沈慶寧 徐若嵐
摘 要:互動(dòng)式教學(xué)法是一種師生之間雙向溝通的教學(xué)方法,與傳統(tǒng)以教師為中心的教學(xué)方法截然不同,要求學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的中心,需要學(xué)生積極參與、反饋和創(chuàng)造,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。在運(yùn)籌學(xué)課程中使用互動(dòng)式教學(xué)法,對(duì)課程建設(shè)和人才培養(yǎng)有重要意義。
關(guān)鍵詞:互動(dòng)式教學(xué)方法、以學(xué)生為中心、運(yùn)籌學(xué)
當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛,大批新興學(xué)科和交叉、邊緣學(xué)科相繼產(chǎn)生或成熟。與此同時(shí),經(jīng)濟(jì)與社會(huì)分工日益多樣化、復(fù)雜化,世界各國(guó)之間和各國(guó)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要大量復(fù)合型、創(chuàng)新型管理人才。同時(shí),隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái),傳統(tǒng)教學(xué)模式正逐漸由封閉式、單向性的知識(shí)傳播向開放式和多向性轉(zhuǎn)變。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展及人才培養(yǎng)新需求,各大高校積極探索教學(xué)改革,一些新的教學(xué)方法如慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等逐漸應(yīng)用于本科課堂教學(xué)和實(shí)踐中。但是大部分高校教師還是更多地采用傳統(tǒng)教學(xué)法,即以教師為中心,更多注重教的過程,忽略學(xué)生學(xué)的過程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式教師講授仍然占據(jù)了大部分有限課時(shí),缺乏直觀性、主動(dòng)性,容易形成忽視學(xué)生接受程度而“滿堂灌”,導(dǎo)致教學(xué)效果的不理想,不利于學(xué)生積極主動(dòng)參與課程學(xué)習(xí)。
互動(dòng)式教學(xué)方法是從傳統(tǒng)教學(xué)方法以“教”為中心轉(zhuǎn)變到以“學(xué)”為中心,確立“以學(xué)生為中心”的教育理念。教師以學(xué)生為中心優(yōu)化教學(xué)互動(dòng),學(xué)生積極參與教學(xué)活動(dòng),教師發(fā)揮引導(dǎo)作用,真正實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的雙向交流與互動(dòng)。
一、運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)
運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué),它以人、機(jī)構(gòu)成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的組織管理為對(duì)象,綜合運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)、工程科學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)科等方面的知識(shí),應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等工具來(lái)研究各類有限資源的合理規(guī)劃使用并提供優(yōu)化決策方案的科學(xué)。運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性:強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),結(jié)合管理、經(jīng)濟(jì)、金融、運(yùn)輸、信息網(wǎng)絡(luò)等眾多領(lǐng)域廣泛研討運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用。
2、以數(shù)學(xué)方法為手段:運(yùn)籌學(xué)以數(shù)學(xué)方法為手段,以系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析所研究的問題,并通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來(lái)仿真問題和給出最優(yōu)方案。
3、跨學(xué)科交叉融合:運(yùn)籌學(xué)研究的對(duì)象遍布社會(huì)經(jīng)濟(jì)各行各業(yè),涉及到不同行業(yè)背景知識(shí);研究的問題涵蓋經(jīng)營(yíng)管理、經(jīng)濟(jì)政策的各種問題,涉及到了各種管理業(yè)務(wù)知識(shí);求解最優(yōu)方案技術(shù)包括了數(shù)學(xué)求極值的各種方法以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù),體現(xiàn)出了運(yùn)籌學(xué)的深度跨學(xué)科交叉融合性。
