(草原系统工程(教学大纲
课程编号：
适用专业：草业科学总 学 时：40学时
编写说明
1.教材选用及大纲制定依据
本门课程选用教材为全国高等农业院校教材《草原系统工程》，中国农业出版社）。根据草业科学本科专业培养要求，制定本教学大纲。
2.教学环节本门课程为草业科学等本科专业的专业基础课,其前期基础课为高等数学,线性代数，系统工程，在此基础上开设本门课程。主要教学形式为课堂讲授，主要教学环节为课堂讲授。另外由于系统学理论涉及较多当代较新颖的理论内容，应适当安排学生课下阅读。
3.教学方法以课堂讲授为主,安排适当学时组织学生课堂讨论。安排部分课下阅读和作业，加深学生对系统学知识的理解和了解。
二、大纲内容
绪 论
（一）教学目的
通过讲授使学生了解本课程的学习内容、草原系统工程的应用范围，学习本课程的方法及本学科的发展史。
（二）教学内容系统的概念。
系统工程在各学科科学研究中的作用。
系统工程的内容系统工程学发展概况。
（三）教学要求掌握系统的概念、特点，了解系统工程的发展历史。
（四）重点、难点、教学建议
重点：系统的概念，以及系统工程的发展历史。
难点：系统地概念。
教学建议：重点讲述系统的概念。
第一章 系统及系统科学的基础
（一）教学目的
通过教学使学生了解系统学的基本内容，以及系统的基本定律，理解系统学在自然科学科学和社会科学的发展历史中所起到的作用，来进一步了解和系统科学自身特有的研究方法奠定基础。
（二）教学内容系统地概念；系统思想；系统科学的基础；系统的结构和功能系统的运动规律。系统学的三定律：非加和律、五率最高率、模型化率。
（三）教学要求学生要在老师讲课的基础上，自己查阅相关的资料，加深对系统概念和理论的了解。
（四）重点、难点、教学建议重点：系统的概念；系统学三定律难点：系统学三定律。
教学建议：讲解内容的基础上，学生可下查阅资料。
第二章 系统新理论
（一）教学目的
通过教学使学生了解系统科学在当代取得最新的理论成就，增加学生的学时兴趣，使学生理解系统学能够作为各学科之间联系的纽带的所具有的特殊地位，以及系统科学队各学科的发展所做出的贡献。
（二）教学内容
耗散；耗散理论的在生态学的应用；自组织理论的内容简介；混沌的特点，吸引子的特性；超循环理论；
（三）教学要求要求学生能够了解系统科学在近代社会取得诸多理论成就，以及系统科学的在自然科学中的应用。
（四）重点、难点、教学建议重点：耗散的仔生态学的应用；混沌的概念，吸引子的特点。
难点：耗散的概念；吸引子。
教学建议：本节教学内容涉及较多的系统学理论知识，学生应该在课下查阅相关的资料，以加深对知识的理解。
第三章 系统工程技术
（一）教学目的
使学生掌握系统工程的分析的基本方法和步骤，了解草原系统工程的基本特征及其意义。
（二）教学内容
系统工程概述：系统工程的概念、形成、发展过程、性质与内容；
系统工程的基本方法和工作程序；系统分析的概念、作用、步骤；系统综合：系统的最优设计、系统的优化管理和协调控制。草原系统工程。
（三）教学要求
1,掌握系统分析的基本方法和步骤。
2,了解系统分析的概念、形成与发展过程。
3,了解系统的优化设计原理。
（四）重点、难点、教学建议
重点：系统分析的概念；系统工程的基本方法；系统工程的一般程序；系统分析的步骤；草原系统工程的基本特征。
难点：系统工程分析的步骤教学建议：在课堂讲授的基础上，指导学生展开阅读系统工程方面的其他资料。尤其是农业系统工程方面的有关书籍，并与草原系统工程相对照，加强学生的系统分析意识，使学生能够更好的理解系统工程应用的原理。
第四章 草地牧草资源分类和分区的数量化方法
（一）教学目的
使学生掌握草地牧草资源分类和分区的的原理、计算方法和步骤。
（二）教学内容
