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系統(tǒng)科學的研究方法范文第1篇

1 概述

《操作系統(tǒng)》是計算機學習中比較重要的一門課程，對計算機專業(yè)其他學科的學習具有重要的作用，通過《操作系統(tǒng)》的學習，有助于學生對今后其他知識理解、認知以及儲備，對學生全面理解知識框架具有至關重要的作用，也是我國新科改革的基本要求，符合新課程改革中，提升學生綜合素質的基本規(guī)定?！恫僮飨到y(tǒng)》作為計算機專業(yè)的核心 課程，要求學生掌握操作系統(tǒng)的基本概 念、基本原理、存儲管理。設備管理和文件系統(tǒng)。 設計方法和實現(xiàn)技術，具 有初步分析實際操作系統(tǒng)的能力，并將理論與其實現(xiàn)技術相結合，為其今后在相關 領域開展工作打下堅實的基礎。該課程的 任務是全面系統(tǒng)地講述操作系統(tǒng)的設計和實 現(xiàn)，包括操作系統(tǒng)各組成部分的概述，互斥性和同步性，處理器實現(xiàn)，調度算法， 《操作系統(tǒng)》知識涵蓋多個學科，對全面發(fā)展學生綜合能力具有一定的推動作用。不過，《操作系統(tǒng)》現(xiàn)實實踐情況卻不是很樂觀，據(jù)某機構對學生《操作系統(tǒng)》現(xiàn)實情況調研：很多學習較好的學生，對實踐卻束手無策，他們熟練背誦各種概念，對理論非常熟悉，卻對現(xiàn)實實踐缺乏認知，這是我國素質教育方面的缺失，在一定程度上影響著我國素質教育的整體發(fā)展。基于此類情況的存在，本文以《操作系統(tǒng)》課程教學方法的研究與實踐為研究對象，探討目前我國《操作系統(tǒng)》現(xiàn)實課程教學方法存在的問題，提出解決目前問題的措施，進而從根本上促進我國素質教育的快速發(fā)展和進步。

2 《操作系統(tǒng)》課程教學方法存在的問題

《操作系統(tǒng)》在學習和授課的過程中，存在這許多的問題，這些問題在一定程度上影響了教師的授課以及學生之間的學習，本文基于此情況，通過研究，提出了總結了《操作系統(tǒng)》課程教學方法存在的一系列問題，下面，本文針對這些問題做詳細的論述，以便讀者對《操作系統(tǒng)》課程教學方法存在的問題有一個比較清晰的認知。

1）課程內容廣泛，理論性較強

《操作系統(tǒng)》這門課涉及很多學科內容，有數(shù)學方面的排序算法、計算機應興建等方面的知識，需要學生有多方面知識儲備，才能學習起來熟練，然而，《操作系統(tǒng)》課程開設時間一般是大二上學期，剛進大二，沒有其他科目的相關學習，很難容易接受有關操作系統(tǒng)方面相關知識，這就導致很多學生很難學習下這門課程，很多學生就是因為剛開始學習難度較大，而放棄了對《操作系統(tǒng)》的相關學習。在操作系統(tǒng)這門課程中，有很多理論性較強的語言，需要學生深入學習方能理解，這就更加阻礙了學生對其學習的興趣，加上很多學校強調分數(shù)，輕視實踐，許多學生為了取得比較高的分數(shù)，死記硬背，盡管取得了較好的成績，卻不能有效理解《操作系統(tǒng)》這門課的精髓。

2）缺乏實踐環(huán)節(jié)

《操作系統(tǒng)》是一門理論性較強的學課程，需要學生花費很長時間去理解和學習它，其實，在深入學習的過程中，實踐是最好的學習方法。然而，在我國高校授課教學中，由于硬件設施以及時間環(huán)境的原因，實踐是很多高校缺失的一個重要環(huán)節(jié)。除此之外，很多學校在講解windows系統(tǒng)，使得很多學生對Linux系統(tǒng)不是很了解。正是實踐環(huán)節(jié)的缺失，導致學生在學習的過程中，無法充分利用理論與實踐進行有效結合，進而不能充分了解到《操作系統(tǒng)》對現(xiàn)實實踐的幫助作用，進而激起不起他們學習的興趣和動力，從根本上無法解決學生對其學習的激情，這也是《操作系統(tǒng)》這門課程無法激起學生學習動力的根本原因。實踐是檢驗理論最重要的方法，對進一步理解《操作系統(tǒng)》具有重要的幫助作用。理論學習是實踐學習的基本，通過實踐，可對理論知識有一個根本的了解，進而對研究《操作系統(tǒng)》多方面學習提供多方面的實踐作用。

通過上文的論述，可以看出，我國《操作系統(tǒng)》課程教課過程中存在著許多問題，這些問題在很大程度上影響了我國授課課程的進步和發(fā)展，阻礙我國新課程改革的進步，嚴重影響我國新課程下的素質教育的實施，針對此情況的存在，本文通過文獻綜述以及調查問卷等方法形式，提出了一系列解決目前問題的措施，進而從根本上解決目前我國《操作系統(tǒng)》授課上存在 的問題，以便提高我國新課程的進步和發(fā)展。

2 優(yōu)化《操作系統(tǒng)》課程教學方法的措施

針對目前我國《操作系統(tǒng)》課程教學方法存在的問題，本文提出了一系列有關優(yōu)化《操作系統(tǒng)》課程教學方法的措施，在一系列措施中，本文主要論述以下幾點：

改變教學方法、激發(fā)學生學習興趣以及增刪課程等措施。

1）改變教學方法

傳統(tǒng)的教學方法往往是教師高高在上授課，學生在下被動授課，針對目前教學方法，本文提出了改善目前教學方法的措施―改變教學方法，教師可在平時授課時，加入一些教師與學生互動環(huán)節(jié)，教師在授課時，讓學生加入授課語境中，教師還可以在授課時，加入模型環(huán)節(jié)，在講解操作系統(tǒng)時，教師可將操作系統(tǒng)通過實體模型的形式展現(xiàn)給學生，將操作系統(tǒng)的組成部分，展現(xiàn)在模型里，讓學生通過實際模型的形式展現(xiàn)給學生，這樣在很大程度上讓學生對其有比較清楚的了解，讓學生對其有一個比較清晰的認知。

