运筹学基础知识十篇

发布时间:2024-04-25 17:40:58

运筹学基础知识篇1

关键词:运筹学;案例教学;数学建模

运筹学是一门综合性学科,它以定量分析的方法来研究管理问题,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等手段来获得最优决策。它内容丰富,涉及面广,是一门应用性很强的学科。在大学开设运筹学的目的,就是要求学生比较系统地掌握运筹学的研究对象和方法;掌握线性规划、整数规划、非线性规划、网络分析、对策论、存储论、排队论等一系列最优化理论和方法;熟练地运用计算机软件,具有很强的实践能力。通过运筹学的教学,能够培养学生利用运筹学解决实际问题的能力,使学生成为具有科学管理能力的复合型人才。

运筹学作为一门专业基础课程,它的教学质量直接影响着学校培养的人才质量和大学生的素质与能力。笔者在运筹学的教学实践中,针对原来教学中存在的一些不足,对教学内容和方法进行了适当改进,取得了很好的效果。

一、强化基础理论和基本方法的教学

运筹学发展到现在虽然只有60多年的历史,但是内容丰富,涉及面广,应用范围大,已形成了一个相当庞大的学科,具有完整的学科体系。它的主要内容包含线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、网络分析、排队论、对策论、存储论等。

运筹学各部分之间相互联系,已经形成了一个完整的学科体系,具有系统的理论和方法。而且运筹学还是一门年轻的处于发展时期的学科,运筹学的理论研究将会进一步地发展。所以为了保持运筹学学科体系的完整性和有助于学生今后的继续学习,应该重视运筹学基本理论、基本概念和基本方法的教学和训练,使他们掌握运筹学基本的优化理论和优化方法,掌握各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用,为学生打牢理论基础。但由于运筹学内容较多,而课时又不足,所以在教学中可以适当地淡化较复杂的基础理论的证明过程,淡化较繁琐的人工计算方法的指导训练。

二、注重理论与实际相结合,加强案例教学

运筹学的研究从一开始就有着强烈的实践性和应用性。最早应用于军事部门,第二次世界大战以后,转向民用部门。随后运筹学各个分支的产生和发展,也都和实际应用密不可分。在课堂教学中,我们从实际问题出发,精选具有充分的代表性、源于实际问题的典型例题与案例,让学生对案例中的问题进行思考、分析、研究,选择适当的运筹学方法进行计算,并对计算过程和结果进行讨论。通过案例教学,让学生在解决问题的过程中,亲身体验到解决实际问题的过程,激发了学生学习的兴趣,从中逐步地掌握了运筹学解决问题的方法,建立起运筹学理论知识的框架,培养了学生的应用能力。

三、锻炼学生建立数学模型的能力

运筹学内容丰富,有许多分支,如线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、网络分析、对策论、存储论、排队论等。对每个分支,运筹学都建立了数学模型,并给出了完整的理论和求解方法。在解决实际问题时,首先要对问题进行深入的分析,确定目标函数,给出约束条件,然后才可以选择适当的运筹学知识建立模型求解。

从事实际问题研究的人们,常常感到把一个实际问题转化成数学模型比模型的求解更困难,也更重要。因此在运筹学的教学中,要培养学生针对实际问题建立数学模型的能力。增加对实际问题进行分析和建立模型的内容,使学生学会从复杂的数量关系中找出最本质的规律。

运筹学与数学建模有着紧密的联系。运筹学本身就是研究各种优化模型的学科,而且数学建模中的很多问题都可以运用运筹学知识解决。因此要鼓励学生积极参加学校和国家举办的大学生数学建模竞赛,培养学生解决实际问题的能力,使学生把运筹学知识用到实际问题中去。

四、加强对学生计算机软件应用能力的培养

运筹学的发展和广泛应用与计算机的发展是紧密联系的,没有计算机的应用,就没有运筹学解决实际问题的可能。由于运筹学主要用于解决复杂系统的各种最优化问题,问题涉及的变量非常多,约束条件非常复杂,因而建立的运筹学模型往往非常庞大,计算量特别大,必须借助于计算机才能够完成问题的求解。

为了使学生能够在以后的工作中真正做到学以致用,能够运用运筹学解决实际问题,在教学中应注重培养学生的计算机应用能力,要求学生能够应用LinGo、matLaB等计算软件,求解大规模的优化问题。因此在教学中强化理论教学的同时,也要加强实践教学这一辅助手段。在教学中定时安排上机实验,加强软件的实际操作训练,提高学生熟练运用计算机的能力。并且在课堂教学中,老师也使用运筹学软件替代人工方法进行复杂的计算,这样可以节省时间,增加课堂的授课内容,同时也可以提高学生学习的兴趣和积极性。

五、渗透运筹学的思想方法,增强学生的优化意识

从“运筹帷幄,决胜千里”这句话可以看出,古代的人们就已经有了运筹学的思想和意识,并自觉地运用于重大决策。现在我们有了系统的运筹学理论,并且有计算机软件这一强大的计算工具,因此更要把运筹学的思想牢刻在学生的头脑中,落实到学生的行动中。使学生时刻都要有优化意识,在做事情之前,都要先对问题进行分析、计算,进行科学决策,采取最优的解决方案,尽可能地达到最好的效果。这样,学生养成习惯后,就可以在今后的工作中,学会以最少的人力、物力和财力去完成任务,获取最大的收益。

运筹学基础知识篇2

工程管理专业具有工程与管理复合的特点,注重理论与实践的结合,致力于培养实践能力强的技能性、应用型人才,强调教学内容理论与实践相结合,提出多种教学手段,着重提高学生发现与解决问题的能力。一方面,运筹学作为工程管理专业的专业基础必修课,必须有效支持工程管理专业的培养目标。另一方面,运筹学的系统方法有助于培养工程管理专业人才的整体思维能力。运筹学以系统的整体观念为核心,通过多学科的综合,有助于培养和提高管理人员解决实际问题的能力。

二、教学中存在的问题

运筹学的理论与方法不同于高等数学、线性代数等基础数学课程,它不是简单的数学计算,而是综合应用数学、经济学、管理学、物理学、化学等多学科的理论与方法,运用系统思想解决实际问题。

(一)教学目的不明确

工程管理专业的人才培养目标是符合行业、企业标准的应用型人才,课程体系建设标准是建设内容具有针对性、应用性突出的优质课程。而目前运筹学的教学仍然存在重视理论教学、忽略应用研究的现象,最终导致教学中注重公式和算法的讲解,很少将实际案例引入课堂教学,课堂教学亦如此,使得学生只会按已有题型计算,不善于探究所学知识在实际问题中的应用。

(二)教学内容安排不够合理

本校工程管理专业运筹学是拥有较多分支及方法的专业基础课程,也是工程管理专业考研的专业课。目前,计划仅有32学时,对于运筹学的学习要求是不够的,需要有效安排教学内容,突出重点,精选例题,并适当增加理论学时及实验学时。

(三)教学方法不够灵活

运筹学的教学方法仍停留在传统的以讲授为主,教学手段不够灵活,教学方式单一、互动性差,学生仅仅学到书本的理论与例题,没有延伸性的知识。

(四)实践教学环节不足

本校工程管理专业仍采用理论教学,缺乏实践环节,学生仅掌握建模方法进行手工计算,并未进行计算机实践练习,不能利用软件求解模型,降低了课程应用的操作能力。线性规划中单纯形法和运输问题仅能解决变量较少的情况,变量较多的情况必须借助计算机软件求解。

(五)缺乏适用的教材

教材理论性、逻辑性较强,重点介绍相关理论与模型,缺乏实际案例的介绍与讨论,也没有相关软件的方法,且对学生的数学基础要求较高,许多同学看到教材中复杂的公式及推理就已开始畏难,后续学习信心缺失。

(六)成绩考核不科学

考查仍采用笔试,缺乏对综合能力的考核,仅能考查学生对基本理论与方法的掌握水平,不能评定学生对运筹学方法的掌握水平。

三、教学改革建议

(一)明确教学目的

通过学习使学生掌握系统分析方法,树立整体观念,解决工程管理实践中遇到的优化决策问题。运筹学教学应结合人才培养目标和课程体系建设的要求,重视运筹学思想的应用及实例教学,使学生掌握解决实际问题的能力。

(二)合理安排教学内容

根据工程管理专业的培养方案及课程体系,合理安排教学内容。工程管理专业注重培养技能型、应用型专业人才,除了讲授运筹学的基础教学内容,更应侧重于理论知识在工程实践中的应用研究,在教学中应增加与专业发展相关的前沿知识的介绍,拓宽知识面,提高学生的科研创新能力。

