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系统工程与运筹学十篇

发布时间:2024-04-25 18:10:35

系统工程与运筹学篇1

关键词:运筹学系统工程教学方法

《运筹学与系统工程》是上海海洋大学的物流工程专业本科的学科教育基础课程,通过此课程的学习,目的在于使学生正确理解系统优化的概念,掌握系统优化的普遍规律、基本原理和一般方法,并能综合运用于对实际问题的分析,初步具有解决一般问题的能力,培养学生的综合管理素质,并为以后学习其它课程打下基础。

1、以往课程教学中存在的问题

《运筹学与系统工程》这门课所包含的内容很多,学校的教学总学时是一定的,分到每门课上的学时也就受到限制,该课程只能讲解其中的部分内容,或者课程的很多内容都不能完全展开讲解。学生在课堂学习到的内容有限,课后自学任务很重。

在教学方法上,教师在课堂上只是进行单一的讲解,与学生的互动性不大,教师对学生的学习程度掌握不好,学生听过之后,也容易忘记。几乎没有实验教学内容,没有实验条件,然而,该课程又是一个实践性很强的课程,在生活中应用很广,这就造成了课堂与实践相脱离,学生不知道该如何运用所学知识解决实际问题。

考核方式以期末考试为主,学生平时没有学习热情,大都集中在期末考试前进行突击。造成了一种应试学习,对学生的思维能力、创新能力的锻炼不够。

2、课程教学解决方案

物流工程在上海海洋大学是一个新的专业,2008年开始招生,2009年初第一次上《运筹学与系统工程》时是48学时,2010年和2011年将其调整为64学时,2012年再次将其调整为80学时。随着学时的增多,这门课程的教学内容也逐步丰富起来;通过三年的本科教学实践,对于该课程的教学方法也进行了一些摸索和总结。现从以下几个角度,对该课程的教学方法进行一些研讨。

(1)内容讲解的技巧

《运筹学与系统工程》是由两大内容板块构成,即运筹学和系统工程。运筹学的学时占三分之二,系统工程的学时占三分之一,从学时分配的比例来看,运筹学占主要地位。运筹学侧重于最优化的基础理论和算法的求解,主要内容包括:线性规划及单纯形法、线性规划的对偶理论与灵敏度分析、运输问题、整数规划、图和网络分析、排队论、决策分析等;系统工程侧重于从宏观角度讲解整体优化的思想,主要内容包括:系统分析、系统模型、系统设计、系统评价等。

运筹学所涉及到的具体的算法其步骤是统一的,所以不需要题海战术,只要熟悉基本步骤和方法,学会了一个例题,便相当于弄懂了这一类的题。在教学中,讲课速度不易过快,对于某一求解算法要分解为几步进行,学生弄懂了第一步,再往下进行第二步。讲课过程中,结合例题,对于算法老师每讲一步,要求学生针对例题具体计算一步,这样学生可以马上将所将理论知识应用于实际例题的求解过程中,效果非常好。

系统工程涉及的是最优化的思想,如果只是照本宣读,学生会产生厌学的心理,因此需要将文本内容与实际例子(如长城、都江堰水力工程等)结合在一起进行讲解,学生在学习实际案例的过程中,对相应的理论知识也有了了解。在课下布置作业,让学生用心观察周围的事物,举出系统工程的实际应用例子,或者疑惑的问题也可带到课堂上大家一起分析。

(2)课程内容的融合

《运筹学与系统工程》课程中的运筹学和系统工程这两部分内容不是孤立,而是要融合在一起的,并应用于实际。为了实现这一目的,在课程中增加了一个课程设计的内容。课程设计的内容来源于实际,以四川东北达州地区境内的硫磺运输为背景,该地区将建设罗家寨(宣汉县南坝镇),铁山坡(万源市罗文镇),渡口河(宣汉县南坝镇)三座天然气净化厂,生产出来的硫磺将运往云南、贵州、湖北、重庆等地,要求学生制定一个硫磺运输的可行性方案。首先,需要学生运用系统工程的思想设计出硫磺运输系统,确定该系统中的运输需求模块、需求解决方案模块、紧急预案模块的详细内容,并要从技术、经济、外部效果等角度对所设计的系统进行评价,在这一步中覆盖了系统工程的内容。其次,在具体的运输线路确定上,需要用到运筹学内容,运用图和网络分析的知识选择最经济的线路,运用运输问题的知识解决车辆调配问题。

这个课程设计的内容进行了两年,学生反映效果很好。每五个学生组成一组,每组成员根据自身的优点自行分配任务,培养了学生之间相互协作的精神。为了增加每组间的竞争意识,课程设计完成后,从每个小组中选出一个人组成评审小组,每个小组要逐一对设计方案进行讲解并回答评审小组的问题,进而,从所有备选方案中选择一个最优方案,课程设计的成绩会在平时成绩中占有很大的比重。

(3)引入实验教学

实验教学可以对理论教学内容起到了应用和补充的作用,能使学生将理论知识应用于实践,并运用软件程序快速求解大规模的最优化问题,在这一过程中也可提高学生自身的思维能力、创新能力和解决实际问题的能力。实验教学是上海海洋大学物流工程专业教学的重要组成部分,在实验室的建设上投入了大量的资金和设备。2009年建成运筹学实验室,配备一定数量的计算机,引进“Xpress-mp”运筹学实验软件。运筹学实验开展了三年,在教学中不断摸索,总结经验,编写了《运筹学实验指导书》,为后续的教学工作起到了指导的作用。

“Xpress-mp”软件中包含的几个求解引擎能够覆盖生活中大部分的最优化问题:Xpress-optimizer用于求解线性规划问题,混合整数规划问题,二次规划问题,以及混合整数二次规划问题;Xpress-SLp是一个非线性规划问题以及混合整数非线性规划问题的求解器;Xpress-Sp是一个随机规划工具;Xpress-Kalis是一个有约束规划软件,专用于离散组合问题。依托这个软件,开发出了四个综合性的实验项目:“投资问题”,资金在股票中进行最优分配来达到最大化的收益;“背包问题”,在能够携带重量范围内带走最大价值的物品;“棋子问题”,安排棋子生产计划以获得最大收益;“项目计划问题”,在有限时间和资源条件下完成一定数目的项目以获得最大收益。每个实验只给出框架性的指导,要求学生自己编写程序,修改程序,完成实验报告。并在教材中找到每类问题相应的例子,运用程序进行求解。

