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运筹学课程

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运筹学课程

运筹学课程范文第1篇

关键词:运筹学 教学改革 教学理念

中图分类号:G642.0

文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2013)07-231-02

一、运筹学课程的意义

运筹学“Operational Research”(缩写为O.R.)起源于第二次世界大战初期的军事任务,成功地解决了许多重要作战问题,例如,组织适当的护航编队使运输船队损失最小;改进搜索方法,及时发现敌军潜艇;改进深水炸弹的起爆深度,提高了毁伤率;合理安排飞机维修,提高了飞机的利用率等,显示了科学的巨大威力。可以说,它从实践中得到发展,反过来又为实践而服务,是一门实践性、应用性很强的交叉学科。战后,科学家转向研究在民用部门应用运筹学方法的可能性,从而促进了运筹学在民用部门的发展,伴随着科学技术和生产的迅速发展,运筹学已渗入很多领域里,发挥了越来越重要的作用。例如,教育、环保、交通运输、人力资源管理问题等;还广泛应用于能源、预测、会计金融、销售、存储、计算机与信息系统、设计、城市服务系统、保健与医疗、电气、加工工业、第三产业等。因此,学习和研究运筹学不但具有理论意义,也具有实践意义。同时,运筹学本身也在不断发展,形成了数学规划、动态规划、图与网络分析、排队论、决策分析、存贮论、对策论、搜索论、计算机模拟等分支,已经成为具有坚实的理论基础和完善的体系结构的科学方法。

二、运筹学课程的特点

运筹学课程涉及的基础知识内容比较丰富、与实际问题结合比较紧密、发展很迅速,是一门综合性多学科交叉的科学分支,因此,很多的高等院校的数学系、管理学院、经贸学院以及工学院的一些专业都开设了运筹学。其具体特点可概括如下:

1.广阔性。运筹学理论方法已渗透到服务、经济、库存、搜索、人口、对抗、控制、时间表、资源分配、厂址定位、能源、设计、生产、可靠性等各个方面,并且不受行业、部门的限制。

2.最优性。运筹学以整体最优为目标,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。

三、运筹学课程教学中存在的问题

伴随着科学技术和生产的迅速发展,运筹学的理论方法和应用范围得到了深入和拓宽,对运筹学课程的教学内容及方法也提出了新的要求,同时也就使当前运筹学课程教学中存在的问题暴露出来。

1.没有明确的教学理念。教学理念是从事教学活动的指导思想和行动指南,可以说,有什么样的教学理念就会产生什么样的教学行为,教学行为受教学理念支配,明确表达的教学理念对教学活动有着极其重要的指导意义。很多教师教学重点是讲授复杂的运筹学数学模型和巧秒的数学方法,没有将重心放在加强学生运用运筹学方法解决实际问题的能力,这样的学生缺乏处理现实生活中的实际问题的能力。因此,在市场经济不断发展的今天,若不能以市场为导向进行施教,而在教学过程仅局限于课程的教学任务,那么课程本身也就失去了学习的价值。

2.没有适当的选择教学内容。运筹学是一门多学科交叉的学科,但教学时数是有限的。因此,教学内容的选择存在一定的盲目和随意,甚至存在着教学内容因教材而设或因教师而设的现象。这样的学生不会了解所学习的知识在今后专业课中的应用,就会感觉所学知识枯燥无味,只能被动地学习。

3.没有灵活的教学方法及手段。目前,很多运筹学教师仍采取“以教师为中心”的教学方法,虽然,在运筹学的教学中,现代化教学手段已逐渐开始应用,但有时过度依赖课件,并没有发挥现代化教学手段的优势,使学生疲于观看课件,没有思考时间,师生之间互动性差,很难调动学生学习的积极性。在传统的教学任务完成后,学生应用运筹学解决实际问题的能力很差,更难去解决实际问题。

4.没有重视实验教学。运筹学是一门实践性很强的学科,它涉及了很多的计算机软件,很多教师只重视推导理论性的定理,忽略模型应用的实验教学,结果是学生只会掌握书本上的定理及公式,不会应用运筹学优化软件(如lingo、lindo、matlab等)求解运筹优化的实际问题问题。

