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统计学与运筹学十篇

发布时间:2024-04-25 17:34:13

统计学与运筹学篇1

【论文摘 要】本文浅谈了运筹学的内容和特点,并对其教学内容和讲授方式的改进进行了探讨。 

 

运筹学是一门应用性很强的边缘学科,其主要研究对象是管理问题,研究的基本工具是数学。运筹学也被称为管理科学。 

运筹学起源于20世纪30年代,通常认为运筹学的应用是第二次世界大战早期从军事部门开始的。运筹学发展至今已形成了较完整的学科体系,并在社会经济各个方面都有着广泛的应用。例如军事、能源、生态与环境、运输、城市规划、教育、工业、农业、商业等各个系统都用到运筹学的各种方法进行规划管理。近年来,由于计算机快速发展,运筹学能够解决规模更大、更复杂的问题。随着运筹学的广泛应用,运筹学的各种理论、方法不断地丰富,并形成了运筹学的许多分支。 

本文根据以上运筹学的应用性和发展趋势,简单介绍了运筹学的内容和特点,并重点探讨了运筹学教学内容和讲授方式的改革问题。 

一、运筹学的内容和特点 

1.运筹学的内容 

一般来说,运筹学可分为规划理论、决策理论、随机理论。其中规划理论包括线性规划、非线性规划、目标规划、动态规划等,主要解决资源的优化利用和配置、最佳路线的确定、非线性系统的优化等问题。决策理论包括对策论、决策论、图与网络、网路计划技术等,主要解决管理领域的各种复杂的决策问题。随机理论包括的领域更加广泛,如排队论、存储论、仿真技术、为序更新理论、可靠性和质量管理等分支,它主要解决随机系统、模糊系统以及不确定系统的复杂问题。由此可见,运筹学是具有许多分支、方法和应用广泛的一门学科。 

2.运筹学的特点 

(1)运筹学是基于数学的一门学科。运筹学实际上是用数学方法研究在一定的约束条件下,具有某些目标的优化问题。如经济、管理和国防等部门在内外环境的约束条件下合理分配人力、物力、财力等资源问题。它是充分利用数学工具,将实际系统的复杂问题尽量做到定量化,实现决策的科学化。 

(2)运筹学的发展与实际应用息息相关。运筹学的产生起源于军事问题,后来逐渐形成自己的理论体系,同时被应用到社会、经济、工业、农业等各个领域。 

(3)运筹学是一门边缘学科。运筹学在发展过程中,吸收了很多其他学科的成果,如系统工程、管理科学、计算机技术等学科的思想、方法和技术,不断丰富了自己的内容,形成了较完善的边缘学科体系,与很多学科的关系变得越来越紧密。 

(4)运筹学的领域越来越大。近20年来,随着计算机的发展,出现了许多运筹学的新分支及新算法,例如规划论中的随机规划和模糊规划及线性规划的一些新算法,决策支持系统及专家系统、mrp理论、模拟技术、遗传算法等。运筹学正在加快扩展自己的应用领域。 

(5)运筹学的发展促进了很多相关学科的发展。从前,运筹学的应用领域一般局限在军事、工业、农业等有限的部门,但目前逐渐扩展到社会、文化、服务等领域,如生态与环境、城市规划、服务行业、教育部门等各个系统都利用运筹学的各种方法进行定量的规划,这些部门不断的吸收运筹学的思想和方法,把定性和定量相结合,实现现代化和科学化。 

二、运筹学教学的改革 

1.运筹学教学改革的必要性 

由于运筹学具有上述的内容和特点,国内外大学的很多院系将运筹学作为必修课,运筹学已成为大学管理类的核心课程和其他课程的基础。但我国各大专院校所开设的运筹学课程,其内容庞杂,授课方法陈旧,很难适应快速发展的学科建设和应用需要。因此,必须对大学运筹学的教学内容和教学方法进行改革。 

(1)因为运筹学发展迅速,分支内容越来越多,新理论和算法层出不穷,所以必须对讲授内容进行一定的取舍。取舍的标准应放在有利于学生的思维方式、分析和应用能力的培养和提高,以及对解决实际问题有指导意义,在后续课程使用较多的内容上,即在实际应用中,以比较常用为标准。 

(2)因为运筹学的各种应用范围不断扩大,必须对运筹学的内容进行调整和改革。 

(3)随着计算机技术等高新技术的发展,教学手段也越来越先进和丰富,特别是像运筹学这样的理论推导繁琐、各种算法的计算过程复杂,更应该使用先进的教学手段和方法来提高授课的效率,即应该对现行的教学方法进行改革。

2.运筹学的改革内容 

(1)根据运筹学应用情况的统计调查,对运筹学分支的调整和取舍。不同的年代,运筹学的应用情况也不同。20世纪六、七十年代是运筹学开始普及和迅速发展的时期,这个时期运筹学应用情况的排序是数学规划、排队论、决策论、存储论、网络计划技术、可靠性理论等。我国现行的大部分教材基本上按以上的排序形成体系,并安排内容。例如使用较广泛的运筹学教材《运筹学》(清华大学出版社)、《运筹学教程》(清华大学出版社)的主要内容都是包括线性规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术、排队论、存储论、对策论、决策分析等章节。但是,20世纪80年代以后,特别是90年代这些排序已发生了很大变化。据统计,90年代运筹学的应用排序为数学规划、统计方法、模拟技术、排队论、决策分析、随机过程、网络分析、建模技术等,而且目前人工智能和专家系统得到越来越广泛的应用。因此,在教学过程中,为了紧跟时展及解决实际问题的需要,对运筹学分支进行及时的调整和取舍。如减少排队论的理论课时,增加统计方法和模拟技术的课程时数,确保让学生及时了解现代运筹学的应用情况和发展趋势。 

(2)根据运筹学的应用需要,对运筹学每个分支的讲授内容进行调整。线性规划是运筹学的一个重要分支,也是应用最广泛的一个分支。但具体讲授时,在线性规划的众多内容中,将侧重点放在哪里是一个重要的问题。因此,在讲授中,在保持线性规划体系的基础上,应强调影子价格和灵敏度分析的内容。因为影子价格在经济分析中具有重要意义,应讲清影子价格的概念及其在经济分析中的应用。在实际的线性规划模型中,其系数经常会随着条件的改变而变动,这些系数变动对最优解和决策影响较大,灵敏度分析及参数线性规划就是解决此类问题的方法。但在现行运筹学教材和大纲中,对这些内容强调的不够,而且很多教师讲课时都忽略这部分内容,这是不可取的。 

(3)根据专业的特点,强调运筹学的应用。管理专业的主要任务是应用运筹学等各种理论和方法来解决复杂的管理问题。因此,在运筹学的讲授中应特别强调运筹学的应用。如实际问题的线性规划模型建立、整数规划和目标规划及运输问题的应用。随机规划和模拟技术的引入和介绍都是为了强调让学生重视理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力。 

(4)注重定性和定量方法相结合。由于许多系统涉及到技术、经济、心理、偏好等综合因素,解决这类问题光靠定量方法是不够的。应该将运筹学等常用的定量方法和非数学方法(定性)相结合,才能够很好的解决实际问题。层次分析法就是一种定性和定量相结合的一种决策方法。这些看起来简单和粗糙的方法,对解决一些结构不十分明确、复杂的问题来说确实是一种可行和有效的方法。对于这些新思想和新方法,在运筹学教学中应给以足够的重视。在教学过程中将这些定性方法介绍给学生,以便拓宽学生的应用知识范围。 

(5)强调计算机模拟技术在运筹学中的作用。近年来运筹学的应用已扩展到大规模复杂系统问题的领域,如大型能源规划、生态与环境规划、区域经济规划等很多领域。对于这类复杂系统建立严格的数学模型、求解都比较困难。用计算机模拟来解决这些问题是一种非常有效的方法。运用计算机对系统进行模拟,容易得到多种可行方案和相应的系统性能指标,为决策服务。尽管模拟不是一种很精确的技术,其提供的仅仅是一个统计估计,而不是一个精确解,但计算机模拟耗费时间短,费用较低,对那些无法用解析方法解决的问题可以得到解决。因此,强调和注重计算机模拟技术在运筹学中的应用非常重要。 

3.运筹学教学方面的改革 

(1)保持教学严格性的同时,重点解决学生的理解和应用。数学的严格性众所周知,运筹学的理论也是如此。但如果片面地追求严格性,对于管理专业的学生来说接受困难,可能产生负面影响。因此,在具体讲课时,对于重要的定理采取严格的讲授,对于次要的定理尽量避免繁琐的推导,而强调这些定理的内容理解和实际应用。如在线性规划中,单纯形法是一种有效的算法,单纯形法原理及对偶理论需要讲清讲透应该让学生掌握,因为它是灵敏度分析的基础。而对灵敏度分析、整数规划等内容强调其基本思想和应用,减少不必要的数学推导,可得到事半功倍的效果。 

(2)通过案例的分析和讨论,提高学生的理解程度和分析能力。运筹学是一门应用性很强的学科,它具有较丰富的实际案例。如果将这些实例和教学相结合定能得到良好的效果。如动态规划是研究多阶段决策过程最优化的一种方法,许多实际问题都可以化为一个多阶段决策过程,所以在解决一些实际问题时,动态规划经常被使用。但在教学过程中发现,学生普遍感到建立动态规划模型比较困难,因为对于一个实际问题,如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程没有一般方法。为了解决这个问题,可以精选典型案例,多组织案例分析课,通过这些案例,学生可以正确掌握如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程。 

案例分析是国外先进国家经常采用的教学方法,有很好的教学效果。我国的教材体系也重视教学案例的组织和完善。 

(3)在教学中,强化计算机的应用。运筹学的大部分问题算法复杂、计算量大,靠人工计算非常困难,而计算机具有计算速度快、准确等优点,它是解决运筹学问题的重要工具。目前已有很多解决运筹学问题的计算机软件。因此,将运筹学的问题变成计算机模型,具有重要意义。在教学中,要把实际问题转化成运筹学模型作为重点,增加讲授使用计算机软件的课时,以便使学生尽快用计算机进行求解。 

参考文献 

1 吴育华、何雁群.运筹学在工业工程中的应用[j].工业工程,1999(4) 

2 《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)[m].北京:清华大学出版社,2005 

3 胡运权.运筹学教程[m].北京:清华大学出版社,1998 

统计学与运筹学篇2

关键词:运筹学实验教学教学软件 

1.运筹学概述 

运筹学是一门依照给定条件和目标从众多方案中选择最佳决策方案的应用科学,自其诞生以来,已在军事、工农业、经济和社会问题等多个领域得到广泛的重视和应用。现在,它已与我们的日常生活息息相关。运筹学已经成为安排工作、学习、娱乐生活的一门有效工具,如:企业的生产计划安排、水运船舶计划安排、市内公共汽车路线选择、行车时刻表安排、学校教师排课计划、医院职工值班安排等都会运用到运筹学中。因此,运筹学是管理类与经济类专业的一门重要专业基础课。 