(4)改革课程考核方式

《运筹与系统工程》作为学科基础课程,学校要求期末必须进行闭卷考试,以往的考核方式对学生的评分大都是以期末考试为主,这会养成学生平时疏于学习,考试突击的不良作风。在这里针对考核方式进行改革,加大学生平时成绩的比例,提高为40%,期末考试仅占60%。在40%的平时成绩中:课程设计为20%,实验为10%,课堂表现为10%。侧重对学生平时学习态度和学习成果的考察。

课程设计的评分,以运输方案设计的合理性、答辩过程中的表现为评分标准;实验教学评分,以实验方案设计的科学性、程序编写的正确性、数据分析的准确性为判定标准;课堂表现以学生的回答问题的积极性、听课的认真性为参考依据。期末考试的侧重考察学生对课程基础理论的考察,以对内容的理解为主。

系统工程与运筹学篇2

【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

系统工程与运筹学篇3

关键词运筹学;立体化;教学平台;设计;

中图分类号G642文献标识码a文章编号1674-6708(2015)152-0156-01

随着计算机和互联网的普及,计算机和互联网技术正在改变人们的日常生活,尤其是教学与学习方面的应用已经越来越广泛。传统的教学都是教师在讲台上面讲,学生在讲台下面听,教师的教与学生的学常常受时间和空间的限制。而运筹学立体化教学平台的设计恰好能够完美的解决该问题。针对运筹学教师教学和学生学习过程中的各个环节进行优化,并以互联网技术为依托设计了立体化教学平台。该运筹学立体化教学平台的设计对运筹学教育与互联网相结合给出了新思路。

虽然21世纪我国高校在信息化建设中有了长足发展,但是运筹学的立体化教学平台在我国大部分高校的建设还不是很完美。所以当前亟待运筹学的教育工作者与计算技术的工作者共同努力研发出更完美的运筹学立体化教学平台。这样才能为我国高校教师教学环境和学生的学习环境提供一种更优越的方式和方法。

1平台的设计

在运筹学立体化教学平台[1]的设计中,本研究认为设计三个子系统较好,三个子系统分别为浏览用户系统,注册用户系统和后台管理员系统。各个系统的功能如下:1)二者均可以在该平台关于运筹学一切的准确的相关信息,注册用户系统使用者提交的运筹学信息需要经过后台管理员系统的管理者的验证才可在该平台公开;2)普通用户系统的使用者不能关于运筹学的相关信息,但可以浏览该立体化平台公开的与运筹学相关的信息,还能通过该平台学习运筹学相应章节的电子讲稿或音频视频等教学资源;3)注册用户系统的使用者不仅可以通过该立体化教学平台查阅运筹学相关的信息和利用该立体化教学平台教学资源学习,该系统的使用者还能使用在线交流模块、在线作业与测试模块、辅导答疑模块等等;4)后台管理员系统的使用者可对注册用户的运筹学信息资源等进行验证,对运筹学题库进行建设和管理,以及该立体化教学平台软件的升级管理等。

1.1浏览用户系统

运筹学立体化教学平台中设计的浏览用户系统主要为普通查阅资料的未注册的使用者服务。浏览用户系统的使用者可以通过浏览该立体化教学平台获得该平台上的最新的运筹学的相关信息,同时也可以使用该立体化教学平台上的电子讲稿进行学习,可以观看该平台上的运筹学教学的音频和视频等教学资源。

1.2注册用户系统

运筹学立体化教学平台设计了注册用户系统,主要是普通浏览用户进入该立体化教学平台后可以注册为会员,成为注册用户。这样就可用注册用户的身份使用该立体化教学平台,注册用户系统的权限不但包括普通用户系统的模块,还包括交流群组模块、辅导答疑模块、运筹应用模块、在线作业与测试模块的使用,还可以通过交流群组模块运筹学的教学资源,若通过后台管理员的验证后,就可以公布在该平台,成为该立体化教学平台的所有用户的学习资源。注册用户系统的使用者可以通过该立体化教学平台与在线教师进行交流,可以把自己对所学的思考与在线教师进行共同探讨,还可以与其他注册用户系统的使用者共同交流学习生活等方面的经验等[2]。其中作业与测试模块,学生可以及时对其学习效果进行检验,并且还可以及时了解教师布置的作业情况,并能把作业完成后及时的反馈给任课的老师,使老师能及时的掌握学生的学习情况。其中运筹应用模块可以实现接收注册用户系统使用者的运筹应用方面的任务,当注册用户系统的使用者在应用运筹学的知识解决实际问题的过程中遇到了疑难问题时,可通过该模块得到相应运筹学老师的知识支持,使疑难问题迎刃而解。

1.3后台管理员系统

运筹学立体化教学平台设计的后台管理员系统[3],主要是为后台管理员对运筹学教学资源的验证,运筹学题库的建设与管理和软件升级管理等而设计的。后台管理员系统的使用者可以对注册用户在交流群组模块中分享的运筹学教学资源分类整理,对优质资源可在该立体化教学平台上公开,并标明分享者的联系信息。后台管理系统的使用者还可以对该立体化教学平台进行软件升级[4]等。

该运筹学立体化教学平台的设计,提高运筹学教师教学效率的同时也能提高学生的学习效率,还能促进运筹学教师教学模式等方面的更新,能充分优化教学过程为提高运筹学的教学质量服务。

2结论

总之,该运筹学立体化教学平台的设计能优化教学过程中的各种教学资源,最大化满足师生需求,为运筹学的教学与互联网技术融合的更完美进行了研究。一旦平台实现投入使用将会非常显著的提升运筹学的教学效率[5]。

作者:霍俊爽等

参考文献 

[1]翟成景.网络立体化教学资源交互平台的设计与实现[D].济南:山东大学,2013:2-5. 

[2]刘媚.概率论与数理统计课程立体化教学改革初探[J].宁夏师范学院学报,2013(6):85-87. 

[3]刘春凤.数值分析系列课程的立体化教学平台设计与实践[J].河北理工大学学报,2009(11):113-115. 

