運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革研究

王輝 任麗潔 張中旭

【摘要】本文通過(guò)對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程進(jìn)行一系列的教學(xué)改革，針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生，設(shè)置不同的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段，將教師的主導(dǎo)作用、學(xué)生的主體作用以及現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的輔助作用緊密結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生能既掌握基本的理論與方法，又具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用能力，取得令人較滿意的教學(xué)效果.研究具有比較現(xiàn)實(shí)和重要的實(shí)際意義，對(duì)促進(jìn)本科素質(zhì)教育，探索新方法、新思路具有很大的啟發(fā)意義.

【關(guān)鍵詞】運(yùn)籌學(xué);教學(xué)改革;教學(xué)方式;考核方法

運(yùn)籌學(xué)是在第二次世界大戰(zhàn)中為進(jìn)行作戰(zhàn)研究而發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科，其理論和方法在戰(zhàn)后被廣泛應(yīng)用于各個(gè)民用領(lǐng)域.運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用范圍遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、建筑、城市規(guī)劃、生態(tài)與環(huán)境、國(guó)防事業(yè)等各個(gè)方面.近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，運(yùn)籌學(xué)能夠解決規(guī)模更大、更復(fù)雜的一些問(wèn)題.

國(guó)內(nèi)外的大學(xué)很多院系都將運(yùn)籌學(xué)開設(shè)為必修課或選修課.新一代大學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)運(yùn)籌學(xué)的思想和方法，掌握使用運(yùn)籌學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，善于優(yōu)化、充分利用資源.從本人多年的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，許多大學(xué)生喜愛(ài)運(yùn)籌學(xué)的巧妙思路，也非常希望自己有“運(yùn)籌于帷幄之中，決勝于千里之外”的能力，但是又懼怕運(yùn)籌學(xué)復(fù)雜的計(jì)算，只會(huì)套用書上算法，機(jī)械地進(jìn)行手工計(jì)算，思路打不開，僅限于對(duì)教師所講過(guò)的內(nèi)容有思路，稍有所變化就不知該如何應(yīng)對(duì).因此，對(duì)大學(xué)運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)進(jìn)行一系列的改革就顯得尤為重要.

近些年來(lái)，本校的運(yùn)籌學(xué)課程授課對(duì)象為理科專業(yè)、管理學(xué)科專業(yè)以及工科專業(yè)的本科生.根據(jù)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)所處程度如何做到因材施教，讓學(xué)生都能認(rèn)識(shí)、理解、領(lǐng)會(huì)和掌握該門課程，并能實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的結(jié)合，從而解決實(shí)際問(wèn)題，真正達(dá)到這門課程的學(xué)習(xí)目的，需要在教學(xué)過(guò)程中做一些嘗試與改革，改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等.具體如下.

一、分專業(yè)教學(xué)，注重教學(xué)內(nèi)容的取舍

目前，我校的數(shù)學(xué)類課程，比如高等數(shù)學(xué)，實(shí)行分層次教學(xué)，從某種意義上做到了因材施教，取得了一定的效果，但此種教學(xué)方式，對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程就顯得不適用了.運(yùn)籌學(xué)所涉及的分支較多，內(nèi)容比較豐富，不同的專業(yè)，需要不同的運(yùn)籌學(xué)知識(shí)，應(yīng)根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)明確教學(xué)目的，分類設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)方法并有所側(cè)重.比如，交通運(yùn)輸專業(yè)的學(xué)生強(qiáng)調(diào)運(yùn)籌學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用，有一部分學(xué)生要考物流師資格證，很大一部分內(nèi)容都是運(yùn)輸問(wèn)題這部分的內(nèi)容，我們?cè)谥v授的過(guò)程中會(huì)結(jié)合學(xué)生所需把這部分深入剖析;土木工程專業(yè)的學(xué)生更強(qiáng)調(diào)運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用，掌握運(yùn)籌學(xué)的基本優(yōu)化理論和優(yōu)化方法，網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖這部分對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)非常重要，比如，要考一些工程類的資格證，這部分占很大的分量，我們根據(jù)專業(yè)走向?qū)虒W(xué)內(nèi)容做出調(diào)整;信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)運(yùn)籌學(xué)數(shù)學(xué)和運(yùn)籌學(xué)科學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)側(cè)重算法的證明和原理推導(dǎo)，還應(yīng)具有一定的編寫計(jì)算機(jī)程序解決問(wèn)題的能力，使他們掌握運(yùn)籌學(xué)的基本優(yōu)化理論和優(yōu)化方法，掌握課程各主要分支的模型、基本概念與理論、主要算法及其應(yīng)用.

二、對(duì)教學(xué)手段、方式的改革

運(yùn)籌學(xué)是一門比較具有實(shí)用性的一門課程，教師在授課時(shí)如果仍然采用傳統(tǒng)的板書形式進(jìn)行授課，整堂課不但信息量少，而且很難提高學(xué)生的興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，這就促使任課教師不斷探尋科學(xué)而有效的教學(xué)方法.

（一）采用啟發(fā)式教學(xué)

為了取得良好的教學(xué)效果，采用啟發(fā)式教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情.例如，在講解運(yùn)輸問(wèn)題時(shí)，表上作業(yè)法所有例子中都是目標(biāo)函數(shù)求最小，對(duì)應(yīng)用的是用小元素法求解初始調(diào)運(yùn)方案，在此基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)問(wèn)：若目標(biāo)函數(shù)求最大，怎么求？引導(dǎo)學(xué)生去提出新的方法，多方面、多角度來(lái)解決該問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生舉一反三、暢所欲言，充分發(fā)表自己的觀點(diǎn)與想法.