2）激發(fā)學生學習興趣

《操作系統(tǒng)》是一門比較晦澀難懂的課程，需要學生有較大的學習興趣才可以學好，對于此，本文提出了一系列激發(fā)學生學習興趣的方式。教師在授課的過程中要學會帶著情景去授課，教師可在講課前，講述一些有關《操作系統(tǒng)》的故事或者運用情景，譬如，教師可將操作系統(tǒng)中某一部分和生活中的案例結合起來，讓學生對操作系統(tǒng)和生活實際應用聯(lián)系起來，進而找出學習這門課的作用，讓學生真正了解到這門課的用處。

3）適當增刪教程

操作系統(tǒng)課程中死鎖這一知識點可以說是該課程的重點和難點，內容比較晦澀，學生理解困難，不明白其中的真正含義，因此在講解時要引導學生，讓學生積極思維，不要因為一些晦澀難懂的術語就放棄學習，教師可以讓復雜的知識簡單化，讓學生易于理解。對于死鎖，首先要解釋死鎖產生的原因，就是因為資源不足，如果資源充足，就不會有競爭，不會引起死鎖。

在對死鎖概念的理解時，可以給學生設想一個場景，兩個小朋友，一個在玩小火車，另一個在玩小汽車，如果各玩各的就不會發(fā)生矛盾，但其中一個玩小火車的小朋友想玩小汽車，但又不放棄自己的小火車，另一個想玩小火車，但又不放棄自己的小汽車，兩人打架，即死鎖中的請求與保持，最后導致死鎖。這樣講解生動，形象，將復雜的概念用簡單的小故事將其轉化

4）加強實踐環(huán)節(jié)

學生在學習《操作系統(tǒng)》課程時，如果 能夠進行一些實踐演練，更深入的理解基本 理論和技術知識，一定能夠達到更好的學習 效果。 對于計算機專業(yè)的本科生來說，除了對 windows操作系統(tǒng)比較熟悉，應該對 UNIX/Linux系統(tǒng)也有一定的了解。通過 《操作系統(tǒng)》課程的理論學習，教師可以鼓勵 學生，更深入的理解這些常用操作系統(tǒng)，引 導學生在Windows，UNIx/u11u）【系統(tǒng)中找 理論原型，既理解了操作系統(tǒng)理論知識，又 提高了實踐能力，可謂一舉兩得。 另外，由于IAnux是開源操作系統(tǒng)，教 師可以有選擇的帶領學生分析部分源代碼。通過分析內核源代碼，學生能夠更深入的理 解操作系統(tǒng)的工作原理，全面提升學生的學習能力。對于專業(yè)水平較好的學生，教師可 以鼓勵他們利用課余時間，繼續(xù)分析內核源代碼，為其今后從事科學研究打下堅實的基礎。

系統(tǒng)科學的研究方法范文第2篇

關鍵詞：操作系統(tǒng)；工具軟件；鏈接；模塊；虛實地址空間；地址轉換

中圖分類號：G642　文獻標識碼：B　文章編號：1672-5913(2009)04-0030-02

操作系統(tǒng)是用來管理計算機系統(tǒng)中所有軟、硬件資源的系統(tǒng)軟件，所有的計算機用戶都在使用操作系統(tǒng)，只不過不同層次的用戶在不同層次使用操作系統(tǒng)提供的功能。計算機相關專業(yè)一直以來將操作系統(tǒng)作為最重要的專業(yè)核心課程，一方面，使學生通過操作系統(tǒng)的學習，深入理解計算機的軟硬件協(xié)同工作原理；另一方面，有助于加強和培養(yǎng)同學們的解決實際問題的綜合能力，加深專業(yè)素養(yǎng)，而這也正是計算機專業(yè)與非計算機專業(yè)對學生計算機知識培養(yǎng)的區(qū)別所在。

1　課題背景

面對這樣的定位，教師如何教、學生如何學成為各高校相關教師不斷研究的方向。教師所講授的內容從基本理論知識和典型算法到理論與實際操作系統(tǒng)相結合，與此相對應，各高校也編寫出版了一些新的將操作系統(tǒng)理論與實際操作系統(tǒng)結合在一起的教材。新的教學內容對教師提出了更高的要求，也促使我們探索更有效的教學方式。以“傳授知識、培養(yǎng)能力”為目標，我們將操作系統(tǒng)教學內容分為三部分處理：

(1)對于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)理論和典型算法，既要讓同學們學習系統(tǒng)的操作系統(tǒng)理論，又要為同學們參加研究入學考試奠定基礎。在覆蓋大綱的前提下，講授時務求透徹。保證同學們能夠理解原理。

(2)對于操作系統(tǒng)實例，講授操作系統(tǒng)功能在具體操作系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)的，從實際教學情況來看，不太易于解釋明白。究其原因，主要有：

①操作系統(tǒng)作為大型系統(tǒng)軟件，規(guī)模龐大，比如較流行的作為實例的Unix、Linux或Windows系統(tǒng)，規(guī)模都很大；

②操作系統(tǒng)功能都是軟件和硬件配合工作實現(xiàn)的，其中任一部分功能的實現(xiàn)，都涉及太多的細節(jié)問題，比如存儲器管理中進程邏輯地址到物理地址的映射，就涉及到了CPU中專用寄存器、內存中的數(shù)據(jù)結構和硬件的地址轉換結構等知識。

這一部分所涉及知識全部講述，課時必然不夠用：囫圇吞棗地講，同學們課堂上聽不懂，下去自學必定遇到障礙(復雜的結構，瑣碎的細節(jié))，最終極有可能使此一部分內容以記住幾個概念、了解幾個數(shù)據(jù)結構收場，從而失去學習實例的本意。