随着计算机科学的发展,新型计算机的出现,为运筹学的运用开辟了新天地,使得运筹学的方法论成功及时地解决大量经济管理中的决策问题。并且随着计算机软硬件的发展,运筹学不再只为专家所掌握和使用,成了广大管理工作者进行最优决策和有效管理的常用工具之一。因此,根据我国目前的高校人才培养计划,运筹学这门课程教学的目的除了使学生根据研究问题的背景学会建立运筹学的数学模型、掌握运筹学的基本理论和基本运算技能以外,最重要的是使用计算机软件分析和解决运筹数学问题,为进一步学习专业课程提供必要的基础,为培养适应现代化需要、掌握现代科学管理方法的管理人才服务。 

2.运筹学实验教学中的软件介绍 

解决运筹学计算的软件较多,每种软件都有特点与不足,如运用到教学中的实验软件有线性规划的辅助教学系统CLpeX、mS-excel、Lindo/Lingo、matlab、DpS、winQSB等,下面一一介绍这些教学软件的特点。 

(1)线性规划的辅助教学系统CLpeX 

微机软件CLpeX是一个关于线性规划的辅助教学系统,其中文解释是“线性规划练习系统”。它不同于大家熟悉的“只要输入原始数据,线性规划问题的求解过程便能由机器自动进行”的那种“运筹学常用应用程序”,而是一个“只要用户掌握了计算方法,就能通过人机对话,让机器根据用户的指挥,一步将线性规划问题解决”的软件,是一个通过由计算机引导和协助、用户反复练习而达到帮助用户掌握线性规划各种计算方法的教学程序。该教学程序可以解决单纯形法和改进单纯形法(包括大m法和二阶段法),对偶单纯形法及进行灵敏度分析的方法。各种方法的迭代运算是通过反复调用系统的旋转运算、求比率、求检验数、行变换、行伸缩、退一步、暂停等七种程序模块实现的。 

(2)mS-excel软件 

microsoftexcel是微软公司的办公软件microsoftoffice的组件之一,是由microsoft为windows和applemacintosh操作系统的电脑而编写和运行的一款试算表软件。excel是微软办公套装软件的一个重要的组成部分,它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作,广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。在运筹学问题的解决过程中,该软件主要通过excel环境中丰富的函数功能,进行VBa(VisualBasicforapplications)编程,建立面向实际问题的模型。其可以解决管理运筹学中的确定型模型(线性规划、网络规划等)、随机性模型(随机过程、随机规划等)、混合型模型(动态规划、组合规划、模拟等)和模糊性模型(模糊规划、模糊对策等)。 

(3)Lindo/Lingo软件 

LinDo和LinGo是由LinDo系统公司发行的软件包中的两个产品。LinGo是LinearinteractiveandGeneraloptimizer的缩写,即“交互式的线性和通用优化求解器”,由美国LinDo系统公司(LindoSysteminc.)推出的,是建立和求解线性、非线性和整数最佳化模型更快更简单更有效率的综合工具,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解,功能十分强大,是求解优化模型的最佳选择。其特色在于内置建模语言,提供十几个内部函数,可以允许决策变量是整数(即整数规划,包括0-1整数规划),方便灵活,而且执行速度非常快。能方便与eXCeL、数据库等其他软件交换数据。目前LinGo15.0为最新版本。 

LinDo(LinearinteractiveandDiscreteoptimizer)是一个解决二次线性整数规划问题的方便而强大的工具。这些问题主要出现在商业、工业、研究和政府等领域。LinDo和LinGo的主要区别是:LinDo只能求解线性问题,而LinGo可求解线性与非线性规划及一些线性和非线性方程组。LinDo和LinGo软件能求解的优化模型,如图1所示。 

(4)matlab软件 

matLaB是矩阵实验室(matrixLaboratory)的简称,是美国mathworks公司出品的商业数学软件,和mathematica、maple并称为三大数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括matLaB和Simulink两大部分,其在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。matLaB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域,具有广泛应用前景的全新的计算机高级编程语言。其主要优势有:强大易用的科学计算语言、全面的图形功能、独立开放的平台、实用的程序员接口和Simulink动态仿真功能。其主要做的具体工作有:数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程等。matLaB是一个交互式的、计算可视化及编程一体化的开发系统,其基本数据单元是矩阵,附加的工具箱(单独提供的专用matLaB函数集)扩展了matLaB环境,解决这些应用领域内特定类型的问题。(5)软件DpS 

DpS(DataprocessingSystem)数据处理系统是浙江大学唐启义教授设计研制的一款通用多功能数理统计和数学模型处理软件系统。该系统采用多级下拉式菜单,用户使用时整个屏幕犹如一张工作平台,随意调整,操作自如,故形象地称其为DpS数据处理工作平台,简称DpS平台。该平台将数值计算、统计分析、模型模拟和画线制表等功能融为一体。 

(6)软件winQSB 

QSB是QuantitativeSystemsforBusiness的缩写,早期的版本在DoS操作系统下运行,winQSB在windows操作系统下运行。其里面有大量的模型,对于非大型的问题一般都能计算,较小的问题还能演示中间的计算过程,可以在windows9X/me/nt/2000/Xp及以上平台下运行。winQSB可应用于管理科学、决策科学、运筹学及生产运作管理等领域的求解问题。winQSBV1.0共有19个子系统,分别用于解决运筹学不同方面的问题,如图2所示。 

3.运筹学实验教学软件的分析、比较与选择 

从上述介绍的六款运筹学实验教学软件的特点看,如何选择运筹学教学软件应该从教学质量考虑。 

“教学质量“顾名思义就是对教育水平高低和效果优劣的评价,其注重的是教师“教”的质量和考查学生“学”的质量,主要是在教师的“教”对于学生的“学”所起到的作用、产生的影响的基础上进行的,学生不受教师影响的自学或其他学习形式则不在教学质量考察范畴之内。因此,在教师的指引下,教学软件使用的难易程度高低成为学生能否接受这一实验教学过程的一个重要方面。比较上述六款运筹学实验教学软件可知:线性规划的辅助教学系统CLpeX主要只是针对运筹学中的线性规划问题进行求解,而忽视了运筹学的其他问题求解分析,并且还需要用户的反复练习才能掌握。这款软件对于学生使用而言较困难不易掌握,并且在实际操作中不方便;mS-excel软件是微软办公套装软件的一个重要的组成部分,在运筹学的应用中,主要是用到了其函数功能进行VBa编程。假使学生对微软办公套装软件本身使用熟练,excel函数熟悉,那么选择此种软件作为教学使用就是一个不错选择;Lindo/Lingo与matlab软件在解决运筹学模型的过程中都要用到简单的计算机语言编程,具有运算速度快,精度高、灵活性强,适用于大规模规划问题求解的特点。假使学生没有学习过最基本的计算机编程语言,那么在实际操作此软件的过程中就会比较困难;winQSB软件是一款再运筹学问题计算中不需要编程的软件,操作起来简便,能给出中间步骤和图形,但要求规范,灵活性差。 

运筹学教学软件选择前,授课教师应该充分了解被授课学生的计算机使用能力和计算机语言的学习情况,倘使授课对象只有初步的计算机知识,那么授课教师应该选择最易学生接受的教学软件,比如不用任何计算机语言编程的软件——winQSB软件;假使学生有一定的计算机语言编程能力,那么Lingo、matlab、winQSB等软件是最好的选择。 

参考文献: 

[1]邹清明,陈建华.运筹学软件在经管类运筹学教学中的实践体会[J].大学教育,2013(22):60-62. 

统计学与运筹学篇3

近年来,随着运筹学课程在管理类专业特别是工业工程专业的广泛开展,越来越多的教师开始研究适应于本专业的运筹学课程的建设和改革问题。例如,浙江理工大学提出了运筹学课程群的概念,以运筹学课程为中心优化了相关一系列课程的课程结构和教学内容,并对案例教学、模型讨论教学和算法推理教学等运筹学课程群的教学手段与方法改革等进行了积极有益的探索。文献[2]中提出了运筹学教学中存在的不能适应市场需求、实践课比重不足等问题,并进行了实践导向的运筹学课程教学体系再设计。文献[3]进行了“管理运筹学”课程案例教学的探讨,提出了针对不同背景的学生进行有效的案例分析,增强该课程的实践导向性。文献[4]针对工业工程专业的物流方向课程进行了情景教学平台的设计。综上所述,运筹学课程目前存在的问题包括:(1)教材(教学内容)与课时的冲突:运筹学相关教材内容多,学时少是多数老师在进行运筹学课程改革时发现的问题。如何在有限的学时内满足学生学习运筹学课程的需求,合理设置课程内容和选择或编制教材是关键。(2)理论和实践的脱节问题:应用型工业工程人才培养模式强调将实践融入到整个专业教学过程中,运筹学是数学背景较强的课程,涉及到很多繁琐、抽象的理论推导,如果这部分内容讲得太细,就会忽略运筹学多学科的横向交叉联系和运用运筹学解决实际问题的能力,导致理论和实践相脱节的问题。(3)相关课程之前的联系不够紧密:近机类工业工程专业设立在机械工程系,以机械工程技术为背景增加管理知识,强调制造工程相关技术和理论在制造业领域内的应用。运筹学课程作为一门专业基础课,在整个课程体系中应具有承前(机械类背景知识)和启后(专业知识的综合运用)的作用,而目前,这种作用尚不明显。针对上述问题,本文对学习情境体系架构、案例应用模式等方面进行研究,探索提高学生实践能力的课程内容设置和教学方法的改革措施。

2实践导向型运筹学课程体系架构设计

2.1近机类工业工程专业运筹学课程需求

从专业背景方面看,近机类工业工程专业通过大量的机械平台专业基础课如:画法几何与机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、金属工艺学、电工电子技术等,使学生掌握扎实的机械设计制造基础知识。在此基础上,设置管理类课程如:基础工业工程、人因工程、管理信息系统、生产计划与控制、质量管理与控制、工程经济学、财务管理、物流设施规划、物流设备自动化、物流管理等,使学生具备制造系统的设计与优化、工程技术经济分析与生产组织管理等基本能力。从就业需求方面看,对近机类工业工程专业培养出来的毕业生的需求大多来自机械制造企业。有了这样的区别,就使得近机类工业工程专业的运筹学与其他管理类专业的相关课程从教学目标、教学内容、教学方法等方面都应有很大的不同。