(三)改进教学方法

1.加强案例教学。

介绍管理科学中的大量成熟的运筹学应用案例,鼓励学生参与课堂讨论,提高学生兴趣,对成功案例进行分析,总结成功经验。提出实际管理案例,引导学生采用运筹学的理论与方法解决,培养学生的系统思维能力。如线性规划方法可应用在钢筋下料、土石方调运等方面;博弈论可应用在工程招投标、工程质量管理、工程风险管理、工程监理等方面。

2.简化理论推导。

对于教材中较长篇幅论证的理论,讲解时要进行归纳,侧重理论的应用性,避免过分强调公式推导过程,而应侧重于模型的建立和应用。如第一堂课通过讲述古代文献中体现运筹学思想的案例,引起学生学习运筹学的兴趣;通过运筹学思想的应用实例,使学生认识到课程的重要性。运筹学课程内容多,逻辑性强,教师一定要深入浅出,注重条理,突出重点。再如,讲解单纯形法中松弛变量、剩余变量、人工变量的区别时,应注意结合三种变量的经济含义,让学生在理解的基础上区分三种变量的含义与作用。在讲解单纯形法四种解的判别中要注意归纳总结,将单纯形法的原理与解的判别结合起来,有助于学生理解和掌握解的判别标志。

3.多媒体教学。

合理运用多媒体教学,可有效减少理论推理和公式推导时间,重点突出运筹学的应用。课件中要突出案例等实际问题的主体地位,弱化理论论证、公式推导、数学计算等,着重阐述解决问题的思路与方法,提高教学效果。

4.进行辅导答疑。

对章节重难点及易混易错点当面答疑,及时了解学生对重难点的掌握情况,并针对大部分学生的疑惑和作业中的典型错误等进行系统讲解,弥补学生的知识薄弱点。

5.启发式教学。

教学过程中提出实际问题,让学生自行思考、分析解题思路,亲自动手建立相应模型,运用计算机软件等手段求解,对涉及到的问题展开讨论。如模型建立的假设、问题目标的理解、目标条件的分析、模型的建立、求解的步骤及方法、结果的讨论等,教师适当引导,必要时给予解释说明,让学生掌握解决问题的整体思路,最后可让学生以课题报告的形式做出系统全面的分析。

(四)加强实践环节

开展教学实验课程,选择较成熟的教学软件如LinDo,LinGo,winQSB,eXCeL,鼓励学生运用软件编程解决问题,利用计算机代替手工计算,提高动手能力。鼓励学生参加全国大学生建模大赛,实现理论学习与解决问题相结合,提高对知识的运用能力。

(五)加强适用教材建设

工程管理专业优势特色专业建设目标中提出建立并创新“素质优良、能力一流”的理论与实践一体化的课程体系。编写适合工程管理特色专业的运筹学教材,要重点强调相关理论方法与工程管理和实际生活的结合,增加案例分析;突出运筹学分析和解决问题的思路与方法,理清问题的解决思路,量化相关数据,建立数学模型,运用软件求解,侧重方法的应用与结果分析。

(六)推行科学的考核方式

在考核方式上,将传统考查课本知识点的笔试形式改为课堂分组讨论、软件应用、案例作业、课程设计等综合考查方式,突出工程管理专业的运筹学教学目的。考核内容应围绕工程管理专业方面的知识重点展开,结合工程管理实际问题进行专题研究。

四、结语

运筹学基础知识篇3

【关键词】管理运筹学研究性教学

【中图分类号】G642.0【文献标识码】a【文章编号】1006-9682(2009)05-0041-02

运筹学是近几十年来发展起来的新兴应用学科,它广泛应用现有的科学技术知识和数学方法,解决实际中提出的管理决策问题,为决策者选择最优决策提供定量依据。运筹学的特点是应用系统的、科学的、数学的方法,通过建模、检验和求解数学模型而获得最优决策的科学。运筹学广泛应用于交通运输领域,涉及空运、水运、公路运输、铁路运输等。空运问题涉及飞行航班和机组人员服务时间安排。水运有船舶、港口装卸设备的配置和船到港后的泊位安排。公路运输除了公路货运车运营调度外,还有公路客运网络的设计和分析。铁路运输方面包括铁路编组站作业组织、列车运行调整优化、区段能力的计算等。管理运筹学课程是交通运输类专业的主干课程,也是所有专业基础课中难度较大的一门课程。该门课程对于交通运输类专业学生的培养不同于数学类专业,其主旨在于运用运筹学方法去分析和解决交通运输管理中的问题,而不是单纯学习运筹学理论本身。管理运筹学教学的目的就是要使学生掌握运筹学理论的基本思想方法,掌握各种定量模型及其求解方法,为今后运用运筹学理论解决实际交通运输管理问题打下坚实的基础。

研究性教学是在教学中以学生为中心,教师与学生的合作、学生与学生的合作,由学生主导而进行研究性学习的新的课堂教学方法。这种教学方法把学生位于教学活动的中心,是学习活动的关键角色,这有利于培养学生的创新意识和创新能力。

管理运筹学不同于纯数学课程,模型的求解并不代表问题的解决,还需要考虑许多因素,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。研究性教学鼓励学生在学习过程中不拘泥于课本,不墨守成规,鼓励学生充分发挥自己的想象力和主观能动性,独立思考,大胆探索,提出自己的新观点、新思路和新方法。

一、合理安排教学内容,适当增加案例分析和课堂讨论。

运筹学是一门应用性很强的学科,然而目前管理运筹学课程的教学还停留在传统的模式上,把学生当作消极被动装填知识的对象,大量灌输现成的定义、公式及定理之类的知识,强迫学生接受和记忆相关内容,缺乏对运筹学应用、分析问题和解决问题方法的讲授。这样,学生只记住了一些基本理论、模型及其求解方法,对其背景及来龙去脉了解不多,当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,也感觉不到管理运筹学的实际应用价值。

管理运筹学课程的教学内容一方面需要一定的数学理论支撑,另一方面又与问题背景与应用实践密切相关,这就要求课程教学中必须两方面并重,数学理论基础的内容必不可少,同时必须让学生通过学习和掌握典型问题的分析及建模的技巧,这样为进一步学习其他有关课程,并在以后的实践中灵活运用运筹学的知识和理论解决实际问题打下坚实的基础。对干交通运输类专业,学习一些基本的计算方法和原理是必要的,但是不能陷于复杂繁琐的算法之中,教学重点应该转移,“用运筹学工具解决管理决策问题”的根本思想贯穿整个教学过程,强调运筹学只是工具,解决实际问题才是目的。教学的重点内容就从数学定义、定理及其推导到分析实际问题、建立优化模型和寻找求解方法上。

管理运筹学的教学内容应考虑到学科体系的完整性,既要为学生打好理论基础,又要突出培养学生创造能力和解决实际问题的能力。做到教学内容的设置符合学生的认知规律,注重选择具有代表性的典型例题与案例,使它们能基本覆盖主要教学内容。在讲解这些经过精心选择和设计的典型例题和案例的过程中,逐步地使学生掌握运筹学基本理论方法及其应用。运筹学中很多理论方法涉及数学证明和推导,有些证明过程还比较抽象,学生感觉难度很大。但是,实际上抽象的定义、定理及证明都有着其直观形象的背景,可以通过讲解直观而简单的典型例子,减少学生对抽象逻辑的畏难情绪,同时激发学生的学习兴趣。

运筹学的分支较多,许多分支的独立性也很强,但都涉及到问题的提出、模型的建立及其求解方法等方面。因此,在课堂教学中,适当增加案例的讨论,在讨论中找出解决问题的方法,使知识得到综合运用,从而提高学生分析问题、解决问题的能力。运筹学的案例有很多,案例的选取直接影响到教学效果的好坏,所以在选择案例时,根据本专业的特点,选取启发性强、实际应用方面的典型案例。同时还要鼓励学生积极参与,引导学生搜集相关资料,围绕案例主题进行讨论。另外,运筹学博大精深,课时又有限,所以要合理安排时间,使理论部分与案例分析融会贯通,以达到能活学活用的教学效果。

二、有效地采用多种教学形式

管理运筹学既有数学类学科的特点,又有很强的实际应用背景,所以适合采取研究性教学模式,把课堂讲授、课堂讨论、案例教学及优化软件的应用等有机地结合在一起。如对运筹学基本概念的理解,就可采用课堂讨论的形式,强化学生的学习效果,激发学生的探索性。通过讨论典型案例,让学生借助所学的理论知识,分析和提出合理假设,建立模型和求解模型,然后把所建立的模型及其求解方法应用到实际问题,提高学生解决实际问题的能力。另外,还可使学生明白运筹学还有很多有待于进一步深入研究的问题,鼓励学生提出自己的观点与看法,增强他们的研究意识,使他们养成在研究问题中学习知识。