(3)對于操作系統(tǒng)的實踐環(huán)節(jié)，要使學生主動運用所學理論解決問題，以提高能力為目標。

操作系統(tǒng)實例和操作系統(tǒng)的實踐部分是加強和培養(yǎng)學生的解決實際問題的綜合能力的關鍵環(huán)節(jié)，對加深學生的專業(yè)素養(yǎng)很有意義，其如何實施是教學研究的重點。

2　操作系統(tǒng)實例教學的研究

我院在教學過程中，注重實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強調學以致用，激發(fā)同學們的學習興趣。

具體在操作系統(tǒng)實例教學中，我們的目標是：

(1)力求從整體上展現(xiàn)操作系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法，避免陷入細節(jié)。

(2)操作系統(tǒng)作為大型軟件，結構復雜，功能完善，操作系統(tǒng)實例教學不求面面俱到，而是以其中的幾個方面作為突破口，詮釋具體操作系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，從而舉一反三，理解全部。

講授實例的目的是介紹在具體操作系統(tǒng)中，理論是如何實現(xiàn)的。新教材有的是以分析開源操作系統(tǒng)的源代碼及操作系統(tǒng)的結構來進行解釋的，這是非常好的資料，但往往篇幅較大，作為課堂教學內容有散亂、不易于組織的缺點。鑒于此，如果能將理論知識的實現(xiàn)方法通過直觀的方法進行剖析，從另外一個角度展現(xiàn)實現(xiàn)的細節(jié)，對學生的學習、理解是大有幫助的。我們采用一系列工具軟件由外向內一步步地展現(xiàn)操作系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。

3　操作系統(tǒng)實例教學的實踐

下面主要以Windows系統(tǒng)下存儲器管理為例，介紹采用工具軟件進行教學的過程。講授操作系統(tǒng)其他管理功能的思想與此相同，只是所使用工具軟件有所不同。

在介紹存儲器管理部分時，要介紹程序的鏈接方式。我們用一段源程序作為實例，分別采用不同的IDE環(huán)境，得到功能完全相同的兩種不同格式(靜態(tài)鏈接和動態(tài)鏈接)的可執(zhí)行文件。首先比較兩種格式文件的大小，一般而言，靜態(tài)鏈接可執(zhí)行文件遠大于動態(tài)鏈接可執(zhí)行文件，相比而言多了些什么內容呢?靜態(tài)鏈接可執(zhí)行文件中包含了該程序運行需要的所有內容，其中有程序中所調用的庫函數(shù)實現(xiàn)代碼，那么動態(tài)鏈接可執(zhí)行文件是如何組織的呢?分析動態(tài)鏈接所得到可執(zhí)行文件，在Windows下，使用dependences工具，分析PE文件頭部得出了所要動態(tài)鏈接的庫以及庫中的具體函數(shù)；在Linux下，使用idd工具分析ELF文件頭部得出了所要動態(tài)鏈接的庫。

接下來，分析動態(tài)鏈接庫是如何加載的。對于Windows的虛擬存儲器，在進程邏輯地址空間，分段概念如何體現(xiàn)呢?首先運行鏈接得到的可執(zhí)行文件，創(chuàng)建進程之后使用工具軟件分析進程快照(snapshot)，可得該進程當前加載的模塊的情況，包括每個模塊的名稱、大小、基地址和共享計數(shù)等，這就可以看到動態(tài)鏈接庫確實被加載到進程邏輯地址空間，而且這些模塊是被整體加載的，它們占用不連續(xù)的邏輯地址，由此可見，動態(tài)鏈接庫就是操作系統(tǒng)理論中分段管理的實際對應物，從而段是一個面向用戶的邏輯單位，段內連續(xù)、段間離散，分段引入的是二維地址空間等理論得到了生動的詮釋。

再進一步，在程序中增加動態(tài)加載模塊的語句，并安排到某分支中，重新編譯、鏈接得到可執(zhí)行文件。運行并分析其所加載的模塊，執(zhí)行相應的包含動態(tài)加載模塊的語句分支后，再分析其所加載的模塊，對比分析兩次結果的不同，闡述動態(tài)加載的相應內容。在程序中加載兩個占用同一推薦地址的動態(tài)鏈接庫模塊，運行其并分析其所加載的模塊，可見當發(fā)生地址沖突時系統(tǒng)是如何處理的，借以解釋地址重定位。在兩個程序中使用同一個動態(tài)鏈接庫，分別編譯、鏈接得到動態(tài)鏈接格式的可執(zhí)行文件，先后分別運行兩個程序，并觀察隨著進程創(chuàng)建、結束該模塊引用計數(shù)的變化情況，闡述以段作為管理單位實現(xiàn)共享的實現(xiàn)方法。

進程邏輯地址空間涉及內容講授完畢之后，虛擬存儲器的另一個重要問題――虛實地址空間的地址轉換問題，是這樣來解釋的：首先選中程序中某個變量，運行程序并得到具體某時刻變量值、變量邏輯地址。其次通過工具軟件得到該進程對應的物理地址空間。再次用工具軟件計算得該變量對應的物理地址，利用工具從該物理地址讀出當前值，從變量的數(shù)據(jù)類型、所占用字節(jié)數(shù)和當前值等方面分析物理內存內容與之是否吻合。再次，剖析剛才地址轉換所涉及的頁目錄索引、頁表索引和責表內容等具體內容，由此闡述具體操作系統(tǒng)實現(xiàn)從邏輯地址到物理地址映射的映射過程及各種數(shù)據(jù)結構的組織及所起的作用。

總體上講，將軟件工具引入到教學中，是一種“擺事實，講道理”的教學方法，對于每個知識點，首先結合實例通過軟件工具盡可能地將操作系統(tǒng)所做的工作展現(xiàn)出來，在這一過程中結合操作系統(tǒng)理論和適當?shù)臄?shù)據(jù)結構、硬件知識，剖析這部分功能是如何實現(xiàn)的，從而達到使同學們在較短時間內理解的目的。

4　操作系統(tǒng)實踐教學的研究

操作系統(tǒng)實踐教學環(huán)節(jié)，讓同學們親自動手，檢驗和應用前面學習的知識，完成相應題目來提高能力。從面向應用的角度，制定恰當?shù)念}目與合理的組織形式是實施的關鍵。為此，我們進行了如下改革：