1,聚类分析与分类：聚类的基本原理；相似系数的计算方法；排序的一般过程
2,模糊聚类分析：草地和牧草属性的模糊性；模糊子集及隶属函数；模糊关系及模糊矩阵。
3,主分量分析：主分量排序的原理、方法和步骤；主分量分析的应用；
4,草地类型指数及其计算方法：计算方法；模糊表述法；
5,草地资源分配与区划：动态规划在草地生产资源分配中的应用；动态规划的计算方法；多目标分级区划；目标规划在草地畜牧业中的应用。
（三）教学要求
1,要求学生重点掌握，模糊聚类的基本原理、基本步骤及计算方法。
2,了解主分量分析方法的计算步骤。
3,理解动态规划的概念和应用。
（四）重点、难点、教学建议
重点：草地和牧草属性的模糊性；聚类分析的基本原理；模糊关系和模糊矩阵。
难点：模糊聚类的计算方法。
教学建议：学生在理解的基础上记忆，在记忆的基础上理解基本原理和概念；不需要学生掌握模糊聚类公式的推导，能够熟悉应用就可以。
第五章 草地牧草资源的评价
（一）教学目的
使学生了解和掌握草地牧草资源在评价过程中指标的选择原则，以及如何确定权重；通过学习，能够了解确定牧草生长的气候适宜度的方法。
（二）教学内容
评价指标及权重确定牧草生长的气候适宜度牧草引种地生态条件比较牧草品比实验农艺性状综合评价草地牧草资源的综合评价。
（三）教学要求
1,了解评价指标体，掌握指标权重的确定方法；
2,了解牧草生长的气候适宜度的计算方法；
3,掌握牧草品比的灰色关联度法；
4,了解模糊加权和法。
（四）重点、难点、教学建议
重点：评价指标的确定；权重的确定；莫草生长适宜度的计算方法；牧草引种地生态条件的比较；牧草农艺性状的比较。
难点：灰色局势决策模型。
教学建议：结合例题，课堂讲授，课后指导学生查阅有关资料。
第六章 草地资源动态监测
（一）教学目的
通过学习使学生掌握GDRMS应用的基本方法，通过学习，能够掌握不断更新的新型监测系统。
（二）教学内容
1,草地资源动态监测系统的设计
2,GRDMS软件系统
3,GRDMS的应用
4,草地资源动态的马尔柯夫模型
（三）教学要求
1,了解GRDMS系统的目标以及基本结构；
2,了解建立信息库的基本步骤和程序；
3,了解GRDMS软件的选择方法和系统要求；
4,掌握GRDMS的应用范围以及应用方法；
（四）重点、难点、教学建议重点：系统的选择和配置； GRDMS在草原自然灾害测报方面的应用；草地面积的监测；牧草长势的监测难点：GRDMS的应用。
教学建议：由于缺少相应的软件，因此本章内容只能作为参考内容，简单讲述。待购进相关软件后，结合软件进行具体的教学，会收到较好的效果。
第七章 草原生产管理的优化技术
（一）教学目的
通过教学使学生熟悉草原生产管理中常用的几种数学模型，掌握这些这些模型的应用方法，并用之指导生产实践。
（二）教学内容
线性规划的概念、基本定理；单纯形法；单纯形法的基变换；对偶原理及其应用；多目标规划模型。
（三）教学要求
1,了解线性规划问题的性质，熟悉线性规划模型的标准形式；
2,了解线性规划问题标准化的技巧；
3,掌握线性规划一些概念：可行解、最优解、基、基本可行解等；
4,了解线性规划的基本定理；
5 了解多目标规划的一般原理。
（四）重点、难点、教学建议重点：线性规划的基本概念；线性规划的技巧；
难点：多目标规划的一般原理。
教学建议：优化管理在生产实践中具有较为重要的地位，在教学过程中应强调规划的作用，并结合实际的案例，会收到更好的效果。
第八章 草原生产效益分析
（一）教学目的
通过教学使学生了解和掌握草原生产函数的意义及其使用方法，能够熟练的进行各种效益的分析，为今后的工作中应用奠定基础。
（二）教学内容
生产函数的意义；边际分析法与资源的最适投入；资源的替代及最适配合；生产函数的替代组合；投入产出的意义；投入产出表；投入产出模型；企业化生产投入产出综合平衡模型。
