2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維在工程項(xiàng)目中的價(jià)值考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋?zhuān)款}3分，共15分）1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維2.系統(tǒng)工程3.用戶中心設(shè)計(jì)4.反饋循環(huán)5.系統(tǒng)邊界二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的核心原則及其在工程項(xiàng)目中的重要性。2.列舉三種在工程項(xiàng)目中常用的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法，并簡(jiǎn)述其基本思想。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維與傳統(tǒng)的線性工程思維有何主要區(qū)別？4.在工程項(xiàng)目中應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維可能面臨哪些主要的挑戰(zhàn)或困難？三、論述題（每題15分，共30分）1.試論述系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維在大型公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目（如城市軌道交通）中的價(jià)值體現(xiàn)。請(qǐng)結(jié)合項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施等階段，說(shuō)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維如何幫助項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)其預(yù)期目標(biāo)并提升整體效益。2.假設(shè)你需要為一個(gè)高校設(shè)計(jì)一套新的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，闡述你將如何進(jìn)行需求分析、功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃，并說(shuō)明你的設(shè)計(jì)如何體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的原則，以及預(yù)計(jì)能帶來(lái)哪些方面的價(jià)值。四、設(shè)計(jì)題（20分）某公司計(jì)劃開(kāi)發(fā)一款面向老年人的智能健康管理設(shè)備。該設(shè)備需要能夠監(jiān)測(cè)老年人的關(guān)鍵生理指標(biāo)（如心率、睡眠、活動(dòng)量），并根據(jù)數(shù)據(jù)提供健康建議和緊急情況報(bào)警。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，對(duì)該項(xiàng)目的系統(tǒng)功能進(jìn)行初步的架構(gòu)設(shè)計(jì)描述，包括識(shí)別核心功能模塊、明確模塊間的主要交互關(guān)系，并簡(jiǎn)要說(shuō)明這樣設(shè)計(jì)的理由，體現(xiàn)系統(tǒng)性和用戶中心的考慮。試卷答案一、名詞解釋1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維：一種以人為本的、以整體和全局視角為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)思維方式，強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)初期就充分考慮用戶需求、系統(tǒng)各組成部分的交互以及系統(tǒng)與環(huán)境的互動(dòng)，通過(guò)迭代和反饋不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，旨在創(chuàng)造出更符合用戶需求、更具韌性、更可持續(xù)的系統(tǒng)解決方案。它不僅關(guān)注技術(shù)實(shí)現(xiàn)，更關(guān)注人的因素、社會(huì)影響和長(zhǎng)期價(jià)值。**解析思路：*答案應(yīng)包含核心特征：以人為本、整體全局視角、用戶需求、系統(tǒng)交互、環(huán)境互動(dòng)、迭代反饋、創(chuàng)造價(jià)值。需突出其與一般設(shè)計(jì)思維的區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)”屬性（整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性）。2.系統(tǒng)工程：一種組織管理大型復(fù)雜系統(tǒng)的思想、方法論和實(shí)踐活動(dòng)。它運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的理論和技術(shù)，將系統(tǒng)視為由相互關(guān)聯(lián)的部分組成的整體，注重系統(tǒng)目標(biāo)、功能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境、資源等多方面的協(xié)調(diào)與優(yōu)化，通過(guò)階段性的分析、設(shè)計(jì)、集成、測(cè)試、運(yùn)行和改進(jìn)，確保系統(tǒng)能夠成功實(shí)現(xiàn)其預(yù)定目標(biāo)。