系统工程与理论范文

系统工程与理论篇1

一、系统思想是社会有机体理论的基本思想

从思想史上看，由圣西门最早提出的近代意义的社会有机体思想就已包含了系统思想的因子。他把社会看作是一个由多个器官、组织构成的有机整体。他的学生在《圣西门学说释义》中明确提出“社会是一种有机的整体”，并要求分析“这个统一机体的各个器官”。实证主义创立者孔德的“社会有机论”有着深刻的系统思想。他认为，社会的细胞是家庭，社会的组织是种族或阶级，社会的器官是社区或城市。斯宾塞是“社会有机论”的集大成者，他依照生物有机体有营养、循环和调节三个系统，相应地把社会有机体也划分为三个系统：营养系统是工人阶级和农民阶级，循环系统是商业阶级，调节系统是政府和工业资本家。但斯宾塞又认为社会是一种“超有机体”。就是说，社会有机体虽然是一个可自我调节的系统，它的各个部分比较分散与自由，这与生物有机体各部分紧密相连并完全从属于整体不同，生物有机体各部分的存在是为了生物有机体的整体，社会“超有机体”的存在是为了社会系统中各个独立的个体。

马克思用唯物史观考察人类社会，也把社会比作有机体。在《哲学的贫困》中，马克思指出，社会就是“一切关系在其中同时存在而又互相依存的社会机体”。在《资本论》第一版序言中，他又说：“现在的社会不是坚实的结晶体，而是一个能够变化并且经常处于变化过程中的有机体。”马克思把社会比作有机体是为了把社会“当作一个十分复杂并充满矛盾但毕竟是有规律的统一过程来研究”。就是说，社会有机体是自然界长期发展的产物，是整个自然发展的高级阶段。它绝不是旧唯物主义所认为的那样是个体的机械组合或全部社会生活条件的简单相加，而是一个在人与自然、人与社会、人与精神的实践关系即主体与客体的全面实践关系中构筑起来的，由人及其社会生活条件、要素构成的一个相互联系、相互依存和相互作用的有机整体，是一个活生生的、自我运动的、不断新陈代谢的复杂系统。

由上述可知，马克思社会有机体理论和“社会有机论”有着密切的联系，特别是两者都有着丰富的系统思想。但两者的区别是明显的，前者是基于社会存在的实践性、系统性和辩证本性形成的历史观和方法论。它认为社会有机体已不同于纯粹自然环境的物质系统，它里边是一个个有意识有目的的人，人的“自由自觉的活动”即实践决定了社会系统的特殊之处在于：社会历史规律的实现一刻也离不开人的活动。而后者把生物学规律简单移植过来解释源于自然又高于自然的人类社会，在总体上是错误的，这就像用经典物理学原理来解释量子物理学现象一样。

二、马克思社会有机体理论的系统方法论

马克思社会有机体理论的根本方法论是“新唯物主义”辩证法。正如列宁所说：“马克思和恩格斯称之为辩证方法(它与形而上学方法相反)的，不是别的，正是社会学中的科学方法，这个方法把社会看作处在不断发展中的活的机体。”但在次层次方法论中，系统方法论无疑体现得最为充分。

首先，关于社会有机体的整体性和目的性。马克思有着鲜明的“整体大于部分之和”的思想。他曾指出：“一个骑兵连的进攻力量或一个步兵团的抵抗力量，与单个骑兵散开的进攻力量的总和或单个步兵分散展开的抵抗力量的总和有本质的差别，同样，单个劳动者的力量的机械总和，与许多人手同时共同完成同一不可分割的操作……所发挥的社会力量有本质的差别。”又说：“城市本身的单纯存在与仅仅是众多的独立家庭不同。在这里，整体并不是由它的各个部分组成。它是一个独立的有机体。”卢卡奇指出：“总体范畴，整体对各个部分的全面的、决定性的统治地位，是马克思取自黑格尔并独创性地改造成为一门科学的基础的方法的本质。”可以说，整体性是马克思研究社会的首要观点。他认为，社会就是一个“一切关系在其中同时存在而又互相依存”的有机整体，而且“每一个社会中的生产关系都形成一个统一的整体”。

事实上，马克思提出社会有机体范畴的直接原因就是因为蒲鲁东割裂了社会的整体性，片面夸大了观念和理性的作用。当然，从根本原因上说，马克思创立社会有机体理论是为了批判资本主义社会发展的片面性的。因为，其时自由放任的市场经济导致了当时西方社会发展的极端不平衡和劳动的异化。他主张劳动应成为“自觉自由的活动”，人的发展要以自由全面发展为目标，社会发展要整体地推进。显然，马克思社会有机体理论又有着鲜明的人本思想，体现了社会有机体的目的性。

其次，关于社会有机体的层次结构性和关联性。马克思认为，社会是由要素和部分构成的一个相互联系、相互作用和相互影响的有机系统。第一，人口是社会有机体的第一个前提性要素。马克思指出：“任何人类历史的第一个前提无疑是有生命的个人的存在。”“有了人，我们就开始有了历史。”第二，自然环境是社会有机体的又一前提性要素。马克思说：“自然界……是人的无机的身体。人靠自然界生活。这就是说，自然界是人为了不致死亡而必须与之处于持续不断地交互作用过程的、人的身体。”第三，生产力、生产关系(经济基础)和上层建筑是决定社会有机体发展和性质的根本性要素，三者有机联结在一起，共同构成社会有机体的核心系统。马克思又进一步把各种社会关系(要素)归结到生产关系(经济基础)，并阐明了它在整个社会有机体中承上启下的关键作用，即“人们在自己生活的社会生产中发生一定的、必然的、不以他们的意志为转移的关系，即同他们的物质生产力的一定发展阶段相适合的生产关系。这些生产关系的总和构成社会的经济结构，即有法律的和政治的上层建筑竖立其上并有一定的社会意识形式与之相适应的现实基础。”此外，社会有机体的构成要素还包括语言、教育等特殊的社会现象。

第三，关于社会有机体的自组织开放性和动态复杂性。马克思指出：“物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活的过程。不是人们的意识决定人们的存在，相反，是人们的社会存在决定人们的意识。社会的物质生产力发展到一定阶段，便同它们一直在其中运动的现存生产关系或财产关系(这只是生产关系的法律用语)发生矛盾。于是这些关系便由生产力的发展形式变成生产力的桎梏。那时社会革命的时代就到来了。随着经济基础的变更，全部庞大的上层建筑也或慢或快地发生变革。”此处，马克思经典地揭示了生产力和生产关系、经济基础和上层建筑的相互作用从内部自我引发了社会有机体的矛盾运动。这是社会系统自组织开放性和动态复杂性的重要表现。值得指出的是，马克思强调经济基础的决定性是从“归根到底”意义上讲的，并非忽视社会有机体的动态复杂性和其他要素的作用。恩格斯晚年曾清醒地指出：“根据唯物史观，历史过程中的决定性因素归根到底是现实生活的生产和再生产。无论马克思或我都从来没有肯定过比这更多的东西。如果有人在这里加以歪曲，说经济因素是唯一决定性的因素，那么他就把这个命题变成毫无内容的、抽象的、荒诞无稽的空话。”其实，社会有机体不断由低级形态向高级形态的演进就是“通过渐进分化从低复杂状态向高复杂状态进化而到‘自组织’的系统”的。

综上所述，马克思社会有机体理论把社会及其要素、结构和关系等描述为一个活动和发展着的复杂系统，尽管这并不完全等同于后来的系统论，但却为我们认识和把握人类社会的系统性奠定了方法论基础。事实上，对系统的研究在古代就开始了。亚里士多德早就提出过“整体大于部分的总和”的思想。可以说，现代系统论在某种意义上不过是对马克思主义唯物辩证法普遍联系原则的继承和发展。其实，贝塔朗菲本人也坦率承认：“虽然起源不同，但一般系统论的原理和辩证唯物主义相类似则是显而易见的。”

三、用马克思社会有机体理论的系统方法论指导和谐社会建设

构建以科学发展观为理论基础的社会主义和谐社会是一项空前伟大的系统工程。马克思社会有机体理论“以实践为基础，同时以人为本，通过对社会生产的发展、社会形态的发展、人的发展及同自然环境的密切联系与不间断发展的分析，向我们展示了社会有机体发展的实践性、人本性、系统性和连续性特性，从而为科学发展观提供了重要的哲学依据”。其实，科学发展观在一定意义上实质上就是以系统方法论为基本内容的关于社会发展的方法论。“以人为本”体现了系统的目的性，“全面协调可持续”和“五个统筹”体现了系统的整体性、关联性、自组织性和动态复杂性等。因此，贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会，一定要自觉运用马克思社会有机体理论的系统方法论作指导，系统地认识和改造社会。