管理运筹学课程是交通运输类专业的专业基础课,重点放在理解问题的思路、建模、算法及解决实际问题上。利用抽象的数学理论,花费大量的时间来推导运筹学的定理,将管理运筹学变为“运筹数学”,不仅学生的收获不大,而且降低他们学习的兴趣和积极性。因此,在安排教学内容的时候,尽量弱化抽象的数学推导和证明过程,尽量用简单的典型例子来说明有关模型和求解方法。而且,要鼓励学生在课堂上积极思考,尽量当堂学当堂掌握,强调利用计算机进行运算,使学生能够利用运筹学的思想分析问题,利用计算机作为工具来解决问题。

课堂教学主要采取多媒体的教学方式,但应该少量结合传统的板书。板书是传统的教学方式。板书的特点是教学内容展开的节奏是根据讲授的节奏进行的,因而比较清晰。然而,运筹学解题表格多,步骤复杂,计算量大,因而板书量非常大。如果全部采用板书教学,那么花在板书上的时间占的比重就很大,课堂教学环节会因此而浪费掉许多时间,而很难保证正常教学计划的完成,更谈不上开展研究性教学。与传统的板书教学相比,多煤体课堂教学不仅有利于提高教学质量和效果,而且能加快教学速度,加深理解教材的深度。然而单纯采用多媒体教学,信息量增大,特别是对于一些重点及难点部分的问题,缺乏逐步的推导过程,节奏上比较难把握,学生往往会产生视觉上的疲劳和理解上的困难。

因此,有效的教学方式应该是将多媒体辅助教学与板书教学有机结合起来。整个教学内容体系结构包括案例分析使用多媒体教学,而对于推导性、论证性以及概念上的差别等则利用板书教学,这样,既可避免大量重复,节省时间,加快教学速度,也可使问题更清楚、生动,同时,还能使学生站在较高的层次上理解知识,把握知识的起点和层次。

三、增加课堂教学中教师与学生的互动

教学过程中缺乏教师与学生的相互沟通是运筹学乃至其它数学类课程的共性。研究性教学主张学生是学习的主体,而教师的主要任务在于引导学生发现问题、分析问题和解决问题。学生应该始终是主动的、积极的,强调理解、运用及发挥,并通过学习活动使学生的创造性思维能力得到发展。在教学过程中,要确立学生的主体地位,强调激发学生的能动作用。改变“教师教学生学”的单一传授过程,鼓励学生主动表达运筹学学习中的感受与体会,增加互动环节。将以“灌输”为主的课程教学改为以“引导”为主。相应地教师的主要精力放在有针对性的辅导和课堂设计上,引导学生在课堂上积极思考、敢于发言,形成一种研讨辩论式的课堂氛围,让学生在这样的氛围中逐步养成积极主动的学习态度和独立思考的良好习惯。鼓励学生多提问题,培养学生发现问题的能力,使学生养成学习中的“怀疑”精神和独立思考的习惯。这样,使得学生在课堂教学中始终处于积极探索的主动状态,激发学生的求知欲和创新意识。要改变那种认为学生记住了运筹学中相关概念与算法、能够把课后习题计算正确就完成了教学任务的观点,要对思维活跃、经常提出问题的学生进行表扬,形成学生竞相提出问题和提供解决问题的思路。

四、增加优化软件应用方面的教学内容

现在很多管理、数学类软件都有求解优化问题的功能模块。在实际遇到的大型优化问题,很难用人工计算和求解,但大多数都可以用计算机求解。所以,在课堂教学中有必要讲解如何用计算机求解运筹学问题。比如,在课堂教学中用实例讲解怎样用最广泛使用的办公软件excel来求解简单的运筹学问题,怎样用CpLeX求解复杂的大规模优化问题。

根据教学的需要,可以安排若干次的上机实践课。通过上机实践课与课堂讲授的有效结合,让上机实践课紧跟理论教学课与案例教学的进度,使学生对理论讲授和案例分析得到最及时的实践,以期达到完美协调的教学效果。借助上机实践,学生可以对实际问题建立的数学模型进行运算和分析。对运筹学数学模型的表达、运算和分析能力是学生在该课程学习过程中必须要掌握的一个重要技巧。通过这样的教学安排,不仅改变了以往教学中满堂灌的弊端,使学生在掌握已学算法的基础上学会使用优化软件,还能提高研究和解决问题的速度与效率,增强学生运用理论知识进行实践应用的能力。

五、改变考核办法,注重平时环节。

传统的考核方式主要依据单一的闭卷考试,也就是通常的期末考试,整门课程的学习成绩主要凭最终两个小时的卷面成绩。对于运筹学来说,若考核理论与方法,则离不开大量费时的计算,若考核解决实际管理问题的能力,也需要大量的时间进行分析、建模和求解,期末考这种单一的考核方式,受时间所限,所出的考题就受到了很大的限制,并不能真实反映出学生对该门课程的真实把握程度。因此,贯穿于整个学习过程的有效考核方式不仅能科学地反映出学生真实的学习效果,还能在整个课程学习过程中提高学生的积极性和主动性。

为此,整个考核可以分为四个环节。每次课根据当次课堂教学内容布置课后作业,作为学生对基础理论部分各章节学习情况的衡量。案例分析可以课堂讨论,最终以案例分析报告的形式提交,讨论情况和报告质量作为评价学生分析解决实际问题能力的依据。上机实践环节,对习题和案例中建立的模型用优化软件进行求解,这一部分的完成情况评价学生的动手能力。期末考试闭卷进行,作为对基础理论的掌握和分析问题能力的综合考核。这四部分各自所占的比例,可以根据教学情况具体分配。通过这种全面的考核方法,一方面督促每个学生通过完整的学习过程全面深入地掌握该课程的基础知识与基本原理,另一方面给予学生充分展示分析问题与解决问题能力的机会,从而避免一次考试定成绩的弊端,能有效地引导学生由注重被动地接受知识转变为注重理解和创新。

总之,交通运输类专业管理运筹学教学应采取研究性教学方法,根据本专业的特点,精心设计教学内容,注重选择和讲解典型例子和案例,适当增加上机实践课等,灵活地采取多种教学形式,使学生学到更加丰富的理论知识及其应用,也使得课堂教学更加精彩和有趣。

参考文献

1李苏北、姜英姿、张红雷.运筹学课程建设与改革实践研究[J].大学数学,2005(5)

2罗桂荣、原海英.运筹学教学改革与探索[J].理工高教研究,2005(24)

3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,2003(2)

4《运筹学》教材编写.运筹学(第三版).清华大学出版社,2005.6

5[加]peterC.Bell著.管理科学(运筹学):战略角度的审视.机械工业出版社,2000

运筹学基础知识篇4

关键词:运筹学;教学改革;案例教学

运筹学是20世纪新兴的一门应用学科,最早起源于第二次世界大战。作为一门综合性学科,它具有很强的理论性和系统性,以理论教学为主,并配合实践教学,在教学过程中既重视基本概念、理论和方法的讲解,帮助学生建立运筹学思想、提高运筹学的理论知识水平,又重视培养学生解决实际问题的能力,以达到学以致用的目的。很多开设运筹学课程的学校都对运筹学的教学进行了研究。

一、运筹学教学过程中存在的问题

运筹学的内容丰富,分支较多,每个分支都涉及到模型建立和求解等方面,需要学生掌握必备的基础知识,比如数学分析、高等代数、概率论等数学知识,在教学中主要存在以下一些问题。

1.重理论讲解。运筹学的分支很多,每一个分支都自成一门学科,然而课时较少,一般只有54个学时。如果将分支都作为教学内容,势必造成对各个分支的教学都是点到为止。这些课时较多用于理论教学,实践教学的课时较少,需要学生在课余时间做大量作业锻炼解题能力。同时,由于求解方法的复杂性,导致很多题目很难通过简单的计算而得到结果,这对实际应用的推广造成了很大的困难。受课时的限制,教学中难以涉及运筹学的最新知识,不能让学生了解运筹学的最新发展动向。

2.学生欠缺学习兴趣。运筹学研究问题的基本手段是对实际问题进行分析,建立数学模型,研究数学模型的性质,利用优化软件进行求解。但在实际教学中,由于课时的限制,学生没有机会动手操作。另外,本门课的线性规划和对偶规划部分,理论知识非常抽象,需要运用大量线性代数的知识进行推理才能很好理解,这令学生产生了畏难情绪,从而失去了学习的主动性和积极性。

3.教学方法呆板并且单一。现在的运筹学教学停留在传统的“讲授式”教学模式上,在教学过程中过于注重运筹学的理论教学、公式推导、例题讲解,而忽视了学生学习的主体性,造成学生与教师的互动少,不能够由被动学习变成主动学习。

