導語：系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)課程設(shè)計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1“系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)”課程的基本情況

“系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)”是國防科學技術(shù)大學系統(tǒng)工程專業(yè)本科學員的專業(yè)選修課。系統(tǒng)動力學可以為復(fù)雜非線性系統(tǒng)的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)規(guī)劃和系統(tǒng)預(yù)測提供一種基于因果關(guān)系的定性與定量相結(jié)合的理論和方法。課程有助于提高學員系統(tǒng)思維、整體思維、因果思維能力，以及利用建模仿真方法和工具解決實際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統(tǒng)動力學》，總計30學時，其中講授24學時，實踐4學時，考核2學時。

2“系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)”課程教學準備

2.1了解授課對象的基本情況

想要上好一門課，首先必須了解授課對象的專業(yè)、人數(shù)、學科背景，以及專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系等基本情況?？梢圆捎眉w座談、個別交流等方式到學員隊進行前期調(diào)研，了解學員對課程的預(yù)期時間精力投入情況，對課程的期望和需求以及學員的個性、情感等基本情況。明確本課程在人才培養(yǎng)體系中的地位、作用，梳理學科知識網(wǎng)絡(luò)，明確本課程相關(guān)的先導課程和后續(xù)相關(guān)課程。例如，與本課程密切相關(guān)的預(yù)修課程包括高等數(shù)學、計算方法、計算機程序設(shè)計、自動控制原理、系統(tǒng)工程原理。通過與學員前期交流，可以了解學員現(xiàn)有知識體系以及對先導課程的掌握情況，這樣在課程設(shè)計和講授時就能夠有的放矢，因材施教。

2.2教材選取

教材選取是前期準備的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)動力學有一些國內(nèi)外相關(guān)教材專著，其中王其藩的經(jīng)典教材《系統(tǒng)動力學》內(nèi)容充實，基礎(chǔ)理論方法闡述較全面系統(tǒng)，引入較新的Vensim系統(tǒng)動力學圖形化建模仿真軟件，理論實踐結(jié)合較好，比較適合作為基本教材。鐘永光等人編著的“十一五”國家級規(guī)劃教材側(cè)重培養(yǎng)系統(tǒng)思維主線，弱化微分方程式等數(shù)學知識，對動態(tài)系統(tǒng)的行為模式與結(jié)構(gòu)、因果回路圖和存量流量圖的繪制原則，復(fù)雜系統(tǒng)基模等概念闡述較為清晰，是對基本教材的有益補充。其他相關(guān)教材可作為課程課外讀物，例如《系統(tǒng)動力學與計算機仿真》雖然教材內(nèi)容和實驗軟件比較陳舊，但是教學實例非常豐富?！断到y(tǒng)思考和系統(tǒng)動力學的理論與實踐》《社會系統(tǒng)動力學：政策研究的原理、方法和應(yīng)用》《環(huán)境模擬：環(huán)境系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學模型導論》《第五項修煉：學習型組織的藝術(shù)與實務(wù)》《增長的極限》等教材闡述了系統(tǒng)動力學在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實例，有利于開拓學員的視野。

2.3教學交流

教學交流是進行課程準備、提高教學水平的重要途徑。想上好本課程需要與學科和課程建設(shè)負責人、承擔相關(guān)學科方向（特別是系統(tǒng)工程、管理科學與工程、仿真工程）課程任務(wù)的老師、教學崗老師、教學督導專家等進行交流研討。作為新教員更需要積極參加各種教學培訓、教學觀摩活動，向有經(jīng)驗的老師虛心請教。此外，還可以通過觀看國家視頻公開課、MOOC、與國內(nèi)外一流大學的同類課程（例如美國MIT的系統(tǒng)動力學課程）進行對比分析，充分借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀課程的先進理念、經(jīng)驗，借鑒先進的建設(shè)成果。除了課前以外，整個教學過程中以及教學結(jié)束后都可以通過積極參加各類教學比賽、課件大賽、教學督導、撰寫教學論文、申報教學成果獎等方式與教育教學界同行進行教學交流。