2.2实践导向型工业工程专业情境化运筹学课程体系架构

实践导向模式的教学理论认为,知识是学习者主动构建的,教学应以学习者为中心,但由于每个学习者之间存在着很大的差别,因此它主张情境化教学并强调知识的表征与多样化的情境相关联,以及根据不同情境来组织课程等。目前,国内外很多高校院校工业工程专业都在积极应用实践导向模式,例如浙江工业大学提出了基于制造业的工业工程专业教学体系,西安电子科技大学针对学生了解现代制造企业生产、物流等设施的布局的需求构建了工业工程专业情景教学平台。吉林大学提出了职业生涯规划导向型人才培养模式。这些研究和实践在教学体系和实践环节方面取得了一些成果。在工业工程专业运筹学教学改革方面,现有研究和实践主要集中在减少数学推导、增加案例分析、正确引导学生主动学习等方面,缺少针对近机类工业工程专业的特殊专业背景和就业需求的运筹学的实践导向教学模式的研究,特别是解决运筹学作为一门专业平台必修课与后续专业课和实践环节的衔接方面的尝试还未见报道。而实践导向教学模式不仅需要课程体系中的各种实践环节的支持,更重要的是像运筹学这样的专业教育平台课对实践环节的支持。为了满足近机类工业工程专业学生对运筹学课程的学习需求,本文在分析近机类工业工程专业学生基础课程结构及其对运筹学课程的支持内容,以及后续应用课程(实践环节)对运筹学课程的需求的基础上,应用实践导向理论,提出实践导向型的工业工程专业情境化运筹学课程体系架构如图1所示。该体系结构采用“引例-模型-算法-应用”一体化教学模式进行教学内容的阐述,其中:引例过程:充分利用基础课程及其对运筹学课程的支持,如高等数学中的函数与极限、导数与微分及其应用、定积分及其应用、向量代数、多元函数、微分方程等知识;概率与数理统计中的基本概念、随机变量及其分布、随机变量的数字特征、抽样分布、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析等知识;线性代数中的行列式、矩阵运算、矩阵初等变换与线性方程组、向量组的线性相关性、相似矩阵及二次型、线性空间与线性变换等知识;以及学生在金工实习、理论力学、材料力学等机械类基础课程中接触过的工程示例,将这些基础课程中涉及的知识和问题以引例的形式加入到课程教学中去。通过例举学生在基础课程中学习过的背景知识,引导学生加强对已经学过的相关基础数学知识及其应用问题的温习,尽量提高续前课程的利用率,避免重新学习老知识,减少学生学习的心理负担。模型和算法过程:由引例归纳、引出问题的数学/逻辑等抽象描述,将学生易于理解的工程实际问题归结为运筹学和系统工程典型问题,提出该问题的建模相关的理论、方法和过程,建立系统模型。通过用基础知识求解和运筹学算法在求解范围和能力等方面的对比,增强学生对学习运筹学算法的兴趣。在教学内容的优选与设计的过程中,根据各主要运筹学分支和系统工程理论体系中与基础知识的结合程度,以及对应用课程(实践环节)的支撑程度进行课程内容的重构和设计,形成以系统思维、系统建模与仿真、系统分析与规划、系统预测、系统评价决策和系统优化几大主题为中心的相关理论、方法等组成的全新运筹学课程知识体系结构。其中系统思维重点进行霍尔三维结构、定量化方法、以重构为重点的分析-重构法等方面的训练;系统建模与仿真主要内容包括数学模型、逻辑模型、模拟模型、系统动力学模拟技术及随机模拟技术;系统分析与规划内容包括线性规划、非线性规划、动态规划、网络计划技术及随机服务系统分析等;系统预测包括定性预测方法、线性回归预测、时间序列预测及判别分析预测等;系统评价决策包括九级评分法、系统综合评价法、层次分析法、风险决策及不确定性决策;系统优化包括线性系统最优化方法、非线性系统最优化方法、随机服务系统费用优化及网络最优化方法等。应用过程:充分考虑应用课程及其对运筹学课程的需求,从相关的制造过程、管理过程等实际问题的层面出发,以案例应用的形式引导学生以实践为导向进行相关模型和算法的推广练习。相关需求包括后续课程中:生产计划与控制中的需求预测、生产计划编制等,设施规划与物流分析中的设施选址问题、选址评价等,工程经济学中的多方案经济评价、风险分析、设备更新分析等;以及实践环节中:机械设计课程设计中的优化设计、工业工程实习中的工作分析与评价等。

3结论

统计学与运筹学篇4

【论文摘要】本文分析了信息管理与信息系统的专业特点和运筹学的学科特点,探索了适应信息管理与信息系统专业运筹学教学方式,从运筹学的教学目的、教学内容、教学方式以及与专业相结合等方面对运筹学课程的教学改革进行思考和尝试,并对改革效果进行了一定的分析总结。

一、引言

运筹学是20世纪新兴的学科之一,近年来,运筹学作为一门学科,在理论和应用方面,无论就广度还是深度来说都发展很快。1998年教育部颁布的《本科专业目录和专业介绍》中,将运筹学课程列为经济管理专业的主干课程。

信息管理与信息系统专业(以下简称信管专业)是管理科学与工程下的一个二级学科,我校的信管专业隶属于信息工程学院,运筹学一直被定为专业基础必修课列入培养方案,有多年的教学历史。我在运筹学课程的教学过程中,探索适应信管专业培养目标和学生特点的教学方法,积累了一些想法并进行了尝试,取得了初步的效果。

二、信管专业和运筹学的特点及关系

信息管理与信息系统专业培养具备现代管理学理论基础、计算机科学技术知识及应用能力,掌握系统思想和信息系统分析与设计方法以及信息管理等方面的知识与能力,能在国家各级管理部门、工商企业、金融机构、科研单位等部门从事信息管理以及信息系统分析、设计、实施管理和评价等方面的高级专门人才。本校的信管专业学生的培养目标是成为既懂技术又懂管理的企事业单位信息化建设急需的复合人才。

运筹学的基本特点是:多学科交叉性、应用性、最优性和多分支。

(1)多学科交叉性。运筹学具有多学科交叉性的特点,综合应用经济学、管理学、数学、物理学、化学等学科的科学方法,这些学科相互渗透,综合应用。

(2)应用性。运筹学是一门应用科学,它起源于二战期间的军事问题,二战以后应用于经济管理领域。

(3)最优性。运筹学强调最优决策。运筹学则提供了以数量化为基础的方法,寻求各种实际问题的最优方案,大大提高了信息管理的水平,增强了决策的科学性。

(4)多分支。运筹学包括各个分支,主要有:线性规划、目标规划、整数规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存贮论、排队论、对策论等。

结合本校的信管专业特点及上述运筹学特点,我认为信管专业学生学习运筹学的目的是综合各学科的知识,利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模,掌握一定的算法,并能运用计算机工具对问题进行求解,以达到使生活、生产和管理等方面的各类问题获得最优解决。

三、传统教学中存在的问题及改进措施

从前面的分析可以看出,运筹学作为信管专业的基础课程,能够为信管专业的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果,有时却达不到预期的水平,下面针对传统教学过程中存在的问题提出了一些改进的想法。

1.教学目的的改进

传统的运筹学教学,仍然存在重理论、轻应用的倾向,教学的目的在于让学生理解和掌握运筹学的各类算法。结果是过分偏重数学,而不是应用,加上信管专业学生本身数学功底不深,致使很多同学在学习过程中产生畏惧心理,甚至放弃学习。

我认为运筹学的教学应该是理论和实践相结合,算法是运筹学的重要组成部分,是运筹学思想的精髓,完全放弃算法学习不可取,完全将运筹学变成算法课也不可取,应该使学生在熟悉运筹学各类问题的基础上,重点培养学生分析问题,根据问题类型建立数学模型的能力,能用一些经典算法求解简单问题,并能用运筹学的软件求解复杂问题。用经典算法的思想来开拓学生的思维,用运筹学软件的使用来提高学生的应用能力,最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力提升的作用。

2.教学内容的改进

传统的运筹学教学内容以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的模型,并着重分析数学模型的形式,算法和模型中参数的变化。这些内容的学习需要具备相当的数学基础,对于本身数学基础不佳的我校信管学生来说很容易产生畏难情绪,时间一长会产生厌学心理,进而导致学习效果不佳。

根据上面教学目的的改进措施,我在运筹学的教学过程中将教学重点放在问题的分析和建模中。在讲解算法时,我也突出讲解算法的设计思路,并积极引导学生来改进经典算法。在理论学习之余,我校的运筹学课程还安排了专门的实践教学内容,在实践课中,学生通过学习运筹学软件的使用,例如excel的规划求解工具、winqsb、lingo,使学生能灵活运用计算机工具来解决一些复杂的运筹学问题,真正提升学生的运筹学的应用能力。

3.教学方法改进

运筹学以数学为主要工具,一些理论和算法比较复杂,讲解难度较大,如果教师按部就班,平铺直叙,较少结合案例,就会让学生觉得枯燥乏味,晦涩难懂,从而丧失学习动力,影响教学效果。

针对上述情况,我在运筹学的教学过程中,对运筹学的教学方法进行了如下的尝试:

(1)加强了加强案例教学。给出大量经济管理中的问题,引导学生用运筹学的理论和方法去解决,提高学生学习的兴趣,培养学生的思维能力。

(2)加强互动,鼓励学生参与教学,发表自己的观点与想法。

(3)在实践教学环节,我组织学生以小组为单位,自行选择实际问题作为研究课题,并通过小组成员的合作完成问题的数据收集,问题的详细描述,以及选择合适的运筹学方法来建立问题的模型,并用运筹学软件来求解问题。这样,让学生真正体验到运筹学在实际中应用的完整过程,并且培养了学生的团队合作能力。

(4)通过建立运筹学的课程网站,为学生提供了良好的课余学习环境,以及丰富了学生和老师之间的课外交流渠道。在课程网站中为学生提供了丰富的教学资源,并且设置专门的学生在线答疑功能,老师或其他同学都可以回答。通过课程网站的使用还可以完成课后作业的布置和在线批改,丰富了学生完成课后作业的途径。

4.与相关专业课的结合

国内院校在设计信管专业课程体系时,一般是在传统的经济管理课程基础上,拼合统计、运筹和信息技术等课程。现实情况就是许多课程简单堆砌,缺乏紧密配合,运筹学的教学也经常会与相关专业课脱节。

所以应注意在教学内容上使运筹学与相关专业课的有效衔接,将运筹学的教学自然地融入整个专业课程体系。如运筹学中图论的教学,要和数据结构、离散数学中的有关章节相结合;网络计划中的关键路线法,对后继课程项目管理有很大的价值;网络计划的优化部分讨论有限资源的合理分配,这一思想在生产管理课程中也有所体现;存贮论直接指导erp中库存订货点的管理。总之要把运筹学和各相关专业课有机结合起来,才能促进运筹学的教学和信管专业的建设。

四、改革效果分析和总结

经过近一年的运筹学教学改革,初步取得了一定的成果,学生对运筹学的学习兴趣逐渐提高,学习效果也有所改进,从学生完成的作业和考试情况来看都有所提高。在以后的教学过程中,我还将对课程的考核方式,学生的课外兴趣小组的组织以及学生竞赛方面进行积极的探索和尝试。争取使运筹学在信管专业的学生中成为一门受欢迎的课程。

参考文献:

[1]胡运权.运筹学教程[m].北京:清华大学出版社,2003

[2]胡运权.运筹学基础及应用[m].北京:高等教育出版社,2011

[3]欧阳瑞,陈春华.在运筹学教学中要体现数学建模思想[j].长春教育学院学报,2011(27)

