

系统科学专业硕士点的设立是为了满足国家和广西的经济和社会发展的需要,旨在培养高层次的复合型研究与管理人才。系统科学专业硕士点有两个专业:系统理论和系统分析与集成,其中系统理论专业从2004年起开始面向全国招生,系统分析与集成专业从2006年起招生。系统模拟仿真课程是系统科学专业硕士生的必修课程,本人从2006年起到目前为止连续5年担任了本门课程的任课教师,在此对这几年的教学实践作些总结,以图对本课程后续的教学水平的提高和教学效果的完善能有所帮助。

2 课程基础建设

专业课程与选修课程的组成,不同课程的先后安排和教材的选择对教学目的之达成与教学效果之提高至关重要。系统模拟仿真课程的先修课程为:控制理论,概率统计,至少一种通用程序设计语言(如:C/C++程序设计语言和Matlab编程语言)。这几年教学过程中的有些学期,在本课程刚开始时,有些学生反映从未接触过其中一门或两门先修课程,应学生的要求,用一、两次课程的时间介绍相应课程,解释其中的重要内容,并鼓励学生自学相应课程,难懂之处同学之间互相探讨,并及时向老师请教。教材选择的是美国多家高校系统仿真类课程普遍采用的, 由清华大学出版社出版的原版影印英文教材[1]。该教材着眼于离散事件系统仿真的原理和方法学的阐述,基本概念通过实例加以阐述展开,对仿真方法、技术谈论深入,对新技术发展方向描述明确。该教材以C/C++和Fortran为仿真算法的主要编程语言。

开始的连续2年只使用该教材进行教学,有些学生反应跟不上教学进度,仔细了解,跟不上的原因是难以完全读懂教材中的英文内容和从未学过C/C++和Fortran语言。为让每位学生都能掌握好基本仿真方法、技术而又不失去对仿真前沿研究的了解,后增加系统科学与系统的一般理论及其工程应用[2]的介绍,连续系统仿真原理[3]的介绍和较容易编程实现的仿真实例教学[4]。作业与考试方式、频次的安排设置对加强学生的学习动力和提高学习效果起着极大的作用,除了常规作业和期末考试外,增加了每学期每位学生上讲台讲解至少30分钟提前布置的、要求学生课后完成的仿真建模实例小作业并接着深入讨论。还安排了学期结束时应完成的较复杂的系统仿真编程大作业,并撰写一份系统仿真应用的研究报告。

3 提高教学效果的措施

3.1 加强仿真原理教学

现代仿真是基于计算机、利用合适的算法通过模型(物理的或数学的)以代替实际系统进行实验和研究的一门学科和实验技术。 仿真过程中系统、模型与计算机(包括软、硬件)的关系如图1所示。这里模型通常是指数学模型。常用的数学模型[5]有:初等模型、确定性连续模型、确定性离散模型和随机模型。如该图所示,系统建模、仿真建模和仿真实验为系统仿真的三个基本活动。

系统的模型是实际系统的简化或抽象,分物理模型与数学模型。系统模型的形式化描述一般可表述为:

S=(T,U,Ω,X,Y,δ,f)

其中:T―时间基, 其若为整数,则系统S为离散系统,若为实数,则系统S为连续系统;U―输入集,U?奂Rn,n∈I+;Ω―输入段集,某时间内的输入模式,是(U,T)的子集;X―系统状态集,是系统内部结构状态建模的核心;Y―系统输出集;δ―系统状态转移函数;f―系统输出函数,可表达为:f:X×U×TY。

实际建模时,模型描述的详细程度可用如下3个水平来表示:(1)行为水平,只知系统的输入输出,系统被视为“黑箱”;(2)分解结构水平,系统输入输出及结构组成已知,系统被视为多个简单“黑箱”的组合;(3)状态结构水平,系统的输入输出,内部状态及转移函数皆为已知。要全面了解仿真过程的核心内容,需要较全面的数学知识、计算方法知识和编程语言知识。