3“系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)”課程設(shè)計

3.1頂層設(shè)計

要想全面把握和上好一門課，需要從戰(zhàn)略上對課程進行整體設(shè)計，需要非常用心地按照系統(tǒng)工程的原理和思想進行系統(tǒng)動力學課程的頂層設(shè)計。本課程面向系統(tǒng)工程、仿真工程、管理科學與工程專業(yè)本科生，重點突出系統(tǒng)動力學的理論與方法、建模和應(yīng)用。課程涵蓋系統(tǒng)動力學中的系統(tǒng)分析、建模、仿真、實驗分析各個環(huán)節(jié)。目的是培養(yǎng)學員采用系統(tǒng)動力學方法分析和解決問題的能力，使其能夠理解系統(tǒng)動力學的基本思想、建模原理、建模過程，能夠應(yīng)用系統(tǒng)動力學建模方法及仿真環(huán)境建立宏觀層次的系統(tǒng)動力學模型，并通過仿真實驗解決宏觀層次的系統(tǒng)分析問題，從而提高學員解決實際問題的能力。在課程過程和方法設(shè)計上，除了進行基本概念方法講授外，還需要展示系統(tǒng)動力學在社會、經(jīng)濟、生態(tài)、軍事等特定領(lǐng)域中的應(yīng)用，加強學員對系統(tǒng)動力學應(yīng)用的直觀認識。在此基礎(chǔ)上結(jié)合具體應(yīng)用問題，組織學員從系統(tǒng)動力學和科學實驗角度認識世界和改造世界，形成科學的世界觀和方法論，并采用系統(tǒng)動力學建模仿真軟件開發(fā)相關(guān)的仿真模型，進行仿真實驗和分析，從而培養(yǎng)和提高學員分析和解決實際問題的動手能力。

3.2教學內(nèi)容

在教學內(nèi)容選取上，應(yīng)根據(jù)學科之間的內(nèi)在聯(lián)系、本課程在整個專業(yè)知識網(wǎng)絡(luò)中的地位作用和學員的認知規(guī)律，科學論證和選取課程核心內(nèi)容和知識點、設(shè)計教學實踐環(huán)節(jié)等。需要特別注意與其他相關(guān)課程的聯(lián)系、呼應(yīng)、分工、銜接。例如，一階負反饋的基本概念在以前的自動控制原理等課程講授過，本課程中就需要從系統(tǒng)動力學因果分析、定性定量建模、Vensim建模仿真實驗分析全新的角度進行講授。教學內(nèi)容力求做到基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、科學性、實用性和先進性的統(tǒng)一。本課程理論教學內(nèi)容包括：系統(tǒng)動力學基本概念、建模原理和步驟；系統(tǒng)動力學建模技術(shù)（因果回路圖、存量流量圖、狀態(tài)、速率、輔助變量和常數(shù)、參數(shù)、方程）；系統(tǒng)動力學分析技術(shù)（簡單和復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和行為分析、振蕩、延遲、基模、靈敏度與強壯性分析、模型精煉與重構(gòu)、政策/決策分析）。本課程實踐教學內(nèi)容包括：系統(tǒng)動力學仿真實驗技術(shù)（Vensim軟件、函數(shù)、輸入輸出分析）；一階系統(tǒng)建模仿真實驗、二階系統(tǒng)建模仿真實驗、應(yīng)用系統(tǒng)動力學分析解決復(fù)雜軍事問題。

3.3課程特色

每門課程都有其特殊性和獨有的特點，本課程需要重點把握以下兩個特點：一是突出理論與實踐相結(jié)合的“雙螺旋”主線。與一般的理論課或?qū)嶒炚n不同，本課程是一門理論性與實踐性結(jié)合非常緊密的課程。課程主要按照“案例引入—原理推導—軟件實驗—綜合應(yīng)用”的思路展開。因此，教學方法側(cè)重于理論講解與應(yīng)用案例結(jié)合、抽象的理論知識與Vensim系統(tǒng)動力學軟件實現(xiàn)相結(jié)合、培養(yǎng)學員綜合解決現(xiàn)實應(yīng)用問題的興趣和能力。二是突出課程的系統(tǒng)特征、因果特征和動力學特征。通過課程學習，使學員能夠建立系統(tǒng)辯證觀，強調(diào)系統(tǒng)、整體的觀點，通過對因果特征和動力學特征的講解，使學員掌握聯(lián)系、運動與發(fā)展的辯證觀點。系統(tǒng)動力學與物理學中的動力學具有相似性，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相當于物理學中的“力”，系統(tǒng)狀態(tài)隨時間發(fā)展變化的系統(tǒng)行為相當于物理學中的“運動”。系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和反饋機制決定了復(fù)雜系統(tǒng)的行為模式和動態(tài)特征。系統(tǒng)動力學非常適合研究復(fù)雜系統(tǒng)隨時間變化的問題，例如人口、經(jīng)濟、社會隨時間的發(fā)展、興盛與衰亡等。因此在課堂講授時可以適當采用具有多媒體動畫，仿真實驗時特別需要展示系統(tǒng)隨時間變化的動態(tài)特性。

4結(jié)語

“系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)”課程是鍛煉學員系統(tǒng)思維、因果思維與提高動手能力，解決實際問題的理論性和實踐性都很強的課程。實踐證明，通過在教學準備階段全面了解授課對象，精心選擇教材，積極進行教學交流；在課程整體設(shè)計階段系統(tǒng)做好頂層設(shè)計，科學選取教學內(nèi)容，準確把握課程特色，教員為上好“系統(tǒng)動力學基礎(chǔ)”做好了充分準備，為取得良好的教學效果奠定了堅實的基礎(chǔ)。

作者:王文廣楊峰李群單位:國防科學技術(shù)大學信息系統(tǒng)與管理學院