统计学与运筹学篇5

关键词:运筹学教学方法教学改革教学手段

一、运筹学学科特点

运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中的人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理[1],其核心是研究优化的理论与方法。运筹学内容丰富、分支众多,已经形成了三个不同的发展领域:运筹学应用、运筹学科学和运筹学数学[2]。教育部1998年颁布的“本科专业目录和专业介绍”中,将运筹学课程列为经济、管理专业的主干课程。运筹学课程已逐渐成为应用数学、管理科学、工程管理、系统科学、信息管理、计算机、机械制造、交通运输等专业的基础课程之一。因此运筹学课程必须既能满足理工类专业的教学需要,又能兼顾经管类等专业的要求。

运筹学具有以下几个特点[3]:(1)定量分析。运筹学使用各种数学工具和逻辑判断方法,对实际问题中提炼出来的模型进行定量分析,为管理和决策提供定量化的决策支持。(2)最优性。所谓最优,包含两方面的含义:一是从空间上来讲,寻求整体最优;二是从时间上来讲,寻求全过程最优。(3)实用性。运筹学是一门实践性很强的学科。运筹学广泛应用于经济、管理、工程优化设计、工程优化控制、计算机和信息系统、城市规划和管理、资源综合利用,环境治理等。(4)多分支性。由于运筹学是面向实际问题的,因此运筹学形成了很多分支,而且还在不断的向前发展。运筹学的分支包括线性规划、整数规划、非线性规划、目标规划、图与网络模型、存储论、排队论、对策论、排序与统筹方法、决策分析、动态规划、预测、搜索论、随机服务理论和可靠性理论等。(5)以计算机为工具求解问题。由于实际问题通常变量较多,运用运筹学理论手工解决实际问题时,计算工作量非常大,且常常容易出现错误,因此应该借助于计算机工具求解。实际上,计算机技术的快速发展,为运筹学的进一步发展以及在实践中的应用都起到了促进作用。

二、教学现状分析

目前,本校的运筹学课程授课对象为理科专业(包括数学与应用数学、统计学专业)、管理学科专业(包括管理科学、工程管理、房地产经营管理、市场营销、物流管理、工商管理、金融管理专业)以及工科专业(信息管理与信息系统、金融工程专业)的本科大学生。理工科专业学生是理科生源,管理类专业中除部分专业为文科生源,其余专业又为文理生源兼有。相比而言,理科生源学生数学基础较好,文科生源的数学基础相对较差,如何做到在同一时空内,让学生们都能认识、理解、领会和掌握该门课程,并能实现理论和实践的结合,从而解决实际问题,真正达到这门课程的学习目的,需要在教学过程中做一些尝试与改革。目前,我校在运筹学课程教学过程中往往容易出现以下一些普遍存在的问题和不足:

1.学生学习的积极性不高,厌学现象较普遍。随着年龄的增长,大学生学习动机的功利性日益增强,只对他们认为有用的课程感兴趣,而对其它课程则仅仅追求达到学分要求。学习的主动参与性不够,课堂气氛不够活跃,很难主动和教师形成互动,整体学习效果一般。他们将学习重点放在对课本知识的死记硬背上,甚至连计算方法和步骤也采用死记的方法。

2.教学方法的科学性有待加强。运筹学是一门实用性课程,很多老师在授课时,采用传统的板书讲授法,教学手段不够灵活,信息量少,如讲解线性规划中的单纯形方法时,一节课画一张单纯形表,解一道迭代三次的题目时间可能就不够用了,教师只在黑板上孤立的画表格,学生在课堂上被动接受,师生互动性差,教与学信息反馈不及时,很难提高学生的兴趣和调动学生学习的积极性。

3.实验教学和案例分析重视不够。由于大部分教师是重点高校数学专业出身,在给本科生上运筹学课程时,过多注重定义的解释,定理的推导,手工演算的培训上,对应用运筹学的理论、方法分析问题、解决问题讲授不多,从而造成学生对运筹学的基本理论、模型求解方法多有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却都显得茫然无措。很少有运用运筹学解决实际问题的案例,不会用运筹学优化软件(如lingo、lindo、mathematic、matlab等)求解最基本的运筹优化问题,更难去解决实际问题。

4.课程考核方法比较单一。通常是以学生平时作业加期末考试成绩作为考核学生学习运筹学课程效果的考核方式,导致学生只会套用书上算法,机械的进行手工计算,忽视了运筹学课程培养学生解决实际问题的能力的目的,偏离了运筹学的本质。

三、教学改革建议

1.分专业教学,体现专业特色。不同的专业,需

要不同的运筹学知识,应根据专业培养目标和专业特点明确教学目的,分类设置教学内容,科学设计教学方法,并有所侧重,如应用数学专业更应强调运筹学数学和运筹学科学,在教学过程中应侧重算法的证明和原理推导,还应具有一定的编写计算机程序解决问题的能力,使他们掌握运筹学的基本优化理论和优化方法,掌握课程各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用;经管类专业运筹学更应强调运筹学应用和运筹学科学,教学目的重点应放在学生对基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的应用上,使学生通过运筹学课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理、方法分析和解决问题同时加强实践教学,采取多种灵活多变的实践方式,解决实际应用领域中的某些实际问题,为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础。

2.对教学手段、方式进行改革。

(1)采用启发式教学。学生的学习态度直接影响教学质量,因此在教学过程应积极发挥学生的主体作用,如采用启发式教学,充分发挥学生的聪明才智,激发他们的学习热情。例如在讲解整数规划的分支定界法时,对于举例求解约束条件只有两个的例子时,可以选两个层次不同的同学当堂练习,启发学生用图解法求解,从而鼓励学生举一反三,畅所欲言,充分发表自己的观点与想法。

(2)改革教学手段,运用最新科技成果,突出应用性。传统教学模式的板书时间,对学生来说也是一段休息、思考准备的时间,但有时显得单调和低效、课堂信息量少,而且可观性差。对于运筹学这类内容丰富、信息量大、推理和运算复杂的综合性学科的教学活动,还应该充分应用现代化教学手段,通过与现代化教育技术的组合应用,实现运筹学课程教学的优化须借助多媒体、互联网等最新现代教育技术手段,并充分利用网络教学资源加强对学生进行交互式教育,使学生及时了解运筹学发展动态,领悟新思路、掌握新方法,增强运筹学课程的前瞻性和应用性。应用这些最新科技成果辅助教学可以大大提高教学效率,增加学生接触实际问题的机会,提高解决实际问题的能力,使教学更好地为实际应用服务。

(3)改进教学方式。变传统单一的课堂讲授为课堂讲授、专题讲座、计算机实验、参与社会实践等多种形式相结合。举办专题讲座能较好地开阔学生的视野,使学生了解运筹学的发展方向与前沿动态,为培养具有全球化视野的国际性人才打下基础;开展计算机实验可培养学生创新能力,这主要是通过创建计算机能识别的运筹学模型、编写运筹学算法程序和运用计算软件去求解模型这三个环节去实现;参与社会实践则能增强学生的实践能力,让学生运用所学运筹学知识去解决实际问题,在社会生产实践的活动中接受检验,使学生亲身感受学习本课程的实践需要和社会价值,在实践中增长见识和才干、获得成就感。

(4)建立多种联系方式和学习平台。建立基于校园网的交互式网络平台以学校的校园网络为基础,建立起师生交互式的网络交流平台,教师将电子教案和其他教学资源放在网络系统里,供学生查阅、复习或下载。充分利用现代科技技术,给学生任课教师的联系方式,通过qq,e-mail等现代科技技术加强联系,及时解答学生在学习中遇到的问题,激发学生的兴趣。

3.加大案例分析和建模培训力度。单纯的讲解教材中的基本理论和例题,会给学生造成一种错觉:运筹学在理论上很完美,但不能解决实际问题。因此,在教学的过程中需加强案例教学。案例教学具有以下鲜明特点:第一,目的性。第二,真实性。第三,结果的优化性。加强案例教学,可以加深学生对运筹学概念的理解与应用;加强案例教学有利于学生创造性能力的培养;通过案例教学,可以提高学生们动用所学知识和方法分析问题的能力、合作共事的能力和沟通交流的能力。

一年一度的全国大学生数学建模竞赛是全国高校规模最大的课外科技活动之一,而数学建模的主要方法都来自于运筹学的内容。目前来说,建模竞赛几乎受到了所有高校的高度重视,我校从组队参加全国大学生数学建模竞赛以来,虽然取得了不错的成绩,但是和兄弟院校相比还有一定的差距。因此教师可以结合本校实际,将数学建模带入课堂,适当介绍建模竞赛的历年考题,鼓励学生积极参加各级竞赛,通过竞赛来带动运筹学的教学。

4.改变考核方式。考试是检测教学效果和促进教学的一种有力手段,但是传统考试方式考核的只是理论知识与解题技巧,而运筹学的考核重点应该是学生的优化意识和解决实际问题的能力。所以,与其他课程相比,运筹学的考核方式应该是开放的、多样化的。课程的考核方式应当既要体现学生对基本知识的掌握能力,还要突出学生的实践能力与创新意识,因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核用来加强学生对基本理论、算法的理解及应用,主要是通过学生对每堂课的课后习题作业的完成情况来考察;实践能力考核主要考核学生初步的

数学建模、应用运筹学理论解决简单实际问题的能力,要求学生做几道应用型的题目,并且只建模不必非求出解;创新能力考核主要是通过布置几道优化方面的数学建模案例,引导学生用学过的优化方法求解,不仅要建立数学模型,还要能运用相关优化软件求解出精确的结果。

5.适当介绍分支由来和现今理论前沿。不同的运筹学分支有各自的特点和经典方法,如线性规划的单纯形法、非线性规划的kuhn-tucker条件,对策论的划线法,这些经典方法都有着各自的创始人和来龙去脉,通过对各分支名人和历史的介绍有助于学生把握运筹学的发展史,从宏观上对运筹学各个分支有整体的认识。同时,通过名人的介绍还有助于开阔学生视野,提高学习兴趣,活跃课堂气氛,提高教学效果。

四、结束语

运筹学的主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据,是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。随着我国高等教育改革的不断深化,要求在教学中提高学生运用运筹学解决具体问题的实践能力。我们相信通过对运筹学课程教学做一系列的改革,针对不同专业的学生,设置不同的教学目的和教学内容,采用不同的教学方法和教学手段,将教师的主导作用、学生的主体作用以及现代教学技术的辅助作用紧密结合起来,使学生能既掌握基本的理论与方法,又具有较强的实际应用能力,取得令人较满意的教学效果。

参考文献:

[1]韩伯棠.管理运筹学[m].第3版.北京:高等教育出版社,2010年

[2]《运筹学》教材编写组.运筹学[m].修订版.北京:清华大学出版社,1990年

统计学与运筹学篇6

运筹学具体应用运用效果一、引言

运筹学理论所研究的是利用数字、符号和图形做为模型,把复杂的事物变成简单,反映在管理问题中一些问题。这一理论的实际应用,更是发挥了其重要作用。在物流管理中,利用运筹学模型分析,整合资源、合理调配,有物流的管理起到十分重要的意义。