4.考核方式单一。目前运筹学的考试一般还是以“一锤定音”的期末考试为主,不注重过程评价,有的学生上课玩手机或者做其他事情,缺乏学习的积极性。

二、解决措施

在教学过程中,针对原来教学中存在的一些不足之处,对相关的教学内容和方法都进行了适当的改进,经过几年的实践,取得了一定的效果。

1.确定合理的教学内容,加强理论教学,提高学生的理论水平。调整教学内容,包括线性规划、对偶规划、运输问题、整数规划、动态规划和图与网络分析。在教学过程中,重视基本理论、基本概念和基本方法的讲授,使学生掌握各个分支的基本模型、基本概念和理论、主要方法及拓展应用。

2.进行案例教学。在教学过程中,根据各分支的具体教学内容,精选实际生活中出现的具有代表性的案例,让学生独立分析和分组讨论,应用相应方法对模型进行计算分析,并对计算的过程和结果进行分组讨论。通过案例教学,让学生体验运筹学在解决实际问题的过程中的作用,极大地激发了学生学习本课程的兴趣,锻炼了其自主学习能力。

3.相关软件介绍。通过软件教学,能培养和提高学生利用计算机解决运筹学实际问题的能力,能为后期的数学建模教学和实训打下基础。

4.结合科研,提高学生解决实际问题的能力。在运筹学的教学中,我们强调培养学生分析和建立模型的能力,在这个环节,主要是结合科研进行。例如:在“应急系统优化选址问题研究”中,主要包括以下几个内容:网络图的绘制,应急点的选址等,我们用到了图论、线性规划、混合0-1规划、多目标规划等运筹学的知识,需要将实际问题转化为数学模型,结合matlab软件来对模型进行求解。通过参与科研项目,学生提高了解决实际问题的能力。

5.以教材为中心,介绍前沿知识,激发学生的学习兴趣。在教学中,在每个分支的学习之前,介绍该分支的历史,在学习教学内容之后,介绍该分支的最新进展,激发学生的学习兴趣。

6.组成学习小组,促进学生共同进步。由于个别学生的数学基础较差,我们将学生分成4-5人的学习小组,以小组为单位预习、复习内容,并且在案例讨论中,每个小组分别选择不同的课题进行讨论,并上交研究报告进行答辩。

从目前的教学情况来看,教学双方的互动多了,积极性都有了提高,教学质量也有了一定的提高。

参考文献:

[1]周荣喜.浅论运筹学教学中学习创新能力的培养[J].中国科教创新导刊,2010(6).

运筹学基础知识篇5

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.

运筹学基础知识篇6

关键词:高校《管理运筹学》教学模式

自上世纪中期开始,我国就非常重视管理运筹学的研究与实践。在国民经济发展中,管理运筹学的理论及其应用在企业管理、工程管理、科研规划等方面都发挥了巨大的作用[1];在高等教育方面,管理运筹学作为工程设计和现代化管理的理论基础在管理类各专业,以及计算机应用、系统工程、建筑经济管理等专业的教育中也起着十分重要的作用[2]―[3]。《管理运筹学》作为一门优化决策的学科,在我国高校中受到了前所未有的重视,许多学校对《管理运筹学》课程安排了充足的学时以视重视,管理课程逐渐成为管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理等专业培养中必修的基础课程之一。

一、《管理运筹学》课程特点

《管理运筹学》是一门新兴的应用学科,它运用定性与定量相结合,即分析,试验,量化,模型化的方法,研究、管理和解决经济管理、工程技术、生产经营活动中的现实需求,进而得到一个合理应用人力、物力和财力的最佳方案,为决策者提供科学的决策依据。其主要特点如下:其一,数学基础要求比较高,既需要用到高等数学的相关知识,又需要用到线性代数、概率论等工程数学的知识。其二,它是一门多学科交叉的学科,理论内容非常丰富,包括规划论(包括线性规划、非线性规划、整数规划和动态规划)、库存论、图论、决策论、对策论、排队论、博弈论、可靠性理论等。其三,该课程要求的实践性非常强,其中的每一种理论都是对一类问题的分析与求解,只有通过对实践分析和总结才可以体会运筹学理论的应用。其四,应用非常广泛,时间背景和应用范围涉及工业、农业、军事、计算机科学等领域,各学科所用知识和侧重点各不一样[4]―[5]。

二、《管理运筹学》教学中存在的问题

《管理运筹学》是一门实践性非常强,内容非常丰富,但是又需要有扎实的数学功底的学科,一般作为专业基础课面向管理、经济各专业授课。随着我国高等教育改革的不断深化,管理运筹学面临着很多新的挑战,具体体现在如下几个方面。

1.教学内容贫乏。在《管理运筹学》中需要用到很多的数学知识,且其本身亦有很多理论,然而《管理运筹学》又是解决实际问题的一门应用科学,因此在有限的授课时间内,如何平衡教学内容中的理论和应用,对于讲授管理运筹学来说是一个较大的难题。如果过多地讲授数学理论,而忽略了《管理运筹学》的管理和经济特色,就会缺少对管理和经济领域实际问题量化分析重要性和有效性的认识,缺乏应用领域支持,并减弱借助运筹学学习提高实际问题解决能力的培养作用的发挥,进而影响学生对运筹学的兴趣;如果讲授理论过少,就会造成学生无法建立模型,忽略运筹学对能力培养的作用。设置合理的授课内容成为教学改进中最为基础的要求。

2.教学和考核形式单一。仅仅是老师在课堂上讲授理论知识,学生用一支笔写作业、参加考试,存在着讲授方法单一、考试方法传统、学生缺乏学习自主性等问题,进而影响学习的热情和积极性,削弱了授课效果。

三、教学模式探索及创新举措

研究型教学是指融学习、研究与一体的教学体系,充分引导学生积极参与和自动探究,提高学生资助发现问题、研究问题和解决问题的能力,在研讨中积累知识,培养能力和锻炼思维的情景化的新型教学模式。研究型教学对于培养实学型人才的创新能力具有重要作用[6]。

从现有课程设置结构来看,本课程的教学应将重点放在运筹学应用领域和运筹学科学领域,将现代数学工具和计算机技术融入教学,通过丰富的真实案例,切实提高学生适应当代社会信息、运用运筹学解决实际问题的能力,具体方法包括如下四点。

1.以“科研创新”扩展学生实践平台。强化管理问题理解和分析,以及采用数学语言间接描述问题的能力,借助于教学辅助软件(如LinGo/LinDo)降低数学推导所带来求解难度,提高学生的学习兴趣。前期系统的理论学习,加上计算机软件,以及大量生动案例的分析和讨论,有助于全面提高学生分析和解决问题的能力,如此可为学生参与校内外的科研创新积累一定的经验。

2.以“板书+多媒体”教学方式丰富课堂形式。将多媒体课件与板书相结合,既利用多媒体课件新颖的样式,又充分发挥板书在思维连贯性和注意力集中方面的优势。运筹学对管理类专业具有重要意义,过去由于学时限制,传统教学效率低下,一些非常有用的内容不得不舍弃。在运筹学中引入多媒体教学方式后,由于省却了大量的板书时间,原先2节课的内容用1.5节就可以完成,因此在学时相同的情况下,可以完成更多的教学内容,达到拓宽学生知识面的目的。例题数量大约增加1/3,无论是在求解方法上,还是在解决实际问题方面,都使学生得到了足够的训练,对锻炼学生解决实际问题的能力及培养学生的创新思维都具有重要意义。但教学经验已经表明类似对于理科课程的教学,其中涉及的定理内容、基本概念文字性描述知识可以采用幻灯片来显示。但是涉及定理的推导、证明,数学运算过程等需要动态完整演示过程等知识点的讲授时,单纯点击播放幻灯片的形式往往难以紧紧抓住学生的注意力、调动学生参与思考和运算的积极性,并因此影响到学生学习学习这门课程的兴趣。因此对于教学过程中需采用将板书和多媒体相结合的方式教学,通过区分授课内容而选择适合的教学方式,以尽可能地将教师的教学行为与学生的学习过程统一协调起来。

3.以“启发式教学”培养学生的应用能力。以学生“要学”为主旨,以实际问题导入课堂为重点知识。引入、建立数学模型、相关理论和方法的讲授、实践应用为主线,对教学内容进行整合;注意运筹学教材与其他课程的衔接,使之不成为理解和实际运用的障碍;并对运筹学学科最新进展和最新应用进行介绍或讨论,构建学生的知识与逻辑体系。精选具有充分代表性、源于实际问题的典型例题与案例,使它们能基本覆盖在实际中最常见的运筹学问题,在讲解这些从实践中抽取并经过精心改造和设计的例题和案例的过程中,逐步地建立起学生应该掌握的运筹学理论框架。

4.以“学习+实践”组合教学内容。考虑到多数学生毕业后直接参加工作,将学习和工作衔接起来,尽快让学生将所学知识应用到工作中,解决学习与工作脱节的问题具有重要意义。实践教学是教育部倡导的创新型人才培养的内容之一,通过提高学生观察、分析与解决实际问题的能力,强化对学生实际问题解决能力的培养[1]。实践教学可以包括两个部分:以课堂内容“学习+总结”为主的基本知识积累,以课外学习“探索+创新”为目的的强化练习。前者采取的主要方法包括精选习题的选择和提炼,尤其侧重经典案例的讲解和分析,最终目的是通过多样化的教学形式,更加鲜明、生动、有效地实现教学的预设目标。后者以科研创新项目和毕业设计为主要形式,强化教学环节基本知识的运用能力。借助于两个环节的组合运用,实现“知识、实践、毕业设计三位一体”的一体化教学模式,将学生由课堂之内导向课堂以外,扩展学习视角,也为学生发现擅长的知识点并进行持续的研究奠定基础。

参考文献:

[1]王天虹,宋业新,戴明强.在运筹学教学中培养学生运筹决策能力的实践与思考[J].科教文汇,2010,(2):38-39.