（三）教学要求
1．了解生产函数的意义，理解生产函数在具体问题分析中的重要性。
2．了解边际分析法的原理，掌握用边际分析法分析资源的投入；
3,熟练掌握投入产出表的制作和分析。
（四）重点、难点、教学建议
重点和难点：资源最适投入的计算方法；投入产出表的模型及应用。
教学建议：本章内容设计部分经济学知识，建议学生在课下课适当了解一些经济学的基础知识。
第九章 放牧系统分析
（一）教学目的
通过教师讲解，使学生了解和掌握对家畜放牧行为的分析方法，并用来指导如何在有限的资源基础上合理进行放牧，并建立相关的模型。
（二）教学内容
放牧行为及其测度；放牧家畜的牧食行为特征；放牧家畜对草地植株密度的影响；放牧家畜队牧草净生产量的影响；放牧压力的综合作用对草地牧草的影响。草层高度对家畜牧食行为的影响；草畜供求平衡；放牧畜群的周转模型；放牧系统的优化管理；放牧系统的动态模拟；放牧系统综合模型的应用。
（三）教学要求
1,了解家畜采食牧草的生理机制，掌握家畜行为测度的各项指标内容，并熟悉各种因素对家畜牧食行为的影响；
2,掌握放牧家畜对草地产生的各种作用，并能够对各种能够作用进行数据分析；
3,了解畜群周转的更新周期及其周转率的计算方法；
4,了解放牧系统的优化管理的方法，掌握畜群结构优化模型。了解放牧系统模型的应用。
（四）重点、难点、教学建议放牧对草地植被的影响；放牧家畜的行为特征；草地牧草现存量对牧食行为的影响；畜群周转的动态模型；草畜供求平衡；。
第十章 草原生产的预测
（一）教学目的通过教学使学生了解和掌握预测学的一些基本概念和方法，并在一定的基础上，运用这些方法，将之应用到实践当中，用来指导草原的生产，并为合理规划草地提供科学依据。
（二）教学内容
预测的概念、类型与步骤；德尔菲法预测的特点与步骤；时间序列分析法；灰色预测法；回归预测法；自回归预测法；马氏链预测法；
（三）教学要求
1．掌握预测的概念，了解预测基本类型和步骤；
2．能够对给定的数据选择合适的方法进行预测分析；
3,掌握两种以上的预测方法，能够熟练的设计模型并进行分析；
4,了解四种预测方法的优缺点，并能够进行比较分析。
第十一章 草原生产的决策
（一）教学目的通过本章那个内容的学习使学生掌握决策的一般过程，了解各种决策的分线概率的估计方法，并能够进行决策的规划，为进一步的工作建立坚实的理论基础。
（二）教学内容
决策的过程；决策的步骤；决策问题的分布；决策的分类；风险概率可知的决策；无概率信息及闲置概率信息的决策；综合决策方法介绍；
（三）教学要求
1．掌握决策的概念，了解决测基本类型和步骤；
2．掌握风险概率可知决策的类型，了解确定性决策、风险性决策和风险性决策估计的数学方法；
3,动态规划的决策方法以及层次分析决策方法，并对决策方法作一定的比较，从而夹生了解；
（四）重点、难点、教学建议重点、难点：决策的过程和步骤；确定性决策；风险型决策。
教学建议：
1,通过资料检索、查询，使学生了解决策的复杂性和时效性。
2,总结本课程其他与决策有关的章节内容，分析决策的独特的性质。
三、学时分配
内 容
学时
实验课
小结
绪 论
2
2
第一章
系统及系统科学的基础
2
2
第二章
系统新理论
4
2
6
第三章
系统工程技术
2
2
第四章
草地牧草资源分类和分区的数量化方法
3
3
第五章
草地牧草资源的评价
3
2
5
第六章
草地资源动态监测
2
2
第七章
草原生产管理的优化技术
2
2
4
第八章
草原生产效益分析
4
4
第九章
放牧系统分析
2
2
第十章
草原生产的预测
4
2
6
第十一章
草原生产的决策
2
2
小结
40
五、主要编写人员