由图1可知,系统仿真的第1步是建立系统的数学模型。虽然另有一门课程―《数学模型》(或称《数学建模》)(应用数学专业课程)专门介绍个各种数学建模方法,如不特别介绍,本专业学生或许不知有该课程的存在。在建立好系统数学模型的基础上,可能需要利用《计算方法》中的专门知识,基于学生熟悉的编程语言(Fortran,C/C++, C#或Matlab等),如学生对任一编程语言都不了解,推荐学生优先选择较容易入门且有大量编程工具箱可资利用的Matlab编程语言,把数学模型转化为计算机算法程序,得到仿真模型。在设置好各可调参数条件下运行仿真模型(即仿真算法程序),即可得到一系列的输出,这些输出要进行各种分析[1],如条件允许,并应该与实际系统的相应数据作对比分析。

3.2 引导学生扩展知识面

仿真技术广泛应用于工程领域--机械、航空、电力、冶金、化工、电子等方面,和非工程领域DD交通管理、生产调度、库存控制、生态环境以及社会经济等方面。几乎渗透于每一个需要计算的领域和学科,相关文献十分丰富。许多学术期刊都刊登有系统模拟仿真方面的研究论文,其中系统科学领域的期刊,尤其值得同学们去了解和学习,以扩展知识面和了解建模仿真方面的前沿研究。

应该特别留意的期刊有:中科院数学与系统科学研究院期刊学会(/)主办的《系统科学与数学》(中) ,《系统科学与复杂性》(英)和《系统工程理论与实践》,中国系统仿真学会与航天科工集团706所主办的《系统仿真学报》,美国伊利诺伊大学复杂系统研究中心主办的《复杂系统 》,美国UL控制与系统工程学会和弗罗茨瓦夫理工大学主办的《系统科学 》,IEEE的《智能系统》,圣菲研究所的《复杂系统学报》等。

每年都有多次由不同机构发起、在不同国家举办的有关系统仿真的国际学术会议。通过各个级别的系统科学学会或系统仿真学会网站,或直接通过搜索引擎(如, )可检索到最近举办过的系统仿真会议介绍或论文,以及即将举办的系统仿真会议的地点、时间和投稿须知, 如:国际系统科学学会(International Society for the Systems Sciences, ISSS)网站上 /world/index.php 有当年的年度会议信息和最近几年的会议资料。

3.3 以仿真实例教学为教学重点以提高学生的实际分析问题和解决问题的能力

课堂上详细讲解一些较简单的系统问题的仿真实例,可以使学生逐步明确并不断加深对建模仿真整个流程的理解:从分析系统结构或行为导出系统的数学模型,再根据所导出的数学模型使用某种编程工具实现仿真建模,形成相应的仿真算法程序,最后运行仿真算法程序,分析结果并与实际系统相应数据对比。

编程工具的介绍也要兼顾学习效率和算法理解彻底性, 教学过程中发现如只介绍通用编程语言(如C/C++)实现仿真算法程序,学生表示是可以彻底理解所讨论问题的算法及代码;但过后一段时间,再面对类似但稍微复杂些的问题,学生就显得有些不知如何下手改写原来的程序以解决当前的问题。而如使用Matlab .m源码文件实现仿真代码,学生基本能正确改写程序。如使用更高抽象层上的Simulink模型实现仿真,学生可以轻松解决类似新问题。现在采用初次碰到典型案例问题时,采用C语言实现仿真算法,再次碰到类似问题时使用Matlab.m源码,更多的或更复杂的仿真案例,则采用Simulink构建仿真模型。

所选择的仿真实例兼顾确定与随机系统,连续与离散系统。所列举过的离散随机系统有:单服务员排队系统(M/M/1)和多服务员排队系统(M/M/N)的仿真;多工作站排队系统的仿真;采用不同排队策略的银行排队系统仿真。 列举过的连续确定系统有: 机构运动仿真;传染病感染传播仿真;森林救火策略仿真;战斗减员仿真;游击战策略仿真;香烟有害物质进入人体体内的累积量仿真以及生物种群规模涨落(Volterra模型)仿真等。

下面以机构运动仿真和战斗减员仿真为例,对建模仿真的整个过程进行简要描述:

仿真实例一.曲柄滑块机构的运动学仿真:

对图示单缸四冲程发动机中常见的曲柄滑块机构进行运动学仿真。已知连杆长度:r2=0.1m,r3=0.4m,连杆的转速:ω2=2,ω3=3,设曲柄r2以匀速旋转,ω2=50r/s。初始条件:θ2=θ3=0。仿真以ω2为输入,计算ω3和1,仿真时间0.5s。

利用Simulink建模如下:

模块程序运行过程中自动显示如图4所示动画。

所求仿真时间0.5s内1和ω3的变化图像如图5。

图5 0.5s内的滑块运动速度1 (上图)和连杆转速ω3(下图)

仿真实例二.战斗减员问题仿真:

该战争模型只考虑双方兵力的多少和战斗力的强弱。 假设:(1) 用x(t)和y(t)表示甲乙交战双方时刻t的兵力,不妨视为双方的士兵人数;(2)每一方的战斗减员率取决于双方的兵力和战斗力,用f和g表示; (3)现只对甲方进行分析。甲方士兵公开活动,处于乙方的每一个士兵的监视和杀伤范围之内,一旦甲方某个士兵被杀伤,乙方的火力立即集中在其余士兵身上,所以甲方的战斗减员率只与乙方兵力有关,可以简单地设f与y成正比,即f=ay。a表示乙方平均每个士兵对甲方士兵的杀伤率(单位时间的杀伤数),称乙方的战斗有效系数。a可以进一步分解为a=rypy,其中ry是乙方的射击率(每个士兵单位时间的射击次数),py是每次射击的命中率。由这些假设可得本问题的连续时间模型(方程):

又设系统输入为甲乙方的射击率rx,ry,每次射击的命中率px,py,双方初始兵力x0,y0。系统输出为哪一方获胜以及获胜时的剩余兵力。要求有输入、输出界面及仿真过程。如何对微分方程进行求解,并判断哪一方获胜是本问题仿真的关键。

使用GUIDE(图形用户接口开发环境)接口实现以上简单的一阶微分方程。

调入该模型程序,按F5运行,出现如图6所示界面。

在界面中输入参数,点击“执行仿真计算”按钮,就会在结果栏中显示哪一方获胜,及其剩余人数。

设甲乙双方射击率都为0.03,初始兵力都为1000,每次射击的命中率分别为0.023和0.026。执行仿真计算后可知是“乙方获胜”,剩余兵力为339。如图7所示。

4 总结

努力加强系统仿真原理教学,以较简单的经典系统建模实例的仿真模型的建立为依托,让学生在仿真实例的课堂教学中逐步明确并不断加深对建模仿真整个流程的理解。仿真技术广泛应用于工程领域和非工程领域,相关文献十分丰富,涵盖面十分广阔的,而课堂教学的课时十分有限。如果我们把系统模拟与仿真这门学科比作是一片森林,文献可看作是其中的树木,仿真的实际应用则可看作生活于森林中的动物,当然动物也依赖于这片森林的邻域森林(其他学科)。课堂教学只是带学生来到这片森林边沿,仿真原理、理论教学是引导学生仔细观察了眼前的树木,而课堂仿真实例教学则是与学生一起欣赏了树枝上美丽的小鸟。 对这片森林更深入的了解需要学生自己出发去跋涉的、去游历、去探索、去欣赏。当然,带学生到这片森林应该先哪个边沿,才能让学生对这片森林有准确的了解并迅速喜欢上这片森林,需要带领者对这片森林整体的和更准确的了解,也需要到过这片森林的同学们的意见反馈。

参考文献:

[1] Law A M.Simulation Modeling and Analysis[M].北京:清华出版社,2000.

[2] 许国志.系统科学与工程研究[M].上海:上海科学技术出版社,2001.

[3] 肖田元.系统仿真导论[M].北京:清华大学出版社,2001.

系统科学导论范文第4篇

关键词：计算机导论；知识引导；方法引导；思维引导；意识引导；职业引导

在国际上，最有影响的计算机专业教学计划当属美国电气电子工程师学会计算机协会(IEEE-CS)和美国计算机学会(ACM)在各个时期联合的“计算教程”。1991年，IEEE-CS/ACM联合了“计算教程1991(Computing Curricula 1991，简称CC1991)”。之后，又陆续了CC2001、CC2004和CC2005。

自CC1991后，我国计算机教育界就开始跟踪分析工作。CC2001推出后，中国计算机学会教育专委会等学术团体的专家在参考CC2001的基础上，在2002年出版了研究成果《中国计算机科学与技术学科教程2002》。在广泛调研我国不同类型的高等学校和不同类型的IT企业的基础上，并借鉴CC2004，教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会2006年编制并出版了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》。

