基于系统思维教育与应用的本科生教学改革

李智丽 娄华 张锦伟 廖洁丹 叶亚琼 陈济铛 黄以

摘要：高校作为培养高素质的专门人才的基地，要想在有限的时间内，实现对本科生的全方位高素质培养，“系统思维教育模式的开发与运用”是一个很好的构想与途径。

关键词：系统思维;本科生;教学改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）42-0123-02

系统是与完成某一个项目，或一个任务、某一个事件相关的所有元素在时间、空间维度中互影响与作用的完整统称。而系统性思维是指为完成某一项目或事件、目的将系统中所有元素进行有机整合的完整性思想方式、思想能力与思想过程的统称。

高等教育的培养目标重点不是培养学生在有形世界中的认知与组合，而是引领学生根据有形世界及已知领域，对其规则、规律、法则、内在本质的研究与发现，进而对现有工具或工作方式优化、完善、改善，达到创新创造的目的。

高等教育教学过程中传授的知识体系，只是对现有物质世界已有认知的一种表述，其带给学生的是对客观事物点状认识。而学生能力的形成则需要其根据自己的理解、生活经历、事物特征的把握、内在关系的梳理逐步对其意识形态重构，从而逐步形成其特有的思维系统。

在接受高等教育期间，培养学生的系统性的思维能力，缩短每个个体重构思维系统的时间，是极其重要及必要的。要使学生在知识学习过程中快速形成系统性思维方式，培养其触类旁通的能力，必然要求授课者要改变传统的知识教学习惯，通过合理的引导方式，将知识与系统整合为一体，又通过系统将知识表达再现。每个教学内容的组织与设计，每个知识点的讲解都进入问题分析相关维度，使学生逐步形成维度式、系统式的学习方法，从而快速形成专业或行业的系统思维体系。

建立系统思维的意义在于：（1）对事物结构的剖析有助于架构明确及清晰;（2）对事物元素的分解有助于维度完整及周密;（3）对影响因素的分析有助于分析主次因素;（4）有助于发现事物内在新元素以及新的影响因素;（5）为事物系统的分析提供一套方法与手段;（6）为学习与研究提供视野拓展的依据与方法。

一、学科专业设计与社会应用的系统关联

建立学科专业思维体系及思维习惯的相关行业特征。首先，研究相关学科专业在行业体系中的应用环境、应用前景、职业对应、岗位发展与延伸、行业发展方向等，使专业在相关社会应用中找到定位与依托。其次，引入行业或相关领域的资讯，为学生提供培养系统思维模式的实践性素材。

二、课程间的系统性综合思维实践

课程的设置是为形成统一的专业思维体系而服务的，课程的教育不是孤立存在的。恰恰相反，目前在不断要求老师专业化背景下，课堂教学内容往往只是从课程本身出发，出于课本，归于教材，老师的专业性也带来了课程的孤立性，缺乏课程间横向、纵向的跨越与贯通。因此，如何打破课程间、老师间、校内外间的壁垒，建立知识贯通的平台，应用于教学实践，值得我们思考。

三、课堂设计与课程设置的系统思维建立

课堂设计主要以知识为基础，知识的本身特性是相互关联的，网状的。但目前大多数教师授课时，却是将知识点状化、孤立化，致使学生无法将知识活学活用，使知识不能产生其应有的价值。要将知识进行分门别类、进行归纳总结传授，同时又要将知识与系统关联，并研究其相互影响与作用，进而寻找发现其内在的价值与功能。这就要求课堂组织中将每个知识元素有机进行系统整合，促使其系统思维元素的补充与丰满，并随着一个知识元素的补充，其上下左右相互关联体的整理与扩充，便可以达到知识呈几何级数增长。

四、课程与应用融合系统思维实践

应用实践是以项目、事件为中心，要完成某一项目或某一目标。知识性应用只是一个方面，其人文因素、时间因素、空间因素、环境因素都属于系统中的相关元素，这些对项目或事件目标的达成都起着或多或少，甚至重要的影响作用。而课程又仅仅是知识系统中的一小部分。

