全程跟踪模式在“系统工程”实践教学中的创新应用＊

龚小容，谢正邱，辛 玉，侯 智，殷 勤

（重庆理工大学机械工程学院，重庆400054）

“系统工程”是工业工程专业的一门专业必修课程，它是一门新兴的交叉学科，融自然科学和社会科学的思想、理论和方法于一体。该课程强调理论与工程实际结合，引导学生用系统的观点去看待与分析问题，用系统工程方法去解决实际问题[1]。系统工程课程设计是紧随“系统工程”这门工业工程专业基础课程之后的实践性教学环节，是“系统工程”课程的延伸。

重庆理工大学工业工程专业的“系统工程”和系统工程课程设计都开设在大二下学期，希望通过系统工程课程设计培养工业工程专业学生综合运用所学系统工程理论知识的能力，培养学生采用系统、全面和发展的观点分析和解决问题，提高学生的科研意识，培养良好的工作作风和动手能力，同时为大三进行进一步的专业学习树立目标，为未来的专业课实践做专业技能方面的准备。

然而现有的系统工程课程设计教学模式存在学生选题困难、课程设计过程互动质量不高、课程设计评价不全面等问题，严重阻碍了学生综合运用系统工程理论解决实际问题能力的提升。因此，为了提高学生的综合素质，特别是解决实际问题的能力，按照工业工程专业培养目标，结合社会实际人才需求，探讨系统工程课程设计教学改革具有较强的现实意义。

本文针对重庆理工大学工业工程专业下系统工程课程设计，基于已有课程设计教学研究和多位教师的教学经验，从系统工程课程设计目的出发，分析系统工程课程设计教学现状及存在的问题，探讨全程跟踪模式在系统工程课程设计教学环节的应用，研究课程设计前、课程设计中、课程设计后等全生命周期的跟踪指导建议，以期提高提高工业工程学生发现问题、提出问题和解决问题的实践应用能力。

1 系统工程课程设计目的

系统工程课程设计的开设主要是为了加强学生对系统工程理论知识的正确理解，培养和提高学生综合运用系统工程理论的能力，提高系统工程理论教学的效果，学生在进行“系统工程”课程学习的同时，应进行课程设计的训练，是“系统工程”课程学习的重要组成部分。

1.1 进一步巩固所学的理论知识

“系统工程”教学内容涉及系统工程方法论、系统模型及模型化、系统仿真及动力学、系统评价、决策分析等知识，具有理论不易掌握、概念和定量模型多、对学生数学知识及综合分析处理问题的能力要求高等特点[2]，系统工程课程设计需要学生综合应用系统工程理论知识解决工程实践中的现实问题，可进一步巩固系统工程所学的理论知识，并通过课程设计中的多人合作和相互学习，加深对理论知识的理解和掌握。

1.2 初步掌握系统工程课程设计的各主要环节

初步掌握系统工程课程设计的各主要环节，进行建立指标体系、求解最优解、找出最优方案等基本技术的训练。

系统工程课程设计引导学生通过解决日常生活及工程实践中的现实问题，掌握应用系统工程理论知识分析问题、建立评价指标体系、构建评价模型、求解最优方案等系统工程设计各环节的要点及关键知识。

1.3 培养学生的独立思考及独立工作能力

通过对大学生身边实际问题的分析，培养学生独立思考及独立工作的能力。系统工程课程设计要求学生自行组队，围绕日常生活及工程实践中遇到的实际问题进行自由选题，采用团队协作的方式针对拟解决的实际问题商量解决思路及方法，并进行团队任务分工，以此锻炼每一位成员独立思考、独立工作的能力，同时培养学生团队协作的意识和能力。

综上，系统工程课程设计目的在于培养学生综合运用所学系统工程理论知识的能力，培养学生采用系统、全面和发展的观点分析和解决问题，提高学生的科研意识，培养良好的工作作风和动手能力。同时为进一步的专业学习树立目标，为未来的专业课实践做专业技能准备。

2 系统工程课程设计教学现状及存在的问题

2.1 课程论文开始前选题及目标单一

传统的高等工科课程的课程设计主要组织学生按照课程设计任务书要求，参照往年的示例进行课程设计。重庆理工大学前期的系统工程课程设计也采用该模式，由指导教师下发课程设计任务书，任务书中明确课程设计的目的、任务、要求、成绩判定规则、进度安排、参考书目等内容。采用传统模式的系统工程课程设计在开始前期主要存在2方面的问题：①学生们在选题时思维较局限，常常出现多组学生选择相似设计题目甚至一个设计题目的情况，并且会出现多年之间的课程设计题目比较类似的情况；②课程设计明确的目标是要完成一篇课程论文，因此对课程论文的格式进行了明确的规定，但是并没有对课程设计的目标进行细化和明确，导致学生们最后上交的课程论文质量良莠不齐。