5.没有多样的课程考核方式。很多高校的运筹学课程是以学生平时作业分数加期末考试成绩作为考核学生学习的效果,这样的学生只会套用现成的算法,机械地计算,并没有实现运筹学课程的目的,偏离了运筹学教学的本质。

四、运筹学课程教学改革的思路和建议

1.以市场为导向,提升教学理念。运筹学是一门应用性、实践性很强的交叉学科。因此,教学理念不要局限于解题方法的传授甚至灌注,而要重点关注其在实际应用中的作用。在教学过程中,应当以科研项目为载体,发挥合作教育形式的教学理念,把书本知识、科研实践及实际应用经验结合起来进行知识的传播,更能加强培养学生从实际出发分析解决问题的能力。因此,以市场为导向的教学理念应当得到重视。

2.明确教学目的,调整教学内容。目前,运筹学教材的内容大都涵盖了规划论、动态规划、图论、存储论、决策论、排队论等内容,而各个高校的学生学习能力相差甚远,很难找到针对性较强的教材。因此,教师在运筹学的实际教学中,要根据学生的实际情况选取相应教材,并在授课内容上有所侧重。例如,对于线性规划、整数规划、动态规划、图与网络分析等基本内容,教师必须要讲授。管理学专业的学生可相应地增加库存论知识;金融专业的学生,可以根据当前股票市场,研究最优投资方案;道路交通专业的学生,应加强网络优化的内容。

3.调动学生学习积极性,探索新的教学方法和手段,为了调动学生的学习积极性,教师应主动抛弃“满堂灌”的教学方法,根据知识的传授适宜由浅入深,由直观到抽象的特点,宜采用启发式教学方法,案例式教学模式和现代化教学手段相结合的方式,使学生能够真正理解掌握运筹学的基本概念和思维方法,并从中获得学习上的乐趣。(1)采用启发式教学方法,发挥学生的主体作用。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。运筹学课程的逻辑性很强,因此在讲授方法上应多采用启发式,如在讲授动态规划求最短路时,教师首先可以通过提出游戏,鼓励学生提出自己的观点与看法,讨论是否能用其他的方法来解决此问题,从而启发学生的逆向思维,并适当辅以课堂讨论,激发他们的学习热情。课堂讨论的主题应事先布置,然后学生以小组形式在课堂上进行汇报,充分发挥学生的主体作用。(2)引入案例式教学模式,体现数学建模思想。案例式教学是模拟实践的教学活动,是培养学生应用能力和实践能力的有效方法。因此,在教学过程中应该设计应用性较强的案例,在体现问题实践性的同时,也体现数学建模的思想,比如学校排队打水的优化模型,是否能快速地打到水是学生所关心的。因此,可以组织学生对本校水房的现状进行考察,然后利用数学的方法对考察结果进行分析和研究,提出合理化建议。通过案例提供现实背景,可以为教材上抽象的数学理论赋予现实的经济含义,使学生的理解更直观。通过亲自观察分析,学生不仅掌握了运用运筹学模型和方法解决实际应用问题的流程,而且学会了分析问题、解决问题的方法,体会了用科学知识解决实际问题的妙处。(3)适当运用多媒体课件,有效增加师生互动。运筹学课程的特点是“五多一少”,即表格多、模型多、图形多、案例多、算法多,理论推导少。教师如果在授课上花费很多时间画图、制表,不仅效率低、信息量少,而且可观性也差。因此,运筹学课程比较适合使用多媒体进行教学,但是多媒体课件的使用应遵循用之有度、用之有效、用之有时的原则。如图与网络分析适宜用多媒体进行教学,可观性比较好;但灵敏度分析,却适宜用板书的形式进行详细的讲解。将多媒体课件与板书讲授进行有机的结合,增加师生互动,体现多媒体现代教学技术在教学中的应用。

4.重视实验教学,提高学生实践能力。运筹学是一门实践性很强的学科,运筹学实际应用的模型解题运算量较大,重复劳动较多。伴随着计算机技术的迅速发展,许多数学软件都具有了优化计算的功能,在教学中应当增加实验教学,使学生了解数学软件的优化计算功能,增强学生的实践能力。