上述文献不仅对我国各高等学校计算机专业教学计划的制定产生了重要影响，且均把计算机导论列为核心课程之一，作为计算机专业学生进入大学后的第一门专业课程。简单地说，计算机导论的主要作用就是“五导”：导知识、导方法、导思维、导意识、导职业。

1导知识

按照教学计划，虽然中小学要开设信息技术课程。但是，由于受重视程度、教学时间、实验设备等因素的限制，学生在进入大学前所了解的计算机知识很少，大多数同学只是会一些Windows、Word等常用软件的简单操作。进入大学后，对于学习计算机专业的学生来说，在学习具体的专业课程之前，先从总体上了解和掌握一些基本的计算机专业知识，对于降低学习后续专业课程的难度、提高学习质量非常必要。

计算机导论的一个重要作用就是让学生了解和掌握计算机基本知识，建立专业知识体系框架。把计算机导论作为第一门专业课程，实际上是一种面向学科的广度优先的入门模式，这是一种理想的模式[1]。这种模式有两个优点，一是能够尽早使学生建立知识体系框架，有利于提高后续课程的学习质量；二是能够尽早让学生概要了解将要学习的后续课程的主要内容与作用，增强学习的目的性，有利于提高学生的学习兴趣和学习主动性。

当然，这种教学模式要达到预期目的，需要选取合适的教学内容以及适合大学新生的计算机专业知识背景与理解能力的教学方法。我们选定的教学内容是计算机发展简史、计算机专业知识体系、计算机组成知识、操作系统知识、计算机网络知识、程序设计知识、软件开发知识、计算机系统安全知识与职业道德、计算机领域的典型问题、计算机学科方法论等内容[2]。内容的介绍和讲解要努力做到广、浅、新、易、趣、思[3]：计算机专业引导性课程要包括计算机专业知识体系的各主要方面；对每一部分内容的介绍应从宏观层面上进行，不宜深入，保持在高级科普的层次；要能反映计算机科学技术和产品的最新发展，使学生了解相关概念和术语的基本含义及新型电子产品的基本原理和功能；内容的叙述和讲解要深入浅出、形象生动、通俗易懂，要适合一年级大学生的知识背景和对计算机知识的理解能力与思维方式；通过计算机导论课程，培养学生对计算机专业的兴趣；在介绍一些基本的专业知识的基础上，引导学生思考一些问题，为学好后续课程奠定基础。

2导方法

大学新生入学后，一时还不适应大学的学习生活，虽然各学校都安排入学专业教育，但由于时间太短，效果不明显。计算机导论作为新生入学后计算机专业的第一门专业课，教师不仅要向学生介绍一些计算机的基本知识，更需要在学习方法上给予适当的引导，指导学生尽快适应大学的学习方式。

中学时，学生的时间排得满满的，上课、早自习、晚自习、考试，学生几乎没有自己支配的时间。学生习惯由学校安排学习时间、由老师实施灌输式教学。学生能做的就是按学校安排的时间，听老师讲课，完成老师留的作业，答老师发的考卷。由于学时充裕，高中老师能够把教材上的内容讲解得非常透彻，老师讲完后，学生不用看书就可以做作业，而作业大多是有明确解题步骤和唯一答案的“刚性”作业。

到了大学，学生除了上课(包括实验课)外，自由支配的时间多于上课时间。由于学时紧张，老师很难充分讲解课堂上的全部教学内容，学生需要认真阅读教材(甚至于教材上都没有说清楚，需要查阅其他的参考书)，一些作业是没有明确答案的“柔性”作业，需要学生深入思考后给出自己的答案。作为工科的计算机专业，实践环节至关重要，很多知识只有通过实践才能真正理解和掌握。

相对于中学，计算机专业大学学习的特点就是：认真读书、深入思考、勤于实践。在听老师讲课的基础上，一定要认真阅读教材和参考书，要有个人深入理性的思考，还要重视实践环节的学习。只有这样，才能学好计算机专业。

在计算机导论教学中，教师要结合知识进行讲授，引导学生转变学习方法，尽快适应大学的学习方式。教师一方面要向学生讲清楚大学学习特点，使学生从思想上主动适应大学学习方式；另一方面要设置适当的有大学特点的练习，使学生在练习中适应大学学习方式，如读书报告、专题讨论、小型制作等。