4、與計(jì)算機(jī)聯(lián)系緊密:在用運(yùn)籌學(xué)解決實(shí)際問題時(shí),往往需要進(jìn)行繁雜的運(yùn)算,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展很好地解決了這一情況,同時(shí)也在一定程度上促進(jìn)了運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展。而運(yùn)籌學(xué)也可以用在分布式計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)化等信息技術(shù)領(lǐng)域,有效提高了計(jì)算機(jī)的使用效率。
二、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問題
運(yùn)籌學(xué)課程是應(yīng)用背景很強(qiáng)的一門優(yōu)化方法集合,授課對(duì)象往往來(lái)自多種專業(yè),學(xué)生需求和專業(yè)基礎(chǔ)差異大。教師如何在課程內(nèi)容和授課方式上進(jìn)行平衡,提高授課效果,具有很大的挑戰(zhàn)性。以中國(guó)石油大學(xué)為例,選修運(yùn)籌學(xué)課程的學(xué)生有管理類專業(yè)、經(jīng)濟(jì)類專業(yè)和數(shù)學(xué)類專業(yè)。同樣知識(shí)點(diǎn),數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生感覺授課進(jìn)度太慢,而管理類專業(yè)的學(xué)生則覺得吃力。而對(duì)授課內(nèi)容,管理的學(xué)生更希望用簡(jiǎn)單的方式去分析社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題,數(shù)學(xué)的學(xué)生更喜歡數(shù)學(xué)技巧性的內(nèi)容,對(duì)知識(shí)的應(yīng)用不夠重視。
運(yùn)籌學(xué)包含內(nèi)容眾多,有多個(gè)分支,然而運(yùn)籌學(xué)的課時(shí)安排往往不足。受限于課時(shí),教學(xué)中無(wú)法做到面面俱到,有時(shí)不得不對(duì)某些部分的教學(xué)淺嘗輒止,或是減少實(shí)踐,這無(wú)論是對(duì)教師的教學(xué)還是學(xué)生的學(xué)習(xí)都造成了一定的困擾。而傳統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)偏重理論,缺少實(shí)踐運(yùn)用,并且教學(xué)方法較單一,教學(xué)互動(dòng)不足,而運(yùn)籌學(xué)課程的學(xué)習(xí)難度又比較大,容易使學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性降低,進(jìn)而影響到學(xué)生對(duì)后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)理解。
三、互動(dòng)式教學(xué)在運(yùn)籌學(xué)課程中的應(yīng)用
實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng),首先要以學(xué)生為中心,要善于激發(fā)學(xué)生上課的熱情與積極性,其次互動(dòng)式教學(xué)方法的形式是多種多樣的,從內(nèi)容上可分為案例式互動(dòng)、討論式互動(dòng)、問題式互動(dòng)等。需要根據(jù)教學(xué)過程中的不同階段和不同內(nèi)容靈活運(yùn)用不同的教學(xué)互動(dòng)形式。
1、案例式互動(dòng)教學(xué)法
案例式互動(dòng)教學(xué)法是在課堂教學(xué)中選用精選典型案例,通過案例解說(shuō),嘗試解決,剖析方案,直觀具體、生動(dòng)形象、深入淺出地進(jìn)行理論授課。由于一般的運(yùn)籌學(xué)教材所給出的例題或者習(xí)題都是針對(duì)某一種方法的算例,如果只講教材中的例題,會(huì)給學(xué)生造成一種印象,運(yùn)籌學(xué)在理論上很完美,但不能解決實(shí)際問題。在教學(xué)過程中開發(fā)和應(yīng)用實(shí)際案例,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,更好的理解理論體系,達(dá)到知行統(tǒng)一。
例如,結(jié)合石油行業(yè)背景設(shè)計(jì)案例,既保證了授課質(zhì)量,又能讓學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)在石油行業(yè)中的應(yīng)用前景有直觀體驗(yàn)。在運(yùn)籌學(xué)課堂上,筆者基于在石油企業(yè)管理實(shí)際,設(shè)計(jì)了石油產(chǎn)品生產(chǎn)、配送、存儲(chǔ)優(yōu)化的系列案例,用于教學(xué)。
煉化企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃問題:以重整車間的月度計(jì)劃為例,要求用建立線性規(guī)劃模型的方法來(lái)解決生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃優(yōu)化的問題,其中重整車間是連續(xù)重整和溶劑油分離兩套裝置組成的聯(lián)合裝置。通過各項(xiàng)約束條件和目標(biāo)函數(shù)分析車間的最大利潤(rùn)數(shù)據(jù)并給出優(yōu)化對(duì)策。
成品油配送決策問題:包括5個(gè)煉廠供應(yīng)汽油和柴油兩種成品油,和7個(gè)油庫(kù),根據(jù)各煉廠的生產(chǎn)能力、出廠油品價(jià)格,各油庫(kù)的需求量、油品入庫(kù)價(jià)格,和各煉廠和油庫(kù)之間的距離及單位運(yùn)輸成本,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并建模求解給出煉油廠的生產(chǎn)和運(yùn)輸綜合成本最低方案。