(1)實踐教學內容

在課堂授課的基礎上，遵循“傳授知識、培養(yǎng)能力”這一思路，我們將以往模擬實現(xiàn)操作系統(tǒng)功能的實踐環(huán)節(jié)，改為面向應用指定題目，大體分為兩個方向：

①課時較少的情況下利用系統(tǒng)功能調用編程，在應用層開發(fā)出有特色的功能；

②課時較多的情況下首先編寫工作于核心層下的驅動程序，獲得訪問核心數(shù)據(jù)結構的權限后再將相關數(shù)據(jù)傳給工作于應用層的普通程序，兩者結合完成有特色的功能。前述實現(xiàn)分析虛實地址轉換過程的工具軟件就是這樣設計的。

(2)實踐教學組織形式

如何激發(fā)同學們的學習熱情，是我們一直在探索的內容。具體到實踐教學組織上，積極鼓勵優(yōu)秀的同學提出自己的創(chuàng)意及想法。這些創(chuàng)意及想法經教師審閱后可作為實踐題目。在此基礎上，較大題目組織為項目組，目標是在有限的時間內完成較完整的項目，之后項目組成員共同總結，完成實踐報告；較小題目個人完成并提交實踐報告。

(3)實踐教學平臺

系統(tǒng)科學的研究方法范文第3篇

【關鍵詞】交通工程系統(tǒng)科學課堂教學有機整合

一、系統(tǒng)科學和交通工程學概述

一般系統(tǒng)論認為，系統(tǒng)是指相互聯(lián)系、相互制約的若干組成要素結合在一起并具有特定功能的有機整體。［3］系統(tǒng)科學指的是以系統(tǒng)為研究對象的一門學科，它通過描述“一般系統(tǒng)”的特征、類型及演化規(guī)律等，試圖揭示系統(tǒng)的對應或相似性以及同構性等共性問題。［1］該學科從系統(tǒng)的角度，運用系統(tǒng)的方法去考察認識整個世界，是具有橫斷學科性質的新科學，［2］［4］在許多領域都有著重要的影響和應用。系統(tǒng)科學包含的內容較多，如一般系統(tǒng)論、信息論、控制論、運籌學和系統(tǒng)工程、耗散結構理論、超循環(huán)理論和突變論、非線性科學等。［2］20世紀80年代以來，由于系統(tǒng)科學在社會生產生活中發(fā)揮了不可替代的作用，因此受到了國內外很多學者的廣泛關注，其研究工作也得到了進一步發(fā)展和完善，如協(xié)同學說的創(chuàng)立、錢學森的系統(tǒng)科學體系和復雜性研究以及混沌理論的新發(fā)展。［2］系統(tǒng)科學的產生和發(fā)展在具體的應用領域給我們帶來重要影響的同時，也使我們的思維方式產生了重大的改進。它利用數(shù)學工具，使人類的思維方式從定性概括開始向定量描述發(fā)展，從而更能精確揭示自然和社會現(xiàn)象的一般規(guī)律。

交通工程學是隨著交通科技的發(fā)展，為解決日益嚴重的交通問題而興起的一門學科。其主要的目的是揭示交通運輸這一社會活動的基本規(guī)律，從而能夠提高交通的效率，節(jié)約資源和社會成本。它所研究的內容對提高公路和道路的交通性能起著至關重要的作用，因此具有廣闊的發(fā)展和應用前景。［5］揭示了交通工程的研究內容，它是研究道路交通中各種交通現(xiàn)象基本規(guī)律及應用的一門學科，它是以人為主體、以交通流為中心，以道路為基礎，將三方面的有關內容統(tǒng)一在交通系統(tǒng)的環(huán)境中進行研究，通過交通規(guī)劃、設計運營管理等方法，提高道路的通行能力和運輸效率，降低能源消耗與運輸費用，從而達到安全經濟的目的。

從上面對于系統(tǒng)科學和交通工程的研究內容來看，兩個學科都是力圖揭示自然現(xiàn)象的一般規(guī)律，從而能夠進一步利用這一規(guī)律，為人們的決策服務，因此兩個學科從總體目標上來說是一致的。由于交通系統(tǒng)是一復雜系統(tǒng)，研究交通系統(tǒng)的非線性現(xiàn)象和復雜性特征一直是交通科學研究的熱點和重點。系統(tǒng)科學的發(fā)展為現(xiàn)代交通科學的研究和應用奠定了堅實的理論基礎，它為交通工程的研究提供了諸多的研究方法和思路，有力的推動了交通工程的發(fā)展。因此系統(tǒng)科學和交通工程學有著緊密的聯(lián)系。

近年來，隨著交通科學的發(fā)展，很多高校都開設了交通工程教學課程。但在教學過程中，由于一些教師對系統(tǒng)科學與交通工程間的關系理解不深，往往忽視了交通工程教學過程中系統(tǒng)科學方法的介紹，使學生僅僅學到了書本上的內容，知識面不能合理的拓寬，從而限制了學生思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。鑒于此，在講授交通工程課程過程中，引入系統(tǒng)科學的研究思想和方法，對于開拓學生的視野是非常必要的。

二、淺談交通工程課堂教學中納入系統(tǒng)科學的必要性

現(xiàn)代交通工程的發(fā)展是建立在交通科學發(fā)展的基礎上。隨著當今科學技術的迅速發(fā)展，交通科學不斷和其它科學（特別是系統(tǒng)科學）交叉，產生了許多新理論和新方法。同時，這些新理論和新方法在實際的交通工程應用中不斷得到豐富和發(fā)展。為了培養(yǎng)能適應信息社會發(fā)展的創(chuàng)造性人才，特別是提高學生的綜合素質，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，必需在交通工程的課堂教學中，融入現(xiàn)代交通科學的發(fā)展。系統(tǒng)科學作為現(xiàn)代交通科學發(fā)展的重要理論基礎之一，將其納入交通工程課堂教學是十分必要的。