3导思维

计算思维(Computational Thinking)是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为，它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[4]。简单说，计算思维是一种基于现代计算机求解实际问题的思维方式。在计算机得到广泛应用的今天，各个领域的专业人员都需要培养计算思维，计算机领域的专业人员更应注重计算思维的培养。

文献[4]给出的计算思维有几个要点：1)计算思维采用了抽象和分解来迎战庞杂的任务或者设计巨大复杂的系统；2)计算思维利用启发式推理来寻求解答，就是在不确定情况下的规划、学习和调度；3)计算思维是数学思维和工程思维的互补与融合；4)计算思维是概念化，不是程序化，不只是能为计算机编程，还要求在抽象的多个层次上思维。

在计算机导论课程中，教师要通过介绍程序设计、算法设计、计算机领域的典型问题、计算机学科中的数学方法与系统科学方法等内容来引导学生初步建立计算思维，为日后逐步建立起良好的计算思维奠定基础。

4导意识

教育部在教高[2007]2号文件中明确提出要求：努力提高大学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力[5]。应该说，在中学阶段，由于高考竞争激烈，绝大数学生把可用时间全部用在了学习知识上，用在了完成各种各样的作业题、模拟题和考试题上，无暇顾及到综合素质与综合能力的培养。进入大学，有了时间和机会，学生要有意识地培养和提高自身的综合素质与综合能力。

学习能力：这里主要是指自学能力。中小学主要是按照学校的安排学习，以接受教师的知识传授为主。进入大学后，要有意识地培养自主安排学习计划、自主获取知识的能力，不仅要从课堂上学习知识，还要通过课后的读书、思考和实践等环节提高自学能力。

创新能力：创新就是用新思想、新方法和新技术解决现实中遇到的各种问题。良好的创新意识和创新能力是有效解决经济和社会发展中面临的各种挑战，并在竞争中占先取胜的关键因素。作为大学生，要特别注重创新能力的培养。

实践能力：实践能力就是用所学知识分析和解决实际问题的能力，作为工科的计算机专业学生，更要注重实践能力，课程实验、课程设计、专业实习、科研训练、科技竞赛等环节都有助于提高实践能力。

交流能力：在现代社会，作为计算机专业的大学生，无论毕业后直接就业，还是继续深造攻读硕士博士学位，总是要在一个团队中工作和学习，与团队内外人员的沟通交流对于高质量地完成自己所承担的开发或研究工作至关重要。

社会适应能力：要树立科学的世界观和人生观，要通过社会实践等方式积极地认识社会、适应社会，把自己所学知识与社会中需要解决的实际问题相结合，为社会服务。面对顺境或逆境具有较强的自我调整能力，既不为一时的成功而沾沾自喜，也不为一时的挫折而灰心丧气，要有战胜一切困难的勇气和信心。

当然，并不是说，通过计算机导论一门课程的学习就能培养学生上述所有能力，而是通过计算机导论课程，引导学生树立这样一种意识：创新意识、实践意识和综合素质意识。有了这种意识，学生就会在后续的课程学习和实际活动中注重上述能力的训练与培养，4年之后，大学毕业时就能具备较强的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力，这无论对于继续读研深造和直接就业，都是非常必要的。

5导职业

进入大学，学生选定了所学专业，有了一个初步的职业和人生规划。“凡事，预则立，不预则废。”只有明确的奋斗目标才能使学习更具目的性和主动性。现在的大学生，在高中阶段学习都很努力，除了有教师和家长的监督、鼓励外，一个重要的因素就是有一个非常明确的目标：考大学。进入大学后，一少部分同学失去了努力的目标，觉得考研也好、就业也罢，都还是比较遥远的事情，有了放松一下的心理和行动，导致学习上用功不够，学习成绩不理想，甚至于不能正常毕业。

计算机导论课程，结合教授学生计算机专业的基本知识和思维方法，引导学生初步确定自己的职业规划，这个规划也许会随着时间的推移有所调整，但有一个规划总比没有要强。有志于继续攻读硕士、博士学位的学生，在掌握基本的理论知识和实践技能的基础上，要特别注重理论知识的深入学习和理论创新能力的提高，多用一些时间读书和思考。考虑大学毕业后直接就业的学生，在掌握基本的理论知识和实践技能的基础上，要特别注重实践能力和应用创新能力的提高，多用一些时间从事实际项目的开发和实验。现在，各学校都开设了比较多的选修课程，提供了良好的实验实习场地，就是为学生进行个性化发展创造条件。

6结语

计算机导论课程的重要作用在于引导，引导学生学习计算机专业的基本知识，引导学生尽快适应大学学习方式，引导学生初步建立计算思维，引导学生树立综合素质培养意识，引导学生进行合理的职业规划。通过不断更新教学理念和改进教学方法，充分发挥计算机导论的上述“五导”作用，为学生学好后续专业课程，成为高素质的大学毕业生打好基础。

参考文献：

[1] 中国计算机科学与技术学科教程2002研究组. 中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社,2002:156-157.