第一，把握社会系统的目的性，坚持发展为了人民、发展的成果由人民共享。社会系统都是有目的的，建设和谐社会作为一项系统工程也有自己的目的，这就是要坚持以人为本，坚持发展为了人民、发展成果由人民共享，使全体人民朝着共同富裕的方向稳步前进。坚持发展为了人民，就是要把实现好、维护好、发展好最广大人民的根本利益作为党和政府一切方针政策和各项工作的根本出发点和落脚点，把发展的目的真正落实到满足人民需要和提高人民生活水平上。坚持发展成果由人民共享，就是要把改革发展取得的各方面成果体现在不断提高人民的生活质量和健康水平上，体现在不断提高人民的思想道德素质和科学文化素质上，体现在充分保障人民享有的经济、政治、文化、社会等各方面权益上，让经济社会发展的成果惠及全体人民。

第二，把握社会系统的整体优化性，切实推动经济社会的全面发展和整体进步。构建社会主义和谐社会，必须把各项建设任务上升到社会整体的高度和放在整个社会大背景下去认识，全面地把握社会有机体的整体与部分、部分与部分之间的辩证关系、地位和功用，按照社会本身的发展规律进行社会实践。这样才能减少片面性、主观性和盲目性，少走弯路，少付代价。必须看到，过去相当长一段时期内，忽视社会全面发展和整体进步的问题是十分突出的，片面追求经济增长的结果导致了一系列的社会矛盾和问题。依照马克思社会有机体理论，这种片面发展不符合系统整体优化性原则。今后，必须牢牢树立科学发展观，整体地认识和改造社会，力求实现经济社会发展的理想境界——“整体优化”。

第三，把握社会系统的层次结构性，自觉调整优化经济社会结构。构建和谐社会是一项复杂的系统工程，必须从纷繁复杂和不断变化的社会现象中理出一条有序的思路，建立一套有序的机制，有序地推动和谐社会的建设进程。目前，我国人均国内生产总值已达1700美元，进入了现代化建设的关键阶段，这也是经济社会结构发生深刻变化的重要阶段。在全球化的背景下，我们必须主动适应国际范围内的产业结构调整，充分利用两种市场、两种资源来实现资源的优化配置。同时充分吸取历史教训，正确对待社会阶层的分化与变迁，妥善处理好人民内部矛盾，避免用被“左”的思想曲解了的“斗争哲学”来处理问题。这样才能建成马克思所展望的那种和谐社会：“代替那存在着阶级和阶级对立的资产阶级旧社会的，将是这样一个联合体，在那里，每个人的自由发展是一切人的自由发展的条件。”

第四，把握社会系统的关联性，努力完善路线方针政策之间的协调性与配套性。和谐社会的建设一定要把握好社会系统的关联性，制定实施路线方针政策时，既要着眼社会微观层面的相互联系，又要站在社会整体的高度，使社会主义建设能够拓展到经济、政治、文化和社会的各个方面去，实现人与人、人与社会、人与自然三大层面的诸多要素之间的协调运作和良性互动。换言之，就是要兼顾统筹经济社会的发展，综合解决发展中的种种问题，以确保社会有机体及其要素之间能够协调运作和相互促进。

系统工程与理论篇2

摘要：从知识管理与专业教学的关系出发，分析专业教学借鉴知识管理的可能性，以及利用知识管理、创新专业教学的一些改革举措，并在我校车辆工程专业教学中的予以实施效果良好。

1知识管理

知识管理伴随着知识经济时代的发展逐渐凸现出来，它关于知识及与知识相关的资源和过程的管理方法与管理技术可以为专业教学的创新与应用的拓展提供一种新的思路。

从宏观角度来看，知识管理关注整体，是对一个组织系统所拥有的全部知识及相关资源的管理，任何一个管理过程都应考虑组织整体效益的实现。知识管理的目标定位是实现知识共享与知识创新，提升组织的竞争力。知识管理的另一个重要理念就是显隐知识的转换。在实际的转换中，这是一个循环往复的过程，即隐性知识社会化为隐性知识、隐性知识外化为显性知识、显性知识与显性知识重新组合、显性知识内化为隐性知识，这四个转换环节是知识转化理论的核心内容，并由此形成一个循环上升的知识增值系统。

从微观角度来说，知识管理的实质就是对知识价值链的管理，清除影响知识价值链形成的阻碍因素，加快价值链的形成速度，使组织的知识在运动中不断增值。

在具体的实际操作过程中，知识管理又可以划分为不同的环节，即知识生成管理、知识应用管理、知识交流管理，由此又形成诸多知识管理工具。网络技术、人工智能技术等信息技术手段在知识管理中发挥着重要的作用，较常见的专家系统、数据仓库等都在知识管理中得到了应用。

    2知识，理在专业教攀中应用的可能性

    2. 1知识管理与专业教学都具有以下共同点

 1)知识管理与专业教学所需实现的都是组织的整体效益。2)知识管理通过对知识的一系列开发过程，实现和完善自身的管理理念，达成管理目标。3)以人为本的思想既存在于知识管理中，也存在于专业教学领域。

    2. 2知识管理与专业教学的结合点。知识管理与专业教学在技术层面也有着共同之处，即两者都运用了计算机网络、人工智能等技术。由这两种技术还衍生出来许多新型的交流和学习方式，如blog、网络社区、电子邮件系统、知识资源库等。知识管理和专业教学可以相互借鉴彼此在应用这些技术手段时的经验和成果。

    专业教学的一个重要任务就是利用学习平台，营造学习环境，促进学习者学习，提高学生的能力和素质。管理知识的过程实际上直接影响到学习者学习效率的提高，吸收知识管理的理念，也是专业教学中的重大变革。

    2.3利用知识管理，创新专业教学。知识管理中的知识分类思想、知识转化理论、知识价值链的形成等理念，均可以引入到专业教学中来。通过借鉴这些理念，可以为学习者营造更为有利的学习环境。学习者可以通过各种途径，如面对面交流、网络社区等直接或间接共享到他人的经验、技能等，从而最终提升学习者的学习效率、教师的工作能力，进而提升整个教育系统的组织智慧。

 知识管理将知识分为隐性知识和显性知识，而且更关注隐性知识。专业教学在多年的发展中一直致力于将显性知识通过各种途径传播给学习者，并为学习者所熟知和掌握。学习者对更加重要的隐性知识的学习则处于一种未知的状态。在面对面的传统教学过程中，学习者或多或少能够通过一些亲身体验的方式学习到隐性知识。但是在非面对面的教学过程中，这种隐性知识的学习就被完全忽略了。知识分类思想提醒专业教学相关人员应该更加关注开发和利用隐性知识。

 

 2. 4知识管理环节的划分对专业教学的启迪。知识管理通过总结知识价值链，得出知识管理包含四个过程:知识生成管理、知识积累管理、知识应用管理和知识交流管理。从这点出发，专业教学在运用知识管理的理念时，首先必须解决的是明确教育知识的来源:应该包括已经被认识到的可以拿来学习的知识、还掌握在少数教师、专家、学习者头脑中不能被传播的知识以及新创造的但还未纳入到教育领域中的知识。其次，应该运用一定的鼓励机制和技术手段识别、提取和组织这些知识，使之有序化、系统化。当拥有了大量的知识之后，专业教学可以利用教育资源库、专家系统等手段将这些知识积累起来，并进行管理。学习者和教育者可以通过教育资源库获取大量的知识，同时又可以将自身独有的知识拿出来供所有人使用。知识通过交流和共享获得增值，这也为产生新产品和新技术提供了前提条件。

    3知识，理在我校车辆工程专业段，中的应用

3. 1专业知识管理系统的构建。建构专业知识管理系统是知识社会对于专业教学提出的要求。专业教学通过构建专业知识管理系统为学生提供适当的知识源和知识环境，培养学生的创新能力。在学校建立信息管理系统和校园网工程后，为信息的获取提供了前所未有的便捷途径。专业教学利用技术手段建立专业知识管理系统，可以有效地对专业内存在的信息  (如学生信息、教学信息、教育资源、头脑中的知识、知识行为、知识资产等)进行开发、利用和管理，促进知识的共享，同时也可以利用教育者和学习者的集体智慧完成创新知识的目标。