二、物流与运筹学的关系

1.运筹学研究的内容

运筹学做为边缘学科,应用性很强。运筹学主要研究对象是管理问题。运筹学属于管理科学的一部分,至今已形成了较完整的科学体系,成为具有许多分支、方法和应用广泛的一门学科,并在社会经济各个方面都有着广泛的应用。

2.运筹学的特点

运筹学将实际系统的复杂问题尽量做到定量化,实现决策的科学化。在发展过程中,吸收了很多其他学科的成果,不断丰富了自己的内容,形成了较完善的边缘学科体系,与很多学科的关系变得越来越紧密,运筹学是一门边缘学科,正在加快扩展自己的应用领域。运筹学的发展促进了很多相关学科的发展,并且逐渐扩展到社会各个领域。

3.运筹学的数学模型

运筹学所研究的模型,一般是将一个系统或过抽象、简化后,把某些特征及数量指标的相互关系表达出来。它试图精确地和定量地表示系统的各种数量关系。常用的运筹学数学模型有线性规划模型、随机规划模型、网络分析模型。

4.运筹学的工作程序

运筹学用于编制长远规划,确定系统目标和系统政策,辅助各层次的管理。运筹学系统已进一步发展到了用于决策的需要,广泛地运用模型,并把管理学、运筹学和计算机技术结合起来。

三、优化方法在物流领域中的具体应用

任何一个系统的目标确定和目标实现过程都不是唯一的,存在着如何在诸多方案中选择最优方案的问题。随着系统科学的进步,优化方法的综合运用得到了广泛的发展。

1.车辆路线问题及模型

车辆路线选择是将定量化的系统思想应用于组织管理的工程实践,寻求实践效果的优化。车辆路线问题要注意关联性、最优性。车辆路线选择优化的基本思路是运用运筹学模型,采取定量化方法揭示系统内各子系统、各因素之间的关系,然后运用科学方法协调系统之间、系统内各子系统之间的矛盾,从而求得车辆路线问题最优规划、最优设计、最优管理,提供给决策部门参考,为决策提供科学依据。

2.装货问题及动态规划

运筹学模型建立在充分考虑国内物流业的发展情况,物流配送对运输工具选择上进行优化,缩短配送环节,尤其是同类运输工具的环节,对促进车辆调度优化有很大的作用,实现物品运输的合理化。不同的运输工具有不同的优势领域,因此对运输工具进行优化选择,按运输工具特点进行装卸运输作业,尽量减少装卸的次数、增大装卸量,按照运筹学模型合理调整每次的装卸量和运输工具的容量,最大程度地发挥所用运输工具的功能,是装货问题优化的重要环节。

3.设施连续点选址模型

设施选址问题是运筹学的问题,设施选址问题最常用的运筹学模型是韦氏模型,此模型具有全局性。此模型在实际运用中,可以看出其有效性。通过在选址过程中选取上一次的最优点作为下一次的初始点,简化模型的实用性。

4.流通加工工作业排序模型

流通加工作业排序是指在一定期间内分配给各个加工单位的生产任务,根据加工工艺和负荷的可能性,确定各加工单位流通加工作业开始时间、作业结束时间,并进行作业顺序排序,该过程又称为生产作业排序。同样的流通加工任务,采用不同的生产作业排序方法,所得到的生产效率、经济效益是不同的,运用运筹学中的模型分析各项加工任务,合理安排各项加工任务的工艺顺序,使生产周期最短,生产效率最快,生产效益最高。

5.库存优化模型

库存控制的方法较多,随着运筹学方法广泛应用,还会有较大的发展。库存控制是在已确定了库存商品储存定额的前提下,对实际在库储存的商品进行控制和管理。它主要从企业的进货数量、进货时间、在库商品控制管理等几个方面进行。由于商业企业所经营的各类商品在货源、销售季节、社会需求量等方面都有较大的差别,因此运用运筹学中的模型,把不同特征的商品的库存控制在合理的范围内,尽量为生产和销售服务。

四、优化技术在物流管理系统中的运用效果

根据物流的运作模式和管理方式,运筹学模型在管理物流业的应用已相当成熟。北疆水泥有限公司进厂和出厂石料和水泥都通过靠近厂大门的地磅过磅。利用现有的管理资源,合理设计出保证地磅快速过磅,减少车辆排队等候,加快货物流动的相关业务流程至关重要,该厂利用运筹学原理,采用运筹学的模型,重新设计适合本厂实际情况的物流管理信息系统,对该厂的石料采购、水泥销售、货物称重等进行高效合理的管理,最终满足该厂生产经营增长和科学管理的需要。在利用业务系统情况下,运用运筹学,建立了完善的系统集成模型,准确描述了系统中各模块的关系,开发了北疆水泥物流系统,满足生产增长的要求,提高客户满意度。

沃尔玛连锁超市运用运筹学模型,构建连锁业内部的信息管理系统,预先制定货物的运送和配给方案、开设电子订货业务等,完善企业内部决策支持系统、自动补货系统、运输信息管理系统等,提高标准化程度。通过运筹学模型的实际应用,沃尔玛超市改善配送措施,变原来的单一配送为共同配送和混合配送,这样既节约了成本也提高了货物的配送效率,同时把单纯地服务型配送变为盈利性配送,使库存实现合理化、科学化的保管。

五、结语

运筹学广泛应用于物流业,其主要是通过运用运筹学方法去分析和解决物流管理中的问题,而不是单纯强调运筹学理论的重要性,掌握运筹学理论的基本方法,掌握各种定量模型及应用,为今后运用运筹学理论解决实际物流管理问题打下坚实的基础。

参考文献:

\[1\]孙喜梅,杨兆升.从交通需求看运筹学的学科建设\[J\].高教研究与实践,2010,(2).

\[2\]《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)\[m\].北京:清华大学出版社,2009.

统计学与运筹学篇7

关键词:数学分析法;交通运筹学;项目化教学;教学实践

作者简介:张文会(1978-),男,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学交通学院,副教授;邓红星(1969-),男,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学交通学院副院长,教授。(黑龙江哈尔滨150040)

基金项目:本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划课题(课题编号:GBD1211006)、东北林业大学重点课程建设项目“交通运筹学”的研究成果。

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)07-0125-02

“交通运筹学”是为交通运输管理决策提供定量依据的应用科学,其特点是将交通管理中出现的实际问题归纳为抽象的数学模型,综合运用数学方法或计算机工具对模型进行求解,得到解决问题的最优方案。该课程主要研究交通运输系统运力优化、道路网络模型化、车辆的合理调配、运输企业经济分析与决策、车辆及乘客排队模型分析等。“交通运筹学”一般是交通运输、交通工程等交通运输类本科专业的重要基础课,也是“交通工程学”、“交通流理论”、“物流技术”等课程的先修课程。传统单一的讲授法往往使学生注重基础理论的重复推衍,对一些模型死记硬背,缺乏针对交通运输工程问题建模及求解能力的训练,学生学习兴趣不高。

国内高校交通运输类专业开设该课程所采用的教材大多为管理学领域的《运筹学》,只是针对不同的研究重点对教学内容进行删减。因此,管理学专业领域的“运筹学”教学改革对本课程具有一定的借鉴意义。广州大学张润红在“运筹学”授课中采用启发式的教学方法,教师精讲与案例分析相结合,培养学生的思维能力。国防科学技术大学李志猛、祝江汉研究了启发式教学在运筹学课程中的应用,提出了教学原则。山东大学胡发胜、刘桂真从课程定位、教学内容组织和实施、师资队伍建设和教材建设等方面介绍了“运筹学”精品课的教学改革过程。武汉理工大学罗荣桂、原海英探讨了“运筹学”的特点,分析“运筹学”课程教学中的不足,提出对本科生和研究生教学中的教学方法和教学内容应差异化处理。东北农业大学王吉权、王福林、夏吉庆分析“运筹学”课程在教学中存在的主要问题,指出“运筹学”的教学必须考虑各专业的需要,以培养学生能力为主线,以应用为目的,精心组织教学内容。浙江大学温日琨进行了应用创新型人才培养的“运筹学”课程内容改革和教学大纲设计,对理论教学内容、实践应用和人才培养等方面进行了改革。

上述教学方法改革对本课程教学改革具有一定的参考价值,但教学内容改革并没有体现交通运输类专业特色。为了培养具有运筹思维能力和优化意识的创新型交通运输工程人才,改革传统的教学模式,探索新的教学方法和教学手段势在必行。因此,笔者从教学内容、教学方法和实践教学等方面进行了改革和实践。

一、“交通运筹学”课程的特点

经过多年的教学研究探索发现,该课程具有以下四方面的特点:

1.强调数学基础

运筹学是一门以数学为主要工具、综合运用各种数学分析方法寻求问题最优决策方案的学科,其研究结果为决策机构提供数量化的辅助信息。

2.系统性和最优性

“交通运筹学”是从系统工程的角度出发,分析交通运输工程领域全局性的应用和综合优化问题。运筹学的最终目标是最优性,既要从空间上寻求整体最优又要从时间上探索全过程最优。

3.应用性

运筹学研究具有较强的实践性和应用性,最早应用于军事领域,后来逐渐转向民用部门。交通运输工程领域很多优化技术都以运筹学作为理论基础,如车辆行驶路径优化、车流波理论、配送优化问题等。

4.多学科交叉性

运筹学广泛应用现有的科学技术和方法,为人们提供最优决策服务,是多学科交叉的一门学科。从20世纪30年代末产生以来,形成了一系列强有力的分支,包括数学规划、图论与网络、排队论、存贮论、决策论、对策论、设备维修更新理论、搜索论和可靠性理论等。

上述特点决定了“交通运筹学”的教学既要注重学生对基本理论的掌握又要注重对学生工程实践能力的训练。

二、教学内容改革

教学中使用的教材内容大多偏重管理领域,其内容主要分为三部分:

分析理论:主要研究资源的最优利用、设备最佳运行等问题,章节主要分布在“线性规划、整数规划、目标规划、运输问题、网络模型、网络计划、动态规划”等;决策理论:主要研究方案或策略的最优选择问题,章节主要分布在“决策论、对策论、存储论”等;随机服务理论:主要研究随机服务系统排队和拥挤问题,探讨随机服务系统的服务效率、绩效评价和服务设施的最佳设置等问题,章节主要分布在“排队论”。

根据交通运输类专业的培养方案,教材中部分内容与其他课程教学内容重复,如“交通运输系统工程”课程包含“网络计划、决策论、对策论”等内容,“物流技术”课程包含“存储论”等内容。因此,笔者重新进行了教学内容的整合,确定本课程的内容结构。

可见,“交通运筹学”的教学内容主要分为三个模块,即线性规划、网络模型和排队理论,每个模块下有若干个子模块,模块间有机结合构成系统化的理论知识体系。在教学中以每个模块的理论为基础,进行知识建构和技能训练。

三、教学方法改革

“交通运筹学”中的基本理论相对抽象,计算方法较烦琐和枯燥,因此笔者基于CDio理念,以工程项目为中心,采用项目化的教学方法,鼓励学生自主完成项目的构思、设计、实现和运作过程,激发学习兴趣,提高个人能力。