系统工程与运筹学篇4

关键词:信息与计算科学专业;运筹学;教学改革

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)33-0091-02

运筹学是近40年来发展起来的一门新兴学科。它的目的是为行政管理人员在做决策时提供科学的依据。因此,它是实现管理现代化的有力工具。运筹学在生产管理、工程技术、军事作战、科学实验、财政经济以及社会科学中都得到了极为广泛的应用[1,2]。我校的信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,运筹学一直被定为专业必修课列入培养方案,有多年的教学历史。笔者在运筹学课程的教学过程中,探索适应信息与计算科学专业培养目标和学生特点的教学方法,积累了一些想法并付诸于实践,取得了一定的效果。

一、信息与计算科学专业和运筹学的特点及关系

信息与计算科学专业是以信息领域为背景,数学与信息、管理相结合的交叉学科专业。该专业培养的学生具有良好的数学基础,能熟练地使用计算机,初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究,解决实际问题,设计开发有关软件的能力。毕业生适合到企事业单位、高科技部门、高等院校、行政管理和经济管理部门,从事科研、教学和计算机应用软件的开发和管理工作,也可以继续攻读信息与计算科学及相关学科的硕士学位。运筹学的基本特点是:(1)运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题,故其应用不受行业、部门之限制。(2)运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性,最终能向决策者提供建设性意见,并应收到实效。(3)它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。(4)多分支。运筹学的主要分支包括:线性规划、整数规划、目标规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存储论、排队论、对策论等。结合信息与计算科学专业特点以及上述运筹学特点,笔者认为信息与计算科学专业学生学习运筹学的目的是综合各学科知识,利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模,同时牢固掌握各种优化算法,并能利用各种编程工具将优化算法予以实现,从而达到提高学生解决实际问题的能力。

二、传统教学中存在的问题及改进措施

运筹学作为信息与计算科学的专业必修课程,能够为信息与计算科学的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果,却往往达不到预期的效果。下面将针对传统运筹学教学过程中存在的问题提出一些改进的方法。

1.教学目的的改进。由于我校信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,导致在传统的运筹学教学中,存在重理论与分析、轻应用与实现,即仅重视数学模型的构造以及解的存在性分析,而忽略了模型的有效求解,加之信息与计算科学专业学生本身动手能力不强,导致很多同学在运筹学的学习过程中进入了“运筹数学”层面[3]。笔者认为,运筹学教学应该是理论与实践相结合,算法是运筹学的重要组成部分,也是运筹学的精髓,但是仅仅注重构造数学模型和算法的设计,而忽略算法的编程实现是不可取的。运筹学的教学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,根据实际问题建立恰当的数学模型,并利用编程软件编程求解各种实际问题的能力。最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力的提升,应该成为信息与计算科学专业运筹学教学的目的。

2.教学内容的改进。传统的运筹学教学内容是以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的数学模型,并着重研究问题的求解算法以及算法的灵敏度分析。这些内容对于数学基础较好的信息与计算科学专业学生而言,学习起来并不是十分的困难。然而,由于运筹学的内容比较丰富,学习的课时有限,不可避免地导致忽略了运筹学的实践教学环节。这对于提高学生的动手能力是极为不利的[4]。根据上面教学目的的改进措施,笔者在运筹学的教学过程中将教学重点放在有关数学规划的算法设计章节,突出讲解算法的设计思路,并要求学生将传统的算法,如单纯形算法、分支定界算法、最速下降法等进行编程实现。该项措施能够保证在有限的教学课时内,充分发挥学生的能动性,不但掌握了运筹学的精髓部分,同时提高了学生的动手能力,真正提升学生运筹学的应用能力。

3.教学方法的改进。运筹学是以数学分析为主要的工具,如果在运筹学的教学中,教师按部就班,平铺直叙,忽视案例教学,就会让学生觉得运筹学与数学分析、高等代数一样,学习起来枯燥乏味,从而失去了运筹学的本质特征。针对上述情况,笔者在运筹学的教学过程中,对运筹学的教学方法的改进做了如下尝试:①加强案例教学。在每一章开始的部分,利用经济管理的实际问题,引出需要讲解的内容,引导学生利用所学的知识尝试解决该实际问题,而不是利用书本上较为抽象的例子给出讲解内容。该项措施提高了学生学习运筹学的兴趣,培养了独立解决实际问题的能力。②鼓励学生参与教学。传统的课堂教学以教师的讲授为主,学生极少参与课堂教学。结合运筹学的教学目的,笔者在运筹学的教学过程中积极鼓励学生参与课堂教学,发表自己的观点和想法。对于提出有创新性想法的同学,在期末考试时给予一定的额外加分。实践证明,该项措施切实提高了学生参与课堂教学的积极性,课堂氛围也有极大的改观。③加强实践教学环节。实践教学是运筹学教学的核心组成部分。笔者在运筹学的教学过程中对实践教学划分为两个部分:其一是要求学生将数学规划的有关算法进行编程实现,编程工具的选择上以C++为主,matlab为辅,同时严格验收过程;其二是组织学生以小组为单位,自行选择相关实际问题作为研究课题,完成问题描述、数据分析、数学建模以及选择合适的运筹学方法求解数学模型。这样,让学生真正体验到运筹学在实际应用上的完整流程,同时培养了学生的团队协作精神。④完善课后答疑。作为运筹学的初学者,学生不可能很快掌握运筹学的理论与方法。笔者所在学院为该课程配备了一名辅导教师,专门负责课后答疑以及实践环节的指导工作,使学生的疑问能够得到及时的解决。

4.加强与相关课程的联系。运筹学是信息与计算科学的专业必修课,针对信息与计算科学专业的专业特点,其教学需要学生牢固掌握数学分析、高等代数的相关理论与方法。因此,为了学生能够较好地学习运筹学,需要在运筹学相关章节讲授之前与相关专业课程进行有效的衔接,将运筹学的教学自然融入到整个课程体系。如线性规划的单纯形方法教学,要和高等代数中线性方程数的求解方法相结合;无约束优化问题的教学要和数学分析的极值条件相结合;有约束优化问题的教学要和数学分析中的Lagrange方法相联系;图论的教学要和离散数学、数据结构中的相关章节相联系等等。

总之,不能将运筹学的教学与信息与计算科学专业的整个课程体系相割裂,而是在运筹学的教学过程中,积极引导学生将所学章节与相关课程进行联系,从而强化运筹学在整个教学体系中的重要性。

三、教学改革效果分析

经过近四年的运筹学教学改革,取得了良好的效果。(1)学生对运筹学的学习兴趣得到了极大的提高,该点可以从学生上课的精神状态、完成作业以及考试情况得到体现。(2)极大提高了学生动手能力。通过运筹学实践教学环节,学生的动手能力得到了极大的提高,据不完全统计,信计专业有近30%的毕业生从事it行业,受到了用人单位的好评。每年都有it行业的公司到本院来招聘信计专业的毕业生。(3)每年信息与计算科学专业的毕业生有近10%考取985高校的硕士研究生。毕业生良好的综合素质得到了复试专家的一致好评。

在以后的运筹学教学过程中,我将对运筹学课程的考核方式、学生竞赛等方面进行积极的尝试,争取能够取得更大的成绩。

参考文献:

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学[m].第四版.北京:清华大学出版社,2012.