    3. 2专业知识管理系统的使用情况。车辆专业知识管理系统在构建过程中就开放使用，广大学生经常访问该系统，最近二个月平均每天的校内师生访问量已经达到1000多人次(注:该专业每届学生数90人，全部在校生400人左右)，而且有不断增长的趋势，而且论坛跟贴人数也不断增长。

    知识库的内容不断增长，目前有3个管理人员在作专门管理，审核上载内容和会员资格，目前有注册初级会员600余人(校内360人)，高级会员35人(校内教师、政府机关处室、行业协会、行业商会)，平均每天上载内容达1. 6gb。

    广大师生对该知识管理系统地反映良好，在对该系统的评价中优良率达到99. 4%，而且为优秀的达到82. 8%左右。通过该系统的使用广大学生觉得所获得的知识和经验大大超过以前，学生对本专业的学习兴趣也大大提高，学习风气明显改善，学习成绩与往届学生相比也有明显提高，更重要的是学生可以从系统内间接获得许多工作经验，使得学生毕业后缩短适应时间，特别明显的是学生下企业进行技术实习时，明显显得有信心，工作成效更明显。

4结论

系统工程与理论篇3

关键词：系统论；工程系统论；工程监理；理论基础

系统论最初为一般系统论，它是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲（L、V、Bertalanffy）在第二次世界大战前后酝酿、诞生的。这是一门运用逻辑和数学的方法研究一般系统运动规律的理论，它与信息论、控制论几乎是同时兴起的一组综合性的横断科学。它从系统的角度揭示了事物、对象之间相互联系、相互作用的共同本质、内在规律性。[1]

自从1978年以来，我国老一辈的科学家钱学森和经济学家薛暮桥倡导系统工程，使这门学科在我国得到应用并取得显著成效，人们越来越注视系统理论的研究和应用。在这样的大背景下，中国航天科工集团公司第二研究院第二总体设计部的王连成于2000年写成了工程系统论。他认为人类获取物质产品的途径划分为工业制造、工程和试验探索三大类，要保证工程完整目标的实现，避免工程不成功乃至失败，要求工程师和工程科学家们寻找工程建设的相同特征和规律，[2]而工程系统论是这些特征和规律构成的知识体系的最顶层。促使工程系统论知识产生和发展的最主要的影响和推动力是一般系统理论的产生和发展。

建设工程监理是一门新兴学科，它也遵从工程系统的一般规律，但又有其特殊性。这些特殊性即构成系统论在工程监理中的应用。

一、 系统论是工程监理的理论基础

《建设工程监理概论》（以下简称监理概论）在建设工程监理的理论基础一节称：1988年我国建立建设工程监理制之初就明确界定，我国的建设工程监理是专业化、社会化的建设单位项目管理，所依据的基本理论和方法来自建设项目管理学。建设项目管理学，是以组织论、控制论和管理学作为理论基础，结合建设项目和建筑市场的特点而形成的一门新兴学科。[3]除建设项目管理学的理论外，新增建设工程风险管理和建设工程组织管理的新型模式等内容。由此看来，似乎系统论与建设工程监理的理论基础无关。其实不然，我们只要看看《监理概论》的内容，即可明白我们为什么说系统论是工程监理的理论基础。

1、 目标系统：《监理概论》称：建设工程监理的研究对象是建设工程项目管理总目标的有效控制，包括费用（投资）目标，时间（工期）目标和质量目标的控制。[4]任何建设工程都有投资、进度、质量三大目标，这三大目标构成了建设工程的目标系统。为了有效地进行目标控制，必须正确认识和处理投资、进度、质量三大目标之间的关系，并且合理确定和分解这三大目标。

建设工程投资、进度、质量三大目标两两之间存在既对立又统一的关系。在确定建设工程目标时，应当对投资、进度、质量三大目标之间的统一关系进行客观的且尽可能定量的分析。在分析时要注意三个问题：⑴掌握客观规律，充分考虑制约因素；⑵对未来的、可能的收益不宜过于乐观；⑶将目标规划和计划结合起来。在对建设工程三大目标对立统一关系进行分析时，同样需要将投资、进度、质量三大目标作为一个系统统筹考虑，同样需要反复协调和平衡，力求实现整个目标系统最优也就是实现投资、进度、质量三大目标的统一。

在目标系统中，首先，单一的指标不是追求的目标，如投资目标的表述为，

其次，系统最优既不是单一指标最优，也不是各个指标同时最优，再次目标控制表现为系统控制、全过程控制、全方位控制。基于系统论整体性原理的目标系统控制，克服了机械唯物论的思想方法，避免了只见树木不见森林的障碍，放弃了“多快好省”的错误观念。而目标的分解是目标控制的基础，这是基于系统论的层次性原理的。目标分解的原则有：⑴能分能合；⑵按工程部位分解，而不按工种分解；⑶区别对待，有粗有细；⑷有可靠的数据来源；⑸目标分解结构与组织分解结构相对立。这些原则均体现系统论中的层次结构。

2、 控制模式：控制是建设工程监理的重要管理活动。传统的控制论是基于拉普拉斯变换的自动动态平衡控制。它的模式是：

除了闭坏控制外，还有开环控制。开环控制也叫事前控制、前馈控制、主动控制和面对未来的控制。闭环控制是一种封闭系统的静态控制，它与时间无关。而开环控制是一种开放系统的动态控制，与时间、生长、竞争、分化等有关，它不是平衡而是稳态。开环控制是控制论所无法全部涵盖的，它是系统论的基本内容。

3、组织设计：控制的两个前提条件：⑴目标规划与计划，⑵组织。组织是目标控制的前提条件与保证。

《监理概论》第五章专门介绍建设工程监理组织。这里定义的组织是：为了使系统达到它特定的目标，使全体参加有经分工与协作以及设置不同层次的权利和责任制度而构成的一种人的组合体。[5]组织内部构成和各部分间所确立的较为稳定的相互关系和联系方式称为组织结构。组织设计则是对组织活动和组织结构的设计。组织构成的因素有管理层次、管理跨度、管理部门、管理职能。组织活动的基本原理是㈠要素有用性原理，㈡动态相关性原理，㈢主观能动性原理，㈣规律有效性原理。监理组织的四种基本型式是：⑴直线制监理组织，⑵职能制监理组织，⑶直线职能制监理组织，⑷矩阵制监理组织。监理组织设计包括组织结构设计，人员配备和职责分工，各有一套科学的原则为指导，尤其是项目监理机构各类人员的基本职责划分，甚为科学合理。是各种社会组织中分权最为清楚的一种。

4、协调层次：建设工程系统是一个由人员、物质、信息等构成的人为组织系统。用系统方法分析，建设工程的协调一般有三大类：一是“人员/人员界面”；二是“系统/系统界面”；三是“系统/环境界面”。建设工程系统是一个典型的开放系统，它具有环境适应性，能主动从外部世界取得必要的能量、物质和信息。但也会碰到环境的障碍与阻力。组织协调工作最为重要，也最为困难，是监理工作能否成功的关键。

综上所述，系统论是工程监理的理论基础。

二、经典应用的不足

这里所指的经典应用是指有别于监理的新模式的传统模式。由于未采用系统论作为理论基础，对系统论的组成部分的控制论、组织论和管理学的应用存在着先天的不足。

⒈封闭系统而不是开放系统

α、立论基础：《监理概论》载明建设工程监理的性质：⒈服务性。⒉科学性。⒊独立性。⒋公正性。独立性的说明为：《建筑法》明确指出，工程监理企业应当根据建设单位的委托，客观、公正地执行监理任务，按照“公正、独立、自主”的原则开展监理工作。公正性的说明为：工程监理企业应当排除各种干扰，客观、公正地对待监理的委托单位和承建单位。[6]这种规定是基于封闭系统假设的，也是符合中国国情的。在封闭系统中，只能是此消彼长，此赢彼输，因此监理作为制衡的第三方，不偏不倚，独立公正至关重要。而只有开放系统才能双赢。

b 、控制范围：我国的监理走过了18年的历程，取得了巨大成效，为国家节约了几百亿资金，也积累了一定经验。但毋庸讳言，监理的控制还是单向的，被动控制为主的，盯人式的控制。这些当然是历史进程所限，也是思维方式的影响使然。