**解析思路：*答案應(yīng)包含系統(tǒng)工程的對(duì)象（復(fù)雜系統(tǒng)）、特點(diǎn)（整體觀、階段性、協(xié)調(diào)優(yōu)化）、活動(dòng)和目標(biāo)（成功實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)）。需強(qiáng)調(diào)其工程實(shí)踐性和組織管理屬性。3.用戶中心設(shè)計(jì)：一種設(shè)計(jì)理念和方法，強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，始終將最終用戶的真實(shí)需求、使用場(chǎng)景、行為習(xí)慣和體驗(yàn)感受放在首位。通過(guò)深入了解用戶，將用戶需求轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并通過(guò)原型測(cè)試、用戶反饋等方式不斷迭代改進(jìn)，以創(chuàng)造出用戶滿意的產(chǎn)品或系統(tǒng)。**解析思路：*答案應(yīng)包含核心觀點(diǎn)（以用戶為中心）、實(shí)現(xiàn)方式（了解用戶需求、場(chǎng)景、習(xí)慣、體驗(yàn)；轉(zhuǎn)化目標(biāo)；迭代改進(jìn)）。“用戶中心”是核心關(guān)鍵詞。4.反饋循環(huán)：指系統(tǒng)內(nèi)部或系統(tǒng)與環(huán)境之間的信息、物質(zhì)或能量的反向傳遞過(guò)程。反饋循環(huán)的存在使得系統(tǒng)能夠根據(jù)其輸出結(jié)果調(diào)整其輸入或內(nèi)部狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)行為的調(diào)節(jié)和控制，是系統(tǒng)保持穩(wěn)定、適應(yīng)環(huán)境變化和實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)的關(guān)鍵機(jī)制。**解析思路：*答案應(yīng)包含定義（反向傳遞過(guò)程）、主體（系統(tǒng)內(nèi)部或與環(huán)境）、作用（調(diào)整輸入/狀態(tài)、調(diào)節(jié)控制、穩(wěn)定、適應(yīng)、自我調(diào)節(jié)）?！把h(huán)”和“反饋”是核心概念。5.系統(tǒng)邊界：指界定系統(tǒng)范圍、區(qū)分系統(tǒng)內(nèi)部要素與外部環(huán)境的基本界限。系統(tǒng)邊界明確了哪些元素和關(guān)系屬于系統(tǒng)內(nèi)部，哪些屬于外部環(huán)境，對(duì)于理解系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、行為以及系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用至關(guān)重要。邊界的劃定往往是相對(duì)的，需要根據(jù)分析目的和研究尺度來(lái)確定。**解析思路：*答案應(yīng)包含定義（界定范圍、區(qū)分內(nèi)外）、重要性（理解構(gòu)成、功能、行為、內(nèi)外關(guān)系）。需說(shuō)明邊界是相對(duì)的，會(huì)隨目的變化。二、簡(jiǎn)答題1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的核心原則及其在工程項(xiàng)目中的重要性。*核心原則：用戶中心（關(guān)注用戶需求和體驗(yàn)）、整體性（視為相互關(guān)聯(lián)的整體）、迭代（快速原型和測(cè)試）、反饋（重視信息反饋與調(diào)整）、模糊性探索（容忍初期的不確定性）、擁抱模糊性（在復(fù)雜中尋找方向）、系統(tǒng)思維（理解各部分間的相互作用和環(huán)境影響）。*重要性：有助于項(xiàng)目早期識(shí)別關(guān)鍵用戶需求和潛在問(wèn)題，避免后期大量修改；促進(jìn)跨部門(mén)協(xié)作，形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)；增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性和韌性；通過(guò)迭代和反饋，提高方案的可行性和用戶滿意度；有助于發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的解決方案，提升項(xiàng)目整體價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)力。**解析思路：*先列出核心原則，再闡述每個(gè)原則的核心含義。然后重點(diǎn)說(shuō)明這些原則如何幫助工程項(xiàng)目在需求把握、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、風(fēng)險(xiǎn)管理、創(chuàng)新和最終價(jià)值實(shí)現(xiàn)等方面獲益。2.列舉三種在工程項(xiàng)目中常用的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法，并簡(jiǎn)述其基本思想。*方法一：系統(tǒng)需求分析（如用例分析、用戶故事）?