[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).

[4]蔡天鸣.信息管理与信息系统专业运筹学教学改革研究[J].都市家教,2012,(9).

系统工程与运筹学篇5

【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)

系统工程与运筹学篇6

关键词:运筹学,教学改革,管理类专业

 

1.运筹学的性质与特点

运筹学是“运用科学方法、技术和工具来处理系统运行中的实际问题,使系统的控制得到最优解决方案,其目的是帮助决策者科学地决定方针和政策,以实现最有效的管理”。它是管理类专业的主干课程,运筹学教学的目的,是使学生掌握运筹学分析和解决问题的基本思想方法,掌握各种模型及其求解方法,为今后运用运筹学理论解决实际决策优化问题打下扎实的基础。论文大全。

运筹学作为管理类的专业基础课,有着非常鲜明的课程特点:

(1)系统性。运筹学的研究对象是各种管理系统,系统整体的观念是在教学中需要强调的。

(2)综合性。运筹学研究的问题来自于不同的学科领域,这使得学生感到运筹学非常有趣;分析和解决问题需要多学科知识的综合应用,这又使学生觉得运筹学很难。如果能充分调动学生的兴趣,降低其畏难情绪,教学就会有好的效果。

(3)应用性。运筹学是一门应用科学,其理论、方法、模型都只是工具,应用于解决实际问题才是运筹学的目的,因而在教学中,要培养学生面向实际的观念,树立数学的应用意识。

(4)多分支性。一般的运筹学课程中包括了数学规划、动态规划、图与网络、排队论等众多分支,各分支相对独立,教学中需要考虑如何合理选择和组织教学内容。

(5)数学方法的大量应用使得运筹学不同于专业课程,建立实际问题的数学模型并求解,是运筹学教学的主要内容,这要求在教学中要特别突出数学建模的思想,培养学生的数学思想及观察力、想象力、创造力;但运筹学又不同于数学课程,模型的求解并不代表问题的解决,这又要求在教学中不能片面地追求学生数学能力的提高,而要培养学生解决实际问题的能力。

2.运筹学教学中存在的问题

2.1教育观念滞后。

在科学技术突飞猛进、企业竞争日趋激烈、知识经济已见端倪的当今社会里,要求高等院校培养出的是能力高、知识丰富、素质好和有经验的全面发展型人才。

2.2教学中存在着重理论、轻应用的倾向。

有的教师热衷于讲授运筹数学的深奥,迷恋于数学模型的复杂和数学方法的精巧,而忘掉了运筹学的原有特色,忽略了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,使得学生只会算题,而不善于处理面临的大量实际问题。

2.3教学内容缺乏统一的标准与要求。

运筹学课程包括若干分支,而一般来讲,教学时数又有限,运筹学教学不可能囊括运筹学的所有分支。目前,在运筹学课程的教学中,教学内容的选择有着一定的随意性和盲目性,甚至存在着教学内容因人而设或因教材而设的现象,运筹学的实践需要跨学科交流,需要相关学科的配合研究。而目前我国运筹学从教材到教学普遍偏重解题技巧与定理论证,很少涉及到实践中发现问题、解决问题的环节。

总之,传统的运筹学教学模式以课堂教学为主,教师讲授,学生接受,教师在教学中居主导地位,学生则处于被动的地位。教学中重理论,轻应用;重知识,轻能力;重课内,轻课外;重解决已知问题的能力,轻创造性地解决实际问题的能力。课堂教学信息量小,教学方法单一,手段死板,考核评价系统陈旧等等一系列问题,这些问题显然不利于学生的培养,有必要进行教学改革。

3.管理类运筹学课程教学改革的思路

结合当前管理类运筹学教学中存在的突出问题,本文认为应从以下几方面进行运筹学教学的改革探索。

(1)以学生的专业为背景,根据讲授的相关理论,引入与该专业密切相关的大量案例来进行理论的讲授,以加深学生的印象,强化理论与实践的结合。论文大全。

(2)参考其他课程的实践方式,以课程设计为主线,以所学理论为基础,以实际问题为背景,要求学生结合理论来解决实际问题。为提高学生的重视程度,建议将该实践部分加入课程的最终考核中,而且可以适当加大该实践环节的权重。

(3)撰写学期论文,加强能力培养

在课余时间,鼓励学生阅读各种文章,查阅资料,对感兴趣的课题,刻苦钻研,写出具有一定深度的论文,为以后进一步的研究和学习打下良好的基础。通过多种教学方法的灵活应用,既能培养学生的理论涵养,又能锻炼学生的计算能力,进而提高学生解决实际问题的能力。

(4)改革考核体系,促进素质教育

通过考试方式的改变,引导学生从应试学习向提高素质和应用技能方向转变。论文大全。几年来我们从考核的各方面进行了探索和改革,从过去的单一卷面考试逐步改革为多元考核方式:平时作业成绩占10%;学期论文成绩占30%;成绩占60%。

运筹学作为管理类学生的专业基础课,对于管理类学生以及经济类学生有着重要的应用意义,而且课程本身难度较大。因此教师一定要努力探索教育教学规律,了解学生的心理及认知规律,认真把握课程的特点,以求获得活跃的课堂气氛、良好的教学效果。

4.结论

总之,通过运筹学教学改革,我们希望可以达到如下要求:利用案例化教学,提高学生学习本课程的积极性,以避免数学类课程的枯燥乏味;利用实用模型教学,提高学生解决实际问题的能力,使本课程更有实际意义;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,以提高课堂难以达到效果。

参考文献:

[1] 董振宁,刘洪伟.管理类专业运筹学教学存在的问题及对策[J].中山大学学报论丛,2006(1):32-35.

