系统工程基础课程教学大纲
一、课程基本信息
课程编号：AS33107
课程名称： 系统工程基础
英文名称：Introduction to System Engineering
课程学时：32讲课学时：24 实验学时：0上机学时：8习题学时：0
课程学分：2
开课单位：航天学院控制与仿真中心
授课对象：自动化类、探测制导与控制专业
开课学期：3春
先修课程：微积分、概率论和数理统计、大学计算机基础
二、课程目标
系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统的工程技术，是控制科学与工程学科下的重要学科方向，内容涉及系统模型、系统评价、系统决策、系统优化等。《系统工程基础》是掌握系统工程理论和学习其它系统工程相关课程前的必修课程，在培养学生建立系统、优化、全局和整体的概念，创造性思维、从全局和整体上处理系统的能力方面占有重要的地位，其内容的广泛性、学科交叉性、应用直接性使其适合培养复合型的创新人才。
本课程的主要任务是通过课堂讲授、实例介绍和上机实践等环节，使学生掌握系统的概念，熟悉系统模型分类，掌握系统决策和优化方法，培养学生运用系统工程理论分析工程问题、设计并优化系统解决方案的能力，提高学生的综合能力、宏观问题处理能力，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。
课程目标对学生的能力要求如下：
课程目标1.掌握系统工程的基本思想、原理和方法，包括系统决策、优化以及面向复杂系统的研究方法。
课程目标2.培养学生建立系统、优化、全局和整体的概念，从全局、整体上分析系统的能力。
课程目标3.掌握定量分析为主、定性定量相结合的综合集成方法，掌握组织管理“系统”的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法。
三、课程目标与毕业要求指标点对应关系
毕业要求 | 毕业要求指标点 | 课程目标 |
1、知识应用 | 1-1 能运用数学和自然科学对自动化系统进行机理建模或实验建模 | 课程目标1 |
2、问题分析 | 2-2能从系统的角度识别和表达自动化系统工程问题中的需求、制约和冲突因素 | 课程目标2 |
3、设计/开发解决方案 | 3-4能够结合具体工程对象及环境，对自动化系统的设计方案进行比较、改进和优化，在设计环节中体现创新意识 | 课程目标3 |
四、课程目标与课程内容对应关系
序号 | 教学内容 | 教学要求 | 学时 | 教学方式 | 对应课程 目标 |
1 | 系统工程概述 （1）系统来源与定义 （2）系统属性与分类 （3）系统工程定义和特点 | 1）掌握“系统”的来源及定义，系统思想的形成 2）了解系统的属性、分类 3）掌握系统工程产生的背景、系统工程定义、系统工程特点和发展趋势 | 2 | 讲授 | 课程目标1 |
2 | 系统工程方法论的原则及其基本方法 （1）系统工程方法论概述 （2）系统工程应用方法 | 1）了解系统工程方法论原则 2）能够应用典型的系统工程方法对系统进行分析 3）了解综合集成方法论等东方系统工程方法论 | 2 | 讲授 | 课程目标1 |
3 | 系统工程模型（一） （1）系统工程模型概述 （2）典型的系统工程模型 | 1）了解系统模型的基本概念和分类 2）能够运用排队模型描述系统 | 2 | 讲授 | 课程目标1 |
4 | 系统工程模型（二） （1）时间序列模型的概念和形式 （2）时间序列模型的应用 | 1）掌握时间序列模型的概念和形式 2）能够运用时间序列模型描述和分析系统 | 2 | 讲授 | 课程目标1 |
5 | 系统工程模型（三） （1）典型系统工程模型应用 （2）系统工程建模工具 | 1）了解解析结构模型、系统动力学模型的具体形式及其应用 2）能够运用系统工程建模的基本工具，进行系统描述 | 2 | 讲授 | 课程目标1 |
6 | 系统评价方法 （1）系统评价概述 （2）常用的综合评价方法及应用 | 1）了解系统评价的原则 2）能够应用典型的系统评价方法（如层次分析法）对系统进行评价 | 2 | 讲授 | 课程目标1 |