[2]张云凤,孙军,刘阳.基于创新人才培养的“运筹学”课程教学模式探析[J].价值工程,2011,(28):184-186.

[3]付军,朱宏,王宪昌.在数学建模教学中培养学生创新能力的实践与思考[J].数学教育学报,2007,(04):93-95.

[4]杜纲,吴育华.运筹学课程平台与课程系列的整体优化[J].运筹与管理,2011,(1):16-21.

[5]范玉妹,徐尔,孙玉华等.《运筹学》课程内容与教学方法的研究与实现[J].探索与实践,2011,(3):195-196.

运筹学基础知识篇7

关键词:卓越计划;运筹学实验;教学改革

作者简介:杨慧敏(1978-),女,内蒙古乌海人,上海电力学院经济与管理学院,讲师。(上海200000)

基金项目:本文系2011年上海电力学院实验教学改革项目(SYJG11-23)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:a     文章编号:1007-0079(2012)14-0100-02

卓越工程师教育培养计划(以下简称“卓越计划”)是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》实施的高等教育重大计划。[1]“卓越计划”具有三个特点:行业企业深度参与培养过程、学校按通用标准和行业标准培养工程人才、强化培养学生的工程能力和创新能力。力求培养一大批面向工业世界、面向世界、面向未来、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。而高校是实施“卓越计划”的主要阵地,在“卓越计划”的推进过程中加强专业课程改革是十分必要的。

运筹学是一门应用学科,它广泛应用现有的科学技术知识和数学方法,解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据。[2]随着时代进步,其广泛应用于工农业生产、国防建设、环境治理、经济管理等各个领域。运筹学课程是管理类专业的核心课程,在上海电力学院作为经济管理类专业的主干课程。但在授课过程中发现,学生在运筹学学习过程中普遍认为较难,缺乏学习热情,部分学生甚至认为其无应用性,特别在课程论文或毕业论文的写作中很少有应用运筹优化思想来分析问题、解决问题的,这与“卓越计划”的人才培养目标不相适应。本文主要从运筹学实验教学出发,讨论存在的问题,并给出相应的改革措施。

一、运筹学实验教学中存在的问题

1.教学理念落后,重理论教学,轻实验教学

运筹学是一门应用性很强的课程,它以定量分析为主,应用数学分析方法和计算机技术,通过建模、检验和求解数学模型来获得最优决策的一门学科。通常,经管类运筹学教学分为理论教学与实验教学两部分,但受到传统思想――重理论教学、轻实验教学的影响,教学中偏重理论和解题技巧的讲授,如何从实际问题出发建立模型、如何应用模型分析实际问题却讨论的较少。如此多的复杂数学推导、晦涩的理论令学生望而生畏,甚至产生厌学的情绪。事实上,在理论教学过程中,适时引入实验教学不仅有助于学生对理论知识的消化和深入理解,也有助于培养学生的综合素质和创新能力。因此,在教学改革中,应转变教学理念,理论教学与实验教学并重,相辅相成,缺一不可。

2.实验教学形式单一,缺乏创新性

目前,运筹学实验教学模式主要以演示性和基础实验教学为主。演示性实验主要以教师为主,简单介绍软件各模块的基本应用方法;基础实验主要以验证性实验为主,也就是说,实验结论是已知的,学生在实验内容与实验方法设定好的条件下做“完形填空”,机械地按照实验步骤完成实验内容。在该教学模式下,学生缺乏对实验的热情,甚至部分学生还有倦怠厌烦的情绪。这既没有达到教学目的,也不利于提升学生的自主学习能力与创新能力。

3.实验内容与教学目标不相适应,无层次、无特色

运筹学是一门综合性较强的课程,要求本科经管类学生具有高等数学、概率论、管理学等先修课程的良好基础,通过理论学习与各类实践掌握运筹学的基本理论与方法,理解优化思想,能够建立数学模型、应用软件求解以及对解进行分析与评价。

目前,在运筹学的实验教学中,就实验教学内容而言主要存在三方面问题:第一,教学内容较陈旧,素材较单一,特别是专业软件更新缓慢,造成学生对实验课不重视,缺乏学习热情。第二,教学内容缺乏层次,无针对性。当前,我国高校经济管理专业文理兼收,学生的数学基础参差不齐,对运筹学知识的掌握程度以及软件的应用都有一定的差异性。而在实验教学内容的设置中缺乏层次性,结果就出现了一些学生“吃不饱”,而另一些学生“吃不了”。另外,不同专业学生的培养目标是不一致的,教学内容的单一性在一定程度上影响学生专业兴趣的培养以及后续专业课程的学习。第三,教学内容编排有待改进。仅仅根据理论教学来安排实验内容造成实验教学缺乏系统性,有时甚至实验内容重复或遗漏,这极大地影响教学效果,不利于实验教学的进一步开展。

二、运筹学实验教学的改革措施

1.更新教学观念,充分重视实验教学

运筹学的教学中要转变观念,实验教学与理论教学同等重要,只是侧重点不同。理论教学的目的在于打牢学生的基本理论功底,训练学生的抽象思维能力;实验教学则以提高学生解决实际问题的能力、培养学生的观察和动手能力为宗旨。[3]在教学中,二者有机的结合有利于培养学生的创新意识与创新能力。今后的教学中,统筹安排课时,根据教学进度合理安排实验教学时间,力求在完成每一知识点的学习后安排一次实验。实验内容将从实际问题出发,突出本章节的基本原理与基本方法,教师进行监督与指导,有助于学生对理论知识的掌握与理解,同时学生的实践能力得到锻炼,自主学习能力得到提升。另外,应加强对实验教学的监督与管理,例如随机抽查实验教学的开展情况,从而使实验教学保质保量地完成。

2.改革实验教学模式,培养学生的创新精神

随着时展、科学的进步,传统模式下的验证性与演示性实验已不能满足时代的需求。在运筹学实验教学中,首先要改进传统模式,在软件的熟悉阶段,以一个教学软件为主,辅助以其他软件的学习。教师要详细介绍各个软件的特点,鼓励学生根据自身的兴趣爱好进行深入的学习,提升学生的实践能力与动手能力。而对于验证性实验既要达到促进理论知识学习的目的,又要实现培养学生良好实验习惯的目标。其次,引入综合性实验也是十分必要的。综合实验是在学生能熟练应用软件,掌握基本的理论知识,并具有一定分析能力的基础上,自主选题或教师提供题目,独立完成资料查询、数学模型建立、算法选择,求得最优解或满意解,并对结果进行分析检验,针对实际问题提出合理化的建议。该实验教学模式既可以培养学生的自主学习能力,也锻炼了学生研究问题、分析问题的能力。总之,各种实验教学模式是相辅相成、相互促进的。

3.丰富实验教学内容,突出专业特色

实验教学中实验内容是反映教学目的载体,丰富的实验内容可以激发学生的学习热情和拓宽知识结构。因此,实验内容的选择要“量体裁衣”。也就是说,一要针对不同基础层次的需求选择相应的实验内容。例如一些文科学生逻辑思维或动手能力相对较薄弱,可开设相关的选修课,如excel软件应用、数学建模,也可增加基础训练,进一步深化理论知识的学习,加强逻辑思维能力。但最终落脚点一致,即掌握基本理论和方法,能独立完成实验,可以解决某些实际问题。二要依据专业培养目标选择实验内容。首先,对于应用较广泛的运筹学分支,如线性规划问题、整数规划问题、动态规划问题等,依据专业教学目的和教学学时选择实验内容,充分体现不同专业的教学侧重点不同。例如工商管理专业的学生要求会应用基本软件excel软件和winQSB软件解决实际问题;而对于信息管理与信息系统专业学生,除了熟练应用基本软件外,还需增加matLaB软件的学习,要求能通过编写程序解决实际问题。其次,对基于专业特色的运筹学各分支(如运输问题),实验内容的制订要依托专业背景,在课时允许的情况下开设专题讲座,深化学生对本专业的认识。例如物流管理方向选择运输调配问题,工程管理方向选择建筑施工企业生产进度计划问题。总之,实验内容选择要紧跟学科发展,适应社会需求。三要科学编排实验内容。将理论内容与实验内容统筹规划,尤其要特别考虑应用软件的模块问题。比如winQSB软件中的networkmodeling(网络模型)模块涉及到运筹学中运输问题、指派问题、网络模型三部分知识,而在大多数运筹学教材的编排中这三部分内容是处于互不关联的章节中。在实际教学中,可将这三部分作为一个专题进行讲解,同步进行实验,这样的安排促进了理论教学与实验教学相融合,是提高教学效果的有效途径。