將系統(tǒng)科學的現(xiàn)展融入交通工程的課堂教學，首先可以激發(fā)學生的學習興趣和情感。例如，在講授交通安全評價方法時，常規(guī)的方式是介紹課本上的方法，如絕對評價法、事故率評價法、模型評價法等。事實上系統(tǒng)科學中的評價方法有多種，并不僅限于書本上的內容。為了激發(fā)學生的興趣，可以介紹一些評價方法的發(fā)展，如層次分析法、屬性綜合評價方法以及模糊綜合評判方法。并針對不同的評價方法，介紹其特點和適用范圍，比較其優(yōu)缺點。通過這樣的比較和介紹，不僅可以使學生對所學知識一目了然，對學生興趣的培養(yǎng)也有很好的促進作用。

其次，將系統(tǒng)科學的方法融入交通工程的課堂教學，也可以調動學生學習的主動性，達到教與學的目的。傳統(tǒng)的課堂教學中，教師依據(jù)書本，逐步說明學習內容。這種導入，學生往往感到枯燥乏味，難以引起學生的情感共鳴。如果在課堂教學中，引用一些重要的科學進展或是重大的實際應用，可消除這種十分沉悶的教學氛圍。

另外，在交通工程的課堂教學中，引進系統(tǒng)科學的現(xiàn)展，可以擴大學生的知識面，提高學生專業(yè)知識水平?，F(xiàn)代社會的科學研究是不斷發(fā)展的，教材上的知識只是對過去研究的總結，教師在課上介紹最新的研究進展，可以有效地擴大學生的視野，而且能將學生直接帶到學科的前沿，為他們今后的進一步學習和定位具有重要的指導意義。三、交通工程課堂教學與系統(tǒng)科學發(fā)展有機整合的嘗試和建議

1．實驗教學與課堂教學結合。隨著國民經濟和社會的發(fā)展，高校人才的培養(yǎng)必須適應經濟全球化和科學技術快速發(fā)展的需要。面對這種需要，實驗教學顯得尤更為重要。目前，“交通工程”實驗教學的大部分內容更新很慢，已不適應現(xiàn)代交通科學的發(fā)展。授課教師可以根據(jù)系統(tǒng)科學和交通工程中的相關內容，補充一些先進的、有代表性的實驗內容。并有效的利用學校交通工程實驗室的平臺，通過實驗的方法讓學生掌握交通現(xiàn)象形成的機理及解決的過程。這樣可以解決傳統(tǒng)課堂教學中不能解決的重點、難點內容。

結合交通工程的專業(yè)特點，介紹現(xiàn)代系統(tǒng)科學在交通工程的應用。這樣，可以大大豐富傳統(tǒng)教學的內容，同時擴大了學生的知識面，以及畢業(yè)后適應社會需要的能力。同時，可以組織學生參觀一些現(xiàn)代化交通工程的實驗室，或是參觀一些工程應用的現(xiàn)場。例如，教師在講授交通流理論中關于交通模擬模型時，可以組織學生參觀一些交通工程的實驗室，重點介紹一些應用系統(tǒng)科學中的交叉方法建立的交通模型。通過平臺演示，讓學生直接感受到系統(tǒng)科學在交通工程中的重要地位。這樣既使學生掌握了新知識，又增強了學生的能力。

2．啟發(fā)式教學的應用。結合書本內容，遵循系統(tǒng)原則介紹一些系統(tǒng)科學的新進展及一些重大應用方法，培養(yǎng)學生對相關知識的融會貫通。為此，可以采用啟發(fā)式的教學模式，即提出問題、分析問題、解決問題的教學方式。這樣不但會使學生對教學目的有個清晰的認識，也會讓問題變得更加容易理解。例如，我們在講授交通預測時，通常的方式是首先提出問題，如交通預測的難點在什么地方？存在什么樣的問題？通過什么樣的方式去解決？之后分析問題的本質，包括問題涉及的相關要素，不確定因素等，如汽車的保有量，出行頻率，出行時間等。最后在學生理解的基礎上，介紹出行預測模型。實際上，系統(tǒng)科學中預測模型具有多樣性，而課本上介紹的不會很全面。因此，可以進一步介紹系統(tǒng)科學中新的方法在交通預測中的應用，如基于混沌和神經網絡的方法。這樣的教學過程，不僅能夠把問題講解的很清晰，對學生的理解和知識的拓寬都是有幫助的。

3．讓學生主動參與課堂教學。組織學生積極參加課外查詢、課堂討論等活動。課外查詢一些有關系統(tǒng)科學和交通工程的相關內容，課內教師可以組織學生討論。這樣可以充分調動學生參與教學活動的積極性，激發(fā)學生的質疑精神、探索精神。例如，教師在教授交通流特性分析時，可以先讓學生課外查閱相關文獻，掌握和了解應用非線性系統(tǒng)理論研究交通流特性的方法，然后組織學生課堂討論，最后教師進行課堂總結。這樣可以把學生的積極性充分調動起來，同時讓他們參與到課堂教學中。讓學生自己獨立地解決問題，培養(yǎng)學生的科學精神。以此不斷提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。在此過程中，授課教師需做一些必要的課外輔導工作。

四、結束語

總之，在教學過程中，除了講授傳統(tǒng)的“交通工程”基本理論和基礎知識外，還要注意對系統(tǒng)科學方法的創(chuàng)造性傳授。這樣的教學不僅反映了系統(tǒng)科學的發(fā)展動態(tài)和最新研究成果，又能與交通工程的實際結合，達到教與學的目的。

參考文獻

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2周樹杰.系統(tǒng)科學的形成與發(fā)展初探.哲學百家，2006：155～157