；舅枷耄和ㄟ^(guò)訪談、觀察、文檔分析等方式，深入理解用戶需求，并將其轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)必須滿足的具體功能和非功能要求，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)和基礎(chǔ)。*方法二：功能分解（如層次結(jié)構(gòu)圖）?；舅枷耄簩?fù)雜的系統(tǒng)目標(biāo)或功能模塊，逐層分解為更小、更易于管理和實(shí)現(xiàn)的子功能或任務(wù)，明確各模塊的職責(zé)和接口，構(gòu)建系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。*方法三：系統(tǒng)建模（如UML建模、流程圖）?；舅枷耄哼\(yùn)用圖形化或形式化語(yǔ)言，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、交互或流程進(jìn)行抽象和描述，以便更清晰地理解、溝通、分析或驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)。**解析思路：*選擇三種不同類(lèi)型的常用方法（需求、結(jié)構(gòu)/功能、行為/交互）。對(duì)每種方法，要說(shuō)明其目的/應(yīng)用階段，并清晰解釋其核心思想或工作原理。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維與傳統(tǒng)的線性工程思維有何主要區(qū)別？*傳統(tǒng)的線性工程思維（如瀑布模型）強(qiáng)調(diào)按固定順序、階段性地推進(jìn)項(xiàng)目，前一階段完成后才進(jìn)入下一階段，各階段間存在明確的界限和單向流動(dòng)，變更困難。系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維則強(qiáng)調(diào)迭代、反饋和并行工作，不追求一次性完成所有設(shè)計(jì)，允許在項(xiàng)目過(guò)程中根據(jù)反饋不斷調(diào)整和優(yōu)化，更關(guān)注系統(tǒng)整體和用戶需求，邊界相對(duì)靈活。**解析思路：*對(duì)比兩種思維模式的關(guān)鍵特征：階段劃分（線性vs迭代/并行）、階段順序（固定vs靈活）、信息流動(dòng)（單向vs反饋）、邊界（僵硬vs靈活）、關(guān)注點(diǎn)（局部/步驟vs整體/用戶）。突出系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的非線性、適應(yīng)性、用戶中心等特點(diǎn)。4.在工程項(xiàng)目中應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維可能面臨哪些主要的挑戰(zhàn)或困難？*挑戰(zhàn)：需要跨部門(mén)、跨專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)的深度協(xié)作，溝通成本高；項(xiàng)目初期需求可能不明確，難以進(jìn)行早期設(shè)計(jì)；管理層可能不適應(yīng)迭代開(kāi)發(fā)模式，對(duì)進(jìn)度和預(yù)算控制帶來(lái)壓力；難以量化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維帶來(lái)的隱性價(jià)值（如用戶體驗(yàn)提升）；缺乏足夠的資源（時(shí)間、人力）進(jìn)行充分的用戶調(diào)研和原型測(cè)試；項(xiàng)目成員可能缺乏系統(tǒng)思維和設(shè)計(jì)思維的訓(xùn)練。**解析思路：*從組織協(xié)作、需求管理、項(xiàng)目管理、價(jià)值評(píng)估、資源投入、人員能力等多個(gè)維度，列舉應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維時(shí)可能遇到的實(shí)際困難和障礙。三、論述題1.試論述系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維在大型公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目（如城市軌道交通）中的價(jià)值體現(xiàn)。請(qǐng)結(jié)合項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施等階段，說(shuō)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維如何幫助項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)其預(yù)期目標(biāo)并提升整體效益。*系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維在大型公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（如城市軌道交通）中具有重要價(jià)值。在規(guī)劃階段，通過(guò)用戶中心設(shè)計(jì)，可以深入調(diào)研市民出行需求、現(xiàn)有交通痛點(diǎn)，結(jié)合城市發(fā)展藍(lán)圖，規(guī)劃出更符合實(shí)際、更能滿足多模式聯(lián)運(yùn)、提升出行體驗(yàn)的線路網(wǎng)絡(luò)和站點(diǎn)布局，而不僅僅是技術(shù)可行性的堆砌。