7 | 系统评价方法应用上机实验（一） | 能够应用系统评价方法，借助计算机软件，针对典型系统开展评价工作 | 2 | 上机 | 课程目标2 |
8 | 系统评价方法应用上机实验（二） | 能够应用系统评价方法，借助计算机软件，针对典型系统开展评价工作 | 2 | 上机 | 课程目标2 |
9 | 系统决策方法（一） （1）系统决策概述 （2）典型决策方法 | 1）理解决策的概念 2）能够运用典型决策方法（如风险决策）开展典型系统决策工作 | 2 | 讲授 | 课程目标2 |
10 | 系统决策方法（二） （1）多目标决策方法概述 （2）多目标决策方法应用 | 能够运用多目标决策方法开展典型系统决策工作 | 2 | 讲授 | 课程目标2 |
11 | 系统对策方法（一） （1）系统对策概述 （2）典型对策方法概述 | 1）理解系统对策的概念 2）能够运用典型的对策方法研究系统对策问题 | 2 | 讲授 | 课程目标2 |
12 | 系统对策方法（二） （1）典型对策方法 （2）典型对策方法的应用 | 能够运用典型的对策方法研究系统对策问题 | 2 | 讲授 | 课程目标2 |
13 | 系统优化方法（一） （1）系统优化问题概述 （2）线性规划方法理论 | 1）理解系统优化的概念 2）理解线性规划的概念 | 2 | 讲授 | 课程目标3 |
14 | 系统优化方法（二） （1）线性规划方法求解 （2）线性规划方法应用 | 1）能够求解线性规划问题 2）能够运用线性规划方法求解系统优化问题 | 2 | 讲授 | 课程目标3 |
15 | 系统工程应用实验（一） | 能够应用系统工程原理，针对典型案例进行分析、设计、评价或优化 | 2 | 上机 | 课程目标3 |
16 | 系统工程应用实验（二） | 能够应用系统工程原理，针对典型案例进行分析、设计、评价或优化 | 2 | 上机 | 课程目标3 |
五、课程教学方法
采用课堂讲授和完成实践作业相结合的方式完成教学，采用如下方法：
1）互动式教学：课内讨论和课外答疑相结合，鼓励学生在上机试验时，对问题进行充分的讨论。
2）启发式教学，通过布置上机实验和作业，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践掌握相关知识。
3）多媒介教学，采用制作幻灯片、播放视频等多媒体教学手段，结合传统板书教学，丰富教学内容，增加课堂教学信息量，提高课堂教学趣味性。
4）案例教学，授课时从案例和典型问题为切入点，通过问题吸引学生对所授内容的兴趣，引发学生思考，从而提高教学效果。通过布置上机试验和作业，鼓励学生开展理论的工程实践应用，引导学生运用系统工程原理，解决典型系统的分析、设计、优化和评价问题，培养其建立系统、优化、全局和整体的概念，从全局、整体上处理系统的能力。设计的案例选取贴近学生学习生活和面向科技前沿的。
六、课程考核方法
考核环节 | 所占分值 | 考核与评价细则 | 对应课程目标 |
作业 | 20 | （1）主要考核学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程度； （2）每次作业按20分制单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。 | 课程目标1 |
上机实验 | 20 | （1）教师设计典型案例，学生根据兴趣选择，应用系统工程理论，解决实际系统的评价、分析、优化和决策问题，主要考查应用所学知识及解决工程问题的实践能力和文字表达能力； （2）教师根据选题、文档、报告情况评分 | 课程目标3 |
期末考试 | 60 | （1）卷面成绩100 分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。 （2）题型包括填空题、计算题、简答题和论述题。 | 课程目标2 |
七、主要教材与参考书
1）严广乐. 系统工程导论. 清华大学出版社，2015.
2）朱一凡等译. NASA系统工程手册. 电子工业出版社，2012.
3）梁军，赵勇编著. 系统工程导论. 化学工业出版社,2013.
大纲撰写人：晁涛 大纲审核人：王松艳
