導(dǎo)語：系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(xué)基礎(chǔ)”課程的基本情況

“系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)”是國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)系統(tǒng)工程專業(yè)本科學(xué)員的專業(yè)選修課。系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)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(shí)際問題的能力。課程主要教材為王其藩著的《系統(tǒng)動力學(xué)》，總計(jì)30學(xué)時(shí)，其中講授24學(xué)時(shí)，實(shí)踐4學(xué)時(shí)，考核2學(xué)時(shí)。

2“系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)”課程教學(xué)準(zhǔn)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(xué)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(gè)別交流等方式到學(xué)員隊(duì)進(jìn)行前期調(diào)研，了解學(xué)員對課程的預(yù)期時(shí)間精力投入情況，對課程的期望和需求以及學(xué)員的個(gè)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(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)，明確本課程相關(guān)的先導(dǎo)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(xué)、計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、自動控制原理、系統(tǒng)工程原理。通過與學(xué)員前期交流，可以了解學(xué)員現(xiàn)有知識體系以及對先導(dǎo)課程的掌握情況，這樣在課程設(shè)計(jì)和講授時(shí)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(zhǔn)備的重要環(huán)節(jié)。系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)》內(nèi)容充實(shí)，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(xué)圖形化建模仿真軟件，理論實(shí)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(xué)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(bǔ)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(xué)與計(jì)算機(jī)仿真》雖然教材內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)軟件比較陳舊，但是教學(xué)實(shí)例非常豐富?！断到y(tǒng)思考和系統(tǒng)動力學(xué)的理論與實(shí)踐》《社會系統(tǒng)動力學(xué)：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(xué)模型導(dǎo)論》《第五項(xiàng)修煉：學(xué)習(xí)型組織的藝術(shù)與實(shí)務(wù)》《增長的極限》等教材闡述了系統(tǒng)動力學(xué)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，有利于開拓學(xué)員的視野。

2.3教學(xué)交流

教學(xué)交流是進(jìn)行課程準(zhǔn)備、提高教學(xué)水平的重要途徑。想上好本課程需要與學(xué)科和課程建設(shè)負(fù)責(zé)人、承擔(dān)相關(guān)學(xué)科方向（特別是系統(tǒng)工程、管理科學(xué)與工程、仿真工程）課程任務(wù)的老師、教學(xué)崗老師、教學(xué)督導(dǎo)專家等進(jìn)行交流研討。作為新教員更需要積極參加各種教學(xué)培訓(xùn)、教學(xué)觀摩活動，向有經(jīng)驗(yàn)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(xué)的同類課程（例如美國MIT的系統(tǒng)動力學(xué)課程）進(jìn)行對比分析，充分借鑒國內(nèi)外優(yōu)秀課程的先進(jìn)理念、經(jīng)驗(yàn)，借鑒先進(jìn)的建設(shè)成果。除了課前以外，整個(gè)教學(xué)過程中以及教學(xué)結(jié)束后都可以通過積極參加各類教學(xué)比賽、課件大賽、教學(xué)督導(dǎo)、撰寫教學(xué)論文、申報(bào)教學(xué)成果獎等方式與教育教學(xué)界同行進(jìn)行教學(xué)交流。

3“系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)

3.1頂層設(shè)計(jì)

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

3.2教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容選取上，應(yīng)根據(jù)學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系、本課程在整個(gè)專業(yè)知識網(wǎng)絡(luò)中的地位作用和學(xué)員的認(rèn)知規(guī)律，科學(xué)論證和選取課程核心內(nèi)容和知識點(diǎn)、設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)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(fù)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(xué)因果分析、定性定量建模、Vensim建模仿真實(shí)驗(yàn)分析全新的角度進(jìn)行講授。教學(xué)內(nèi)容力求做到基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性和先進(jìn)性的統(tǒng)一。本課程理論教學(xué)內(nèi)容包括：系統(tǒng)動力學(xué)基本概念、建模原理和步驟；系統(tǒng)動力學(xué)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(xué)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(qiáng)壯性分析、模型精煉與重構(gòu)、政策/決策分析）。本課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括：系統(tǒng)動力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)、二階系統(tǒng)建模仿真實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)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(dú)有的特點(diǎn)，本課程需要重點(diǎn)把握以下兩個(gè)特點(diǎn)：一是突出理論與實(shí)踐相結(jié)合的“雙螺旋”主線。與一般的理論課或?qū)嶒?yàn)課不同，本課程是一門理論性與實(shí)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(dǎo)—軟件實(shí)驗(yàn)—綜合應(yīng)用”的思路展開。因此，教學(xué)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(xué)軟件實(shí)現(xiàn)相結(jié)合、培養(yǎng)學(xué)員綜合解決現(xiàn)實(shí)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(xué)特征。通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)員能夠建立系統(tǒng)辯證觀，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、整體的觀點(diǎn)，通過對因果特征和動力學(xué)特征的講解，使學(xué)員掌握聯(lián)系、運(yùn)動與發(fā)展的辯證觀點(diǎn)。系統(tǒng)動力學(xué)與物理學(xué)中的動力學(xué)具有相似性，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于物理學(xué)中的“力”，系統(tǒng)狀態(tài)隨時(shí)間發(fā)展變化的系統(tǒng)行為相當(dāng)于物理學(xué)中的“運(yùn)動”。系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和反饋機(jī)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(xué)非常適合研究復(fù)雜系統(tǒng)隨時(shí)間變化的問題，例如人口、經(jīng)濟(jì)、社會隨時(shí)間的發(fā)展、興盛與衰亡等。因此在課堂講授時(shí)可以適當(dāng)采用具有多媒體動畫，仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)特別需要展示系統(tǒng)隨時(shí)間變化的動態(tài)特性。

4結(jié)語

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

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