3羅發(fā)奮、隋春玲.系統(tǒng)科學理論的發(fā)展對教學系統(tǒng)設計的影響，唐山師范學院學報，2006.28（2）：105～107

系統(tǒng)科學的研究方法范文第4篇

[關鍵詞] 系統(tǒng)科學方法；內涵；外延；綜合集成方法論；軟系統(tǒng)方法論

[中圖分類號]B023

[文獻標識碼]A

[文章編號] 1673-5595（2014）01-0071-05

方法論研究一直是科學哲學研究的核心問題，在科學世界中也占據(jù)著非常重要的地位，被認為是科學的兩個重要組成部分之一[1]，或“必不可少的要素”[2]80。系統(tǒng)科學是一個具有較強方法論性質的學科，系統(tǒng)科學方法在諸多學科領域（如管理學、教育學、生物學等）都產生了重要影響，發(fā)揮著舉足輕重的作用。但是，對系統(tǒng)科學方法的認識卻存在著一定混亂，本文在結合學界觀點的基礎上，將通過對內涵與外延的探討全面分析系統(tǒng)科學方法，為它的廣泛運用奠定理論基礎。

一、方法與方法論

方法與方法論在國內外學術界經常被混用。吳彤把方法定義為：“探索事物的一種途徑，其字面的含義也是‘論述行動的途徑’。方法也是一種運用手段的認識活動過程。”所謂方法論，“就是討論、研究方法的理論，也是關于方法的合理性的理論，即關于方法的哲學?！盵3]李志才用“五個有機聯(lián)系著的層次或要素”表征方法的內涵，并進一步指出“方法論，是關于認識世界和改造世界的方法的理論系統(tǒng)。它的原理應包括方法的內在結構、方法的本質特征、方法的來源和發(fā)展、方法的分類、方法的功能評價、方法的選擇和運用等等一系列問題”[4]。這兩個概念看起來非常簡單，但在國內外學術界經常被混用。

Klir在探討系統(tǒng)方法論時，“把系統(tǒng)方法論定義為研究各種類型的一般系統(tǒng)類別及其處理與這些類型系統(tǒng)相關問題的具有內在一致性的方法的集合”。簡單講，他把方法論看作是方法的集合，另外，他進而提出了“系統(tǒng)元方法論”概念，“即對系統(tǒng)方法和方法論（整合的諸方法之集合）的研究”，“它的研究目的是確定一種方法（或方法論）的一些專門的特點”，“系統(tǒng)元方法論的主要功能是評價和比較處理系統(tǒng)問題的各種類型的方法，同時去除那些不適宜的方法”[5]。從物理學的量綱來講，方法的集合一定只能是方法，因此可以看出，在Klir這里的方法論更接近于通常意義上的方法，元方法論接近于方法論。國內的幾本科學方法論史的著作也存在著這樣的問題，幾乎每本方法論史準確的說都是方法的歷史。在系統(tǒng)科學領域，這種方法與方法論的混亂更加明顯，諸多冠之以方法論的內容基本上都屬于方法范圍之內。比如，硬系統(tǒng)方法論、軟系統(tǒng)方法論等，以及國內學者錢學森、顧基發(fā)、吳學謀等人的方法論，某種程度上更像某種研究方法，后文會具體說明這些方法。但事實上，對于方法和方法論這兩個范疇的說明在國內還是比較清晰的，如上文吳彤的觀點，再比如的觀點：“方法就是人們看事物、想問題、辦事情的思路、原則、程序、步驟和技巧?！椒ㄕ搫t與方法不同，它表現(xiàn)為一系列方法論原則，是比方法高一個層次的東西，方法論要回答的問題是方法的客觀基礎，以及各種方法的相互關系等等?！椒ㄕ撗芯康囊粋€直接目的就是要獲得好的方法?！椒ㄕ撗芯康牧硪粋€重要方面是各種方法的相互關系，即體系結構?！盵6]612-613另外，樸昌根論述系統(tǒng)方法和系統(tǒng)方法論所提出的觀點，也是筆者所贊同的，只不過他稱方法論為方法學。[7]79-81

筆者同意吳彤、等對一般意義上方法以及方法論的界定。諸多學者探討過的實驗方法、觀察方法、歸納方法等，或者各種方法的組合，觀察實驗―歸納方法和假說―演繹方法等都是科學方法，并非方法論。這種界定的直接結果就是當前許多書名為方法論的著作可能都要改稱為方法的研究，這種研究本身即是方法論，或論方法。如果方法論是關于方法的理論[6]613，那么方法論研究就應該是對“關于方法的理論”的研究，筆者認為這種研究尚不存在，因為研究方法的理論還不存在，談何對之進行研究。Klir的元方法論在這種意義上很明顯更應該稱之為方法論。因此，很多文獻中提到的方法論研究、方法論變革等也就失去了指代的意義。換個角度說，當前學界提到的方法論變革指的主要是方法的變革，是在做方法論，研究方法，理解其意即可。也正是在這種意義上，本文是以方法為研究對象，做方法論研究。

進一步講，與科學發(fā)現(xiàn)相對應的是方法，與科學辯護相對應的一般是方法論。以波普為例，他提出的解決問題獲取知識的四段圖示[8]，是向人們展示他提出的獲取知識的方法，告訴人們如何做，即方法；他進而把這種思想上升為與實證主義相對立的證偽主義觀點，即進入了科學辯護的層面，即方法論。因此，包括庫恩的范式理論、拉卡托斯的科學研究綱領方法論、費耶阿本德的無政府主義等都屬于方法論，或者說是通過對獲取知識的科學方法的思考總結出的一些思想理論。

二、系統(tǒng)科學方法的內涵

（一）系統(tǒng)方法與系統(tǒng)科學方法辨析

當前學術界提到最多的是“系統(tǒng)方法”，所指的含義卻有所不同，事實上是在兩種含義上使用該術語。一是以貝塔朗菲的一般系統(tǒng)論為理論基礎形成的系統(tǒng)方法，魏宏森的觀點是其典型代表：“系統(tǒng)方法，就是按照事物本身的系統(tǒng)性把對象放在系統(tǒng)的形式中加以考察的一種方法。即從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，始終著重從整體與部分（要素）之間，整體與外部環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用、相互制約的關系中綜合地、精確地考察對象，以達到最佳地處理問題的一種方法。它的顯著特點是整體性、綜合性、最佳化。”[9]另一種含義是在系統(tǒng)科學方法意義上使用的系統(tǒng)方法，如樸昌根即是如此。[7]80丁把它總結為：“以一般系統(tǒng)論、信息論、控制論以及耗散結構、協(xié)同學、超循環(huán)理論等眾多現(xiàn)代科學理論為科學基礎而形成和發(fā)展的一種科學研究方法?！盵10]19-22或者說，是以系統(tǒng)科學的相關理論為基礎發(fā)展起來的方法的集合。為了避免混亂，后文把以貝塔朗菲一般系統(tǒng)論為基礎的系統(tǒng)方法稱之為系統(tǒng)論方法；把以系統(tǒng)科學理論為基礎的系統(tǒng)方法稱之為系統(tǒng)科學方法，前者是后者的真子集。