2.2 课程论文执行中互动及监管薄弱

课程论文是课程设计的成果展现，学生在撰写课程设计前需要确定自己感兴趣的系统工程问题，还需要围绕自己的系统工程问题展开分析，查阅大量文献并综合应用系统工程相关理论及知识展开研究和计算，并结合调查问卷等手段展开调查，最后再撰写课程论文进行最终成果展现。另外，传统的课程设计指导模式下，系统工程课程设计一般先由指导教师进行总体要求、范文示例、综合知识讲解，然后再安排集中答疑，学生在此过程中缺乏讨论、互动，过程监管薄弱，论文撰写七拼八凑，敷衍了事。

2.3 课程论文完成后评价体系不健全

关于系统工程课程论文的评价，目前的评价体系不够完善，主要由指导教师根据选题适宜度、论文逻辑、论文格式、计算准确度以及参与工作量进行打分，评价指标不够明确，评价主体较单一，各项分值主要由指导教师一人决定，学生参与度低，主观影响较大且任务量不易量化和明确，而指导教师具有不完全信息，这给系统工程课程设计论文评价带来了片面性[3]。

3 基于全程跟踪模式的系统工程课程设计教学改革建议

系统工程课程设计教学模式面临的实际问题表明，亟需从课程设计开始前、执行中、完成后以及互动监控等全过程改进课程设计教学模式，以保障系统工程课程设计教学质量。本文提出的基于全程跟踪模式的系统工程课程设计教学改革整体思路如图1所示。

图1 系统工程课程设计教学改革整体思路图

3.1 课程设计开始前注重目标认识及选题引导

在课程设计开始前，为了让全班学生对系统工程课程设计达成统一认识，需集中开展课程设计前期培训，介绍系统工程课程设计任务书，讲解系统工程课程设计的主要内容、特点以及教学目标，并结合实例讲解系统工程课程设计的重要意义，引起学生的重视。同时，结合培训常用的课程设计方法、工具和手段，介绍前几届学生的优秀课程设计论文，让学生对系统工程课程论文具有一定直观的认识。然后，介绍系统工程课程设计论文评价指标体系，让学生们提前了解评分规则，有助于学生明确课程设计优化方向。最后，组织学生自愿进行课程设计成员分组，引导学生观察和发现生活和工程实践中的系统工程问题，结合生活和工程实际进行课程设计选题。

3.2 课程设计执行中注重理论知识及方法指导

在课程设计执行过程初期，采用集中培训的方式讲解文献检索方法，介绍常用的参考书目及学术期刊，并基于前几届优秀的课程设计介绍如何采用层次分析、模糊综合评价等方法来解决生活和工程实践中的系统工程问题，鼓励学生多查阅历史文献，学习如何将系统工程理论及方法应用于实际问题的解决。集中指导学生论文写作的方法、思路及工具。以重庆理工大学毕业论文及高水平期刊论文为例，讲授课程设计论文的格式要求，并采用分散答疑的方式协助各组成员讨论确定自己的课程设计题目及论文大纲，要求各小组围绕课程设计题目，按照任务进度开展系统工程课程设计并撰写相应的课程论文。

3.3 课程设计完成后注重综合评价改革

课程设计完成后，对前期确定的课程论文评价指标体系及权重进行详细说明，为了增加学生的参与度，借助超星学习通等APP工具，将系统工程论文评价分为组内成员互评、组间学生互评、教师评价几个部分，并设置各部分的分值及权重。其中，组内成员互评主要从各参与组员的工作量、工作态度进行评价，该部分评价建议采用匿名方式进行，以保证评分的公正性；组间学生互评主要从论文选题、论文逻辑、汇报情况、答辩情况等方面进行分项计分，要求非答辩小组成员根据汇报小组的汇报情况以及答辩情况进行评价打分；指导教师主要根据各小组提交的论文材料、汇报情况以及答辩情况进行评价打分。