運(yùn)用系統(tǒng)思維，能充分考慮土地使用、環(huán)境影響、與其他交通方式的銜接、經(jīng)濟(jì)承受能力等系統(tǒng)性因素，進(jìn)行綜合評(píng)估和優(yōu)化，避免“頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳”。*在設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維要求將列車(chē)系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、安全應(yīng)急系統(tǒng)等視為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)迭代設(shè)計(jì)方法，可以快速制作原型（如車(chē)站流線模擬、信息系統(tǒng)界面mockup），收集潛在用戶（乘客、司機(jī)、管理人員）的反饋，不斷優(yōu)化交互流程、信息傳遞、服務(wù)細(xì)節(jié)，提升系統(tǒng)的易用性和可靠性。同時(shí)，考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，為未來(lái)的升級(jí)改造預(yù)留空間。*在實(shí)施和運(yùn)營(yíng)階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的價(jià)值體現(xiàn)在對(duì)復(fù)雜性的管理和風(fēng)險(xiǎn)控制。通過(guò)迭代和反饋，可以在建設(shè)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，減少返工。運(yùn)營(yíng)階段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維有助于建立基于數(shù)據(jù)的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，通過(guò)分析乘客反饋、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，識(shí)別系統(tǒng)瓶頸和潛在問(wèn)題（如某線路擁擠度、換乘效率低），并進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化（如調(diào)整行車(chē)計(jì)劃、改善車(chē)站設(shè)施、優(yōu)化票務(wù)策略），提升系統(tǒng)效率和用戶滿意度。此外，系統(tǒng)思維有助于在突發(fā)事件（如設(shè)備故障、大客流沖擊）時(shí)，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)快速響應(yīng)，保障運(yùn)營(yíng)安全。*總之，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維通過(guò)強(qiáng)調(diào)用戶中心、整體性、迭代和反饋，幫助大型公共基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目在規(guī)劃更科學(xué)、設(shè)計(jì)更人性化、實(shí)施更順利、運(yùn)營(yíng)更高效、維護(hù)更經(jīng)濟(jì)，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益（便捷、高效、環(huán)保）和經(jīng)濟(jì)效益（提升土地價(jià)值、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展）的最大化，提升城市整體競(jìng)爭(zhēng)力。**解析思路：*緊扣題目要求，結(jié)合規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施等階段展開(kāi)論述。每階段都要明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的應(yīng)用點(diǎn)（用戶中心、整體性、迭代、反饋等），并具體闡述如何幫助項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)目標(biāo)（如滿足需求、優(yōu)化方案、控制風(fēng)險(xiǎn)、持續(xù)改進(jìn)）。最后進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)其對(duì)項(xiàng)目整體效益（社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、用戶）的提升作用。2.假設(shè)你需要為一個(gè)高校設(shè)計(jì)一套新的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，闡述你將如何進(jìn)行需求分析、功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃，并說(shuō)明你的設(shè)計(jì)如何體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的原則，以及預(yù)計(jì)能帶來(lái)哪些方面的價(jià)值。*需求分析：運(yùn)用用戶中心設(shè)計(jì)原則，我會(huì)首先識(shí)別平臺(tái)的核心用戶群體：學(xué)生、教師、教學(xué)管理人員。