國內第二個具有代表性的方法體系是由顧基發(fā)、朱志昌等人提出的“物理―事理―人理系統(tǒng)方法論（WSR）”，它是把物理、事理、人理有機融合解決復雜的社會問題的方法體系。 [22]8在該方法體系中，“‘物理’指涉及物質運動的機理，它既包括狹義的物理，還包括化學、生物、地理、天文等等。……‘事理’指做事的道理，主要解決如何去安排。通常運用運籌學與管理科學方面的知識來回答‘怎樣去做’的問題?！死怼缸鋈说牡览恚ǔＲ萌宋呐c社會科學的知識去回答‘應當怎樣做’和‘最好怎么做’的問題”[22]15。物理―事理―人理系統(tǒng)方法論的實踐準則是“懂物理、明事理、通人理”[22]16，它的基本原則主要包括：綜合原則、參與原則、可操作性原則和迭代原則。[22]20苗東升通過對這種方法或方法論進行分析，把它歸于軟系統(tǒng)方法論名下。[23]

鄧聚龍創(chuàng)立的“灰色系統(tǒng)理論”在國內外已經產生了重要影響。該理論中的灰或灰色指“信息不完全或不確定或者二者皆有的現(xiàn)象?；一蚧疑嗫煞Q為貧信息現(xiàn)象”[16]231?！盎疑到y(tǒng)是指信息不完全，信息不確定，或二者兼有的系統(tǒng)。”[16]239以此為基礎，灰色系統(tǒng)理論就是“處置少數(shù)據(jù)不確定性問題的理論”[24]，“灰色系統(tǒng)理論屬系統(tǒng)論范疇?；疑到y(tǒng)理論以信息不完全，不確定系統(tǒng)的行為表現(xiàn)、行為內涵、行為關系、行為環(huán)境的層次性、動態(tài)性、信息性、量化性……為主要研究目的。”[16]239它的主要內容包括：灰觀念、灰生成、灰建模、灰預測、灰決策、灰控制、灰數(shù)學、灰哲學等。[16]240相對應的，應用灰色系統(tǒng)理論處理灰色系統(tǒng)各種問題的方法就構成了灰色系統(tǒng)方法。

吳學謀創(chuàng)立的泛系理論與方法也已經在國內外諸多領域得到了廣泛的認可和應用。泛系方法論是“泛系哲學的主要組成之一”，它是將“泛系理論（泛系哲學、泛系數(shù)學、泛系工學等）運用于科學認識和科學研究過程，運用于認識與實踐”形成的各種泛系方法的總和。[16]112或者可以把泛系理論與方法簡單總結為“研究廣義系統(tǒng)、關系的理論和方法，……它的特點是宏觀、微觀兼顧并具有多層次網絡體系”[25]。

（二）國外提出的系統(tǒng)科學方法

國外提出的較有代表性的方法或方法論體系，主要包括系統(tǒng)工程、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)動力學等方法在內的硬系統(tǒng)方法或硬系統(tǒng)思考，切克蘭德提出的軟系統(tǒng)方法論，Ulrich的“批判系統(tǒng)啟發(fā)法”（CSH），還有“全面系統(tǒng)干預”（TSI）和“批判系統(tǒng)實踐”（CSP）等在內的批判系統(tǒng)思考（CST）方法，以及Klir創(chuàng)立的被稱之為“一般系統(tǒng)問題解決者”的方法體系等。

系統(tǒng)工程自從20世紀中葉由貝爾公司提出以來，在國內外都得到了廣泛運用和發(fā)展，已經成為管理學及其相關領域的重要方法。系統(tǒng)工程可以簡單總結為：“系統(tǒng)工程是一門縱覽全局，著眼整體，綜合利用各學科的思想與方法，從不同方法和視角來處理系統(tǒng)各部分的配合與協(xié)調，借助于數(shù)學方法與計算機工具，來規(guī)劃和設計、組建、運行整個系統(tǒng)，使系統(tǒng)的技術、經濟、社會效果達到最優(yōu)的方法性學科?！盵26]7當前系統(tǒng)工程已經形成了一套比較嚴格的、可操作的程序處理復雜的系統(tǒng)問題。系統(tǒng)分析方法、系統(tǒng)動力學方法等經常被認為是包含在系統(tǒng)工程大的方法體系內部處理問題的具體方法。關于系統(tǒng)工程的具體操作與實踐問題，在任何一本系統(tǒng)工程的教材和著作中幾乎都有詳細說明。在國內外各個高校的相關院系也都開設了相關課程，表明了這一學科在自然科學、社會科學，尤其是管理學中已經得到普遍認可。這些切克蘭德筆下的硬系統(tǒng)方法論主要是解決問題比較確定的問題，隨著系統(tǒng)分析方法在諸多領域的廣泛運用，問題本身就成為了問題。[26]27-28用切克蘭德的話講，軟系統(tǒng)方法論是專門處理不良結構的問題[27]161，或者說為這種問題本身不確定性的問題的解答提供一種方法論的指導。切克蘭德提出的七個步驟的方法循環(huán)圖是其方法思想的集中代表。[27]163切克蘭德雖然也給出了他的方法的具體操作步驟，但是也正如他所說，他的方法更多的具有方法論的意義，提供解決問題的基本原則。[27]161-162