2、工程系统而不是企业系统

《工程系统论》认为工程系统有三性：复杂性、无序性、完整性。工程系统分为6个子系统：工程对象系统、工程过程系统、工程技术系统、工程管理系统、工程组织系统、工程支持系统。工程系统论的建立是基于对工程危机的现象和后果的认识的，即工程危机的普遍性和工程危机的严重性：（1）机会不会复得，（2）代价难以接受，（3）局面难以收拾。[7]工程监理也是基于建设工程质量事故的复杂性、严重性、可变性、多发性的认识而建立的。[8]但毫无二致的是两者均把系统论应用于工程系统而不是建设工程参与各方的企业系统。由此造成了业主与承建商的对立，监理企业间的无序竞争、恶性竞争。监理企业只求生存，难图发展壮大。虽然监理企业数量增长迅速，但真正成规模，上档次、有实力的监理企业为数只是凤毛麟角，面对加入WTO过渡期满，服务业对世界开放的严峻挑战，中国监理这支新军会不会弱不胜衣呢？！

3、层次论中的统御思想而不是支撑思想

无论是生命有机体还是社会，组织概念的特征类似于整体、生长、分化、层次、支配、控制、竞争等概念。系统理论完全可以处理这些课题，但是，对组织的各个方面进行定量的解释是困难的。工程监理确认监理与业主、承包商是建筑市场的平等主体，也确立了总监理工程师的责任主体和权利主体地位。有一段时间提出了总监理工程师是利益主体的错误口号，现在纠正了。但在组织论层次结构上，传统的统御思想占上风，这是专制文化的表现。系统论的一个显明观点是系统的存在完全依赖于下级层次的支撑，这样的例子不胜枚举。美国哥伦比亚号航天飞机爆炸是源于一个重400克的隔热泡沫脱落，发现号航天飞机失事则是一个密封圈因低温而脆裂。现在经济学家有个口号“细节决定成败”，说了等于没说，在由250万个零件组成的航天飞机系统去找决定成败的细节，连上畏难。所以强调系统论的支撑思想，才是系统协调的根本，也是构建和谐社会的理论基础。系统论作者的最高格言：人是个体。他警告说：极权主义的组织怪兽要是吞没了个体就必定自判死刑。[9]

三、系统论的新应用

除了工程监理之外，国外还有建设项目管理和工程咨询，我国也在引进消化中。随着社会技术经济水平的发展，也随着系统论的发展，建设工程组织管理模式也在不断发展，国际上出现了许多新型模式。

1、监理的新型模式

除了项目总承包（国际上称为设计+施工或交钥匙模式）。还有CM模式、EPC模式、partnering模式和projectcontrolling模式。[10] 这些新型模式的共同特点是把建设工程系统当作开放系统看待，强调信任、合作。在解决重大、复杂、庞大的巨型建设工程中取得了良好效益。是一种高层次的系统论在工程建设中的应用。

2、异因同果论的思维

方法论是基于某一理论的一组相关方法的集合，一般系统方法有一系列突出的特征：综合性、扩展性、以系统为焦点、抽象性、非线性思维、 定性性和元方法性。针对扩展性定性原理有异因同果性，定量描述则是自然增长律 Q=Q。e at或对数曲线Q=aceat/(1-bceat)[11]

面对数以万计的监理小企业的无序运作与竞争，如何做大做强，如何去整合这些社会资源，是靠自身积累的渐进式扩展，还是强强联合；是相互排挤、兼并，还是资本运作，形成旗舰；系统论的异因同果性可以提供有益的启示。即是如果开放系统达到一个稳态，它就有一个同果值或不依赖于初始条件的值。M（Qi）=M（Qio）=M。[12]

3、数学系统论的指导

系统论认为：科学的统一性，并不是把所有科学虚幻地还原为物理与化学，而是来自实在的各个不同层次的一致性。例如原子的内部结构与行星系统的模型一致性。正是这种一致性或称同型性使得系统论原理有广泛的应用。例如公式Q=aceat/(1-bceat)在化学中就是自催化反应定律，在社会学中就是弗哈尔斯特定律，即弗哈尔斯特（Verhulst）1938年用于描述有限资源下人口增长的定律。[13]科学的一致不是简单套用。鸟的翅膀均是活动的，飞机的翅膀却是固定的，两者的飞行遵从相同的空气动力学，而所有活动机翼的飞机均铩羽而归。

动态系统论涉及系统随时间变化，它的动态方程可用一组n元联立微方程表示。系统的变化从几何上看，可表示为穿过状态空间的状态变量的轨迹，即n维空间中状态变量的可能位置。可能有三种行为类型，即（1）渐近线稳定，（2）中性稳定，（3）不稳定。分别对应于平衡稳态解，周期解和发散解 。[14]如同1892年发表的里亚普诺夫函数和稳定性理论的联系直到上世纪六十年代才被发现一样，数学系统论的结论如何应用于监理系统的动态发展，还有相当长的路要走，但无论监理企业如何发展，必定离不开这三种形式解。

四、结语

1、建设工程监理作为一个行业，是一个开放系统，其理论基础是系统论，这是无疑的，《监理概论》的界定是有缺陷的，应予纠正。

2、工程监理应用控制论、组织论、管理学方面存有明显的不足，应采用系统论的方法予以补充。

3、系统论的方法、成果、思维方式对工程监理的发展有重要意义，无论是监理的新型模式、监理企业的壮大均离不开系统论的指导。

4、物质和能量不灭定律，细胞学说和进化论是马克思主义辩论唯物主义诞生的自然科学基础。那么二十世纪人类的新三大发现：系统论、相对论和量子力学应该是形成新的世界观――辩论唯物主义与时俱进的自然科学基础。宣传和应用系统论的方法于工程建设，是大有可为的。

参考文献

[1]、[9]、[11]、[12]、[13]、[14][美] 冯•贝塔朗菲，（林康义等译），一般系统论 [M] 北京清华大学出版社1987.6

[2]、[7]王连成.工程系统论 [M] 北京:中国宇航出版社,2003.5

[3]、[4]、[5]、[6]、[10]中国建设监理协会.建设工程监理概论,[M]北京:知识产权出版社2005.1

系统工程与理论篇4

关键词 系统工程；方法论；测控技术；实验室建设

中图分类号：G642.423 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2012)09-0105-03

Experimental System Construction for Measuring and Control Technology and Instrumentation based on Methodology of System Engineering//Jiang Yan, Zhao Lihong, Yuan Fengwei, Zhu Huiling, Wang Yulin

Abstract Analysis the problems of experimental teaching in engineering education, study the basic content of system engineering methodology, based on methodology of system engineering, discusses the basic ideas of the experimental system construction for measuring and control technology and instrumentation, positively explore the education reform in field of measuring and control technology and instrumentation.

Key words system engineering; methodology; measuring and control technology; lab construction

Author’s address Department of Measuring and Control Technology and Instrumentation, School of Mechanical Engineering, University of South China, Hengyang, Hunan, China 421001

1 引言

在信息技术与控制技术出现之前，人们以经典自然科学为基础的机械世界观和方法论来认识自然和改造自然。机械世界观和方法论把系统看做互不联系的各个部分相加的总和，把系统的运动看做各个孤立运动过程的总和。我国现行的工程教育体系主要还是以机械世界观和方法论为基本指导思想，即通过把工程教育的内容分解为一门门孤立的课程和实验，然后通过简单的相加，以期达到工程教育的目的。这使得专业课程之间缺乏必要的联系，专业实验仅局限于某门理论课程，学生缺乏系统工程实践，得不到项目需求分析、元器件选型、系统建模、综合调试的系统训练，也缺乏对实验思路、实验设计、实验技能、观察与分析等能力的全面训练。在教育发达国家，工程教育的教育思想已经完成从机械的方法论向系统的方法论的转变。

2 系统工程与方法论

系统工程学是技术科学领域里推动系统科学发展的一门新的边缘性学科，它把系统数学理论和行为理论适当地结合起来，使它们融合为一个有效的整体，以用来解决实际问题。方法论是指人们解决复杂系统问题的成套工具，系统工程方法论以系统为对象，根据总体协调的需要，应用现代工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换等功能进行分析、设计，从而达到系统的最优化。