随着科学技术的进步及“卓越计划”的深入推进,需要对运筹学课程的建设持续探索与实践,不断完善教学方法与教学内容,提高学生的学习兴趣,激发学生的学习热情,真正意义上实现运筹学作为经济管理类专业核心课程应有的重要作用,并锻炼学生的动手能力,培养学生的创新意识与创新能力,以满足创新教育的要求。

参考文献:

[1]教育部.教育部启动“卓越工程师教育培养计划”[Z].

运筹学基础知识篇8

【关键词】高职高专;运筹学;教学改革

1引言

管理决策的发展趋势是科学化,定量分析是科学决策的基本特征。而管理运筹学是"应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中人力、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。"由于运筹学在经济管理决策方面的突出作用,其已成为高职高专经管类专业一门重要的专业基础课。但是,目前在教学过程中存在一些问题,有必要进行改革,以符合高职高专教育应有的应用型和技能型的培养目标。

2高职高专运筹学课程教学现状

2.1教育观念跟不上时展步伐。

高等职业教育是以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线来设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案。强调理论教学和实践训练并重,毕业生具有直接上岗工作的能力。运筹学教学也应符合能力本位的教育要求,培养出出能力高、知识丰富、素质好和有经验的全面发展型人才。

2.2教学重数学推理和理论讲授。

在运筹学课程教学中,许多老师存在着重理论、轻应用的倾向,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教学方法单一。

运筹学以数学为主要工具,具有较强的逻辑性和结构严密性,算法复杂,讲解难度大。如果按照教材的安排,平铺直叙的讲解课程内容,系统和严谨的进行数学推理和传授巧妙的解题技巧,较少结合案例,学生就会觉得枯燥乏味,失去学习兴趣,影响教学效果,更谈不上解决实际问题。

2.4教学内容选择不当。

高职院校的运筹学课程,都是作为专业基础课开设的。而运筹学课程包括若干分支,内容广。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,存在着教学内容因人而设或因教材而设的现象,不能与所学专业紧密联系。

3高职高专学生学习能力分析

高职高专招生对象以应届普通高中毕业生为主,对口单招生逐年减少,有些院校甚至不再招收对口生。以江苏为例,在江苏专科批次录取的高校中,既有部属和省属本科院校,还有高职与高专院校、独立设置的民办高校和中外合作办学高校等。高校的类型不一、层次不一、录取标准也不一致。此外,由于院校类型、层次的区别,导致院校之间生源差异大。具体表现为:(1)本科院校举办的专科投档分数普遍非常高,一般都排在各个地区各类学校之首。如2008年南农、药大、金科院等都超过了330分。(2)公办专科生源较好,分数都相对较高。(3)同一类型同一层次院校,苏南录取分数较苏北高。以我院为例,我院地处苏北,是一所隶属于江苏省教育厅的公办高职高专院校,由于地域的差异,历年的招生分数线均低于苏南同等院校。2006-2008年分数线分别为:412分、458分、和254分(资料来源:徐州工业职业技术学院招生就业处)。

与本省一本、二本录取分数(见表1)相差一百多分,表面上看是分数的差异,其实质则是专科生与本科生在学习能力方面存在着较大差距。具体表现为:

(1)学习目标不明确。调查显示,很多学生就读高职并不是因为自身渴望学习,而是无可奈何或出于应付家长的要求。多数学生对自己进入高职院校很失望,他们对所学的专业并没有太多了解。同时,他们还对社会对其的容纳有一种怀疑,这种怀疑直接导致了自信心的不足,因而失去学习兴趣,造成学习动力不足。

(2)自主学习能力欠缺。就高职院校学情来看,大部分学生自主学习能力不强是目前普遍存在的一个问题,部分学生缺乏持之以恒的自主学习习惯,缺乏刻苦钻研精神,自制力也比较弱,甚至有的学生经过三年的学习,连锻炼自己自学能力的意识都没有。

(3)智力因素的差异。不可否认,智商对学习成绩有着较大的影响,特别是逻辑思维能力对理科的影响。从高职学生的入学成绩来看,不少学生的语文、英语成绩还可以,但数学成绩普遍较差。数学是高职学习中最难学的一门课程。一些学生会因此而感到困难和恐慌,个别学生甚至丧失了学习数学的信心。以笔者所带的班级为例,90%以上的学生是因为理科成绩不好而选择了经管专业。

4高职高专运筹学课程教学改革措施与做法

4.1明确教学目的

明确课程教学目的首先要明确授课专业的培养目标,而高等职业教育的目标定位决定了学校教育必须重视培养能力。无论专业建设偏重什么方向,纯理论课程的教学是解决不了动手能力问题的,也培养不出应用型人才。当前社会就业形势严峻,高职大专生有面临着本科生的"挤压",我们的教学更应该注重培养学生的实际动手能力,解决实际问题的能力。我校运筹学主要面向物流管理、电子商务等经管类专业开设,教学目的应着重放在基本概念、基本原理的理解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、方法去分析和解决管理工作中存在的大量的最优化问题,即将教学重点放在运筹学应用领域。

4.2紧密联系专业,精选教学内容

高职教育以培养"技术应用人才"为最终目标,理论教学要以"必需、够用"为度。运筹学的分支较多,各分支之间基本上没有前后知识的承接关系,每个分支都涉及到问题的识别抽象、建立数学模型、模型求解等方面,教学内容的选择具有较大的随意性。由于各专业教学目的不同,内容选择也就存在着差异。教师必须熟悉学生的特点,在了解该专业的人才培养方案及课程体系的基础上,有针对性地精心选择教学内容。从应用实际来看,线性规划、整数规划、目标规划、动态规划等运筹学分支应用较广,应作为一般专业必须学习的内容,其它分支可根据不同的专业特点加以取舍,如物流管理专业,侧重培养企业物流的实际管理和操作技能,图论、网络分析、运输工具编组和存储论应为其专业重点内容。这样,不仅强化了专业特色,还使教学内容的专业针对性更强了。

另外,教师还应密切注意运筹学的最新发展动态,以及时补充和替代教学内容。

4.3改革教学方法,丰富教学手段

传统的以知识或以学科为本位的教学方法,培养出的学生显然不符合高职高专的培养目标和市场定位。而在教学手段方面多数仍然是"一本教案,一支粉笔,一块黑板"的传统课堂授课方式,平铺直叙的讲解课程内容,忽视学生实践能力的培养,因此迫切需要改革创新。

4.3.1尝试运用全新的教学方法

在运筹学的教学中,应改变过去老师单方面讲授,学生被动式学习的局面,尝试全新的教学组织过程,具体做法如下:

1、采用团队训练的方法,组建研究小组。第一次授课时,就要求学生组建4-6人为一组的团队,每个团队都有自己的名称、口号,并选出队长。从课程的开始到结束,学生的学习和训练都以团队小组的身份出现,并以小组为单位就座(便于学习和讨论)。

2、将整个教学变成一个提出问题、探究问题、解决问题的过程。

研究小组成立后,教师就可以进行教学了。运筹学的各个分支没有前后知识的承接,每个分支的知识可以作为一个独立的教学单元,每个单元的知识和应用通过一到两个实际案例贯穿,采用问题驱动方法,以问题为中心,解决教学难点。精心设计每一堂课的内容,通过"业务案例--引入问题--围绕问题提出知识点--解决方案--总结提高"。激发学生的学习兴趣,培养学生对理论知识的理解和应用能力。

3、贯彻"从实践中来到实践中去"教学原则。在运筹学教学中,教师应始终坚持理论要紧紧依托与实践,以实践中的运筹案例为基础,掌握基本方法和原理,再应用到实践中去。

4、坚持以"学生"为本,引导为主,辅导为辅。问题驱动教学方法强调的是学生的主体性、主动性和独立性,以及主题的问题性。因此教师在教学中应该采用引导、启发的方式,让学生带着问题去学习,学会查资料,通过讨论相互启发,寻找答案。针对这一层次的学生,定理、公式的推导可以不作为学习的重点,会用即可。对于模型、定理中的一般表达式,如"一般地,若等式成立,则称此对策具有最优纯策略解",大多数学生较难理解用字母表示的等式,此时采用具体的数字代入讲解的方法,效果良好。