近些年的學術界，在切克蘭德軟系統(tǒng)方法論以及諸多系統(tǒng)思考相關思想與方法的基礎上發(fā)展起來了多種應用于管理學的系統(tǒng)科學方法。其中Ulrich提出的“批判系統(tǒng)啟發(fā)法”、Flood和Jackson創(chuàng)立的“全面系統(tǒng)干預”以及在這些思想基礎上發(fā)展起來的“批判系統(tǒng)實踐”是最有代表性的思想和方法。后兩種方法是“批判系統(tǒng)思考”（CST）的典型代表，Jackson用“創(chuàng)造性整體論”一詞表示這些方法或方法論思想。[28]在Jackson的《系統(tǒng)思考》中對這些方法的形成與發(fā)展、方法及方法論的理論與實踐、哲學根源與影響，以及對實踐管理人員的具體價值都進行了深入分析與闡述，此處不再重復。Klir為了處理各種具有關系性的系統(tǒng)問題，提出了他稱之為“一般系統(tǒng)問題處理器”（GSPS）的方法論體系結構。包括三個部分：概念框架的執(zhí)行部分、操作部分和兩個交界面。[29]該方法論可以被應用于諸多一般系統(tǒng)問題的處理與解決。Klir和Elias專門撰寫《系統(tǒng)問題解決的體系構建》，詳細闡述了該問題。

除了以上具有代表性的系統(tǒng)科學方法之外，應用各種系統(tǒng)科學理論處理問題形成的方法都屬于系統(tǒng)科學方法的范圍之內。比如應用一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結構理論、協(xié)同學、混沌學、CAS理論等分析問題形成的方法。魏宏森的《系統(tǒng)科學方法論導論》和周昌忠《西方科學方法論史》對所謂老三論基礎上形成的方法進行了研究，吳彤的《自組織方法論研究》則對之后的自組織理論、非線性科學形成的方法進行了深入研究。CAS理論與方法在國外的諸多領域都已經得到了廣泛發(fā)展和運用。另外，像黑箱方法、模型方法、復雜網絡方法等也在諸多領域得到了廣泛運用。由于本文的重點不在于介紹這些方法，而在于通過對這些方法的分析進行方法論探討，因此不再對具體方法做一一闡述。

系統(tǒng)科學的研究方法范文第5篇

隨后，耗散結構理論、協(xié)同學、突變論、超循環(huán)論、生命系統(tǒng)論等非平衡自組織理論，也逐步產生和發(fā)展起來。[2]這些理論，為科學技術的發(fā)展提供了新思想、新觀點、新方法，同時，也給科學技術方法論的研究帶來了革命性的變化。因此，作為科學和技術研究工具的方法論，不能不注重系統(tǒng)科學方法的研究。系統(tǒng)科學是探索系統(tǒng)的存在方式和運動變化規(guī)律的學問，是對系統(tǒng)本質的正確反映和真理性認識，是一個知識體系。系統(tǒng)工程是利用系統(tǒng)科學的理論和方法研究和解決各種工程問題的技術。他也包括在系統(tǒng)科學這一學科群中，屬于其中應用技術的層次。系統(tǒng)工程的重點在于探索工程規(guī)劃、設計、管理的要素和過程，以創(chuàng)造最好效益。系統(tǒng)科學的理論和方法，本身就是認識世界和改造世界的手段。系統(tǒng)科學方法，即按照系統(tǒng)科學的觀點和理論，把研究對象視為系統(tǒng)來解決認識和實踐中的各種問題的方法總稱。

系統(tǒng)思想的產生和發(fā)展來源于社會實踐。系統(tǒng)科學方法起源于通訊工程以及運籌學等學科，它在使用模擬方法、進行復雜計算以及大量數(shù)據(jù)處理時，借助于電子計算機，并和人、財、物的管理相結合，能出色地處理規(guī)劃、計劃、預算技術、預測技術等復雜問題。系統(tǒng)工程作為一門綜合性的科學技術而誕生，是在第二次世界大戰(zhàn)期間及其以后才開始逐漸形成的。現(xiàn)在它已成為現(xiàn)代科學技術發(fā)展史上的一顆明珠。系統(tǒng)工程作為一門工程技術，與一般工程技術的主要區(qū)別在于系統(tǒng)工程是從系統(tǒng)角度去考察研究工程問題，具有高度的綜合性。這種綜合性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①研究對象的綜合性；②應用學科知識的綜合性；③考核效益的綜合性；④具有程序化、信息化、精確化、專業(yè)化和集約化的特點。系統(tǒng)工程原理和方法目前在建筑工程領域內的應用尚不夠普及，但其在建筑工程中的應用有著廣闊的前景。因為，建筑與國民經濟各部門有著密切的聯(lián)系，國民經濟各部門的興旺發(fā)達必然會促使建筑業(yè)的發(fā)展。無論何種形式的建筑工程，按其發(fā)展的全過程可以劃分為資金籌集與工程投資階段；工程規(guī)劃和設計階段；工程施工階段；工程竣工驗收階段；工程投入使用及其維修更新階段。在建筑工程發(fā)展的任一階段中，都存在著若干系統(tǒng)問題需要加以研究，為系統(tǒng)工程在建筑工程中的應用提供了廣泛的研究對象。對大型現(xiàn)代建筑工程項目規(guī)劃、設計、施工和管理，以及對大型施工企業(yè)生產經營活動都離不開系統(tǒng)思想和系統(tǒng)方法。

此外，建筑企業(yè)正面臨著建筑市場競爭的挑戰(zhàn)，企業(yè)要生存要發(fā)展，必須加強自身的素質建設，其中包括人材素質、技術素質、裝備素質、管理素質建設等。由于企業(yè)經營環(huán)境的錯綜復雜，要提高這些素質，其中仍存在著若干需要加以研究的系統(tǒng)工程問題。無論從建筑工程投資、規(guī)劃、設計和施工，到建筑施工企業(yè)生產經營的全過程，都存在著大量的系統(tǒng)問題需要研究，需要解決。因此，系統(tǒng)工程作為建筑工程投資、規(guī)劃、設計、施工和管理研究的一門綜合技術是十分必要的。