系统工程方法论为人们把握复杂事物提供了一系列科学方法的原则，即整体性、关联性、有序性、开放性、发展性、模型化和优化等原则。美国系统工程专家霍尔于1969年提出的霍尔三维结构（图1），对系统工程方法论的描述具有较好的通用性和一般性，在世界各国得到广泛应用。霍尔三维结构也称为霍尔的系统工程，是一个由时间维、逻辑维和知识维组成的三维空间结构。其中，时间维表示系统工程活动从开始到结束按时间顺序排列的全过程，它从方针和计划阶段提出最初方案起，直到系统退役或被淘汰为止；逻辑维是指时间维的每一个阶段内所要进行的工作内容和应该遵循的思维程序；知识维是需要运用的各专业和学科的专门知识和技能。

3 基于系统工程教育方法论建设测控专业实验

体系

一个典型的测控系统包含信号的获取、放大、传输、处理、应用和控制等过程。测控专业教育作为工程教育的一个子系统，应遵循工程教育的一般规律和方法。系统的工程教育方法论认为工程教育内容必须以工程系统为对象，因此将测控专业的专业基础课和专业课的教学和实验放到某个具体的、典型的测控对象中进行，而不是分割教学与实验。通过多门课程实验一个典型测控对象或系统，帮助学生理解专业和课程之间、整体和部分之间的内在联系，让学生在掌握和理解单门课程知识的同时，掌握系统工程的方法，做到理论联系实际，科学主导工程。据此，可以把霍尔系统工程方法论的三维结构进行相应演变，得到测控专业实验教学的霍尔三维结构，如图2所示。图中时间维是指具体的实验进度，在其指导下制定具体的逻辑维，逻辑维包含实验步骤和实验内容，而知识维则描述了本实验项目对多个不同课程知识点的综合。

按照系统方法论，提出对测控技术与仪器专业实验体系进行建设的思路。

1）建立面向一年级学生的基础原理实验部分，也就是认知实验。以测控电路实验箱和虚拟仪器实验为对象，结合教材上的理论知识，让学生自己动手搭建相对应的仪器与电路，了解各知识点的主要内容，对测控系统中涉及的典型知识点有真实的认识。

2）建立面向二年级学生的验证性、研究性实验部分。以模块化工业对象结合工业标准传感器为对象，让学生了解各单个知识点在实际工业环境中的典型应用方法，将传感器、工程测试、信号与系统、虚拟仪器、测控电路等课程的教学与实验紧密结合起来，学会数据采集、信号分析与处理等方法。

3）建立面向三、四年级学生的创新性实验部分。学生可以对现有实验对象、实验手段提出新的设计思路，自己重新设计或改装实验对象。各知识点在这个创新实验过程中，被逐步理解、贯通、融合，使学生达到真正掌握现代测控技术的设计和应用能力。该实验部分也可以作为学生课程设计、毕业设计的内容，在教师的指导下提出项目构思，进行系统设计，并利用各种条件构建软硬件系统，然后对系统进行调试、分析和处理，以达到项目目标。

按照上面的思路，将测控专业实验室划分为专题实验室与综合实验室两部分建设。专题实验室侧重于某些相关学科的理论与实验，主要分为电子类实验室、检测类实验室、控制类实验室。综合实验室以虚拟仪器、嵌入式系统、现代测控系统为平台集成构建，因为现在几乎所有的系统都是集测量和控制为一体的，用传感器采集进来的信息指导特定环境下系统的控制方案，做到自主智能控制是当前系统控制的内在要求。对于每一种专题实验室与综合实验室，按照循序渐进的原则，分别对应不同层次的具体教学内容，基本架构如图3所示。

4 结语

南华大学测控技术与仪器专业作为一个目前只培养了4届毕业生的新专业，正在积极探索实验室建设的新理论和新途径。目前，基于系统的工程教育方法理论已经建立了电工类、检测类、控制类等3个专题实验室和一个自主创新实验室。自主创新实验室配备有深圳市德普施科技有限公司生产的各级教育机器人、机器人传感器，以及常用电子设备、元器件和工具，面向测控专业三、四年级学生开放，完全由学生自主选择器件制作成品，并以此为基础为学生参与校内外机械设计大赛、电子制作大赛提供平台。

从整个工程教育的角度系统地思考测控专业实验室建设问题，运用系统的工程教育方法论构建测控专业实验室体系，改变目前测控专业的教学方式和教学思想，才能使测控专业的教育与现有的工业发展需求相匹配，才能使学生达到测控专业所要求的培养目标，这也是对测控技术与仪器专业教育改革的一项实践和探索。

参考文献

[1]深圳市德普施科技有限公司.测控专业创新实验室体系普通高等院校测控专业创新实验室体系整体解决方案[M].深圳,2006.

[2]深圳市德普施科技有限公司.机器人创新实验室建设方案[M].深圳,2008.

[3]深圳市德普施科技有限公司.虚拟仪器与测控技术创新实验室建议方案[M].深圳,2008.

[4]邓元龙,吴玉斌,柴金龙,等.基于系统工程方法论的专业综合实验教学改革[J].理工高教研究,2008(1):115-117.

系统工程与理论篇5

[关键词] 管理科学 工程发展 国内外

一、背景

中国从21世纪以来,一直以稳健的步伐发展,但是在该领域,国内基本上是在学习引进西方的理论和方法;而国外许多管理学大师提出的管理科学技术理论都是由实践中总结而来。因此,我们更要在不断学习的过程中更要注重自己的创新。随着理论研究自身和社会经济发展的需要,许多旧的领域在逐渐淘汰许多新的领域诞生并起着越来越重要的作用,国内外研究问题和研究热点也在不断变化。

二、内容

国内外管理科学与工程的定义基本是一致的,管理科学与工程是综合运用系统科学、管理科学、数学、经济和行为科学及工程方法,结合信息技术研究解决社会、经济、工程等方面的管理问题的一门学科。覆盖面广,包含了资源优化管理、公共工程组织与管理、不确定性决策研究和项目管理等众多研究领域,是国内外研究的热点。该学科从定性分析趋向定量化研究,从宏观研究逐步深入到微观研究,侧重于研究同现代生产经营、科技、经济和社会等发展相适应的管理理论、方法与工具,应用现代科学方法与科技成就来阐明和揭示管理活动的规律,以提高管理的效率。该学科的发展趋势是以管理科学为基础,以多学科知识为支撑,利用现代化手段和技术,解决管理中的科学决策及风险研究,管理实践中的理论和方法研究,管理的绩效研究,管理的战略研究等。

国外管理科学与工程研究的主要内容包括决策与对策理论、组织理论、运筹与管理;其次是信息技术与管理、管理系统工程、评估技术、复杂性研究和一般管理理论。国外管理科学的研究重点在于运用运筹学、系统工程等数量分析方法来提高决策的精确度和管理的效率,这些领域一贯以来都得到人们的重视和资助。而工业工程、预测技术、数量经济分析方法则更多的被从工程角度和经济学角度进行研究。

中国管理科学的战略目标为:提高水平、走向世界。提高水平是中国管理科学走向世界所必需的发展过程,而走向世界则是中国管理科学发展战略的长期目标。我国管理科学与工程研究的主要内容是信息技术与管理和管理系统工程,其次是预测技术、评估技术、运筹与管理领域。

三、热点问题

1.国外研究热点问题

一般管理理论――知识管理、团队管理及信息管理的方法论、管理系统的哲学属性。

运筹与管理――随机多目标问题及算法、生产系统的调度优化、网络冲突分析和资源罪优分析、交互式组和优化、金融/保险市场的定价模型。

决策与对策理论――多目标决策、不确定性方法、神经网络、多参与主体信息不对称决策问题、风险和微机决策分析。

组织理论――组织变革与创新、网络组织的组织结构、组织行为、知识经济及经济全球化对传统组织的影响。

管理系统工程――系统分析方法、模拟技术。

评估技术――评估指标体系的构造、评估技术在项目投资和人力资源方面的应用。

工业工程――并行工程、供应链、人因工程。

信息技术与管理――面向应用的决策支持系统、电子商务、数据挖掘、信息系统开发的全面质量管理、决策支持系统的设计方法和可扩展数据库模型领域。

2.国内研究热点问题

一般管理理论――人本管理理论、人性假设及管理研究方法论、管理模式的研究、知识管理的初步理论、基于知识的管理激励。

运筹与管理――动态规划、线性规划、生产系统库存优化理论、多重运输调度算法、各种限制条件下的排队系统。

决策与对策理论――实际管理问题的决策模型、群体决策(委员会决策)问题研究、决策准则、多目标决策、模糊决策、公共选择的方式及决策规则的选择、可拓学在决策中的应用、事元、物元分析与决策过程、博弈分析。