繁殖、育种和生物统计研室
课程编号：
适用专业：草业科学总 学 时：40学时
编写说明
1.教材选用及大纲制定依据
本门课程选用教材为全国高等农业院校教材《草原系统工程》，中国农业出版社）。根据草业科学本科专业培养要求，制定本教学大纲。
2.教学环节本门课程为草业科学等本科专业的专业基础课,其前期基础课为高等数学,线性代数，系统工程，在此基础上开设本门课程。主要教学形式为课堂讲授，主要教学环节为课堂讲授。另外由于系统学理论涉及较多当代较新颖的理论内容，应适当安排学生课下阅读。
3.教学方法以课堂讲授为主,安排适当学时组织学生课堂讨论。安排部分课下阅读和作业，加深学生对系统学知识的理解和了解。
二、大纲内容
绪 论
（一）教学目的
通过讲授使学生了解本课程的学习内容、草原系统工程的应用范围，学习本课程的方法及本学科的发展史。
（二）教学内容系统的概念。
系统工程在各学科科学研究中的作用。
系统工程的内容系统工程学发展概况。
（三）教学要求掌握系统的概念、特点，了解系统工程的发展历史。
（四）重点、难点、教学建议
重点：系统的概念，以及系统工程的发展历史。
难点：系统地概念。
教学建议：重点讲述系统的概念。
第一章 系统及系统科学的基础
（一）教学目的
通过教学使学生了解系统学的基本内容，以及系统的基本定律，理解系统学在自然科学科学和社会科学的发展历史中所起到的作用，来进一步了解和系统科学自身特有的研究方法奠定基础。
（二）教学内容系统地概念；系统思想；系统科学的基础；系统的结构和功能系统的运动规律。系统学的三定律：非加和律、五率最高率、模型化率。
（三）教学要求学生要在老师讲课的基础上，自己查阅相关的资料，加深对系统概念和理论的了解。
（四）重点、难点、教学建议重点：系统的概念；系统学三定律难点：系统学三定律。
教学建议：讲解内容的基础上，学生可下查阅资料。
第二章 系统新理论
（一）教学目的
通过教学使学生了解系统科学在当代取得最新的理论成就，增加学生的学时兴趣，使学生理解系统学能够作为各学科之间联系的纽带的所具有的特殊地位，以及系统科学队各学科的发展所做出的贡献。
（二）教学内容
耗散；耗散理论的在生态学的应用；自组织理论的内容简介；混沌的特点，吸引子的特性；超循环理论；
（三）教学要求要求学生能够了解系统科学在近代社会取得诸多理论成就，以及系统科学的在自然科学中的应用。
（四）重点、难点、教学建议重点：耗散的仔生态学的应用；混沌的概念，吸引子的特点。
难点：耗散的概念；吸引子。
教学建议：本节教学内容涉及较多的系统学理论知识，学生应该在课下查阅相关的资料，以加深对知识的理解。
第三章 系统工程技术
（一）教学目的
使学生掌握系统工程的分析的基本方法和步骤，了解草原系统工程的基本特征及其意义。
（二）教学内容
系统工程概述：系统工程的概念、形成、发展过程、性质与内容；
系统工程的基本方法和工作程序；系统分析的概念、作用、步骤；系统综合：系统的最优设计、系统的优化管理和协调控制。草原系统工程。
（三）教学要求
1,掌握系统分析的基本方法和步骤。
2,了解系统分析的概念、形成与发展过程。
3,了解系统的优化设计原理。
（四）重点、难点、教学建议
重点：系统分析的概念；系统工程的基本方法；系统工程的一般程序；系统分析的步骤；草原系统工程的基本特征。
难点：系统工程分析的步骤教学建议：在课堂讲授的基础上，指导学生展开阅读系统工程方面的其他资料。尤其是农业系统工程方面的有关书籍，并与草原系统工程相对照，加强学生的系统分析意识，使学生能够更好的理解系统工程应用的原理。
第四章 草地牧草资源分类和分区的数量化方法
（一）教学目的
使学生掌握草地牧草资源分类和分区的的原理、计算方法和步骤。
（二）教学内容