[2] 袁方,王兵,李继民. 计算机导论[M]. 2版.北京:清华大学出版社,2009.

[3] 袁方,王兵,李继民.“计算机导论”的教学内容改革探讨[J]. 计算机教育,2009(24):149-152.

[4] J M Wing. Computational Thinkong[J]. Communications of ACM,2006,49(3):33-35.

[5] 教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[S]. 教高[2007]2号文件.

Teaching Method Reform of Introduction to Computer Science and Its Five Guidance Roles in Undergraduate Teaching

YUAN Fang, WANG Bing, LI Jimin, ZHANG Ming

( College of Mathematics and Computer Science, Hebei University, Baoding 071002, China)

系统科学导论范文第5篇

课程体系实质上是课程的组织逻辑，它对实现学校办学定位，形成学科特色和就业竞争优势具有重要作用。工业工程专业课程体系建设的基本思路：一是以提高教学质量为核心，满足学生创新、创业、创造的知识需求，集学生的工程实践能力、创新创业能力、社会能力与专业能力培养为一体。二是强调宽口径、厚基础、重能力，管理与工程并重，强化工程素质的提升和学科的交叉与综合，加强真实项目情景模拟和职业岗位职责训练的实践环节。三是根据学校办学服务定位，坚持“应用型理论教学，工程技术型实践教学”的教学理念，办出专业特色。四是通过重体系、活模块，围绕完整的工作项目流程组织课程体系，强化学生获得知识的结构方式。五是将职业活动的各个元素渗透和融入到实践教学的各个环节，使学生能多阶段、多层次、多途径、全过程地了解职业岗位职责和企业生产运营流程，重视工业工程教育的应用性、实践性和创新性。

二、课程体系建设框架

依据我校“加强基础、拓宽专业、突出实践、完善创新、注意综合、发展特色”的课程体系建设原则，以及实现学生知识、能力素质协调发展和综合提高的人才培养目标要求和工业工程课程体系的建设思路，构建了工业工程专业体验式课程体系。该课程体系从现代企业对工业工程专门人才的需求出发，探索素质教育与职业能力教育相结合的有效途径，加强人文教育、科学教育与专业教育三者的有机融合。模拟企业运营环境，引入企业真实项目，并根据工作项目过程进行课程知识的集成和课程的拓朴结构设计；以职业岗位能力为导向，将工业工程岗位所需要的职业能力渗透到相关课程中，从而开发出具有我校特色、强化工程素质和提高就业竞争力的体验式教育课程和教育形式。该课程体系具有更加合理的专业知识结构和较强的适应能力、知识迁移能力，可提高学生的就业竞争力。工业工程专业体验式课程体系由课堂教学课程体系和实践创新体系组成。