3.4 课程设计全过程注重互动交流及监督

系统工程课程设计包括学生分组、课题选题、拟定题目、查阅文献、拟定大纲、调研分析、计算优化、撰写论文、综合评价等过程。为了保证课程设计的质量，在课程设计全过程设置多个互动交流环节，例如，课程设计开始前开展集中培训，介绍课程设计总体要求及目标；课程设计执行中采用集中培训方式讲授相关知识及方法，采用分散答疑的方式协助各组讨论确定课程论文题目及大纲；课程设计后期，采用集中答辩的方式，组内成员、组间学生、指导教师等多个主体开展综合评价。课程设计过程中，在题目拟定、论文大纲拟定等中间环节设置检查及互动环节，督促和协助学生们按照任务进度要求保质保量地完成课程设计。

4 基于全程跟踪模式的系统工程课程设计教学改革应用

为了更好地验证基于全程跟踪模式的系统工程课程设计教学改革应用效果，笔者将以上研究应用于重庆理工大学2018级、2019级工业工程学生的系统工程课程设计教学中，取得了良好的效果。

4.1 课程设计开始前的目标认识及选题引导

课程设计开始前，开展任务要求、优秀课程设计案例、论文评价指标体系等内容的集中培训。培训完成后要求学生们自由组队完成课程设计任务，每组成员不多于4人，建议学生根据各自小组的兴趣与调查，选择大学生身边的实际问题开展课程设计。2018级系统工程课程设计共28组，2019级系统工程课程设计共27组，涉及的课程设计主题包括大学生自习场地决策、容貌焦虑产生原因、课本使用后处理方法选择、校园流浪猫求助方案决策等实际选题，达到了引导学生观察、发现和解决生活和工程实践中的系统工程问题的目的。

4.2 课程设计执行中的理论知识及方法指导

课程设计启动初期，先采用集中培训的方式讲解系统工程课程设计论文大纲设置、格式要求、文件检索等知识，要求学生们根据自己小组的系统工程课程设计主题确定论文题目、摘要和大纲结构。指导教师借助课间现场交流、微信/QQ通讯、超星学习通/雨课堂网络教学平台等手段建立答疑交流通道。一方面，用于分散研讨和确认各小组的论文题目和大纲；另一当面，方便学生们在课程设计和撰写论文过程中遇到难题或疑问时可以及时咨询指导教师。

4.3 课程设计完成后的综合评价改革

针对重庆理工大学2018级、2019级工业工程专业学生完成的系统工程课程设计论文的评价，主要由组内成员互评、现场答辩时组间学生互评、教师评价3个部分组成，这3部分评分比例分别为20%、30%、50%。其中组内成员互评要求各小组参与人员在论文答辩前对组内成员的工作量、工作态度进行评价打分，每一组论文答辩完成后要求其他小组学生对汇报小组的选题、论文逻辑、汇报情况、答辩情况等方面进行评价打分，同时要求指导教师从论文质量、答辩情况、工作量及工作态度等方面进行评价打分。

4.4 课程设计全过程的互动交流及监督

在学生开展系统工程课程设计过程中设立课题选题确认、论文大纲提交、调研问卷设计、论文终稿提交、论文答辩等进度节点，指导教师设定每个节点的时间要求，要求各小组成员按时提交相应成果并给出相应指导。这为指导教师了解学生论文完成进度，及时发现学生课程设计难点和障碍并给予指导提供了过程保障，有效避免了学生最终提交的论文出现不合格的情况。例如，让学生们提交调研问卷，可以提前帮助学生分析调研问卷的合理性、全面性，而不是最后提交论文时才指出调研问卷设置的不合理，将论文存在问题的暴露时间提前，从而实现在课程设计执行过程中指导和协助学生们不断优化完善课程设计成果。

5 结束语

系统工程实践对于培养学生采用系统全面的观点分析和解决实际问题，提升学生综合运用系统工程理论知识的能力具有重要的作用。本文针对当前系统工程课程设计教学模式存在的学生选题困难、过程互动质量不高、后期评价不全面等问题，开展了基于全程跟踪的系统工程课程设计教学改革研究，从课程设计开始前的目标认识及选题引导、课程设计执行中的理论知识及方法指导、课程设计完成后的综合评价改革、课程设计全过程的互动交流及监督等方面提出了教学改革建议，并在重庆理工大学2018级、2019级工业工程学生系统工程课程设计过程中进行了应用，有效加强了学生对系统工程理论知识的正确理解，培养和提高了学生综合运用系统工程理论的能力。