抽象思维的研究如何用显性的方式，采用什么物质形式进行可视化的体现，并进行广泛的传播与应用。采用传统的文字或书籍、图形很难将抽象、虚无、动态变化、内在不断演变的形态思想与过程予以表达与呈现。现代信息化技术根据信息数据的演变可以通过数学模型或数据挖掘的功能完成内在事物变化过程的重现与表达。而仿真虚拟技术可将内在的数据变化表达，借助物质的外表特征进行表象的表达与呈现。而网络技术为这个思想表达的传播、共享、互动提供了打破时间与空间、环境约束的可能。而未来物联网的发展与应用为数据数据采集与采样提供海量数据的保障。

五、方法的建立

系统性思维的建立与培养，其实质为一种思维习惯的培养。一种思维习惯的形成，是通过事物特定分析思路将大量信息及资源元素进行内在逻辑关系梳理形成思想的一种思维模式。这个思维模式有自下而上的总结模式，也有自上而下逐步分解的模式。也有由某一项目中某一元素为驱动，逐步上下、左右延伸与拓展，从而寻找内在的关联，不断经过总结而获取其内在的规律，不断分析，使思维不断完善、优化与周密。第一种方法，往往是具有很高造诣，对事物有“道”层面的掌控能力者使用，其特点在于脉络清晰、条理清楚、目标明确，是在智慧的前提下进行。第二者与第三者其实没有特定的界定。事物本身没有发展和衍生的止境，所以也就不存在很确切的“下”的概念。所以事物认識或形成的过程中往往运用第三种模式。

从事物四个认识层面入手：象、法、术、道，对事物分析，对目标功能进行定位。

根据能力四个维度：知识、技能、素养、潜能，对课程教育的内涵进行分析，以纳入维度系统中，进行维度思想的培养。

针对能力培养形成的五个步骤：行、问、思、解、结，对能力内涵的知识点进行不同方式的承载与呈现，合理贯穿于教育的相应环节。

六、资源建立与需求

围绕系统性思路的建立，需要非常丰富、互相关联的资料。

资源的主体要有：项目设计、事件描述、环境设计、人物形态、微观呈现、宏观互动、影响互制等。

其资源形式包括：动画、视频、图片、文件、立体三维、音频等等。采用一切声光电可能表达的形式，尽可能创造现实世界的五观感觉与认识，为形成思维系统提供体验式的培育环境。采用现代3D虚拟仿真技术，将宏观与微观世界利用模型构建的方式进行其特征与关系的呈现。并将各类课程资源与其间的模型实物关联，创建虚拟的数字教学基地。并依据虚拟环境中的事物关系与流程初步掌握事物间的简单逻辑关系，从而引发其发现、寻找各种问题。

七、教育过程与实践

行动：学生可通过在虚拟环境中的游历无形中完成其知识学习，借助各类虚拟实验操作掌握实训操作的流程、步骤与规范，借助虚拟模型进行事件、项目的执行操作完成其操作思路的构建，同时避免了耗材与危险的发生。经过这些过程，学生可从不同角度寻找、发现问题，促使学生进入第二个环节“问”。

问题：学生可借助系统平台，将问题进行准确描述、表达，向他人寻求帮助。这其中的关键是培养学生发现问题的能力，对现象及问题准确表达、精准定位的能力，表述方式、语气态度等人文情感。

思考：思考是发现问题后尝试解决问题的前期过程，系统中学生可根据模拟虚构的模型，依据事物发展流程进行知识与系统相关元素、因素的系统重构。

解决：当学生通过思考、发现或确定一套解决方法后，可通过系统中的模拟环境进行其解决流程与过程的实践。其实系统中所有工具、元素、关系都可供学生根据思路不断演练，促使其对整个项目系统的成熟完善。

通过跟踪事物或项目的演变过程，并不断对其进行归纳、总结、吸收，这是能力转化的步骤。这个过程中培养了学生文字表达能力、总结观点的能力、看问题的角度能力、整体事物分析能力、经验积累与再应用的能力。