[2] 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):9-10.

[3] 韩伯棠.管理运筹学[m].北京:高等教育出版社,2005.

系统工程与运筹学篇7

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

系统工程与运筹学篇8

关键词:水文学及水资源专业;运筹学;教学内容与方法

中图分类号:G643;o22文献标志码:a文章编号:10052909(2012)06009303提高研究生教育质量一直是高校研究生教育工作的重中之重,如何培养高层次、高质量的研究生对中国科技发展、社会进步至关重要[1-2]。运筹学是水文学及水资源专业研究生的一门重要基础课程,加强其教学内容和教学方法的改革,“量身定做,因材施教”,对提高学生质量有着至关重要的作用。

一、运筹学教学中存在的问题

运筹学作为一门管理数学,已经广泛应用到国民经济建设的多种行业中。水文学及水资源专业与运筹学结合紧密,如水资源配置时需要线性规划、目标规划、动态规划等方面的知识[3];地下水数值模拟参数选取时经常需要应用诸如遗传算法等现代优化理论[4],分布式水文模型参数率定时需要现代优化算法[5];流域区域水资源管理中经常应用多目标规划、线性规划等理论;水库优化运行、地下水水源地优化运行经常用到多目标规划、动态规划、先行规划等方面的理论[6]。在研究生运筹学教学中,中国大多高校目前存在的问题主要集中在教学内容不科学、实践教学不足、教学方法不合理等方面[7-11]。

(一)教学内容不科学

随着现代优化理论与算法的发展,运筹学的内容不断增加,但由于教学课时有限,不可能涵盖运筹学的所有内容,需要根据专业要求合理地选择教学内容才能满足教学需要。首先,当前中国高校运筹学教学中,教学内容的选择带有一定的随意性,存在着因教师的专业背景不同而教学内容不同现象;其次,教学内容偏重理论知识与公式推导,轻视或忽略实际应用与能力培养,学生缺乏解决实际问题的能力。(二)实践教学不足

中国高校研究生在实践(实验)教学中,往往是教师先设置好上机实验内容,再让学生具体操作,这种方法导致学生缺乏实践想法,难以达到实践教学的目的。缺乏实例(文献)教学和文献阅读特别是英文文献阅读能力的培养是导致学生实践教学不足的另一原因。运筹学软件教学内容少且单一,学生不知道怎样根据自己的特点和爱好使用相关软件,诸如excel、matlab、DpS统计软件[12]、Lingo、Lindo、winQSB[13]等。

(三)教学方法不合理

不少高校在运筹学教学中还存在着“填鸭式”“灌输式”教学,在实际教学中没有发挥学生能动性,无法进行启发式教学。另外,板书教学存在信息量少、课堂效率低等缺点;多媒体教学在理论推导的时候会引起学生思路跟不上或注意力分散等缺点;需要进行多媒体加板书式教学,增加文献讨论课,促进教师与学生互动、学生与学生互动,以提高教学质量。

12高等建筑教育2012年第21卷第6期

平建华,等水文学及水资源专业研究生运筹学教学探索

二、教学内容改革

加强现代数学及现论优化算法诸如遗传算法、神经网络、模拟退火、禁忌搜索等算法和耗散论、博弈论的介绍与应用,以提高学生在今后科研和工作中应用现代优化理论与方法的能力,提高学生科研创新能力,拓宽学生知识面。

三、实例教学

在阐述运筹学教学内容时,结合具体的水文水资源学科实例,既重视基本概念和原理的讲述,又注重水文水资源学科的应用。实例教学有助于激发学习兴趣,提高其自学能力,有利于今后毕业设计选题的确立。

线性规划法在求解水文地质参数[14]、水库优化调度[15]、水资源配置[16]、水源地优化运行[17]等方面都有广泛应用。目标规划在水资源配置[18]、水库调度[19]、地下水资源管理[20]方面应用较多。动态规划在水库水电站优化调度[21]、水资源优化配置[22]、水资源系统优化运行[23]、水质-水量联合调度[24]、污水处理[25]等方面有很多运用。现代数学优化算法也有大量的应用实例,如神经网络应用于水环境质量评价、水资源系统优化计算、水电站优化运行、水文预报等方面,遗传算法应用于参数优化、水资源系统优化决策、水资源系统评价等方面。

在讲述耗散论、突变论、协同论、博弈论时,结合应用实例介绍其在水文学及水资源学科中的应用。

四、运筹学软件教学

excel(或其他背景下)的spreadsheet将所要解决的实际问题进行概念描述、数据处理、建立并求解模型,使运筹学的理论与方法变得易于理解和使用,推动了运筹学方法在科研和生产中的应用[26]。吴忠、江滨[27] 应用基于excel的spreadsheet举例求解了线性规划、目标规划和非线性规划;郑蕉、涂传清[28]应用excel解决了多目标规划问题并进行了灵敏度分析;海心[29]应用excel求解了动态规划问题;晶晶[30]应用excel中的随机函数模拟了多服务台单对列排队系统,提供了excel解决排队论的实例;付木亮、余小飞[31]应用excel结论了网络最短路问题的求解;excel在决策分析、存储论、随机模拟等方面也有大量的应用[32]。在教学中,介绍了各种基本规划的原理后,实验课运用excel实例教学,使学生加深了对基本原理的理解,并掌握应用软件求解优化问题的方法。

matlab(matrix Laboratory)是矩阵实验室简称,它是由美国mathworks 公司研制开发的一套高性能的集数值计算、算法开发、数据分析、信息处理、图形显示等于一体的可视化数学工具软件,目前已有8.0版本。相对于C或Fortran等语言,matlab的基本数据单位是矩阵,它的表达式与数学和工程中常用的形式十分相似,应用十分方便。matlab中包含多个功能强大的“工具箱”,如主工具箱(matlab main toolbox)、控制系统工具箱(control system toolbox)、优化工具箱(optimization toolbox)、神经网络工具箱(neural network toolbox)、小波工具箱(wavele toolbox)等,这些工具箱在解决线性规划、目标规划、动态规划等方面都有广泛的应用[33-34],在应用神经网络、遗传算法、模拟退火、蚁群算法等现代算法中也有大量的应用。教学过程中,结合matlab在优化管理方面的应用,使学生迅速掌握matlab求解优化问题的技术,提供学生解决实际问题的能力。