1.项目化教学

项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。教师可在教学中调动学生学习的积极性,充分发掘学生的创造潜能,学生在做项目过程中学习理论知识,把理论与实践教学有机结合,提高学生解决实际问题的综合能力。即项目化教学是以项目为载体,以工作任务为驱动,将理论与实践有机结合,使学生在完成任务的过程中掌握知识和技能。

基于模块化的课程内容,设计“工程项目”,以项目为导向开展理论教学。各模块设计的工程如下:

(1)运输装备合理配置问题。旅客运输公司拥有三种类型的客车(豪华、中等、一般),每天向三个城市运送旅客,每辆车上的载客人数、去往三个城市的总人数、票价均已知,要求建立该问题的数学模型并求出最优车辆配置方案。

(2)路段最大交通流量问题。已知某城市路网的拓扑结构图,每条路径的最大交通流量已知,要求建立该问题的数学模型,计算从起点至终点输出的最大交通流量。

(3)高速公路收费站优化问题。某高速公路入口处设置一个收费站,已知车辆到达和收费时间的分布函数,要求计算收费站空闲的概率、车辆平均排队长度、车辆平均排队时间,并评价该收费站的运行状况。

限于篇幅,上文只是简单叙述了项目概要,学生按照项目的具体内容,带着问题进行理论知识学习,并寻求解决问题的方法。

2.分组学习

为了提高学生的沟通能力和协作能力,培养学生的合作意识和团队精神,在教学过程中把每个自然班分成4个小组,强调小组合作学习。无论课堂作业还是课后实践,均以小组为单位,小组长负责该小组的任务分解、上下沟通和任务汇报,并记录小组学习和讨论过程。实践表明,小组合作学习有助于培养学生的合作精神、团队意识和集体观念,有利于培养学生竞争意识和创新能力,同时小组成员间的互助和沟通使每个学生均获得进步。

四、实践教学改革

1.计算机求解

“交通运筹学”用于解决交通运输工程领域的问题时,往往涉及变量多、约束条件复杂、手工计算难度较大的问题,需借助于计算机才能完成求解。在教学中,增加计算机模型求解实践,使学生能够应用运筹学软件,求解多变量、多约束的最优解和最优值问题,同时鼓励学生编写算法程序。教学中运用的求解软件为winQSB,每学期安排3~4次课(6~8学时)。

2.建模竞赛

为了提高学生的学习兴趣,激发学生的创造力,由课程组教师设计题目,组织交通运筹学建模竞赛。竞赛也以小组为单位,每个小组设计难易程度相当的不同题目,要求其在有限的时间内完成问题的建模和求解。

3.实习改革

为了提高学生的工程素质,在提高课堂教学质量的基础上,拓展实习基地,如增加了旅客运输公司和物流园区实习,在实习中渗透“交通运筹学”的优化思想,强调理论在实践中的具体运用,在工程教育模式中实现理论知识的深入理解和拓展。

五、教学效果评价

1.课堂教学效果

相比于传统的讲授法,“工程项目”的引入使学生学习更有针对性和目的性,课堂教学不再枯燥,学生主动提出问题并主动查阅参考文献。有些同学和小组更为认真,主动提出新的算法并编写求解程序。

2.学生合作意识

通过小组合作学习,学生把自己认为是小组中的一员,通过会议、聊天、邮件和其他方式的交流,沟通能力和合作意识得到加强。在竞赛中,小组中每个成员发挥自身优势,共同为本小组的荣誉而学习,提高了竞争意识和团队精神。

参考文献:

[1]张润红.从整体角度对工程管理专业《运筹学》教学的探索[J].理工高教研究,2005,24(1):94-95.

[2]李志猛,祝江汉,邱涤珊,等.启发式教学在运筹学课程中的应用与实践[J].高等教育研究学报,2008,31(4):59-61.

[3]胡发胜,刘桂真.国家精品课程运筹学的教学改革与实践[J].中国大学教学,2006,(7):9-11.

[4]罗荣桂,原海英.运筹学教学改革与探索[J].理工高教研究,

统计学与运筹学篇8

关键词:pBL;《管理运筹学》;课程教学;教学改革

中图分类号:G4

文献标识码:a

文章编号:1672-3198(2012)04-0183-02

1引言

古朴的运筹学思想可以追溯到古代先秦时期。我们运筹学的先驱从《史记》“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外”一语中摘取“运筹”两字作为这门学科的名称,既显示其军事起源,也表明其朴素的思想早已出现在几千年前的中国。但世上公认的运筹学学科起源于二次世界大战期间,英、美等国的军事部门为战争需要而成立的一些研究小组的活动。其热点是集中多个学科领域的科研人员,对某一特定问题进行全面、系统的分析,提出提高某武器系统效率的操作方法和执行策略。

第二次世界大战结束后,运筹学的研究方法在理论上得到全面发展。作为一种重要的管理决策分析工具,运筹学的应用领域也从军事部门迅速向工商、管理和工业部门转移。运筹学是研究各种广义资源的运用、筹划以及相关决策等问题的近代新兴学科。在我国已有五十多年历史,其目的是根据问题的需求,通过数学的分析和运算,做出综合性的、合理的优化安排,以便更有效地发展有限资源的效益。“运筹学”名称最早于1938年出现在英国,当时称之为“operationalResearch”,1942年美国开始从事这项研究工作,称之为“operationsResearch”。运筹学的发展、运筹学在各领域的广泛应用、运筹学的定量分析对于解决实际问题的思路及其特点,适合当今社会发展对高级管理决策人才的迫切需要。本课程是工商管理类专业重要的专业基础课,也是一门实践性和应用型很强的学科。21世纪,科技进步与社会发展提出了培养信息社会高素质人才的要求,高等教育改革不断深化,《管理运筹学》课程教学面临新的挑战,必须重新对课程原有的教学体系和教学方法进行全面的审视和思考。

2工商管理专业《管理运筹学》课程教学中存在的问题

当前的工商管理专业《管理运筹学》课程教学主要存在以下问题:

一是教学目的不明确,教学方式单一。多数讲授《管理运筹学》课程的教师是学数学出身,缺乏必要的工程技术和管理知识,使得目前《管理运筹学》教学普遍存在着偏重教学理论与解题技巧的传授,将《管理运筹学》当作一门纯数学学科进行教学。这与工商管理专业培养要求相脱节,学生在学习过程中感受不到《管理运筹学》在管理中的应用。在教学方式上,也一直延用传统单一的传授方式,当学生运用所学知识去分析和解决实际问题时,显得茫然无措,无从下手。

二是学生学习兴趣不浓厚。《管理运筹学》研究问题的基本手段是建立数学模型,并较多地运用各种教学工具。学习《管理运筹学》课程,需要有良好的数学基础;其前期必修课程包括微积分、线性代数、概率论、概率论与数理统计。可以说《管理运筹学》是软科学中“硬度”较大的一门学科,兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质。工商管理类专业的学生绝大多数是文科生源,不少学生害怕数学。比如线性规划的单纯形法及对偶理论,要想完全领会其原理,需要大量运用线性代数的工具进行推理,因而非常抽象。在课时总体压缩的背景下,教师要在较短时间内讲授完抽象数学原理的推导,学生听不懂只好放弃这门课程的学习,进而也打击了学生学习《管理运筹学》的兴趣。

三是教学内容不恰当。《管理运筹学》课程包括若干分支,而教学时数有限,因而《管理运筹学》教学不可能囊括所有分支。目前在《管理运筹学》课程的教学中,教学内容的选择存在一定的随意行和盲目性,甚至存在教学内容因人而设或因教材而设的现象。

四是教学方法不科学。主要表现在讲授方法单一,教学手段不灵活。老师讲,学生听,学生缺乏思考及案例的讨论,掌握知识不能做到融会贯通,更不能做到灵活应用,考试方法、考试内容传统,对于学生学完课程是否能够运用《运筹学》来解决实际问题,教室较少顾及。

五是实践教学环节薄弱。如果在《管理运筹学》教学中缺少足够的实践环节,学生在学习中即使掌握了《管理运筹学》的建模方法和手工运算能力,但在遇到一些变量较多的数学模型时,也只能一筹莫展。由于缺少上机实践机会,学生不能利用相应软件求解模型,从而大大降低了课程应用的可操作性。

3《管理运筹学》课程教学创新实践改革的必要性

人类社会正在经历从资本经营到知识经济时代的转移,知识经济的迅速发展将引起教育内容和教学方法的重大变化。根据知识经济对企业管理模式产生的重大影响,应该对管理科学模型方法课程的教学内容、教学手段、教学方法和教学目标不断进行改革和创新。强化学生的创新意识,主动预见变化、适应变化、管理变化,并根据内容和外部环境不断更新观念,设计未来;重视信息,学会与人合作,讲究团队精神;重视素质教育,培养复合型人才;掌握领导科学,提高管理能力;增加社会实践,改革教学模式;教学以培养学生建模和解决实际问题的能力为主线;要求学生掌握相关软件操作,接触企业决策试验;培养学生信息检索能力,组织小组研读论文,培养学生具备初步的理论研究能力;课外关注应用案例,引导培养其对课程的兴趣爱好;并最终以大型作业的形式进行知识的综合运用与总结提高。

社会经济的发展向《管理运筹学》提出了严峻的挑战,很多实际问题,如风险管理、冲突分析、多目标决策以及对未来变化的预测和驾驭等,都迫切需要分析研究和解决,而按照传统的教学计划和方法,学生没有机会接触《管理运筹学》这些新的分支。《管理运筹学》内容丰富多彩,可以分成数学理论、建立模型、计算机软件的重点都放在讨论有限的数学理论方面,因而学生在有限的数学计划学时内无法学习了解《管理运筹学》形形的模型和算法,从而使学生对许多实际问题缺乏联想。在科学技术迅速发展,知识激增的情况下,教师不仅要向学生传授知识,更重要的是要帮助学生提高获取知识的能力,特别是观察、联想、思考、锐意创新等方面的能力。对于《管理运筹学》这门多学科交叉的课程,如果教师在教学时只按传统的方法向学生灌输一些概念、理论和方法,就会降低学生的学习积极性,以至达不到《管理运筹学》教学的目的。随着社会的发展和科学技术的进步,社会更需要复合型管理人才,《管理运筹学》以其内容丰富、覆盖面宽、应用范围广和多学科交叉性等特点,为学生提供管理和决策技能,提供解决实际问题的途径和方法。《管理运筹学》教学体系和方法应随着教学对象和社会发展的变化而进行适时调整和革新。