组织理论――组织结构、组织变革、基于流程和信息技术的组织再造、虚拟企业的组织管理模式。

管理系统工程――管理系统分析方法、系统最优控制、网络计划技术、灰色系统与灰色理论、系统效能分析、系统模拟与仿真方法。

评估技术――评估指标体系、综合评价方法、灰色关联评价模型、模糊评判、数据包络分析、人工神经网络的应用、风险评估、具体对象的效益与竞争力等指标的评估。

预测技术――神经网络预测方法、预测模型、灰色预测、模糊预测、数据包络模型、因子分析、灰色预测、遗传算法。

数量经济分析方法――经济计量模型、产品质量和经济效益的统计方法、投入产出模型、生产要素对经济效益的贡献分析、一般均衡分析。

工业工程――敏捷制造、ERP、并行工程、生产调度模型、先进制造技术及其评价、质量成本模式研究、制造系统的可靠性研究、供应链管理、先进制造系统的抓钩排序问题。

信息技术与管理――智能决策支持系统、管理信息系统、电子商务模式与安全研究、组织决策支持系统、数据挖掘技术。

3.国内外的区别

国内在前沿的研究问题上要明显落后于国外,而在一些国内关于一般管理理论、组织理论等一般理论的研究,主要是介绍国外的研究成果。现在,我们已基本了解了国外相关理论的研究状况,所以对这些理论的介绍在国内不会成为热点,但其应用研究在国内还有前景。国内的资助机构应加强对研究热点问题的资助,因为研究热点与管理实践联系得最紧密,而且也容易在管理实践中产生效益。特别是那些国内外共同的研究热点,其所在领域将为中国管理科学研究起到示范作用。

四、结语

综述,管理是在一定的理念指导下为了实现既定目标的系统工程,并需要通过组织综合运用来实现这一系统工程的实践。这是一种基于辩证法和系统论观点的创新理论。由于文化背景和历史背景的不同,西方现代管理学重实际管理方法的运用,以绩效管理为基本方式,以数学和统计分析为主要工具。中国的管理学重理念,并且同时重视管理过程的系统性和管理艺术的综合运用,认为管理艺术是贯彻和实现管理理念的关键,更加注重以人为本的贯彻思想。

系统工程与理论篇6

关键词： 线性系统 实践教学 理论教学 实际操作

1.引言

“线性系统理论”是控制科学与工程专业、机电类专业以及其他研究生专业的一门非常重要的专业课程。在控制系统理论的研究领域中，线性系统是研究的主要对象，而在此基础上形成的线性系统理论是现代控制理论中最基本、最重要也最成熟的一个分支，所涉及的内容包括生产过程控制、信息处理、通信系统、网络系统等多个方面。线性系统理论所涉及的概念、方法、原理和结论对于系统和控制理论的许多学科分支，如最优控制、随机控制、非线性控制、系统辨识、信号处理、故障检测和滤波等都具有十分重要的作用[1]，[2]。作为控制工程与控制科学方向研究生从事科研的一门基础课程，开设“线性系统理论”课程的目的就是培养其运用所学到的专业基础知识，包括控制理论，机电课程，电子技术等，以解决实际问题[3]，[4]。该课程的开设，不仅可以帮助他们开展科研工作，还对他们今后从事本专业工作奠定了很好的基础。

“线性系统理论”课程在国内许多控制学科的研究生专业都有开设，无论在教学内容、教学方法和手段、学生实践等方面都各有所长，有许多值得我们学习，也为我们进行教学提供了参考依据。安徽大学电气工程与自动化学院，现设有控制理论与控制工程，检测技术与自动化转置以及模式识别和智能系统等硕士研究生专业。自开展“线性系统理论”课程以来，一直得到学生们的支持。实际上，很多院校“线性系统理论”教学都会存在或多或少的问题，主要有：1.1忽视了实验教学环节，理论课程远远多于实践课程，导致理论与实践脱节；1.2教学内容相对简单，实验课时非常少，导致学生做科研时，不能学以致用。研究生教育作为我国教育结构中最高层次的教育，肩负着为现代化建设培养高素质、高层次人才的重任。研究生的教育主要包含课程学习和学位论文研究两个重要阶段，其实就是学和做两个层面。所以，我们在对研究生学习能力、创新精神的培养同时，也必须对他们的课程学习阶段予以同等重视。因此，我们在教学过程中，需要结合线性系统理论课程的特点，有意识、有目的、针对性地把系统控制理论中的研究方法贯穿于教学中。

本文拟从理论教学和实践教学两个方面，有针对性地对线性系统理论的教学工作进行课程教改探讨，以增强教学的效果。以期对研究生进行学习、研究问题方法的培养和熏陶。并加强实践教学，提高学生理论和实际操作的能力，更好地为研究生的科研工作服务。

2.理论教学的改革分析

2.1形成完整的理论教学体系。

实际上，“线性系统理论”可以看成本科课程“自动控制原理”、“现代控制理论”和“控制系统仿真”等课程的延伸。那么，怎么样将这些本科课程进行整合，并结合各个具体研究生专业，有机地处理好各课程之间的关系，是亟待解决问题。因此，在进行本课程教学时，需要结合不同专业，加入能反映或联系学科的新思想、新概念和新成果，构建并完善由经典控制理论与线性系统理论基础为主组成的控制理论课程体系，为相应的研究生研究专业和方向服务。同时，要避免与本科课程的重复，增设相关研究方向的内容、完善课程体系，以适应了学科发展需要，更有利于研究生人才的培养。以下分别从课程研究方法和教学方法两个方面进行阐述。

2.1.1课程研究方法分析。

线性系统理论着重于研究线性系统状态的运动规律和改变这种运动规律的可能性和方法，以建立和揭示系统结构、参数、行为和性能间的确定和定量的关系，即研究系统的分析和综合问题。由于线性系统的数学模型主要包括时间域模型和频率域模型，所以综合线性系统的发展过程（主要包括经典线性理论和现代线性理论两个过程），主要的研究方法包括状态空间法、几何理论法、代数理论法和多变量频域法四个方面。

状态空间法是线性系统理论形成最早和影响最广泛的一个分支，分析的对象是系统的状态方程和输出方程，属于时间域方法，主要的数学基础是线性代数和矩阵理论。几何理论法就是将对线性系统的研究转化为状态空间中的几何问题，并采用几何语言对系统进行描述，分析和综合，其数学工具是以几何形式表述的线性代数。代数理论法即采用抽象代数工具表征和研究线性系统，该方法起源于卡尔曼，并在模论方法的影响下，形成了相应的线性系统代数理论。而多变量频域法，其实质是以状态空间为基础，采用频率域的系统描述和计算方法，分析和综合线性时不变系统，主要包括简单的频率域方法和多项式矩阵方法。相比较状态空间法而言，多变量频域法物理直观性强，便于综合和调整。

2.1.2教学方法。

从线性系统理论和研究方法可知，其研究基础以线性代数和微分方程为主要数学工具，并以状态空间法为基础来分析与设计控制系统，内容比较抽象，涉及的研究方法很多。因为，为突出问题的背景和增强说服力，我们在教学过程中增加工程实际系统范例，并通过对实际系统的讲解给出抽象的定义，使得抽象的理论概念与实际系统相结合。这样，可以让学生在学习理论知识的同时，做到理论与实践相结合，适应专业发展需要。我们的课程教学团队在授课过程中，将倒立摆、双容水箱、机械手和电力系统等复杂的控制系统作为例子始终贯串在整个教学过程中，并在各个章节的教学中加以深化。采用机理建模方法建立这些复杂系统的数学模型，并通过线性化分析方法建立系统的状态控制表达式，并根据各个章节的教学内容分析研究，主要包括判别能控性和能观测性；判别系统的稳定性；设计出状态反馈控制器和观测器，进行极点配置分析；设计镇定控制器和二次型优化控制器，进行优化控制等等。通过各个章节循序渐进的学习，以达到理论和实际的结合。不仅有助于 将实际系统贯彻到理论学习中，也有助于学生对抽象理论知识的理解和学习，得到了学生的普遍欢迎。