另外,国内自主开发的DpS统计软件、Lingo、Lindo、winQSB都可以作为运筹学教学软件使用。

五、结语

通过以上教学内容与方法上的改革,学生既加深了对运筹学理论的理解又掌握了运筹学在水文水资源学科中的应用,熟悉了一些运筹学专业软件的应用。总之,在水文学及水资源专业研究生运筹学教学中,教师要不断地探索新的理论知识和技术方法,推动教学改革,加强与学生的互动,调动他们的积极性,挖掘他们的潜力,提高教学质量,培养优秀专业技术与管理人才。

参考文献:

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系统工程与运筹学篇9

关键词:建筑价值;运筹学;造价模型;分层管理

建筑的价值与建筑的造价,作为从事工程造价的人员的我,一直在思考,怎么将这对本质和手段有机的结合,并通过现实的管理工作联系起来。

根据我国现实的建筑项目管理体机制、建筑价值的研究和认识、工程造价(特别是全国注册造价师)的相关理论和华南理工大学《运筹学》,针对问题,较为简单提出建筑价值的分层管理和造价的运筹学考虑的想法。主要逻辑思路为:以《运筹学》和《工程造价》的理论为基础,以我国建筑项目管理体机制的控制阶段为研究对象,综合考虑相关影响因素,建立基本的优化探讨。

首先,运筹学的相关理论与理解:

运筹学是以实际问题为研究对象,着眼于系统的关系,综合考虑各种因素,以科学的方法,分析问题和处理问题,来达到整个系统达到最优状况。可分为确定型模型和概率型模型,确定型模型有:线性规划、非线性规划、整数化、图与网络和动态规划等;概率型模型有:对策论、排队论、储存论和决策论等。

运筹学的思考特点:

1)科学性:运筹学是以科学方法论指导通过一系列规范化步骤进行。对问题的分类、模型的选用、参数的采集,很多已经有具体模型和算法。

2)实践性:以实际问题为对象,凡是涉及到需要权衡不同因素会对问题结果都会产生不同影响,都可以运筹学研究工作,通过借鉴问题的性质、系统的目标及系统内变量的关系,利用已有和自建的数学方法对系统进行最优化设计,并被实际实践所检验,从而指导实际系统的运用。

3)系统性:用系统的观点分析一个模型的问题。着眼于整个系统而不是局部的,通过权衡各组成部分之间的关系和影响,使整个系统达到最优化。

4)综合性:现实的问题是复杂的,涉及的问题是多方面的,不光是经济的、功能的、艺术的,还社会的、政治的等,而且很多问题是难以量化和衡量的,因此要以不同学科的知识来分析,让各方面专家综合考虑,从而真正将运筹学作用发挥到综合最优化。

其次,工程造价的相关理论和建筑行业的现状

从事建筑行业-工程造价专业的造价管理工作,建筑行业本来是一个固定资产投入巨大的行业,同时这个行业涉及的领域和影响因素也很多,何综合考虑各方面的要求,以及如何最终确定资源如何分配等,这些是一个巨大和复杂的问题。作为建筑行业项目主要控制目标的造价的领域,也与时俱进,不在停留在建造项目本身的费用和花费了,已经上升到全寿命费用成本、建筑项目经济费用。

工程造价:主要是从投资者角度,工程造价是指建设一项目工程预期或实际开支的全部固定资产投资费用:工业建设项目造价影响主要因素有:

1)项目建设规模,应选择合理的建设规模,以达到规模经济的要求。对应的比选方法:盈亏平衡产量分析法、平均成本法、生产能力平衡法、以及按照政府或行业规定确定的方法。

2)建设地区及建设地点:建设地区选择是指在几个不同地区之间对拟建项目适宜配置在哪个区域范围的选择。建设地区的选择要遵循两个基本原则:靠近原料、燃料提供地和产品消费地的原则。建设地点选择是指对项目具体坐落位置的选择。厂址选择时的费用分析包括项目投资费用分析和项目投产后生产经营费用比较。

3)技术方案:技术方案选择的基本原则:先进适用、安全可靠、经济合理。

4)设备方案:在设备选用中,应注意处理好以下问题:要尽量选用国产设备,要注意进口设备之间以及国内外设备之间的衔接配套问题,要注意进口设备与原有国产设备、厂房之间的配套问题。

5)工程方案:工程方案选择应满足的基本要求包括:满足生产使用功能要求;适应已选定的场址(线路走向);符合工程标准规范要求;经济合理。

6)环境保护措施

环境治理方案比选的主要内容有:技术水平对比;治理效果对比;管理及监测方式对比;环境效益对比。

民用建设项目造价影响也有相应的主要因素制约。

对于施工单位:造价影响的因素相对较少,但主要是考虑项目的实际情况,包括施工条件、施工难度、业主的管理情况、环境经济和社会环境等;施工单位实际情况,包括技术力量,管理水平,设备力量等。

全寿命周期成本:是指工程产品从研究开发、设计、建造、使用直到报废所经历全部时间,在工程寿命周期成本,包括:工程寿命周期经济成本、工程寿命周期环境成本、工程寿命周期社会成本。对应的成本分析方法有:费用效率法、固定效率法、固定费用法、权衡分析法。

建筑项目经济费用

(一)经济费用效益理解

(1)分析的角度与基本出发点:更关注从利益群体各方的角度来分析项目,解决项目可持续发展的问题,包括实体的经济价值、社会价值等;

(2)价值的理解为,项目的费用和效益;其含义和范围划分为:经济费用效益分析是对项目所涉及的所有成员或群体的费用和效益做全面分析;

(3)所使用的价格体系。经济费用效益分析使用影子价格体系,即要使用社会价值来折算。

(4)经济费用效益分析通常只有盈利性分析,没有清偿能力分析。

(二)经济费用和效益识别的一般原则

(1)遵循有无对比的原则;

(2)对项目所涉及的所有成员及群体的费用和效益做全面分析;