5.改变传统考核办法,培养学生的综合能力。根据运筹学课程的特点,应将传统的单一模式考试变为综合考试,即基础知识和实践能力考核相结合。基础知识考核侧重学生对基本理论和基本概念的理解与掌握,实践能力考核侧重平时的实践操作技能,对于平时的实践操作技能,可以让学生自己结合实践编写应用案例,并利用计算机软件或编制算法程序在规定的时间内给予解决。通过完成平时的作业,既加强了阶段性的训练,又为期末考试打下了较好的基础,从而改变只重结果不重过程的学习模式,培养了学生的综合能力。

随着互联网的快速发展, 运筹学的教学还应该借助网络功能,教学大纲、教案、实验指导、教学录像等内容全部上网,便于学生随时上网学习和下载;开发网上答疑系统,学生可以在任何时候提出问题,教师的回答也可以为多个学生从信息共享中受益。同时为开阔学生的视野和知识面,培养学生的科研意识,还应介绍运筹学领域前沿的发展成果,让学生了解学科发展的动态,为本科生的毕业论文选题注入新鲜血液。

运筹学是一门理论与实践并重而且具有特殊重要地位的课程,虽然是一门年轻的应用学科,但是其发展速度却非常迅速,因此,其教学改革应该受到人们的重视。运筹学课程教学改革的目的在于既要重视运筹学基本理论和方法的掌握,又要加强学生解决实际问题能力的培养。这就需要我们不断地追寻能够提升学生学习积极性的素质教育方法,切实提高课堂教学质量,通过各环节各种形式的训练和考核,提高学生的综合素质与能力,真正实现学以致用。

[本文为黑龙江科技学院教研项目]

参考文献:

1.张亦春.金融学专业教育改革研究报告[R].高等教育出版社

2.李彬.PBL教学法在《管理运筹学》教学中的应用[J].教学内容与方法改革,2008(3):41

3.张伯生.运筹学教学指导思想与方法实践研究[J].上海工程技术大学教育研究,2007(4):17-21

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

5.王向荣,曹玉山等.运筹学教学改革研究[J].沧州师范专科学校学报,2008(3):59

6.张兵.案例教学在运筹学教学中的运用[J].徐州教育学院学报,2008(9):153-154

7.赵建强.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):150-151

8.王定江.运筹学教学与数学建模[J].大学数学,2003(6):49-51

9.余跃,王婷婷.在运筹学课程教学中培养学生的创新思维[J].吉林省教育学院学报,2007,23(2):27-29.

运筹学课程范文第2篇

关键词:高职;运筹学;教学

高等职业教育培养的是技术应用型人才,应立足于当前经济,以培养生产、建设、管理、服务第一线的具备某种职业岗位能力(或综合能力)的高级技术应用型人才为根本任务。高职教育以社会需求为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以应用为主旨和特征构建课程和教学内容体系,作为管理专业的专业基础课程的运筹学的教学,应根据为专业服务的目的,以“必需、够用”为度的原则构建教学内容。那么,在高职教育中,《运筹学》课程到底如何教学才能达到“必需”、“够用”和“为专业服务”的目标呢?笔者认为应当关注以下几个方面的内容。

精选教学内容,编选

合适的高职《运筹学》教材

在《运筹学》使用的教材以及授课内容上应精心选择。《运筹学》的分支很多,各个分支自成体系,涉及的领域非常广泛。每个分支解决的问题,建立的模型,解题的方法截然不同。面对这么多的内容,凭有限的课时是无法讲完的,应有所侧重地选取授课内容。现在的《运筹学》教材内容多而杂,且多为适应本科生或研究生的教材,很难找到专门适应高职生的教材,这就需要教师突出重点,精选内容和例题。若条件许可,可自编教材。

针对高职生的教学内容应包括线性规划、目标规划、整数规划、动态规划、图与网络分析等。线性规划是在任务已定的情况下,用最少的人力、物力和财力去完成任务;目标规划是在人力和物力资源条件已定的情况下合理筹划,调整生产计划,创造最高的利润;网络计划的理论基础是图论,其中“最短路问题”、“最大流问题”、“最小费用最大流问题”应用比较广泛,网络计划能够直接反映工作之间的相互关系,使一项计划构成一个整体,从而为实现计划的定量分析奠定基础;动态规划是解决多阶段决策过程最优化的一种数学方法和思想,可以用来解决最优路径、资源分配、生产调度、库存安排、生产排序、设备更新、生产过程的最优控制等,是现代企业管理中的一种重要的决策方法。