1,聚类分析与分类：聚类的基本原理；相似系数的计算方法；排序的一般过程
2,模糊聚类分析：草地和牧草属性的模糊性；模糊子集及隶属函数；模糊关系及模糊矩阵。
3,主分量分析：主分量排序的原理、方法和步骤；主分量分析的应用；
4,草地类型指数及其计算方法：计算方法；模糊表述法；
5,草地资源分配与区划：动态规划在草地生产资源分配中的应用；动态规划的计算方法；多目标分级区划；目标规划在草地畜牧业中的应用。
（三）教学要求
1,要求学生重点掌握，模糊聚类的基本原理、基本步骤及计算方法。
2,了解主分量分析方法的计算步骤。
3,理解动态规划的概念和应用。
（四）重点、难点、教学建议
重点：草地和牧草属性的模糊性；聚类分析的基本原理；模糊关系和模糊矩阵。
难点：模糊聚类的计算方法。
教学建议：学生在理解的基础上记忆，在记忆的基础上理解基本原理和概念；不需要学生掌握模糊聚类公式的推导，能够熟悉应用就可以。
第五章 草地牧草资源的评价
（一）教学目的
使学生了解和掌握草地牧草资源在评价过程中指标的选择原则，以及如何确定权重；通过学习，能够了解确定牧草生长的气候适宜度的方法。
（二）教学内容
评价指标及权重确定牧草生长的气候适宜度牧草引种地生态条件比较牧草品比实验农艺性状综合评价草地牧草资源的综合评价。
（三）教学要求
1,了解评价指标体，掌握指标权重的确定方法；
2,了解牧草生长的气候适宜度的计算方法；
3,掌握牧草品比的灰色关联度法；
4,了解模糊加权和法。
（四）重点、难点、教学建议
重点：评价指标的确定；权重的确定；莫草生长适宜度的计算方法；牧草引种地生态条件的比较；牧草农艺性状的比较。
难点：灰色局势决策模型。
教学建议：结合例题，课堂讲授，课后指导学生查阅有关资料。
第六章 草地资源动态监测
（一）教学目的
通过学习使学生掌握GDRMS应用的基本方法，通过学习，能够掌握不断更新的新型监测系统。
（二）教学内容
1,草地资源动态监测系统的设计
2,GRDMS软件系统
3,GRDMS的应用
4,草地资源动态的马尔柯夫模型
（三）教学要求
1,了解GRDMS系统的目标以及基本结构；
2,了解建立信息库的基本步骤和程序；
3,了解GRDMS软件的选择方法和系统要求；
4,掌握GRDMS的应用范围以及应用方法；
（四）重点、难点、教学建议重点：系统的选择和配置； GRDMS在草原自然灾害测报方面的应用；草地面积的监测；牧草长势的监测难点：GRDMS的应用。
教学建议：由于缺少相应的软件，因此本章内容只能作为参考内容，简单讲述。待购进相关软件后，结合软件进行具体的教学，会收到较好的效果。
第七章 草原生产管理的优化技术
（一）教学目的
通过教学使学生熟悉草原生产管理中常用的几种数学模型，掌握这些这些模型的应用方法，并用之指导生产实践。
（二）教学内容
线性规划的概念、基本定理；单纯形法；单纯形法的基变换；对偶原理及其应用；多目标规划模型。
（三）教学要求
1,了解线性规划问题的性质，熟悉线性规划模型的标准形式；
2,了解线性规划问题标准化的技巧；
3,掌握线性规划一些概念：可行解、最优解、基、基本可行解等；
4,了解线性规划的基本定理；
5 了解多目标规划的一般原理。
（四）重点、难点、教学建议重点：线性规划的基本概念；线性规划的技巧；
难点：多目标规划的一般原理。
教学建议：优化管理在生产实践中具有较为重要的地位，在教学过程中应强调规划的作用，并结合实际的案例，会收到更好的效果。
第八章 草原生产效益分析
（一）教学目的
通过教学使学生了解和掌握草原生产函数的意义及其使用方法，能够熟练的进行各种效益的分析，为今后的工作中应用奠定基础。
（二）教学内容
生产函数的意义；边际分析法与资源的最适投入；资源的替代及最适配合；生产函数的替代组合；投入产出的意义；投入产出表；投入产出模型；企业化生产投入产出综合平衡模型。
