系统思维

System Thinking

 

课程编号】pm408

课程类别】学位选修课

学分数】1学分

适用专业】项目管理工程硕士

学时数】16学时

编写日期】2014年3月1日

 

一、教学目标(必备项)

本课程将通过科学史的方式介绍系统科学中重要的科学概念,如:反馈、混沌、涌现、进化、自指、时间之箭、网络等。通过本课程的学习,学员将能够:

  1. 熟悉系统科学学科历史和发展脉络
  2. 理解系统科学基本思维方法:整体论、涌现论、进化论、网络论等
  3. 了解系统科学发展现状与前沿
  4. 掌握计算机建模思维方法,可以用Netlogo软件实现小型的模拟程序

二、教学内容和学时分配

(一)系统科学简史与现状    2 学时(课堂讲授学时+课程实验学时

主要内容:

1)什么是系统科学

2)系统科学发展简史

   3)系统科学发展趋势与现状

   4)课程总体计划及基本要求

 

教学要求:

重点、难点:何为系统科学

 

(二)反馈、控制与混沌   2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

主要内容:

  1. 控制论简介
  2. 认识反馈:正反馈与负反馈;
  3. 虫口模型与混沌现象;

4)课堂讨论:社会经济系统中的反馈。

教学要求:

重点、难点:理解反馈,正反馈与负反馈的区别,理解混沌

其它教学环节:

课堂讨论:社会经济系统中的反馈现象、混沌现象。

课后作业:阅读科幻小说《马姨》

 

(三)信息与计算     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)两个科学研究范式:规范性研究与实证性研究

2)信息论简介

3)计算理论简史与简介

4) 关于计算主义

教学要求:

重点、难点:两种科学研究范式,通用计算的概念以及Turing-Church论题

其它教学环节:

 

(四)计算机模拟与Netlogo     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)为什么要做计算机模拟?

2)计算机模拟实例

3)Netlogo软件

4)  Netlogo操作

教学要求:请事先自带电脑,并安装Netlogo软件

重点、难点:Netlogo构建模拟程序的一般方法,读懂Netlogo代码

其它教学环节:课后作业:选定一个Netlogo程序,阅读程序说明、代码,写一份关于此程序的报告。

 

(五)斑图与涌现     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)元胞自动机简介

2)认识斑图

3) 混沌的边缘与复杂

4)涌现

教学要求:

重点、难点:斑图、涌现、混沌边缘的概念

其它教学环节:

讨论环节:混沌边缘中的管理,如何创造涌现

课后作业:阅读科幻小说:《马姨》

 

(六)生命的起源     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)因果之网与因果倒置

2)生命的起源

3)自创生理论

教学要求:

重点、难点:理解自创生理论

其它教学环节:

讨论环节:如何构建有“活力”的组织

 

(五)自指     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)何为自指?

2)自指悖论与哥德尔定理

3)自我繁殖程序

 

教学要求:

重点、难点:理解自指的概念,理解自繁殖程序的工作机理,理解指令系统的作用

其它教学环节:

课堂讨论:在现实系统中,如公司、国家,哪些是指令系统?

 

(六)自相似、分形与标度     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)大自然中的自相似现象

2)社会中的自相似现象

3)分形模拟

4)标度与幂律

5)异速生长律

教学要求:

重点、难点:自相似的概念

其它教学环节:

 

(七)时间之箭     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)两种时间之箭:热力学与进化论;

2)热力学与统计物理的简史

3)开放系统与秩序

4)广义进化理论

教学要求:

重点、难点:理解开放系统,理解系统进化的原理。

其它教学环节:

作业:课堂论文:以《XX的进化》为题(其中XX可以为任意的非生物系统)写一篇论文。

 

(八)网络思维     2学时(课堂讲授学时+课程实验学时

1)何为网络?

2)复杂网络研究的历史

3)各种网络

4)网络与流动

教学要求:

重点、难点:理解复杂网络的概念,知道如何用网络的角度去抽象

其它教学环节:

作业:构建你身边的网络,并做出简单分析;举例:你的中学同学网络;各国领导人互访的网络;要求:网络至少要有20个以上节点;需要列出原始数据,说明数据来源;绘制出好看的网络图。

 

四、先修课要求(必备项)及教学策略与方法建议(可选项)

课程要求:最好熟悉一门计算机编程语言;

本课程将主要采用学科发展史,并渗透相应科学思维方法的模式为主。在讲授过程中,会不拘一格地采用各种实例,如电影、科幻小说、模拟程序等等展现讲授内容。希望学员能够开阔思路、举一反三。

 

 

五、考核方式(必备项)

课程考勤占20分,由教育中心组织考核;

平时作业占30分,期末考试占50分。