(3)正确识别和计算正面和负面的外部效果;

(4)合理确定效益和费用的空间范围和时间跨度;

(5)根据不同情况区别对待和调整转移支付。

最后,运用运筹学理论建立造价模型和研究内容

现在根据以上工程造价涉及到的理论系统,每个系统都有繁多的因素影响各系统的实际状况,权衡各因素,使之优化,也就成为运筹学考虑的问题。以对应主体单位的系统关系为依据和展开相应系统关系的角度。

现以施工单位或建设单位作为一个系统,建立为工程造价模型:

以工程造价为理论,建立以立项-可研-设计-招标-施工-竣工过程,对应估算-估算-预算-合同价(控制价)-工程过程支付与变更-结决算,造价的组成和计算方法已经基本成熟,只是要将影响的因素进行系统的分析和整理,和同时按项目组成的单体性质综合统筹,建立运筹学模型来研究。

以投资运营或投资使用单位,建立全寿命费用成本模型:

以全寿命费用为理论,建立以建设-运营-转化或建设-运营-完结,对应建设项目总投资-生产运营费用-改造费用或建设项目总投资-生产运营费用-拆除费用,关于生产运营费用的组成,应该分行业和规模,建立和分析相关因素子模型;关于改造费用和拆除费用,基本可以延用工程造价模型,这个系统就分为生产运营费用子模型和工程造价模型,首先要对模型内部因素权衡,然后要对子模型的主要因素权衡,因此要建立两级模型。

以政府建设主管部门,建立建筑项目经济费用模型:

这是一个宏观的理论模型,现探讨放在省和市级建设主管部门,在全寿命费用成本模型的基础上,应改加上建筑社会影响模型和环境生态模型,由于后两中模型和相关理论比较模糊和难以操作,也只有建设主管部门反馈给政府各行政主管部门,对各因素统筹分析,但模型中的基本原则和权重分配也根地理位置和社会生产力发展水平有管!要求政府部门应该与时俱进的研究和调整,这里建议,加强政府部门关于各建筑性质的原则要求进行研讨,产业和建筑的地理位置布局的规划,niBY问题的费用和补偿办法;同时加强建设项目立项时政府各行政主管部门的预审批和调整。

由于此模型的复杂程度和地域差异,初步建立以原则因素的分析模型,来权衡,宏观的实现优化。

系统工程与运筹学篇10

DongFang

(广西民族大学商学院,南宁530006)

(GuangxiUniversityfornationalitiesBusinessSchool,nanning530006,China)

摘要:本文从运筹学课程的特点入手,分析了运筹学本科教学的现状及存在的问题,对运筹学教学改革的方向和思路进行了系统研究和分析,结合素质培养的教学理念对运筹学课程教学的创新实践提出了独特的看法。

abstract:thispaperstartsfromthecharacteristicsofthecourseofoperationsresearch,analyzesitspresentsituationandproblems,systematicallyresearchesandanalyzesthedirectionandideaofteachingreform,combiningtheteachingideaofqualitytraining,putsforwardauniqueviewoninnovationpracticeofoperationsresearchcourseteaching.

关键词:运筹学教学改革素质培养

Keywords:operationsresearch;teachingreform;qualitytraining

中图分类号:G42文献标识码:a文章编号:1006-4311(2011)27-0202-02

0引言

运筹学是一门应用科学,它广泛应用现有的科学技术知识和数学的方法,解决经济、管理、军事等领域中提出的专门问题;由于这门课程内容丰富、应用广泛、发展迅速,并可为决策者选择最优的定量决策依据,因此成为很多高等院校相关专业的重要课程。然而,在当前实际教学中,运筹学授课存在着理论性太强、灌注式教学等问题,较偏重于数学方法的论证,而对于实际问题的解决和印证往往不够重视,在一定程度上削弱了学生的学习积极性,阻碍了高能力高素质人才的培养,因此旧的教学模式和方法亟待改进。

1运筹学课程的特点

运筹学是一门内容十分丰富的学科,其教学内容包括:规划论、库存论、图论、决策论、对策论、排队论等内容[1]。同时,运筹学是一门实践性很强的课程。其具体特点可概括如下:

1.1运筹学理论应用广泛其理论已被广泛应用于军事部门、工商企业以及各种研究组织内的统筹协调问题,不受行业、部门的限制。

1.2运筹学是集理论性与实践性于一身应用科学它既是对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,具有很强的实践性,最终应能向决策者提供建设性意见,并应收到实效。

1.3运筹学是一门技术,最终目的在于解决实际问题它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。

2运筹学教学的实践现状

2.1课堂教学形式相对单一[2]目前,在我们高等院校中,对于运筹学课程的课堂教学形式常常仅限于平铺直叙地讲解课程内容,具体地涉及到理论的数学推理以及解题技巧等方面。虽然讲授过程遵循了系统和严谨的原则,但难免存在讲授形式单一,教学手段死板,以及缺乏课堂活跃气氛、考试成绩评定不够全面等问题。

2.2教学重点不突出,重理论轻应用由于运筹学课程难度较大、逻辑性较强等特点,同时执教高校运筹学课程的大多数教师思维缜密、逻辑推理能力较强,因此在向学生传授知识的过程中也比较倾向于讲授运筹数学的深奥,热衷于运筹学中数学模型的复杂和数学方法的精巧,因此在授课过程中很容易将授课重点放在算题、解题环节上,而忽视了运筹学的原有特色,即运筹学的亮点在于能够解决跨学科的大量实际问题。其实,运筹学课程蕴含的内容很广泛,涉及到很多的理论知识作为储备,而教学中的学时分配又比较有限,运筹学的教学环节不可能囊括运筹学的所有知识内容。另外,我国高校中当前使用的绝大多数运筹学教材也存在着重理论轻应用的做法。

2.3教学理念不先进,不能与时俱进当今社会中,各学科的知识领域不是独立存在的,而是交叉联系在一起的,因此在教学过程中不应局限于本门课程本身的教学任务,而忽视学科发展的前景与先进理念。在市场经济不断发展的今天,如果不能以市场为导向进行施教,那么课程本身就失去了学习的价值。