淡化理论推导过程,注重培养

学生对理论成果的应用能力

《运筹学》课程理论多,方法多,在建立模型和求解的过程中往往要用到一些数学方法和技巧。高职教育虽属高等教育,但不等同于普通的高等教育,而是职业教育的高等阶段,是另一种类型的教育。高职人才的培养应走“实用型”的路子,而不能以“学术型”、“理论型”作为人才的培养目标。高职的培养目标应注重应用性和实效性。由于高职学生的数学基础相对较弱,而且对学科性课程的适应性和接受能力也较弱,因此,高职《运筹学》的教学不在于教师的理论水平有多高,对公式、定理的论证有多么完美,而在于使学生学到了什么,是否会应用。因此,在教学中应淡化理论的推导过程,减少不必要的理论推导,注重培养学生对理论成果的应用能力,对不必要的、费时较多的定理推导、公式证明可自行删减。在某些内容的教学过程中,不应过多强调其逻辑的严密性和思维的严谨性,而应强调其应用性、学生思维的开放性、解决实际问题的自觉性。对公式、定理的来龙去脉也无需搞得清清楚楚,应把用于证明定理、推导公式的时间用来让学生利用这些概念、公式反复做更多的练习,解决具体问题,提高把实际问题转化为数学问题的能力。

《运筹学》课程的基本特征是系统的整体观念、多学科的综合以及应用模型技术。其中在应用模型的技术中,制定决策是《运筹学》应用的核心,而建立模型则是运筹方法的精髓。因此,《运筹学》要掌握的最重要的技巧就是提高对《运筹学》数学模型的表达、运算和分析的能力。因此,高职《运筹学》的教学要抓核心,学精髓,掌握技巧。

适时、适当、适度地引入多媒体辅助教学

随着科学技术的发展,计算机已经广泛应用于课堂教学中,CAI课件成为教学过程中不可缺少的重要教学手段,并影响和改变着传统的教学观念与教学模式。在《运筹学》课程的教学中,适时、适当、适度地引入多媒体辅助教学不仅有利于提高教学质量和教学效果,而且有助于加快教学速度,减少教学难度,加深理解教材的深度。《运筹学》课程的讲授应当将多媒体辅助教学与传统的黑板教学有机地结合起来,提高教学质量和教学效果,进行素质教育,全面提高学生的综合能力。多媒体教学拥有数字化技术带来的信息量大、便捷等明显优势,但是学生对于高强度、长时间集中精力有一定困难,事实上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,学生可以将前一阶段的知识做一简略的回顾、总结,调整思维进入下一个知识概念的范畴,所以多媒体教学的实际效果及学生摄取的知识量未必同步增长,因此应适当运用多媒体教学,将其与传统教学方式相结合。传统教学方式与多媒体教学方式之间并无矛盾,在教学实践中应使两种教学方式各得其所,相辅相成,同时充分发挥多媒体教学综合运用媒体要素的优势,在编制课件时有意识地插入片头片尾音乐,在课间适当地放一些轻音乐,或者进行运筹学家的事迹介绍,从而调节学生麻木的视觉和大脑。在授课过程中,对于推导性论证以及概念上的差别等利用黑板教学能起到较好的效果。在《运筹学》课程的授课过程中要利用多媒体辅助教学,就必须制作《运筹学》课程CAI课件。由于运筹学方法多,所以在CAI课件的制作过程中,方法的讲解需要配以大量的动画效果,目的在于掌握方法的步骤和技巧,这就需要使用制作工具,并能够使《运筹学》课程中方法的讲解变得简单易懂,符合一定交互性。交互性是CAI课件区别于其他教学形式的重要特征之一。交互设计应根据学生的特点,选择最合适的交互方式,如按钮交互、菜单交互、点按触摸区交互、拖拉交互、文本交互等,这样才能更好地调动学生的积极性和课堂气氛。