4.3.2多种教学手段并用

适当运用多媒体教学、计算机辅助教学,将其与传统教学手段相结合。多媒体教学拥有数字化技术带来的信息量大、使用便捷等明显优势。多用于将前一阶段的知识做简略的回顾、总结、调整思维进入下一个知识概念的范畴;讲一些实际应用来调节课堂气氛;给学生以"消化"知识的空间;上课开始学生还未能立即进入状态时;调动学生回忆上节课内容;提高学生的学习兴趣、集中注意力等方面。

另一方面,计算机技术的不断进步,为运筹学的进一步发展提供了更广阔的空间。因此运筹学的教学也离不开计算机的应用。由于运筹学主要是用于解决复杂大系统的各种最优化问题的,涉及的变量非常多,约束条件非常复杂,因而实际的运筹学模型往往非常庞大,必须借助于计算机才能够完成问题的求解。为了使学生能够在以后的工作中真正做到学以致用,在教学中,可以让学生用手工进行一部分计算,这是为了让学生巩固计算过程,再让学生掌握程序的运用,用程序进行计算,两方面相辅相成。通过这样的教学安排,不仅改变了以往教学中满堂灌的弊端,使学生在掌握已学算法的基础上试验软件程序的成果,还提高了研究和解决问题的速度与效率,增强学生运用理论知识进行实践应用的能力。

4.4以能力为本位,改革考核方式

根据制定的教学框架,借鉴国内外有关院校的教学经验,对传统的单一闭卷笔试考试进行改革,平时成绩(也就是平时的团队业绩)占60%,期末成绩占40%。

平时成绩采取过程考核方式,以创新性、逻辑思维能力、口头表达能力和是否具有较强的合作精神为考量标准。这种考核形式能够全面考察学生对所学基本知识的掌握情况和综合应用能力,大大激发学生的学习热情和创新精神。

【参考文献】

[1]胡运权,郭耀煌.运筹学教程[m].北京:清华大学出版社,1998

运筹学基础知识篇9

论文摘要:介绍了应用型本科院校运筹学课程体系中存在的问题,给出了改革方法,简述了改革成效。对运筹学课程教学发展,培养创新型、复合型人才具有一定的意义。

1引言

《运筹学》是应用数学的重要分支,理论内容丰富,实践背景和应用范围涉及到工业、农业、军事、经济管理科学、计算机科学等领域,具有鲜明的实践性和经济性。对于应用型本科院校来说,开设本课程的目的是让学生熟悉一些运筹学的基本模型、求解原理与方法技巧等,使学生能正确应用各类模型分析和解决实际问题。到目前为止,很多院校在运筹学课程的教学过程中存在以下问题:

1.1培养目标不明确

目前大多数应用型院校的数学系一般开基础数学与信息与计算科学两个专业,对于信息与计算科学专业并没有细分专业方向,因此培养目标中涉及工程计算、统计精算、调查分析、优化控制等能力的培养。但是,对于高年级的同学,如何根据其兴趣和能力进行合理分流、如何适应就业方向、如何适应考研方向,运筹学课程如何根据上述要求培养该专业学生的什么能力、如何培养等都没有明确的界定。

1.2课程设置不成体系

大多数应用型本科院校的信息与计算科学专业都会开设运筹学这门专业课,同时还会开设图与网络分析、组合优化、离散数学、数学建模等课程。但是,运筹学课程与上述课程都有重叠的内容,如图与网络分析、组合优化、离散数学与运筹学课程中的图论一章有重叠内内容,数学建模中有线性、非线性、运输等模型与之相关,应当如何设置这些课程,在教学过程中应当如何处理这些内容,目前都没有定论。

1.3教学方法太单一

大多数学学校该课程目前的教学方法比较单一,理论课虽然应用多媒体教学,但是只是带领大家“读ppt”、而且ppt内容完全是课本内容的电子化,很难提起学生的兴趣;实验部分完全是为了实验而实验,试验内容简单,没有新意,完全是验证性的,难以培养学生解决综合问题的能力与创新能力。

鉴于以上因素,有必要对运筹学课程教学体系进行改革,以适应培养创新型、复合型人才的需要。

2改革建议

2.1明确培养目标

在信息与计算科学专业培养目标的基础上,细化人才培养方案,对于高年级的学生,根据其能力与兴趣、就业期望、考研等目标,可以设置运筹学专业方向,主要培养学生应用运筹、优化、控制等知识去解决实际问题的能力,尤其是建立数学模型解决实际问题的能力,能够在金融、企事业、科研机构等部门从事系统分析、规划、设计、建模、评估、控制和决策等工作,或者考运筹学与控制论方向的研究生。

2.2设置运筹学课程体系群

鉴于运筹学与图与网络分析、组合优化、离散数学、数学建模等课程的密切联系,可以考虑在教学计划里设置运筹学课程体系群,将这些课程综合考虑,召集这方面的相关教学骨干讨论这些课程教学内容设置方面的问题,使运筹学的教学能有的放矢,既要满足这些课程知识面方面广度的要求,又能明确相关知识教授的深度方面的需求,更好的为这些课程服务。例如,鉴于学时的限制,在运筹学图论章节里面可以涉及图与网络分析、组合优化等课程的知识面,但是对于具体的公式、定理理论的详细证明可以在图与网络分析课程中重点介绍,对于一些优化算法的实现、算法的研究现状、算法的改进等可以在组合优化课程中详细介绍。鉴于运筹学课程实践性的特殊性,注意加强其与数学建模、数学应用软件(mathematic)课程的联系,三个课程相互结合,培养学生利用运筹学优化理论、优化方法建立数学模型并用mathematic编程解决实际问题的能力。

2.3创新教学方法

在教学方法方面,推广启发式教学,如信息接受法、复现法、问题叙述法、局部探求法、pBL教学法等,提高学生的学习兴趣。首先,理论课的多媒体教学要结合板书,充分认识到多媒体只是辅助教学,很多理论公式的推导仍然需要板书才能表达的淋漓尽致;对于多媒体课件一定要避免照本宣科,避免原版教材的电子话,要根据教学的需要合理选择内容,课件还要能富裕变化,能吸引学生的兴趣。其次,对于实验教学,一定要增加综合性试验的比例,让学生在用软件编程解决基本优化模型(如线性规划、灵敏的分析、运输问题等)的基础上,能够尝试创新改进算法,提高求解精度。最后,增加案例教学,以实际生活中的案例为课题,引导学生建立运筹优化的数学模型,并能编程求解,从而提高学生综合能力以及创新能力。

3改革的成效

近年来我院尝试对运筹学课程体系改革,09年获得徐州工程学院教研课题立项一项;09年运筹学精品课程也顺利通过验收;在徐州工程学院09版人才培养方案中明确将信息与计算科学专业分为三个专业方向,运筹学控制论方向便是其一;近年来院学生在美国大学生数学建模竞赛、全国大学生数学建模竞赛、苏北数学建模竞赛中屡获佳绩。

4小结

以上就应用型本科院校运筹学课程教学教学体系改革中的问题、改革方法以及取得的成效做了简要的陈述,希望得到更多同行的参与和讨论,以便为运筹学课程体系的改革,为培养高素质、复合型、创新型人才努力。

(基金项目:江苏省教育科学“十一五”规划2009年度课题(169),徐州工程学院教研课题(YGJ0955))

参考文献:

[1]李苏北.运筹学基础[m].成都:四川大学出版社,2003.11.

[2]赵建强等.浅谈应用型本科院校运筹学课程教学改革[J].徐州教育学院学报,2008.3.

[3]刁在筠等.运筹学(第二版)[m].北京:高等教育出版社,2003.

