《系統(tǒng)工程與決策分析》案例教學(xué)探索

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1、《系統(tǒng)工程與決策分析》案例教學(xué)探索摘要：該文在信息類專業(yè)《系統(tǒng)工程與決策分析》課程的教學(xué)實(shí)踐中，引入案例教學(xué)方法。通過面向信息專業(yè)特色、理論聯(lián)系實(shí)際和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣等方式建設(shè)課程案例庫。文章還進(jìn)行了案例教學(xué)引入和案例學(xué)習(xí)分析過程等教學(xué)方法的探討。課程實(shí)踐表明案例教學(xué)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，提高解決復(fù)雜問題的能力。中國8/vie　　關(guān)鍵詞：案例教學(xué)系統(tǒng)工程與決策分析案例庫建設(shè)　　中圖分類號：G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A：1672-3791（2017）02（c）-0165-02　　長期以來，傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程教學(xué)方法以理論講授為主，忽視應(yīng)用系統(tǒng)工

2、程方法進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。另一方面，案例教學(xué)這種親驗(yàn)型、參與型的學(xué)習(xí)方法對《系統(tǒng)工程與決策分析》有著不可替代的重要作用[1-3]。為改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)方法，筆者及同仁在《系統(tǒng)工程與決策分析》課程的實(shí)踐中，引入案例教學(xué)，結(jié)合課堂研討活動開展案例教學(xué)，著重進(jìn)行案例收集和案例庫建設(shè)，并進(jìn)行案例教學(xué)引入和案例學(xué)習(xí)分析等教學(xué)方法的探討。　　1案例收集和案例庫建庫建設(shè)　　案例收集和案例庫的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，案例庫建設(shè)作為系統(tǒng)工程與決策分析的教學(xué)改革與實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)，能夠有效地彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)教學(xué)中與實(shí)踐環(huán)節(jié)聯(lián)系不夠緊密的不足，有利于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，

3、更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的?！　?.1當(dāng)前案例教學(xué)與案例庫建設(shè)存在的問題　　建設(shè)《系統(tǒng)工程與決策分析》課程的案例庫，需要解決數(shù)量和質(zhì)量的問題[4]。系統(tǒng)工程與決策分析的教學(xué)知識點(diǎn)較多，為幫助學(xué)生理解教學(xué)過程中的理論與方法，如果不建設(shè)一個(gè)數(shù)量充沛的案例庫，很多知識點(diǎn)無法找到與之相對應(yīng)的案例，教師在教學(xué)中只能夠通過自身對問題的理解向?qū)W生舉例說明，可能會導(dǎo)致教學(xué)效果不能達(dá)到預(yù)期。其次，案例的質(zhì)量亟待提高，從書籍和報(bào)刊網(wǎng)絡(luò)上找來的案例大多偏向于敘述性。更為重要的是現(xiàn)有的案例基本上是偏向于社會管理方向的，而所授課程的對象是電氣和控制方向的研究生，

4、照搬這類案例的話會形成針對性不強(qiáng)，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?！　?.2案例收集和案例庫建設(shè)的途徑　　在建設(shè)案例庫的過程中，建設(shè)途徑有以下幾個(gè)方面。一是教師在教學(xué)和科研中，將本專業(yè)的課程或課題中與系統(tǒng)工程相關(guān)的內(nèi)容整理成案例；其次是從各種電子資源中尋找合適的案例；另一個(gè)重要的途徑是在課程中安排了學(xué)生在老師的全程指導(dǎo)下進(jìn)行案例學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，并以此作為案例庫的一個(gè)來源。經(jīng)過幾年的嘗試，通過發(fā)動學(xué)生自選課題，老師幫助篩選課題，師生共同探討解決問題的方法和模型，最后由學(xué)生經(jīng)過建模、分析，得到案例解決方案的過程是學(xué)生對案例學(xué)習(xí)的良好體會。與此同

5、時(shí)，一些問題闡述清晰、模型結(jié)構(gòu)特征鮮明、方案選取有理有據(jù)的典型案例分析也被選取出來，為課程的持續(xù)改進(jìn)充實(shí)了新鮮內(nèi)容。　　1.3結(jié)合專業(yè)特色，理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，建設(shè)案例庫　　在案例收集和案例庫的建設(shè)過程中，著重關(guān)注了以下幾個(gè)問題?！　∈紫?，和專業(yè)相結(jié)合，盡量采納本專業(yè)課程或課題中所涉及的系統(tǒng)工程應(yīng)用的案例。引入本專業(yè)的相關(guān)項(xiàng)目和課題，將它們作為系統(tǒng)工程的應(yīng)用案例可以增強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的體驗(yàn)感，所以在案例庫的建設(shè)中強(qiáng)化了這方面的內(nèi)容。典型的案例包括應(yīng)用層次分析法、多元非線性回歸和深度學(xué)習(xí)算法等進(jìn)行城市洪災(zāi)預(yù)測，應(yīng)用啟發(fā)式算

6、法對某市的風(fēng)光蓄互補(bǔ)獨(dú)立微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以后者為例，在對系統(tǒng)建模后，研究者發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)復(fù)雜優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，需要進(jìn)行多目標(biāo)的優(yōu)化。優(yōu)化目標(biāo)包括微網(wǎng)系統(tǒng)的總費(fèi)用、能量過剩倍率、微網(wǎng)系統(tǒng)的清潔率，以及系統(tǒng)可靠性負(fù)載缺電概率等。進(jìn)一步結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場合，可將相對不重要的目標(biāo)如負(fù)載缺電概率和微網(wǎng)系統(tǒng)的清潔率降級為約束條件。借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機(jī)制的隨機(jī)群體搜索策略，啟發(fā)式多目標(biāo)遺傳算法在這里被用來解決復(fù)雜優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。在Matlab?h境中編程后，在最優(yōu)解集中找到系統(tǒng)的滿意解。　　其次，以案例提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將一些比較枯燥

7、的理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為有趣的案例應(yīng)用。例如，在講解解析結(jié)構(gòu)模型時(shí)，把一個(gè)足球隊(duì)員人數(shù)之謎的智力游戲用解析結(jié)構(gòu)的傳遞關(guān)系來表述，應(yīng)用解析結(jié)構(gòu)的矩陣表達(dá)式對足球隊(duì)員的站位順序和站位高度建模，這樣，解析結(jié)構(gòu)的遞階關(guān)系就給出了足球隊(duì)員從11人轉(zhuǎn)化為10人的解。解析結(jié)構(gòu)模型的理論學(xué)習(xí)因其對矩陣的定義和復(fù)雜分析而略顯枯燥。將其應(yīng)用在足球隊(duì)員人數(shù)之謎的案例中，既能加深對解析結(jié)構(gòu)模型理論學(xué)習(xí)的理解，又增強(qiáng)了課堂的活躍度。另一個(gè)案例則是將學(xué)生的興趣愛好結(jié)合到課堂中來。不少學(xué)生是NBA聯(lián)賽的忠實(shí)觀眾。為此，在案例庫中增加了一個(gè)分析評價(jià)NBA常規(guī)賽賽程安排

8、對各球隊(duì)的有利程度的案例。通過收集2012―2013賽季的前半程的比賽時(shí)間間隔、背靠背次數(shù)、對手實(shí)力、區(qū)域因素、主客場因素，建立了基于模糊綜合評價(jià)的分析模型，并應(yīng)用該模型對賽季的后半賽程進(jìn)行預(yù)測。　　最后，聯(lián)系實(shí)際生活，將學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中遇到的決策問題應(yīng)用系統(tǒng)工