适应现代运筹学发展趋势,增加利用辅助软件进行计算的内容

由于运筹学涉及大量的计算,工作量非常大,学生在做《运筹学》课程的作业题尤其是线性规划部分的作业题时,由于决策变量的个数不只两个,所以线性规划模型的求解就不能统统利用图解法来求解,而要利用单纯形法求解,这必然造成表格多,计算量大。学生做作业题时,往往方法、计算步骤和原理都掌握了,但仅仅由于表格中的某一个数字计算错误造成计算结果错误,这不仅打击了学生学习《运筹学》课程的积极性,还使学生对于自己的计算能力产生了怀疑。另外,当决策变量的个数比较多时,数学模型的结构比较复杂,求解过程就变得特别长,更容易出错。如线性规划问题:

maxZ=5x1+3x2+2x3+4x4

运筹学课程范文第3篇

关键词:问题导向;运筹学;教学设计

中图分类号:G642文献标志码:A文章编号:2096-000X(2018)04-0101-03

一、概述

运筹学是一门与自然科学、社会科学、技术科学交叉性强的一门科学;运筹学是平行于数学、经济学等学科的一级学科,又被称为管理科学。自20世纪30年代末运筹学被提出以来,它作为一门独立的新兴学科在国际上收到了广泛重视,并应用于军事、经济、管理等各个领域。该课程被设立为物流管理专业主干课程,主要培养学生发现问题,建立模型,定量分析能力,为后续专业课程的学习奠定基础。该课程的理论教学体系己完善,但是实践教学环节还比较薄弱,对于数学基础比较差的学生来说,学习运筹学没有动力。

在本科教育中,国内绝大多数高校都将运筹学作为一门专业基础课开设,也有很多关于《运筹学》教学方法的研究,主要研究的教学方法有:案例教学法、直观教学法、Sandwich教学法、游戏教学法、问题导向教学法等,其主要目的都是提高学生的学习兴趣与解决问题的能力。问题导向教学法目前在经管类专业课中应用比较广泛,但应用于运筹学这类以数学建模为手段的基础课还没有具体的操作流程与考核办法。

二、目前高校运筹学课程教学中存在的问题

(一)教学重点与培养目标不符

教育部、国家发展与改革委员会和财政部联合《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》中指出,我国推进的一系列重大战略中,迫切需要大量应用型人才。对于培养“应用型、创新型、专业型”人才为目标的高校来讲,每一个专业的培养方案及每一个课程的教学目标都应围绕“应用型、创新型、专业型”展开。

目前高校对运筹学的教学目标有两大类,一类是重视数学推导演算的理论式教学方法,这种教学方法多用板书和传统讲授的方法进行,教学方式很难引起学生兴趣,且学生除了用笔算推演外,不会使用Excel,Matlab等软件来求解运筹学问题,因此没有办法把这门课学习的内容有效的应用于解决专业问题上;另一类教学目标是单纯重视运筹学的实用性,这种教学方法多以上机操作的方式进行,让学生通过用Excel和Matlab对已知问题进行求解,这种教学方法下,学生并不能掌握运筹学的建模原理与方法,不能把所学知识联系到实际问题上。

(二)教学内容缺乏针对性

高校中有很多专业开设《运筹学》课程,但所学内容不针对专业所需,而是根据运筹学基本知识体系讲解的(如表1所示),由于课时限制,大部分内容没有办法讲解的面面俱到,很多与本专业相关的内容没有办法讲解透彻。

(三)考核方式不灵活

目前,很多高校运筹学的考核、评价方式比较单一,主要是综合学生平时成绩和期末考试成绩,且往往采取闭卷的考试形式,侧重于对理论知识的考核,忽视对实践能力的考核。对于物流管理专业的学生而言,数学基础相对薄弱,而运筹学涉及的数学知识比较多,手工计算量大,因此期末考试不及格的人数较多,扼杀了学生学习的动力和积极性。

三、问题导向教学法的优势

(一)问题导向教学法有利于提高学生学习兴趣

问题导向教学法以提出问题为教学主线,能帮助学生带着问题学习知识,提高学生的学习兴趣,促使学生从被动学习转变成主动学习,改变学生对运筹学课程的印象,改善学习效果。

(二)问题导向教学法有利于提高学生实践能力

问题导向教学法是在学习理论知识之前提出生活中存在的开放性题目,让同学们思考,并运用现有知识体系进行一轮尝试性建模活动。在学习理论知识之后再进行一轮建模活动,并通過求解模型解决实际问题,从而提高学生实践能力。