通過(guò)訪談、問(wèn)卷調(diào)查、觀察在線教學(xué)實(shí)際場(chǎng)景等方式，深入了解不同用戶群體的具體需求、痛點(diǎn)和使用習(xí)慣。例如，學(xué)生可能需要便捷的課程訪問(wèn)、互動(dòng)交流、個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑推薦、作業(yè)提交與反饋功能；教師可能需要豐富的教學(xué)資源管理、多樣化的教學(xué)互動(dòng)工具（如在線測(cè)驗(yàn)、討論區(qū)、直播）、作業(yè)批改便捷性；管理人員可能需要教學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、平臺(tái)用戶管理、課程管理等功能。同時(shí)，運(yùn)用系統(tǒng)思維，考慮平臺(tái)需要與學(xué)校現(xiàn)有的教務(wù)系統(tǒng)、圖書(shū)館系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，并關(guān)注平臺(tái)的易用性、可訪問(wèn)性（支持殘障學(xué)生）、安全性、可擴(kuò)展性等非功能需求。將收集到的需求進(jìn)行分類(lèi)、優(yōu)先級(jí)排序，并轉(zhuǎn)化為清晰、可執(zhí)行的用戶故事或需求規(guī)格說(shuō)明。*功能設(shè)計(jì)：基于需求分析結(jié)果，進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)。我會(huì)采用功能分解的方法，將復(fù)雜的平臺(tái)系統(tǒng)分解為核心模塊，如：課程管理模塊（課程創(chuàng)建、內(nèi)容上傳、章節(jié)設(shè)置）、教學(xué)互動(dòng)模塊（在線討論、實(shí)時(shí)問(wèn)答、小組協(xié)作、在線測(cè)驗(yàn)）、學(xué)習(xí)資源模塊（視頻、文檔、題庫(kù)）、個(gè)人學(xué)習(xí)中心模塊（學(xué)習(xí)進(jìn)度跟蹤、筆記、收藏、成績(jī)查詢）、消息通知模塊、教師輔助工具模塊、管理后臺(tái)模塊等。在具體設(shè)計(jì)每個(gè)模塊的功能時(shí)，我會(huì)制作低保真原型，邀請(qǐng)目標(biāo)用戶進(jìn)行測(cè)試和反饋，通過(guò)迭代優(yōu)化界面布局、交互流程和功能細(xì)節(jié)。例如，設(shè)計(jì)在線討論區(qū)時(shí)，會(huì)考慮如何促進(jìn)有效交流、避免信息刷屏、保護(hù)用戶隱私等問(wèn)題。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程強(qiáng)調(diào)用戶友好性、引導(dǎo)清晰、操作便捷。*系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃：在架構(gòu)規(guī)劃上，我會(huì)采用系統(tǒng)思維，確保架構(gòu)的靈活性、可擴(kuò)展性和模塊間的低耦合?？赡懿捎梦⒎?wù)架構(gòu)，將不同的功能模塊（如課程管理、互動(dòng)工具）設(shè)計(jì)為獨(dú)立的服務(wù)，通過(guò)API接口進(jìn)行通信，這樣便于獨(dú)立開(kāi)發(fā)、部署和升級(jí)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)上，考慮數(shù)據(jù)共享和關(guān)聯(lián)，建立清晰的數(shù)據(jù)模型。同時(shí)，規(guī)劃好系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)（如LTI標(biāo)準(zhǔn)），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。選擇成熟、穩(wěn)定的技術(shù)棧，并考慮系統(tǒng)的安全防護(hù)機(jī)制。架構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)預(yù)留擴(kuò)展點(diǎn)，以適應(yīng)未來(lái)可能增加的新功能（如虛擬實(shí)驗(yàn)、AI助教）或支持更大規(guī)模的用戶。*設(shè)計(jì)體現(xiàn)的原則與價(jià)值：我的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維的原則。用戶中心體現(xiàn)在始終圍繞師生需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和迭代；整體性體現(xiàn)在將平臺(tái)視為一個(gè)包含用戶、功能、技術(shù)、數(shù)據(jù)、外部系統(tǒng)的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃；迭代體現(xiàn)在通過(guò)原型測(cè)試和用戶反饋不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)；反饋體現(xiàn)在通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析為教師改進(jìn)教學(xué)、為學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)策略提供支持。預(yù)計(jì)該平臺(tái)能帶來(lái)的價(jià)值包