2.4教学内容过于理论,缺少互动经过较长时间的教学经验和实际调查分析可知,学习过运筹学课程的绝大多数学生对这门课程有一定的学习兴趣,但同时也都认为课程的难度大、理解不透彻等,遇到了问题无从下手。分析其原因主要有四个:①运筹学课程本身具有一定难度,涉及内容广泛、其理论背景有很多数学推理等,很容易遭到学生的抵触;②管理类专业的学生数学基础薄弱,因此学习起来相对吃力;③当前的绝大多数运筹学教育一味地以老师讲授为主,老师只是将知识严谨、系统地传授和灌注给学生,而没有做到以学生为本、调动起学生的学习积极性和培养学生主动分析问题的能力;④教学内容以理论性教学为主,涉及到对实际问题解决比较少,没有勾起学生的研究兴趣和爱好。

3运筹学教学改革创新实践的思路及建议

3.1教学理念的提升运筹学不仅是一门技术方法理论,更是能够很好地应用于实践的应用科学。因此,教学理念不应仅限于技术方法的传授甚至是算题解题方法的灌注,而应更多地去关注其在实际应用中的价值。因此,以需求为导向、以市场为导向的教学理念应当得到高校及其老师的重视。在教学过程中,如果能以相关项目为载体,发挥产学研合作教育等形式的新型教育模式,把书本知识和实践能力为主的生产、实际经验、科研实践结合起来进行知识的传播,不但能够刺激生产、研究的进展,更能培养学生从实际出发分析解决问题的能力,提高学习效率,同时也会培养出创新型的人才。

3.2教学内容的合理编排当前的运筹学教材编写内容中大都涵盖了规划论、库存论、图论、决策论、排队论等内容,理论性过强,而各地高校的学生能力相差甚远,因此需要教师根据学生的实际能力和掌握情况适当进行调整,达到教学内容合理的要求。首先是培养目标,本科教育不同于专科,其更注重于素质培养,教学内容也应据此有所调整,做到因材施教。其次是所需知识结构,由于运筹学课程的复杂性,学生需要一定的理论基础课程作为铺垫,才能更好地吸收相关知识。最后是课程内容安排,应当抓住教学重点将知识有效地传承下去。整个运筹学的教学体系层次如下表所示,包括基础类课程、运筹学课程基本理论以及运筹学技术应用实践三部分内容。

3.3课堂讲授艺术的重新定位在运筹学教学中,讲授是向学生传授知识和技能,开拓学生的视野,提高学生的分析能力。苏霍姆林斯基曾说:教师的语言修养,在极大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。尤其是像运筹学这样的课程,理论性和逻辑性都很强,因此在讲授艺术上应多采用以启发式引导为主,并适当辅以课堂讨论以提高学生学习兴趣的讲授方法。而作为运筹学教师,课堂讲授要力求清晰严谨、深入浅出、精辟而深透。

3.4知识内涵的挖掘整合运筹学本身具有一套完整的优化理论,首先可以从现实生活或场合中抽出问题的本质要素以构造数学模型,寻求一个跟决策者的目标有关的解,其次探索求解的结构并导出系统的求解过程,最后从可行方案中寻求系统的最优解法。随着现代运筹学知识的不断发展,运筹学的应用可以面向经济、技术、军事、社会、医学、生态和政治等各类复杂系统。因此运筹学的知识内涵应当与社会大系统结合起来,可能会引入一些新的方法和理论。运筹学的理论和技术等还在不断发展中,新的思想、观点和方法可能不断出现。因此,教学过程中应及时接纳一些创新性的研究,注重运筹学知识和内涵的潜在发掘和整合。

3.5实验教学的有效配合运筹学教学理论性较强,若能配以恰当的实验教学内容将会促使学生有效地理解知识和掌握知识。从我们自身的感受中可以得知,百闻不如一见,百看不如一做。因此,积极地开展实验教学,让学生进入到实验的环境中,在老师的引导下通过多种多样、丰富多彩的观察和实验,让学生亲身经历实验内容,主动地去探索和研究相关知识点,从而获取新的知识。同时,实验教学能够提高教学的质量。仅仅依靠传统的理论教学形式,学生容易产生逆反心理,造成学习没有目标、枯燥乏味、失去兴趣、缺勤率上升,甚至是对任课老师评价较低等问题,通过配合实验教学,则可以通过感官感受和亲自动手等方式来吸引学生对专业课程学习的兴趣,结合理论学习达到学习的最高兴奋点,这一点可从图1中的兴奋点曲线得到[3]。

3.6考试制度的改进考试是检验教学质量和学生学习效果的重要手段之一,但目前我国高校的本科教育中运筹学考试制度尚存在某些缺陷[4]:①考试形式单一,主要采取闭卷考试和考卷考试两种形式;②划定考试范围,教师考试前为学生划定考试范围的现象是比较普遍的;③考试的题目难度有限,很多教师经常从网站上找来题目以图省事,或者反复使用同一份试卷;④考试题目不够全面,仅从应试方面考察学生的能力。这些问题所带来的负面影响是显然的,不利于现代运筹学的素质教育,不利于客观地检查教学和学习成效,不利于培养学生勤奋刻苦、自主思考的学习态度。考试是教学过程中的一部分,考试制度的上述不足影响到运筹学本科素质教育的进行。因此,可通过随堂测验、实验报告、小组讨论发言等多样化的考试方式对学生的学习效果进行考察。

4结论

未来的的世界是人才竞争的世界,而高等教育是培养人才的关键之所在,经济发展的日新月异、科技的加速进步以及整个世界的逐步一体化,这些教育外部环境的变化,使得各国的教育体制和教学内容都面临着前所未有的变革。运筹学是现代科技领域的重要分支之一,是一门具有特殊重要地位的科学,因此,其教学改革自然倍受人们重视。从目前情况来看,我们的本科运筹学教育实践存在着某些不足之处,在这方面的教学改革工作无疑是非常必要的。基于素质培养的运筹学课程教学改革主要从六个角度进行:①教学理念的提升;②教学内容的合理编排;③课堂讲授艺术的重新定位;④知识内涵的挖掘整合;⑤实验教学的有效配合;⑥考试制度的改进。

总言之,本科运筹学课程的教学改革的目的在于追寻能够提高学生学习积极性的素质教育方法,切实提高课堂教学质量,在今后的教学实践中,通过不断地推进运筹学教学改革,运筹学课程的教学水平将会上升到一个新的台阶[5]。

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