（三）教学要求
1．了解生产函数的意义，理解生产函数在具体问题分析中的重要性。
2．了解边际分析法的原理，掌握用边际分析法分析资源的投入；
3,熟练掌握投入产出表的制作和分析。
（四）重点、难点、教学建议
重点和难点：资源最适投入的计算方法；投入产出表的模型及应用。
教学建议：本章内容设计部分经济学知识，建议学生在课下课适当了解一些经济学的基础知识。
第九章 放牧系统分析
（一）教学目的
通过教师讲解，使学生了解和掌握对家畜放牧行为的分析方法，并用来指导如何在有限的资源基础上合理进行放牧，并建立相关的模型。
（二）教学内容
放牧行为及其测度；放牧家畜的牧食行为特征；放牧家畜对草地植株密度的影响；放牧家畜队牧草净生产量的影响；放牧压力的综合作用对草地牧草的影响。草层高度对家畜牧食行为的影响；草畜供求平衡；放牧畜群的周转模型；放牧系统的优化管理；放牧系统的动态模拟；放牧系统综合模型的应用。
（三）教学要求
1,了解家畜采食牧草的生理机制，掌握家畜行为测度的各项指标内容，并熟悉各种因素对家畜牧食行为的影响；
2,掌握放牧家畜对草地产生的各种作用，并能够对各种能够作用进行数据分析；
3,了解畜群周转的更新周期及其周转率的计算方法；
4,了解放牧系统的优化管理的方法，掌握畜群结构优化模型。了解放牧系统模型的应用。
（四）重点、难点、教学建议放牧对草地植被的影响；放牧家畜的行为特征；草地牧草现存量对牧食行为的影响；畜群周转的动态模型；草畜供求平衡；。
第十章 草原生产的预测
（一）教学目的通过教学使学生了解和掌握预测学的一些基本概念和方法，并在一定的基础上，运用这些方法，将之应用到实践当中，用来指导草原的生产，并为合理规划草地提供科学依据。
（二）教学内容
预测的概念、类型与步骤；德尔菲法预测的特点与步骤；时间序列分析法；灰色预测法；回归预测法；自回归预测法；马氏链预测法；
（三）教学要求
1．掌握预测的概念，了解预测基本类型和步骤；
2．能够对给定的数据选择合适的方法进行预测分析；
3,掌握两种以上的预测方法，能够熟练的设计模型并进行分析；
4,了解四种预测方法的优缺点，并能够进行比较分析。
第十一章 草原生产的决策
（一）教学目的通过本章那个内容的学习使学生掌握决策的一般过程，了解各种决策的分线概率的估计方法，并能够进行决策的规划，为进一步的工作建立坚实的理论基础。
（二）教学内容
决策的过程；决策的步骤；决策问题的分布；决策的分类；风险概率可知的决策；无概率信息及闲置概率信息的决策；综合决策方法介绍；
（三）教学要求
1．掌握决策的概念，了解决测基本类型和步骤；
2．掌握风险概率可知决策的类型，了解确定性决策、风险性决策和风险性决策估计的数学方法；
3,动态规划的决策方法以及层次分析决策方法，并对决策方法作一定的比较，从而夹生了解；
（四）重点、难点、教学建议重点、难点：决策的过程和步骤；确定性决策；风险型决策。
教学建议：
1,通过资料检索、查询，使学生了解决策的复杂性和时效性。
2,总结本课程其他与决策有关的章节内容，分析决策的独特的性质。
三、学时分配
内 容
学时
实验课
小结
绪 论
2
2
第一章
系统及系统科学的基础
2
2
第二章
系统新理论
4
2
6
第三章
系统工程技术
2
2
第四章
草地牧草资源分类和分区的数量化方法
3
3
第五章
草地牧草资源的评价
3
2
5
第六章
草地资源动态监测
2
2
第七章
草原生产管理的优化技术
2
2
4
第八章
草原生产效益分析
4
4
第九章
放牧系统分析
2
2
第十章
草原生产的预测
4
2
6
第十一章
草原生产的决策
2
2
小结
40
五、主要编写人员
繁殖、育种和生物统计研室