(三)问题导向教学法丰富了对学生的考核方式

小组研究成果展示是教学考核中非常重要的一部分。针对当前很多应用型本科院校物流专业运筹学课程考核单一的现象,可以建立多元化的课程考核体系,将传统的闭卷考试改为问题分组讨论、研究成果展示、课堂表现、作业、笔试相结合的形式。通过对具体问题进行分析,引导学生运用已学的运筹学知识求解现实问题,不仅要有定性描述,还要建立相应的数学模型,这样可以全面考察学生的知识掌握程度和应用能力,提高学生的实践能力和创新意识。

四、基于问题导向教学法的运筹学教学模式

(一)确定教学内容

结合培养应用型人才的培养目标及专业特点,将运筹学课程的教学内容精简为四个部分:线性规划模型,整数规划模型,网络与配送模型以及库存模型,如图1所示。调整后的运筹学教学内容更具专业性,有利于深入讲解与专业相关的重点难点,更有利于学生将所学用于解决专业问题。

(二)教学流程设计

基于对问题导向教学法的研究,并充分考虑我院运筹学教学现状,对运筹学教学过程及组织方式进行设计,将教学过程分为“问题设计与提出——组织分组讨论——重点与难点讲解——小组汇报点评——总结评分考核”五步,如图2所示。

1.问题设计与提出

结合问题导向教学法的特点及教学内容,从现实生活中选择适当开放性案例分析类题目,设计出分析问题的不同角度启发学生,在理论讲解前将问题发放给学生思考,让学生带着问题学习。设计的具体问题如表2所示。

2.组织分组讨论

将学生分成10人小组,并对小组进行分工,在小组展示后在小组内部进行不记名投票,投出在小组中贡献最多的三名成员。以小组表现和小组投票结果对小组内每个成员打分。

3.重点难点讲解

以开放性问题切入点为导引从建立模型,到求解模型的过程进行深入讲解。

4.小组汇报点评

各个小组汇报成果,从建模求解的完整性与创新性两个方面对小组汇报结果进行评定。对优秀的研究报告进行整理,尝试申报大学生创新项目。

5.总结评分考核

适时进行教学质量监督与评价,具体方案如下:出勤情况占10%,小组展示40%,笔试占60%。其中,优秀且具有创新性的小组展示将被推荐为大学生创新项目,并运用与毕业论文撰写中。

五、结束语

综上所述,运筹学是一门综合性的应用课程,目前在高校物流专业运筹学课程教学中存在方法单一呆板、师生互动式教学方法不足的问题。本文提出在运筹学课程教学中运用问题导向教学法贯穿整个运筹学模块的教学模式,让学生能正确运用各种模型来分析和解决物流领域中的实际问题,对于培养“应用型、創新性、专业型”人才的目标应是一种探索。

运筹学课程范文第4篇

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).

运筹学课程范文第5篇

关键词 运筹学 教学改革 案例教学

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.11.024

Optimization Reform of Economics and Management Professional

Operations Research Experiment Courses

WANG Yi

(Zhongnan University of Economics and Law, Wuhan, Hubei 430073)

Abstract Based on the features of operations research experiment course, combined with the characteristics of Economic Management, discussed the shortage and the emergence of problems in the teaching process of economic management specialty operations research among the experimental teaching curriculum. Then clear from teaching purposes, reasonably determine the course content, the development of case teaching, computer-aided instruction, assessment methods to improve other aspects of the idea of economic management operations research experimental teaching reform.