3.实践教学的改革分析

3.1多媒体教学和仿真实验工具结合。

我们的课程教学团队在授课过程中，主要结合多媒体技术、板书推导和教师讲解三个方面进行教学。很多画图和表格可以通过使用多媒体课件来展示，这样既减少板书量，又增加了教师课堂讲解的时间，提高了课堂教学效率。对一些重要的公式推导和理论证明，通过板书书写，可以让学生跟着老师的思路，加强学习。而且，我们可以利用多媒体技术在课堂上借助Matlab/Simulink[5]、VRML、CACSD和CAI等仿真平台，适当地插入有仿真工具编程实现一个实际系统的数学模型的表示、能控性能观性和稳定性分析，以及状态反馈实现极点控制等。其实通过这些仿真工具的课堂教学引入，不仅可以很方便地求解高阶系统的状态转移阵、特征值和特征向量等，还可以借助仿真教学辅助方式，使学生从实际的程序分析和图形描述中更形象地理解和掌握现代控制理论分析系统的方法，从而激发他们的学习兴趣。很多学生表示，通过多媒体技术、板书推导和教师讲解三个方面的教学，并结合实验仿真的动态演示，极大地激发了他们的学习热情和兴趣。

3.2网络资源学习和数据库资源利用。

为了学生更好地消化和吸收课堂内容，我们的课程教学团队拟建立相应的教学网站，学生通过教学网站获取学习资料，包括课程课件，教学教案，习题答案和实验指导等，还可能通过网络工具和教师进行在线交流和讨论。通过这种网上学习和交流，可以进一步巩固学习，加大学习空间。同时，作为研究生，必须会使用数据库资源进行科研学习。对此，我们通过课程论文写作环节的训练，使得学生掌握了利用网络电子资源，如中国知网、万方数据库、Springer、Elsevier、IEEE/IEE和ISI等数据库进行检索文献的方法。虽然加大了本课程学习的难度，但是为攻读学位期间顺利发表核心期刊论文奠定了基础，受到了学生的一致好评。

3.3教学实验和教学实践。

根据课程的安排，我们课程教学团队的教学实验主要包括基础性实验和设计性实验。其中，基础性实验主要是通过Matlab/Simulink等仿真平台的应用，研究线性系统的动力学分析，系统的能控制和能观测性分析、稳定性分析、极点配置和观测器设计等。综合性研究性实验包括直线倒立摆的控制实验。对于设计性实验，让学生自己提出实验方案，并选择合适的控制方法，自己动手设计实验程序，并进行实验结果测试验证，主要包括直线倒立摆的控制，双容水箱的控制和机械手臂的运动轨迹优化设计等。

在加强学生基本工程实践能力培养的同时，鼓励学生走出课堂，到专业实验室、校企共建实验实习基地和校外工厂的自动化生产线参观学习，了解所从事专业的特点，明确科学研究生产实践与所学课程的关系，开阔视野，提高学习兴趣，并增强学习意识。

4.结语

本文针对线性控制理论课程的特点，并结合我们的教学团队，提出了本课程在理论教学和实践教学中的一些改革举措，并通过本校的实际情况进行了分析说明。从目前的情况而言，不少学生反映效果很好。课程教改是一个需要不断完善的过程，永无止境。我们需要在教学过程中，不断地加快教学改革，改进教学方法，提高教学质量，为国家培养更多的优秀的研究生人才。

参考文献：

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[4]毛晓波，梁静，黄俊杰.“研究生智能仪器与仪表”课程教改探索[J].电气电子教学学报，2012，34（3）：50-51.

[5]黄永安，马路，刘慧敏.Matlab 7.0/Simulink 6.0建模仿真开发与高级工程应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

系统工程与理论篇7

摘要：高校教学管理的科学化是依托系统论、信息论和控制论，充分运用过程理论和网络方法，将杂乱无章的日常工作，进行有序的科学化整理、分类、调度与处理。而高校教学管理工作者要学会运用科学的方法去分析问题，必须不断地学习社会科学和管理理论，在实践中学会科学管理，使学校教学管理工作走上规范化、科学化、现代化轨道，最终从根本上促进教学质量的提高。

教学工作是高校的中心工作，而教学管理工作则是高校教育管理中的重要工作之一。如何保证这一工作具有科学的运行机制，不仅是我们高校教学管理工作者普遍关心的问题，也是高校教学管理理论工作者十分关注的研究课题。特别是在新形势下，高校教学工作的内容发生了很大的变化，与许多因素发生着不可避免的联系，从而使高校的教学管理工作、教学活动本身与20年前相比，无论是从内容上还是从形式上来看，都发生了很大的变化。另外，在市场经济的作用下，高校作为社会的一部分，它的一切活动都与社会环境发生着很多的联系，这些复杂情况是高校教学管理工作所无法回避的。因此，要加强教学管理，提高教学管理工作的有效性，就必须充分认识教学管理科学化的理论依据，深刻理解教学管理工作的主要内容、形成过程及作用。

一、高校教学管理科学化的理论依据

当前，我们可以根据系统的要素、功能、结构、相互联系方式、历史发展等方面进一步把教学管理系统分解成若干个子系统。通过对这些子系统的综合考察、分析和研究，推导出教学管理系统的运行机制及其规律。既然我们可以把教学管理工作用系统的理论加以抽象化，那么，我们就可以充分利用信息理论，对系统内的信息加以科学化处理。

一般来说，在高校教学管理系统中，必然存在着大量的信息与信息流。这些信息的出现、传递、交换、流动与反馈，必然会全面地反映出教学管理整个系统的活动特点及其规律。如果我们能科学地获取这些信息，整理、分析和利用这些信息，就有可能科学地认识到教学活动中的规律，从而为控制教学活动的全过程提供保证。也就是说，我们可以依托控制理论对教学管理系统进行进一步的科学研究。

另外，教学管理是一个可以构成闭环的控制系统，要想认识这种闭环的控制系统，我们就应该从“过程论”的理论出发，基于系统化理论，将教学管理系统视为一个可被分解、可被划分和可以控制的多维空间。同时，要充分认识到教学管理的全过程有许多有序的节点，这些节点也就是我们所说的教学与教学管理的各类环节，而环节与环节之间，即节点与节点之间，可以用某些链连接成为一个主体的空间网络。总之，教学管理科学化的基础就是:依托系统论、信息论和控制论，充分运用过程理论和网络方法，将我们平时所遇到的杂乱无章的日常工作，进行有序的科学化整理、分类、调度与处理。

二、高校教学管理科学化的主要内容

高校教学管理科学化的主要内容是:遵循高等教育的基本规律，以教学管理基本原则为指导，运用系统论、信息论、控制论等现代科学方法，建立教学管理决策系统、教学状况信息反馈系统、教学过程控制系统，进而实现对教学管理全过程动态的有效管理。

(一)教学管理决策系统是高校教学管理科学化的核心。整个教学管理系统的运行是依靠教学管理决策系统来指挥的。从一般意义上来说，教学管理决策是指参与教学领导工作的管理者，在实践基础上进行的选择目标和行动方案的活动。由于教学管理所依据的主要是教学过程中知识信息的传递、交流、加工和制造的过程，因而教学信息的管理又成为教学管理决策系统的基础。此外，在有一个科学的教学管理决策系统作指导、畅通的教学管理信息为基础之后，还需要有一个有效的教学管理控制系统作为保障，才能使整个教学管理系统合理运行。

(二)教学状况信息反馈系统是高校教学管理科学化的前提。正确的决策依赖于可靠的信息，而可靠的信息必须经过畅通的信息网络来获取并进行加工和合理流动。教学状况信息反馈系统要及时得到灵敏、准确和有利的信息，从而使教学管理决策指挥部门在拥有足够信息量的前提下，保证系统的顺利运行。而信息反馈系统的科学化管理则更加重要，主要体现在教学信息的搜捕术、浓缩术、筛选术、提取反馈术四个方面。

(三)教学过程控制系统是高校教学管理科学化的关键。教学过程控制系统是以教学质量为核心，以各类教学检查为手段，以教学过程中各类教学环节为重点而形成的。教学过程控制系统主要包括教学质量评估制度、学风评估制度、教学检查制度、作业抽查制度、试卷抽查制度等。通过将这些制度贯穿于教学过程之中，不仅使我们有效地控制了影响教学质量的各个关键点，而且使人才培养全过程得到优化，确保了人才培养质量。