（二）改革教學(xué)手段、方式，突出應(yīng)用性

對(duì)運(yùn)籌學(xué)這類信息量大、內(nèi)容豐富、推理和運(yùn)算復(fù)雜的綜合性學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)，單純的傳統(tǒng)板書教學(xué)模式已經(jīng)不適用了，應(yīng)該充分應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段.實(shí)現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)的優(yōu)化需借助多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等最新現(xiàn)代教育技術(shù)手段，并充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行交互式教育.

變傳統(tǒng)單一的課堂講授為課堂講授、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)、以參與競(jìng)賽為目的等多種形式相結(jié)合.課堂講授主要以多媒體和板書相結(jié)合.開展計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，這主要是通過(guò)創(chuàng)建計(jì)算機(jī)能識(shí)別的運(yùn)籌學(xué)模型和運(yùn)用計(jì)算軟件去求解模型這兩個(gè)環(huán)節(jié)去實(shí)現(xiàn).

一年一度的全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是全國(guó)高校規(guī)模最大的課外科技活動(dòng)之一，而數(shù)學(xué)建模的主要方法都來(lái)自運(yùn)籌學(xué)的內(nèi)容.我校從組隊(duì)參加全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以來(lái)，成績(jī)一般.因此，我們?cè)谥v課過(guò)程中，將數(shù)學(xué)建模帶入課堂，適當(dāng)介紹建模競(jìng)賽的歷年考題，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各級(jí)競(jìng)賽，通過(guò)競(jìng)賽來(lái)帶動(dòng)運(yùn)籌學(xué)的教學(xué).實(shí)踐證明，學(xué)生非常喜歡這一教學(xué)環(huán)節(jié)，近一兩年來(lái)，參加建模競(jìng)賽的學(xué)生越來(lái)越多而且取得的成績(jī)比以往都要好.

三、建立多種聯(lián)系方式和學(xué)習(xí)平臺(tái)

以學(xué)校的校園網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，教師將電子教案和其他教學(xué)資源放在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)里，供學(xué)生查閱、復(fù)習(xí)或下載，建立起師生交互式的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái).師生間通過(guò)QQ、E-Mail等現(xiàn)代科技技術(shù)加強(qiáng)課外聯(lián)系，及時(shí)解答學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題.在實(shí)際中，此做法受到學(xué)生的認(rèn)可與歡迎，也加深了師生之間的感情.

四、考核方式研究

考試是檢測(cè)教學(xué)效果和促進(jìn)教學(xué)的一種有力手段，與其他課程相比，運(yùn)籌學(xué)的考核方式應(yīng)該是開放的、多樣化的，不僅要體現(xiàn)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握能力，還要突出學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí).因此，成績(jī)考核包括基礎(chǔ)知識(shí)考核、實(shí)踐能力考核、創(chuàng)新能力考核等方面.基礎(chǔ)知識(shí)考核用來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本理論、算法的理解及應(yīng)用，主要是通過(guò)學(xué)生對(duì)每堂課的課后作業(yè)的完成情況及期末的閉卷考試來(lái)考查;實(shí)踐能力考核主要考核學(xué)生初步的數(shù)學(xué)建模、應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)理論解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力，要求學(xué)生做幾道應(yīng)用型的題目，并且只要求建立數(shù)學(xué)模型，不必求解;創(chuàng)新能力考核主要是通過(guò)布置幾道優(yōu)化方面的數(shù)學(xué)建模案例，引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過(guò)的優(yōu)化方法求解，不僅要建立數(shù)學(xué)模型，還要能運(yùn)用所介紹過(guò)的WinQSB軟件求解出結(jié)果，還要對(duì)結(jié)果做出分析.整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生還學(xué)會(huì)了使用數(shù)學(xué)公式編輯器，涉及制表、制圖，要求學(xué)生嚴(yán)格按照撰寫論文所要求的格式要求來(lái)進(jìn)行，這為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)、參與競(jìng)賽和撰寫畢業(yè)論文打下了良好的基礎(chǔ).

在每個(gè)學(xué)期結(jié)束，我們都通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的形式，了解所教學(xué)生對(duì)該課程整個(gè)教學(xué)狀況的反饋.問(wèn)題主要涉及對(duì)課程的印象、最大的收獲是什么、所教授的量化方法的應(yīng)用程度、考核方式、對(duì)課程的建議等十多個(gè)問(wèn)題.學(xué)生對(duì)該門課程都非常認(rèn)可，在思維方式上得到了極大的鍛煉，普遍認(rèn)為目前的48學(xué)時(shí)太少，學(xué)時(shí)能有所增加會(huì)更好.案例教學(xué)也頗受學(xué)生歡迎，建議再多增加一些上機(jī)軟件的操作.根據(jù)學(xué)生的反饋意見(jiàn)，我們覺(jué)得對(duì)該門課程所做的一系列改革是比較成功的，學(xué)時(shí)是各個(gè)院系在制訂培養(yǎng)方案時(shí)已確定的，所以我們只能用有限的學(xué)時(shí)盡所能地把該課程的精髓傳授給學(xué)生.

本文所研究的內(nèi)容具有重要的實(shí)際意義，在今后的教學(xué)中，我們將把教學(xué)改革繼續(xù)深化下去，不斷地總結(jié)、改進(jìn)，提高該課程的教學(xué)效果，為促進(jìn)該學(xué)科的發(fā)展做出力所能及的貢獻(xiàn).

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