Key words operations research; teaching reform; case teaching

1 运筹学简介

运筹学一词起源于20世纪30年代。在英国被称为 operational research,在英国被称为operations research,可以直接翻译成“操作研究”或是“运用研究”。我国在1957年从“夫运筹帷幄之中,决胜千里之外”中取“运筹”这两个字,将它称为运筹学。

2 经济管理类学生学习运筹学的必要性

我们学校多是经管类学生,运筹学也是他们的必修课。具体来说,其必要性主要体现在如下三个方面。

首先,运筹学的研究有着强烈的应用性和实践性。它的各个分支的产生和发展都和实际应用有着密不可分的关系。所以经管类学生有必要对运筹学这门学科进行系统的学习。

其次,运筹学是一门以定量分析为主的学科。经管类的学生可以通过学习运筹学,加强其定量分析方面的能力,同时也有利于他们对于其它经管类课程的学习。

最后,运筹学研究和解决问题的基础是最优化问题。这里的最优包含两个方面的内容,一方面是时间上的最优,即整个过程达到最优,另一个方面是空间上的最优,也即整体的最优。因而运筹学针对研究的实际问题,从系统观点出发,研究每个组成部分的作用和相关联系,处理各部分之间的利害关系,寻找最好的方案解决问题。因而能有效提高经管类学生解决实际问题的能力。

3 用传统教学法教授运筹学实验课程的不足

3.1 教学目的的不确定性

在当前经济管理类的运筹学实验课程的教学过程中存在过于着重理论的倾向。性质、定理的推导固然很重要,但如果把教学时间着重在这些理论的推导上,实在是没有太大的必要。这些性质、定理过于复杂,这些内容对于数学专业的学生是需要掌握的。但对于经管类专业的学生而言,有时只需要知其然,不一定要知其所以然,关键掌握如何运用这些理论解决实际问题足矣。这就好比,大多数人虽然不太了解电脑内部的运作原理,但是只需要懂得打开电脑,通过点击相关软件或者网页,处理相关事情就可以了。

3.2 教学内容的分离性

经管类运筹学的课时一般是48学时,主要教授的课程是关于规划论方面的内容,具体包括线性规划、对偶理论、运输问题、整数规划、目标规划以及动态规划。虽然这些是不同方面的内容,有不同的解决方式。但是它们之间又有隐藏的关联。在教学中如果只是单纯讲解表面的解题方法,忽略了之间的联系,学生也只能机械地记忆各种不同的解法,没有真正掌握本质,也无法真正处理实际问题。

3.3 教学形式的单一性

主要体现在教授方式单一化,教学手法不灵活。在教学上主要是教师讲,学生听,对于学生而言,只是机械地记下解题步骤。缺乏对学生独立思考、解决实际案例的能力的训练。当学生遇到实际应用问题时,往往不知如何下手。

3.4 考核形式的局限性

对于运筹学这门应用型的学科,单一化的试卷考试的形式,两个小时的考试时间太短,学生只会机械地套用课本上的公式、定理求解那些类似例题的题目。这种考核模式无法衡量学生的解决实际问题的能力,并且由于计算错误的偶然性发生,使得这样的试卷考核不能将学生的综合实力完全反映出来。

4 运筹学实验课程优化改革

4.1 清晰教学目的

减少教学过程中间的证明环节,增加学生的实践操作。对于经管类学生而言,他们学习运筹学实验课程的主要目的是为了解决生产中的实际问题,而不是进行理论研究。性质、定理的推导过程固然重要,但对性质、定理的灵活运用更为关键。所以应该尽量避免罗列一大堆定理的推导和沉迷于数学方法的精巧。有些定理只是作为解题方法的依据,比如线性规划问题的基可行解对应线性规划问题可行域的顶点这个定理,它的作用在将求解线性规划问题的几何直观的方式与实际计算方式联系起来,进而得到单纯形法。对于学生而言,只需要知道有这座桥梁将这两种方式连接起来就足够了,至于这座桥式怎么来的就不用太计较了。

4.2 注重前后知识的联系

运筹学各分支是具有相同的优化特点的,只是因为学生知识的局限性使得他们将各个章节作为完全独立的部分看待。在教学中应该引导学生发现知识点之间的联系,真正掌握解法的本质,这样才能灵活处理实际问题。比如当讲到影子价格时,可以通过它来理解之前的单纯形法检验数的意义,也可以从现实意义理解互补松弛性定理。运输问题是一种特殊的线性规划问题,可以用单纯形法来解决,但是我们能用更为简洁的表上作业法处理。当然这里所涉及的原理仍然是线性规划的解题方法。至于后面的指派问题,它即是一个典型的0-1规划问题,也是一类特殊的运输问题。同样可以用相应的方法求解。然而针对这类问题的特殊性,可以通过匈牙利算法处理。虽然形式不一样,但是其中蕴含的原理也是运输问题的表上作业法的原理,也就是线性规划的单纯形法的原理:先找一个可行的方案,验证这个方案是不是最优方案,如果不是的话,就做调整,得到第二个相对优的可行方案,再次验证这个可行方案是不是最优方案,依次进行下去,最终可以得到最优方案。在教学过程中,注重分析各个知识点的联系,既有助于学生对新知识的理解,也有利于学生对知识的融会贯通,考虑从不同角度处理问题。