三、高校教学管理科学化的形成过程及作用

从哲学意义上来说，人们对事物内在规律的认识过程应该是实践、认识、再实践、再认识的往返过程，但这种往返并不是在原有基础上的重复过程，而是螺旋式上升的过程。人们首先通过实践，获得一定的感性认识，然后才可能上升为理性思维。然而，当理性思维形成以后，我们又会发现原来初始实践中的某些缺陷，这就形成了理论指导实践的过程，也从而使我们的实际工作得到进一步的完善。

高校教学管理科学化的过程，也符合这种认识规律。这就要求高校必须在大量的实践基础上，形成一个有效的决策系统，通过一定的理论总结与分析，充分认识教学管理决策系统建立的意义与作用。但是在理论分析过程中，我们常常会发现，要建立一个闭环的有效决策系统，还必须对相应的环节进行完善。这就促使高校教学管理工作者必须对某些内容进行重新认识、分析和归纳，并把这些认识成果补充到原来的理性认识之中，使教学管理科学化体系逐渐得以完善。这种在科学化理论指导下的高校教学管理工作，在以下几方面发挥着重要的作用：

第一，使高校教学管理工作走上规范化、科学化、现代化轨道。教学管理科学化体系主要由前面所述三大系统构成。因此，高校应该围绕这三大系统，建立健全教学管理机构，明确管理职责，科学制定教学规章制度，加强各项教学工作规范化建设，使教学的各个环节有章可循。

第二，教学管理科学化形成的过程，也是提高各类教学管理人员素质的过程。高素质的教学管理队伍是实现科学化、现代化管理的关键。在教学管理科学化体系形成的过程中，教学管理人员只有不断地学习社会和管理等方面的知识，掌握现代化管理方法和手段，才能更好地认识教学管理的内在规律，才能从经验管理的模式中解放出来。

系统工程与理论篇8

关键词：机械工程控制；控制理论；教学改革；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0061-02

随着现代科学的迅猛发展，传统的机械工程学科发生了极为深刻的变革。控制理论、微电子技术、计算机技术与机械制造理论与技术的结合，促使机械工程领域各个方面发生根本性的变化，并且促进了机械工程中先进制造技术的发展，《机械工程控制基础》课程的开设就是为了适应这一现代科学技术变革的需要。“机械工程控制”是一门研究“控制论”在“机械工程”中的应用的科学，同时，它又是一种方法论，是科技工作者分析和解决问题的有效手段。《机械工程控制基础》课程是一门专业基础课，主要面向机械设计制造及其自动化专业本科生开设，既为后续的数控技术、机电一体化技术、机械工程测试技术、机器人技术等专业课程提供理论基础，也为学生毕业后进一步深造，以及从事机电一体化控制相关领域的应用与研究工作打下必要的理论基础。本文从课程的教学目标出发，结合课程的特点，对课程的教学方法进行分析研究，提高学生学习兴趣，培养学生的知识综合能力，使课程教学达到良好的效果。

一、明确课程教学目标

教学目标是课程教学的主线，教学过程中要时刻谨记课程的教学目标，深入理解课程的教学要让学生掌握什么、理解什么、最终要达到怎样的效果，所有的教学手段、教学方法应紧紧围绕这一主线进行。我校开设的机械工程控制基础面向机械设计制造及其自动化专业，总学时40学时（其中实验6学时），根据学时的设置和课程内容的系统性要求，我们制定课程的教学目标如下：①使学生理解控制系统的基本概念和掌握自动控制系统分析、设计（校正）的基本方法。②学会运用Matlab进行控制系统辅助设计和分析。③使学生能以动态（动力学）的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体而不是分离的角度，从整个系统中的信息传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为。④能结合工程实际，应用经典控制理论中的基本概念和基本方法分析、研究和解决其中的具体问题。教学目标的设定针对学生的个体发展需要，分层次，逐步提高。其中，既有共性，即所有学生必须掌握的，又包含个性，即体现学生自我发展的需要。

二、针对课程特点，制定教学方法

教学方法的制定应从课程的特点出发，才能达到良好的教学效果。工科类课程大多枯燥乏味，机械工程控制课程更加如此。机械工程控制基础课程内容涉及面广，课程的内容侧重理论，使得课程内容复杂且抽象，因此，如何提高学生学习课程的兴趣，从而发挥学生学习的主动性，是该课程教学中存在的普遍问题。

1.精彩的绪论，是激发学生兴趣的关键。机械工程控制基础课程的特定决定了该课程丰富的内涵，通过精彩的绪论内容，让学生进入课程中来，体会到课程的重要性，激发学生学习该课程的愿望，是整个课程教学成败的关键。①感性认识阶段。通过控制理论的发展历史、丰富的多媒体素材、控制理论在军事中的应用以及控制理论在家用智能电器中的应用，不但让学生耳目一新，又让学生感受到它与自己息息相关。②理性思考阶段。经典的实例和素材不单是简单的堆积，更要带领学生去深入的思考，通过讨论和师生互动的方式，让学生体会控制论的思想、方法，从而为理论教学奠定基础。

2.深入理解课程教学目标，系统化理论教学内容。课程的教学内容以系统建模―系统分析―系统校正为主线，首先让学生了解课程教学的总体结构。①了解系统模型：系统的微分方程、传递函数、频率特性模型之间的转换关系。②了解系统分析：时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析。③理解系统建模和系统分析的目的：系统的综合校正。通过使学生了解课程的总体结构，使学生明确学习目的。

3.深入理解课程教学目标，系统化理论教学方法。①侧重结论，淡化过程。结论的理解和总结贯穿于课程的始终，对结论的理解是课程教学目标的基本要求。结论的产生通常的教学过程是：物理模型―抽象―数学模型―分析―结论。在教学过程中应让学生理解和掌握这一分析结论的过程和方法，并淡化每一次结论分析过程中的数学推导过程，避免教学内容的枯燥和抽象使学生产生厌学的心理。②侧重应用，深化综合。通过具体化物理模型，应用基本概念与基本理论解决具体问题，最终使学生深入理解概念和理论的内涵。

三、理论与实践结合，提高学习兴趣

机械工程控制基础课程实验采用Matlab软件进行仿真分析，将课程理论应用通过软件进行实践应用，提高了学生对课程理论学习的兴趣，并加深了对理论知识的理解。课程的实验具体设置如下：①Matlab软件基本操作实验：应用Matlab软件进行基本的数学运算。②控制理论仿真基本操作实验：应用Matlab软件进行控制系统建模、时间响应分析、频率特性分析和系统的稳定性分析。③综合性试验：针对给定的系统及其性能指标要求，建立系统模型，应用Matlab软件进行系统的综合与校正。④设计性实验：自己设计控制系统，建立系统数学模型，进行Matlab仿真分析，应用自动控制原理实验箱，连接控制电路，分析系统。

四、以教学目标要求为基础，制定考试内容

机械工程控制基础课程中的基本概念、基本理论和基本方法，贯穿于课程的始终，对课程中基本概念、基本理论和基本方法的理解是课程的基本要求，但课程的教学目标更注重对知识综合应用能力的培养。因此，在考试内容的设置上应以综合试题为主，突出教学目标，通过知识的综合应用体现学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解，避免学生考前突击、死记硬背、甚至考试作弊等现象。

五、改革考核方式，建立全程考核模式

机械工程控制基础课程的考核采用期末考试占60%，考勤占10%，作业占10%，实验占10%，文献查阅实例分析占10%的考核方式。采用全程考核模式，降低了期末考试在总成绩中的比重，使成绩构成多样化。作业的布置应少而精，使学生更多的思考问题，查阅资料，分析和解决问题，不但减轻了学生的学生负担，更锻炼了学生的自主学习能力。

本文就机械工程控制基础课程的教学目标和课程特点，分析了课程的理论教学方法，制定了课程实践教学内容与考试内容的设置，提出了课程的考核改革方法，实践证明，采用该教学方法，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的自主学习能力，达到了良好的教学效果。

参考文献：

[1]杨叔子.机械工程控制基础[M].第六版.武汉：华中科技大学出版社，2011.

[2]梁双翼，尹辉俊，宋世柳.面向实践能力培养的《机械工程控制基础》教学探索[J].装备制造技术，2012，（3）：195-196，200.