4pBL教学法概述

pBL的全称是“problem-BasedLearning”,即以问题为基础的学习法,由美国的神经病学教授Barrow于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创。pBL的基本热点是以教师为引导,以学生为中心,通过解决问题来学习。在pBL的学习方法中,学生由知识的被动接受者转变为求索者,同时在实践pBL过程中养成发现问题、解决问题的学习技能,对其终身教育具有深远影响。pBL教学法在西方国家得到广泛的推广和应用,而在我国则处于实验性探索阶段。我院对2006级工商管理专业学生实验性地实施了pBL教学法,收到了较好的效果。比较而言,我们认为pBL教学法既是一种比较先进的教学方法和理念,也是和我国目前所倡导的素质教育的教育思想和目标相一致的。

pBL教学法的优点可概括为:(1)强调学生学习能力的培养,使学生在学习过程中,通过查找所需的信息源,培养终身学习的能力;(2)充分发挥学生学习的主动性,使学生的学习按需要来驱动;(3)有利于培养学生解决问题的能力和自学能力;(4)加强了各学科间的联系,同时避免了学科间不必要的重复,有利于学生将不同学科信息进行综合;(5)密切了师生间、同学间的关系,培养了学生人际交流、沟通和合作共事的能力。

pBL教学法的特点为:(1)以重能力培养代替重知识传授;(2)以综合课代替以学科为基础的课程;(3)以学生为中心代替以教师为中心:(4)以小组讨论代替班级授课;(5)以“提出问题、建立假设、收集资料、论证假设、总结”的五段教学法代替“组织教学、复习旧课、上新课、巩固新课、布置作业。”鉴于这些特点,世界上许多国家,尤其是发达国家有相当一部分商学院都在应用这一教学方法。而且实践表明,这一教学方法在商学教育领域中的应用非常成功,正如美国哈弗大学校长toslesonD教授所说,“pBL教学法是一种有效果的和高效率的教学方法”。

5基于pBL教学法的《管理运筹学》课程教学改革与实践的思考

综上所述,改革《管理运筹学》课程的“学方法,应该从突出课程的应用型入手。这样,pBL教学法就特别适合应用于《管理运筹学》的课程教学中。依据pBL教学法的基本理论,全面改革该课程的各个教学环节,重新整合各个知识点,提出以问题为基础的《管理运筹学》课程启发式教学法,必将能够解决现实教学中存在的问题,显著地改善教学效果。

(1)教材的选用应根据pBL教学法的特点选择合适的教材。我们更换了原有的教材,新教材以教案为中心,突出实际问题的提出、分析和解决方法,强化计算机的应用,弱化数学理论的推导。虽然新教材并不是为pBL教学法设计的,但其教学理念与pBL教学法同出一辙,为顺利实施pBL教学法奠定了基础。同时,我们针对教材中存在不足,还自编了部分教学内容。

(2)问题的设计。设计问题是pBL教学法的基础。在传统的教学过程中,教学内容与实际严重脱节。教学中所提的问题仅仅是为了组织教学,说明相关的数学理论。而pBL教学法则从实际问题出发来组织教学,将数学理论隐含在解决实际问题的过程中,从而达到让数学理论服务于培养学生解决实际问题能力的目的。因此,每个问题的提出都应该有明确的目的和要求,要与生活和科学实践的真实情景联系,与教学要求的基本概念、基本结论和基本方法联系;问题还应具有一定的复杂性和难度,能够激发学生的探索精神,锻炼学生的团队合作精神。问题主要涉及生产计划、销售计划、运输计划、投资计划、设备管理和存贮策略等管理领域。

(3)学习活动的设计。学习活动主要包括以下几方面:

①组建团队。根据自愿原则,由学生组成2-3人的研究团队,团队中各成员根据自身的特长在问题分析、数学理论、计算机应用、论文撰写等方面进行分工合作。

②选题。每个团队根据自身的特点和兴趣,从老师提出的多个实际问题中,选择其中的两个问题进行研究。

③查阅文献、学习数学理论。每个团队在确定研究的问题后,通过互联网、图书馆、现场调查、咨询相关业务专家等方法获取和研究相关文献资料。团队成员通过讨论的方法对问题进行分析研究,在解决问题的过程中,学习所涉及的数学理论和数学方法,为解决问题奠定基础。

④建立数学模型。根据问题的类别确定相应的数学方法,在合理的假设和抽象归纳的基础上,运用数学理论和方法建立数学模型。

⑤求解数学模型。通过计算机编程求解数学模型,可以训练学生的计算机应用能力,为在今后工作中更好地运用计数机打好基础。

⑥撰写论文。问题解决后,要求撰写论文,对解决问题

的过程进行总结。除了包括数学模型的建立和求解必要内容外,还要写出研究和学习过程中存在的问题和体会。

⑦课堂报告。各个团队在课堂上要向全体同学报告自己的研究成果,老师和其它同学通过提问及质疑的方式参加讨论。

⑧总结。学生根据报告过程中发现的问题,完善和修改论文,最后提交给老师。这些论文将作为平时成绩计入考试成绩中。

(4)体会。尽管pBL教学法在《管理运筹学》课程教学中的应用才刚刚开始,还处在积累经验的过程中,但是已经显示了其在培养学生自主学习能力和解决实际问题嫩铁拐李方面的显著优势。这一教学方法的改革也受到学生的广泛欢迎。学生在研究问题的过程中表现出非常积极的态度,论文撰写认真细致,课堂讨论发言积极,普遍反映收获

很大。总之,通过一学期的教学实践,我们认为:将pBL教学法应用于《管理运筹学》课程教学中,对切实提高教学质量发挥了重要作用。

6结束语

通过《管理运筹学》教学改革,可以达到如下教学目标:利用计算机技术实现多媒体教学,让课堂能容纳更丰富的内容,有助于提高上课的效率;利用pBL教学法,提高学生学习《管理运筹学》的积极性,以避免数学类课程的枯燥乏味;利用使用模型教学,提高学生解决实际问题的能力,使《管理运筹学》课程更具实际意义;利用大型作业教学,培养学生综合分析、计算、评价的整体素质,收到仅凭课堂讲课难以达到的效果。

当然工商管理类专业《管理运筹学》课程教学改革问题,涉及因素众多,该问题的研究是一个复杂的非线性问题,本文只是一种尝试性的初步探索。未来更好地实施pBL教学,还需要解决许多问题,其中最主要的两个问题是:(1)编写与pBL教学法配套的教材;(2)由于学生的计算机应用能力较差,还需要由其他课程配合,共同提高学生的计算机应用能力。

参考文献

[1]卢小清,张文艺.管理类专业《运筹学》课程教学模式的研究和思考[J].科教文汇,2008,(4):40.

统计学与运筹学篇9

关键词:军事运筹学;方法论;创新

中图分类号:tp39文献标识码:a文章编号:1007-9599(2011)06-0000-01

innovationResearchonmilitaryoperationsResearchmethodology

ChangChaowei

(northautomaticControltechnologyinstitute,taiyuan030006,China)

abstract:militaryoperationsresearchisanewcross-disciplinary,primarilyuseofmathematicalandcomputermethodstostudyspecificmilitaryissues.thisarticlefirstbrieflypresentourmilitaryoperationsresearchmethodologyinnovationchallengesandopportunities;then,weproposedaninnovativeconceptofmilitaryoperationsresearchmethodology;Finally,aconclusionthatthemilitaryoperationsresearchmethodologytoexploretheimportanceofinnovation.

Keywords:militaryoperationsresearch;methodology;innovation

现代战争的序幕始于20世纪90年代以来的几场高技术局部战争,一种新的战争形态――信息化战争逐步走上历史舞台。随着信息技术的不断发展,当前军事学科出现了以信息为主导、综合运用信息化战争的特征,反映了我国军事系统已发生了质的变化。军事运筹学居于军事科学体系中技术理论层次,它是运用量化方法对战争系统进行分析,从而为军事发展提供科学决策方法。随着战争形态不断发展转变,这种军事分析法必须要经历学科的创新发展。笔者认为首先要对军事运筹学进行方法论的创新。从本质上说,军事运筹学方法论是进行军事运筹研究的内在方式以及具体方法的概括和总结,用宏观理论对军事运筹研究进行相应的指导。在这一创新过程中,不断提高其适应信息化战争形态的能力,是军事运筹学创新发展的重要突破口。

一、概述当前我国军事运筹学方法论创新所面临的机遇与挑战

随着数学与计算机技术的不断发展,为当前我国军事运筹学方法论的创新带来了机遇;但由于多方面的制约,在其方法论的创新中还存在一些问题,面临着挑战,主要体现在下述几方面:

(一)挑战。当前,由于信息技术、网络技术广泛应用,明显增强了军事运筹学方法论的开放性,加大了分析难度。与以前的战争形态想必,信息化激活了系统内部,构成了内部个体与外界之间的复杂多维网状体系,从而加大了在分析过程中的不确定性。与此同时,信息技术下,明显增强了军事运筹分析的复杂性,对军事运筹一般方法论提出挑战。基于多维网状结构下的信息化战争系统,改变了系统内个体间,与对抗的战争系统个体之间产生相互作用的途径数量。与此同时,信息化战争系统也呈现出了非线性特征以及系统层次分析复杂化。这些因素的出现,都对军事运筹学方法论的创新提出了新的挑战。

(二)机遇。信息化战争系统呈现的复杂内部结构特性,加大了系统分析的难度,因此,急需要求对军事运筹研究方式和方法进行变革,这为当前我国军事运筹学方法论的创新带来了机遇。信息化战争系统是一种综合性密集型的信息系统,其多维网状结构的系统内部,高度融合了内部个体即人员、武器、环境及信息的联系,为拓展军事运筹学理论方法提供了机遇。非线性特征下的信息化战争系统,加大了军事运筹学理论与方法的运用难度,为研究途径创新提供了机遇,揭示了传统的方法解决复杂性问题所存在的局限性,为了解决对抗性复杂问题,必须采取措施,寻求新的技术路线。

二、探究军事运筹学方法论的创新方式

通过上述论述,我们可以看到当前我国军事运筹学在发展中还面临着提站,随着信息化战争形态的出现,其不断增强了军事内部分析的复杂性,对传统的军事运筹学方法论提出了挑战,信息化战争系统也是军事运筹学必须深入研究的重大理论问题。军事还原论方法,带动了耗散结构理论、协同学等理论的产生,从而也推动了从19世纪到20世纪军事运筹科学的大发展。为了进一步发挥军事运筹学在研究信息化战争问题中的作用,必须创新军事运筹学的方法论。笔者主要从下述两点来论述其创新的实现途径:

(一)创新思想方法。在国家战略利益的需要下,随着政治、经济、文化、外交等社会活动领域的不断延伸,由此产生了战争行动。开放性、对抗性及复杂性,时信息化战争系统的三大特征,它强烈冲击了传统的战争思维方式。这一思维方式,要求在运用军事运筹学的方法时,对系统要素采取量化分析法,认知复杂的内部系统,不断提高系统的可靠性,将战争观、综合观及集成观融入军事运筹学中。将传统的定性分析法扩展为定性与定量结合分析的系统思维法,以全局性的军事思维做指导。从本质上创新传统的军事运筹学思想,要明确认识到当前的军事系统是一种信息化的战争系统,它是集开放性、复杂性的巨系统及对抗性为一体的巨系统