油庫(kù)隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng):通過對(duì)某成品油庫(kù)實(shí)地抽樣調(diào)查,統(tǒng)計(jì)分析油槽車到達(dá)時(shí)間、服務(wù)時(shí)間和分布情況,確定油槽車的平均到達(dá)率和平均服務(wù)率。按照油槽車到達(dá)油庫(kù)、收油、離開的業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)離散仿真系統(tǒng),從而建立油庫(kù)隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)的仿真模型。然后油庫(kù)隨機(jī)系統(tǒng)各種影響因素行為分析,以改善油庫(kù)服務(wù)。
2、以問題為導(dǎo)向,動(dòng)態(tài)分組的互動(dòng)教學(xué)法
問題式互動(dòng)教學(xué)法是由教師針對(duì)教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)提出問題,學(xué)生根據(jù)問題在課后進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀和材料收集,分組進(jìn)行討論,思考問題、明辨問題。在教學(xué)實(shí)踐中,按不同需求和專業(yè)知識(shí)背景,虛擬分組式教學(xué),設(shè)計(jì)拓展性的知識(shí)如改進(jìn)單純形法、圖論和一些性質(zhì)證明類的問題,組織數(shù)學(xué)專業(yè)和一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較好的管理類學(xué)生形成技術(shù)攻關(guān)組,要求這些學(xué)生參考相關(guān)書籍,深入學(xué)習(xí)運(yùn)籌的方法和技術(shù)。對(duì)于一般管理、經(jīng)濟(jì)類學(xué)生則結(jié)合不同經(jīng)濟(jì)行業(yè)設(shè)計(jì)系列企業(yè)管理問題,以應(yīng)用軟件為工具,開展應(yīng)用性研究和競(jìng)爭(zhēng)性討論。例如,針對(duì)國(guó)內(nèi)油田原油生產(chǎn)和配送問題,課前要求學(xué)生搜集油田經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)材料,熟悉線性規(guī)劃問題建模特點(diǎn)和步驟,課上一起討論該問題中的決策變量、經(jīng)營(yíng)目標(biāo)和約束。之后,將學(xué)生跨專業(yè)組合為5-7人左右的小組,使用WINQSB軟件,對(duì)油田最優(yōu)生產(chǎn)和配送方案進(jìn)行求解,并對(duì)其中的生產(chǎn)成本、資金、產(chǎn)量、市場(chǎng)需求開發(fā)等因素進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性設(shè)計(jì)和辯論性匯報(bào)。
3、網(wǎng)絡(luò)式互動(dòng)教學(xué)法
網(wǎng)絡(luò)式互動(dòng)教學(xué)法是利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助平臺(tái),加強(qiáng)師生網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)交流,方便學(xué)生課外自學(xué),提高教學(xué)效率和質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)課堂的課程建設(shè)從課前任務(wù)、到課堂活動(dòng)到課后反饋全過程覆蓋,基本要素如下:
運(yùn)籌學(xué)課程使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),推送教學(xué)材料,創(chuàng)建教學(xué)活動(dòng),布置作業(yè)、進(jìn)行階段測(cè)試,反饋課后教學(xué)效果。利用互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力,推動(dòng)教學(xué)模式的改革。
四、小結(jié)
本文通過對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析,結(jié)合中國(guó)石油大學(xué)(北京)運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)實(shí)際情況,使用互動(dòng)式教學(xué)法進(jìn)行課程教學(xué)改革,提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)課程的積極性,課程成績(jī)比以往相比有了明顯提高,明顯培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決企業(yè)決策問題的意識(shí)。在前面經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,今后,將在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中運(yùn)用更多樣、更靈活、更新穎的互動(dòng)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐。
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