4.3 多采用案例式教学

运筹学是一门应用性极强的学科,因此应在教学上注重对于学生在两个方面的能力的培养,一个是从实践到理论,另一个是从理论到实践。而在教学形式的方面,考虑使用引入案例式,问题导向式等方式教学。通过对实际问题的分析,引出相应的模型,运用运筹学的方法对该模型进行求解。对于不同的模型,引导学生探索它们之间的规律和差异,从而对模型有更加深刻的认识。这种案例教学的形式,不同于传统教学中只注重对模型的求解和忽略怎样建模,而是重点强调了运筹学建立模型的思想。通过案例分析、模型建立、模型求解以及结论的分析与运用,使得学生真正体验到了运筹学是如何解决实际问题的。适当开展小组谈论,发挥学生的主动性和创造性,使得他们与老师同学互动起来,既提高了学生自身的能力,也激发了他们的学习热情。

4.4 增加计算机实验训练

值得指出的是,运筹学的方法之所以能够如此迅速地得以推广并且取得成功,这与20世纪40年代末电子计算机的问世及其平行发展是密不可分的。随着运筹学适用范围的不断扩大,所处理的问题的复杂性也相应增加。在研究解决这些大型复杂问题的过程中,电子计算机的应用起了重要作用,一开始就成为了运筹学分析工作者用来处理十分棘手的大量数学计算的有力工具。 随着时间的推移,一方面由于计算机能快速产生运算结果,为解决各种实际的运筹学问题提供了有力的支持;另一方面,由于计算机能快速利用各种类型的管理信息系统,实现各种运筹模型的设计,并能提供各种运筹学实验手段(例如模拟技术),从而开创了运筹学应用的新局面,大大促进了运筹学的发展。

4.5 改革考核方式

现在我们学校鼓励教师进行有益的考核方式改革。运筹学的考核形式可以改成在两个星期内完成老师布置的项目。让学生自由分组,每组3~4人,以小组为单位,共同处理问题,最后以论文形式提供最优解决方案。论文内容大致分为四个方面的内容:第一个方面是案例分析。要求学生通过自己查找待解决案例的相应信息和数据,从而进行学生的自主能力以及查找资料的能力的培养;第二个方面是模型建立,既可以训练学生的数学建模的能力,又能够考查学生对如何建立模型的理论知识的实际运用能力;第三个方面是模型求解,学生运用运筹学的求解方法对模型进行求解,当然由于这里涉及到一些大型的数据处理与计算,还需要运用相关的计算机软件协助;第四个方面是结论的分析与运用,我们是将实际问题转换成数学模型,对它进行了求解,最好还要将其转回到实际,用实际如何操作来解释求解结果。这才是真正解决了实际问题。由于之前有些数据往往是估计值或预测值,不可能很精确,而且随着情况的变化,这些数据也会经常发生变化,所以还要求学生使用优化后分析对情况的改变做出判断和处理。

5 结语

本文对经济管理类专业运筹学实验课程教学模式进行了探索。通过对近几年运筹学实验教学发展现状的分析,结合我校运筹学实验教学实际情况,提出了改善经管类专业运筹学实验教学效果和质量的相应措施。其目的是促进我校相关专业的课程建设,建立运筹学实验精品课程,有助于增强学生的综合素质方面的培养。对于运筹学实验课程的进一步改革起到了积极的作用。当然,由于运筹学属于一个蓬勃发展中的新兴学科,它的实验课程的教学形式也会随之完善,对于其实验课程的优化改革探讨将会不断进行。

本文受2013年中南财经政法大学实验教学项目(21431 311207)资助

参考文献

[1] 邓成梁.运筹学的原理和方法[M].武汉:华中科技大学出版社,2004.