(二)创新理论方法。信息化战争系统是军事运筹学的研究对象,这种特定的研究对象决定了军事运筹学具有交叉性、融合性及横断性的学科特征,同时为创新发展军事运筹学的方法论提供了独特的方法。新增了战略运筹学、军制运筹学等新科目。随着科学技术的不断发展,不断细化了学科层次,拓展军事运筹研究对象与领域,从而带来军事运筹学的朝向多学科的融合发展。因此,在军事运筹学发展过程中,要根据其具有交叉性、融合性的特点,不断加强多学科的综合性运用。

三、结束语

综上所述可知,探究军事运筹学方法论的创新具有十分重要意义,具体体现在三个方面:

(一)探究军事运筹学方法论的创新,对我国军事运筹学的总体发展趋势具有促进作用;(二)对军事运筹学方法论的创新进行研究,对我国军事运筹学起着明确的导向作用;通过研究我国军事形式的发展和变化,可以及时改革军事运筹学发展中存在的问题;(三)研究军事运筹学方法论的创新,对社会大系统来说,军事运筹学在不断对其方法论进行创新,有利于军事资源与社会资源的互动交流。

参考文献:

[1]邓必雄.关于新形势下军事运筹学创新教育的若干问题探讨[J].高等教育研究学报,2000,9

统计学与运筹学篇10

关键词:信息与计算科学专业;运筹学;教学研究

一、“运筹学”课程教学中存在的问题

信息与计算科学专业是1998年教育部颁布的本科专业新增的数学类专业,是由计算科学、计算机科学、信息科学以及运筹学等多学科交叉渗透而形成的一门新的理科专业,其主要特点是重数学基础、强计算机应用、解决实际问题能力。2003年2月教育部数学类专业教学指导委员会对信息与计算科学专业办学现状与专业建设相关问题进行调查后,明确地提出了“强基础、宽口径、重实践、有侧重、创特色”的人才培养理念。

安徽农业大学(以下简称“我校”)于2002年设置了信息与计算科学专业,结合我校和本专业的实际情况,制定了本专业培养目标:具有良好的数学素养,掌握信息科学和计算机科学的基本理论和方法,能应用所学知识和熟练的计算机技能解决实际问题的应用型人才。由此可见,信息与计算科学专业培养出的人才要有较强的分析问题、解决问题的能力,而运筹学就是用数学的语言和方法去描述、求解现实问题的一门学科,它是在数学知识与现实问题之间架设的一座桥梁,所以“运筹学”课程的开设有利于信息与计算科学专业培养目标的实现。

“运筹学”(operationalResearch)是第二次世界大战期间形成并在战后迅速发展起来的一门应用学科,是一门建立在理论与实践紧密结合的基础上,以定量分析为主来研究实际问题的应用科学,将工程思想和管理思想相结合,应用系统的、科学的、数学分析的方法,通过建模、检验和求解数学模型而获得最优决策的一门学科。“运筹学”课程作为信息与计算科学专业三年级开设的专业课,其目的是为了培养学生利用数学工具解决实际问题的能力。通过对信息与计算科学专业2002级~2006级学生的“运筹学”课程教学,我们发现“运筹学”教学面临以下主要问题。

第一,我校在开办信息与计算科学专业以前没有数学本科专业的办学经历,“运筹学”教学起步晚、底子薄,没有很好的教学经验可以借鉴。同时信息与计算科学专业的学生对自己所学的专业了解甚少,甚至还有一些错误的认识。虽然教育部已明确指出信息与计算科学专业是由计算数学、信息科学、运筹与控制学等学科交叉渗透而形成的一个新的应用类专业,但很多学生报考该专业的原因是看重“信息”一词,认为是个时髦的专业,也有的学生认为“计算”就是指与计算机相关,认为该专业学的是计算机,因此很多学生对该专业并不了解。对本专业的不甚了解导致了学生学习的盲目性,因此学生的学习动力不足。

第二,“运筹学”教学要求学生具有扎实的数学基础,作为农林院校,我校招收的该专业的学生并不具有数学上的优势,报考信息与计算科学专业的学生很多对该专业并不了解,只是认为专业名称比较时髦。学生在一、二年级主要学习数学理论基础课,高难度的数学理论和空洞乏味的定理、公式、数学符号使他们失去对后续课程学习的兴趣,同时让他们产生了书本知识与实际应用脱节和“学习无用论”的错觉,因此学生认为“运筹学”和已学过的数学课程一样,抽象难懂,产生了畏难情绪。

第三,“运筹学”的教学方法主要是以课堂讲授为主,虽然使用多媒体和板书相结合的教学形式,但与学生的互动较少,“运筹学”的课程建设尚有很多地方可进一步完善;同时,以往是把学生的卷面考试成绩作为考核标准,忽视了学生是否能够正确运用“运筹学”来解决实际问题的能力,偏离了“学以致用”的教学目的。

第四,由于就业形势严峻,很多学生选择考研。很多考研的学生在课堂上进行考研复习,教学效果很难有保障。

二、“运筹学”课程教学的对策和建议

解决上述问题的关键,需要采取行之有效的教学模式和教学方法,引发学生的学习兴趣和热情。结合几年的教学经验和实践,笔者认为可从以下几个方面进行尝试和改革。

1.明确教学目的

信息与计算科学专业的“运筹学”课程的教学目的存在于对运筹学基本概念的理解、基本原理的掌握和基本方法的应用上。学生通过“运筹学”课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理和方法去分析和解决实际工作中存在的大量优化问题,即培养学生把实际问题抽象成相应的数学模型以及求解模型的能力,培养学生的应用知识能力、创造性思维和提高学生的综合素质。

2.合理安排教学内容

“运筹学”是一门具有较多分支的学科,我们在教授过程中不可能面面俱到。线性规划、整数规划、目标规划、动态规划和多目标规划等分支应用较为广泛,应为基本的教学内容。

其他的一些分支则可以根据本专业的培养目标和教学目标以及课时安排等条件灵活地进行选择;同时还应该把本学科的最新研究成果尽可能地融入到课堂教学内容中。此外,现在运筹学教材的内容多而杂,教师在授课之前需要认真备课。同时各个分支的侧重点也不尽相同。例如在讲解线性规划时,应主要讲解线性规划的基本概念和原理,同时需要介绍各种求解线性规划的软件包LinDo、LinGo、matLaB等;而在非线性规划时,重点是各种算法的优劣之处,针对实际问题如何选择、设计有效和合理的算法。

在教学内容的选择上,教师要全面掌握教学内容,从所教授的内容的整体结构出发,把握各部分内容之间的横向联系和纵向联系,确定教学内容在整个课程体系中的作用;教师要密切关注与该课程内容相关的最新理论成果和模型的最新算法,还应将现实生活中的具体实例运用到课堂教学中,以增加课堂教学的有效性和目的性。

3.科学运用教学方法和教学手段

传统的“运筹学”教学采用的是“讲授式”、“填鸭式”教学方法,即课堂上老师单一的讲授、灌输式的教学,师生互动很少,而且教学手段也不灵活,学生真正运用所学知识来解决实际问题的能力得不到提高。为了提高教学效果和达到教学目的,教师应该将启发式、讨论式等多种教学方法应用到课堂教学中,充分调动学生学习的积极性。同时采用电子教案与黑板板书相结合的教学手段,根据课程内容的需要可穿插一些动画、音频视频,以充分调动学生的学习兴趣。此外,通过课堂提问、测试、作业、课堂讨论方式实现师生之间的互动,活跃课堂气氛,提高课堂的教学效果。

教师教学的宗旨是让学生从知识的被动接受者转变成知识的主动探索者,因此教学方法和教学手段的选择至关重要。

教师应根据不同教学内容对学生的不同要求采用灵活的教学方式。例如,在讲授单纯形法的理论时,教师应该详细讲解其理论及推导过程,学生应该认真地体会和理解;讲授非线性规划的算法时,教师应该提供相应的案例,算法的设计和案例的求解则需要学生动手编程和求解,目的是为了提高学生解决实际问题的能力。总之,在采用电子教案与黑板板书相结合的教学手段的同时,还应该根据课程内容的要求不同采用不同的教学手段,其目的就是让学生可以踏踏实实地掌握理论知识,充分挖掘学生解决实际问题的能力,促进他们综合素质的提高。

4.改革考核和评价方式

合理的课程考核是教学活动的重要组成部分,是全面、准确评价学生的有效手段,同时也是调动学生学习积极性的有效方法之一。传统的考核方式采用单一的闭卷笔试,不利于调动学生学习的积极性。在“运筹学”课程考核时,应做到以下三点。第一,课程考核的目的不是对学生划分等级,而是旨在客观、公正且准确地评价学生对所学知识的掌握和理解情况。同时,通过课程考核,让学生看到自己的优势,目的是促进学生能力的全面发展。“运筹学”是一门操作性、应用性很强的学科,采用单一的闭卷笔试作为评价尺度来衡量学生学习的效果,显然不利于教学质量的提高和学生个性的健康发展。第二,对学生的考核要贯穿于整个教学活动中,不应该在期末进行一次集中的试卷考试。将考核贯穿于教学活动中,既调动学生平时学习的积极性,又减轻了学生期末复习的压力。课程考核应根据学生的个体差异,采用不同的考核方式,从而确保考核的合理性和有效性。每个学生的个性特点、学习兴趣、爱好和能力等都存在着差异。因此,对学生考核与评价时,教师应根据每个学生的具体特点给予相应的合理评价。最后,根据“运筹学”课程的特点,应灵活运用多种形式的考核方式,其考核结果能对学生的学习起激励作用。

我们将“运筹学”考核成绩分为平时和期末两部分。平时成绩主要参考学生提交的课程论文。课程论文的要求不作过多要求,只要与本学科有关都可以。对于擅长计算机的学生可以写算法之类的论文,对于数学基础较好的学生可以写偏理论性的论文。这样做可以及时发挥学生的特长,调动其积极性;并且通过撰写课程论文,为以后的毕业论文(设计)的研究打下良好的基础。期末成绩主要还是以闭卷考试为主,最后的综合考核按下列方式分配:平时出勤及课堂表现占10%,课程论文占40%,期末考试占50%,几种形式综合运用不仅能考查学生对基本知识的掌握情况,而且能加强学生对解决实际问题的重视和能力,使该课程评价体系的科学性和有效性得到改善。

三、结束语

我校信息与计算科学专业是一个比较年轻的专业,“运筹学”课程建设正面临着巨大的挑战,需要边实践边思考,逐步完善课程体系。通过对该专业“运筹学”课程的教学实践,得出了一些改善“运筹学”教学效果和教学质量的教学方法和手段。但实践中仍有新的问题不断出现,需要我们在以后教学实践中不断加以完善。

参考文献:

[1]教育部数学与统计学教学指导委员会数学类教学指导分委员会。关于《信息与计算科学》专业办学现状与专业建设相关问题的调查报告[J].大学数学,2003,19(1):1-13.

[2]陈涛,杜世平,等。高等农业院校信息与计算科学专业实践教学初探[J].四川农业大学学报,2006,25(2):235-38.

[3]《运筹学》教材编写组。运筹学(第二版)[m].北京:清华大学出版社,2008.