运筹学基础知识篇10

关键词:非运筹学专业;运筹学;工业工程;教学研究

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)30-0128-03

运筹学是二战以后发展起来的一门新兴的应用学科,它运用分析、试验、量化的方法对人、物、财等有限资源进行统筹安排,为管理人员做决策提供科学的依据,以实现最有效的管理。20世纪50年代中期钱学森、许国志等教授将运筹学由西方引入我国。随着战后世界社会经济的迅速发展,运筹学的应用由主要在军事领域,转向市场销售、生产计划、库存管理、运输、财务和会计、人事管理、设备管理、工程的优化设计、计算机和信息系统、城市管理等民用领域,产生了多种多样的运筹理论。从应用的对象领域来看,有工业运筹学、农业运筹学、交通运输运筹学、公共事业运筹学、军事运筹学、金融、市场、保险运筹学等;从其与自然科学、人文科学的交叉来看,则又有计算运筹学、工程技术运筹学、管理运筹学、生命科学运筹学等等。基于此,对于运筹学的教育实践,也引起了运筹学工作者和教育者的广泛关注,尤其是作为运筹学研究、教育、推广的主力军,各个高校花费了大量的人力、物力,进行了大量的研究,其主要内容主要集中在以下几个方面:

1.对运筹学的发展历史和趋势进行回顾和展望;

2.基于运筹学学科的教育实践从现行学科专业制度的角度探讨交叉应用学科专业的发展困境及其出路;

3.基于运筹学课程的教学实践,对教学模式、教学内容进行研究;

4.基于不同专业下开设的运筹学课程的教学实践,对工业运筹学、农业运筹学、交通运输运筹学、公共事业运筹学、军事运筹学、管理运筹学等课程的教学模式、教学内容进行研究;

5.基于matLaB、LinGo、LinDo、eXCeL等,对运筹学的实验教学和应用(案例)教学进行探讨;

6.以运筹学课程为平台对课程系列的设置进行整体优化。例如天津大学管理学院以部级精品课程建设为契机建立了运筹学课程平台和课程系列。

在我国现行的学科专业制度下,运筹学作为专业科目在高校中设置在数学院(系)里,同时,在管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理、工业工程等专业运筹学也是人才培养中必修的专业基础课程之一。立足现实、展望未来,为了满足、适应不同专业和层次对运筹学的教学不同的需求,必须认清、重视以下一些关系:

一、分清楚运筹学科学发展和运筹学教学特别是本科教学之间的关系

就技术发明对战争的影响或就未来事件的策划来说,运筹学可认为是起源于朴素的运筹问题和运筹思想。科学家正是从统筹、多阶段决策、多目标优化、合理运输、选址问题、都市规划、资源合理等思想中发展新的数学内涵,并运用已有的数学概念和方法解决实际问题。运筹学科学发展是从实践到理论的过程,而非运筹专业本科生学习运筹学的目的是解决实际问题,是从理论到实践的过程。运筹学从本世纪30年代末产生以来,经过半个多世纪的发展,已经成为具有坚实的理论基础、完善的体系结构的科学方法,形成了一系列分支,包括数学规划(线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划、动态规划、随机规划、模糊规划等)、图论与网络、排队论、存贮论、决策论、对策论、可靠性理论等。随着金融工程、网络科学、生命科学、服务科学等新兴领域的迅猛发展,运筹学本身也有了很大的发展,例如在智能计算方面形成了诸如遗传算法、模拟退火、禁忌搜索、粒子群算法、蚁群算法、Dna计算等影响广泛的研究计算工具。运筹学一方面分支众多,另一方面发展迅速。因此,分清楚运筹学科学发展和运筹学教学特别是本科教学之间的关系对于运筹学教学内容的选取、教学体系的设置等等都有十分重要的意义。

二、要分清专业方向和课程建设的关系

对于非运筹学专业需要学习运筹学的专业,在运筹学的本科教学方面普遍面临着以下一些问题:首先,出于专业发展的需要,作为专业基础课的运筹学,教学学时严重不足,并且有进一步减少的趋势;其次,运筹学的教学内容和专业课的教学内容重叠,并且运筹学的某一分支是某一门后续课程的重要基础和工具;另外,课程采用专业归口,因此运筹学普遍由数学系的老师讲授。分清专业方向和课程建设的关系,根据专业方向选取教学内容,从专业课程建设出发以课程群的方式构建运筹学教学体系,选择和培养合适的教师队伍是组织运筹学教学、提高教学质量不容回避的内容。

三、要理顺理论教学与实践需要之间的关系

运筹学教材是运筹学教学的基础。其中以清华大学《运筹学》教材编写组编写清华大学出版社出版的《运筹学》为代表,按照运筹学分支构成进行编写,内容非常全面。依托此类教材进行教学,教学的重要内容是数学建模和数学求解思维、方法和步骤。本科生教学主要内容为单纯形法和表上作业法等。而本科生毕业以后,在工作中运用运筹学解决实际问题的过程,基本上是建模、求解、对结果进行分析以辅助制定决策。问题的结果比数学求解思维、方法和步骤重要的多。而且在现代化的今天,知识量激增,不可能在短短几年中将所有的知识“灌输”给学生,对学生的学习能力、思维能力、创造能力的培养比知识传授本身更加重要。因此,理顺理论教学与实践需要之间的关系,这对于运筹教材编写、选用,运筹学实验、实践教学的组织和开展都具有重要的意义。

基于上述分析,以下以工业工程专业运筹学的本科教学为例,对非运筹学专业运筹学的本科教学进行探讨。

1.运筹学教学内容设置。“运筹学”是工业工程专业的重要理论基础课程,主要通过定量分析方法解决经济管理中的各类决策问题,为后续许多课程提供理论依据。工业工程是一门涉及人、物、料、设备、信息和能源等要素的集成规划、设计、改善、控制和创新的技术与管理相结合的边缘学科。它采用系统化、专业化和科学化的思维方法,为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率的管理目标提供有力支撑。从“运筹学”在工业工程专业中的应用来看,工业工程专业的学生需要掌握运筹学的所有分支内容。考虑到48个教学学时的限制,我们选用清华大学《运筹学》教材编写组编写的运筹学教材为蓝本;以与运筹学相互关联的课程群为载体,以各分支的内容、层次和课程间的相互衔接为基础;以课堂教学和自学相结合的方式;以让学生在大学本科四年内基本掌握运筹学所有的分支内容为目标,对运筹学教学的内容进行了如下设置:

其中,自学的内容(动态规划和解的搜索理论)的基本思想要在教学过程中有所体现,并对学生的自学进行引导和关注。

2.结合工业工程专业实际,重视基础理论,同时增加案例教学。尽管对于工业工程的本科生来说,教师在教学上主要应集中于学生由实践到理论和由理论到实践这些环节的能力培养上,但绝对不能忽视基础理论,反而应该想方设法让学生把基础理论学会、学扎实。因此,教师在教学上就要更加努力钻研。首先,在理论教学过程中,当牵涉到数学论证时,力求精练,尽量采用一些形象、简单的证明方法使学生容易理解,强调让学生课外自学定理、问题的数学推导。其次,要注重各章节的内容理论上的内在统一性,把单纯形法的求解思路、解的搜索原理、最优性原理贯通整个理论教学过程。此外,在教学过程中,着重引入一些实际案例,引导学生以总体的观点考虑问题,建立模型。

3.增加实验教学环节,强化分析、求解及应用能力的综合培养。运筹学教学的目的,是使学生熟悉和掌握运筹学分析问题、解决问题的思想和方法,培养和提高学生根据实际问题建立模型、求解模型及进行分析和评价的能力,树立起系统效益观念。这仅靠课堂教学是不够的,有必要引入实践环节。另外,学生在做运筹学习题时,由于决策变量的个数不仅仅是两个,所以线性规划模型的求解就不能统统利用图解法来求解,而是要利用单纯形法来求解,这必然造成表格多、计算量大的问题。而且,即便解题方法、计算步骤和原理都正确,仅仅由于表格中的某一个数字计算错误,经常造成最终计算结果错误,这不仅打击了学生的学习积极性,还会使学生对自己计算能力的正确性发生了动摇。当决策变量的个数比较多,数学模型的结构比较复杂时,求解过程就变得更长,更容易出错。为了应对这种问题,达到提高教学质量的目的,我们利用eXCeL软件的规划求解功能模块开设了运筹学实验。之所以选择eXCeL软件是因为我们所选取的课堂教学内容尽管在传统求解方法上有很大的区别,但就建模而言,都可以用线性规划模型解决;而且,eXCeL易得易学,不会因为软件问题增加学生的负担,造成教学“失焦”。

通过前期系统的理论学习,加上计算机软件以及大量生动案例的分析和讨论,有助于全面提高学生分析和解决问题的能力,经过如此的锻炼为学生参与校内外的科研创新积累一定的经验,同时为毕业设计打好基础。

参考文献:

[1]钱颂迪,等.运筹学[m].北京:清华大学出版社,2005,(06).

[2]胡晓东,亚湘章,祥荪.运筹学发展的回顾与展望[J].中国科学院院刊,2012,(02).

[3]刘小强,左勇华.现行学科专业制度下交叉应用学科专业的发展困境及其出路——以运筹学为例[J].江西师范大学学报(哲学社会科学版),2012,(2)04.

[4]孔繁森.工业工程专业人才培养模式探索[J].工业工程,2009,(10).

[5]侯彩虹.《运筹学》课程的研究型教学模式探索[J].上海海关学院学报,2012,(03).