1.课堂教学课程体系课堂教学课程体系是培养学生的终身学习能力、适应社会发展能力、交流沟通协作能力、初步的工程能力和科技信息力，强调厚基础、宽口径、强能力。课堂教学课程体系由三个平台组成，即通识教育课程平台、学科基础课程平台、专业教育课程平台。为了适应企业需求，在考虑区域因素和天津滨海新区的特色产业优势，认真研究工业工程专业所涵盖的知识领域及其所涉及的知识单元和知识点的基础上，构建了以机械加工行业为背景，以知识能力组织为逻辑的体验式课堂教学课程体系。（1）通识教育课程平台是对工业工程专业人才进行基础知识和能力的培养，强调宽口径、厚基础。培养学生具备较强的计算机应用技术和外语应用能力，具有扎实的自然科学基础与较好的人文、社会科学基础，较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识。通识教育课程平台由通识教育必修课程和通识教育选修课程两个模块组成，分为系统科学与信息技术基础、机械工程技术基础、人文社科基础、创新创业基础四个部分。系统科学与信息技术基础课程组包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、网络技术。机械工程技术基础课程组包括大学物理、大学物理实验、工程材料导论。人文社科基础课程组包括英语、大学语文、思想政治理论课、自然科学史、体育。创新创业基础课程组包括创造学、创业基础。（2）学科教育平台是对工业工程专业人才工程意识和创新思维的培养，强调工程素养和适应性。培养学生具有机械工程的基本技术和基本的工程素质，掌握管理理论、信息技术和系统工程的基本方法，了解现代工业工程的理论前沿、应用前景和发展动态，掌握工业工程学科的基本理论、基本知识。学科教育平台由学科教育必修和学科教育选修两个模块组成，由机械工程学科、管理科学工程学科和工业工程学科三个学科组成。机械工程学科课程组包括工程力学、电工与电子技术基础、机械设计基础、机械制造技术基础、工程制图、材料与成型、计算机辅助设计与制造、互换性与测量技术基础、机械制造装备。管理科学工程课程组包括管理学原理、运筹学、供应链管理、工程统计学、工程经济学、微观经济学。工业工程学科课程组包括基础工业工程、系统建模与仿真、数据库原理与应用、专业概论、标准化工程。（3）专业教育平台是对学生职业能力和创新能力的培养，强调职业能力的实现和创新精神。培养学生具有解决工业企业生产管理的实际问题，运用机械工程的基本理论方法解决产品的设计、工艺问题和具备从事系统的分析、规划、改造、设计、研究、评价和创新等工作的能力。专业教育平台由专业教育必修和专业教育选修两个模块，由系统规划和改善能力、系统设计与优化能力、系统研究与创新能力三个核心能力组成。系统规划和改善能力课程组包括：管理信息系统、生产计划与控制、成本控制、精益生产、设施规划与物流分析。系统设计与优化能力课程组包括安全系统工程、人因工程、系统工程导论、质量管理与可靠性。系统研究与创新能力课程组包括新产品开发创新理论、可持续设计与制造技术、先进制造系统。

2.实践创新体系实践创新体系训练学生从事职业岗位所需要的基本条件和职业能力，强调企业运营流程、岗位意识和职业能力等职业工作完整性的训练。实践创新体系包括基础训练、学科专业实践、毕业综合实践三个平台和第二课堂一个模块，共计42周。为了使学生能在规定的时间内具有较高的工程素养，适应不同企业的环境要求，在毕业后能成为一名合格的工业工程师，构建了如图1所示的基于体验平台的工业工程专业实践创新体系。（1）基础训练平台训练学生的思想政治、职业道德、身体素质，强调从事职业岗位所需要的基本条件。基础训练平台由军事训练和入学教育、思政课实践、形势与政策教育、毕业教育环节组成。（2）学科专业实践平台训练学生的职业意识、工程素养和职业能力，强调从事职业岗位工作所需要的专业知识、操作技能和创新思维的体验。通过现代企业认知和企业运营流程实践，分阶段、分层次完成单项角色、各项角色和综合职业角色的体验训练。学科专业实践平台由认知实习、金工实习、生产实习、电子工艺实习、机械设计基础课程设计、基础工业工程课程设计、质量管理与可靠性课程设计、管理信息系统课程设计、设计规划与物流管理课程设计、生产计划与控制课程设计环节组成。（3）毕业综合实践平台培养学生综合运用所学的理论知识和实践技能解决实际问题的能力，训练学生综合工程能力、科研能力和创新能力，强调职业工作的完整性和就业竞争力。毕业综合实践平台由毕业实习和毕业设计两个环节组成。（4）第二课堂是指学生在课外从事的学术科技创新活动。该模块培养学生的信息综合能力、分析问题和解决问题能力、沟通能力、团队协作能力和创新能力，强调复合能力和个性特征的训练，通过完整的项目开发体验和企业工作流程体验来完成。第二课堂模块包括参加学术学科竞赛，参与教师科研课题、创新创业训练计划，听学术报告和讲座，企业的顶岗实习，课外兴趣项目小组，计算机辅助软件模拟仿真训练。形成的科技成果：如、各种专利、产品开发；参加各级各类活动；文化艺术体育竞赛；演讲、辩论以及艺术节重大文艺演出；参加社会实践和社会活动等。

三、结束语