系统工程与运筹学

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系统工程与运筹学范文第1篇

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。

二实践导向型运筹学课程体系架构设计

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。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。

三结论

系统工程与运筹学范文第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

系统工程与运筹学范文第3篇

关键词：运筹学；公选课；课程建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0217-02

一、引言

运筹学是研究如何合理运用和安排各种资源，以寻求尽可能好的决策方案的一门综合性学科，其目的是为管理者作出优化决策和行动提供科学依据。

运筹学诞生于第二次世界大战时期的英国，战后在美国迅速发展，其应用领域由最初的军事作战已经扩展到生产管理、经济规划、交通运输和工程设计等方面。在20世纪50年代钱学森和许国志等学者将运筹学引入中国，从此在我国开始了运筹学的研究并取得了显著成果[1，2]。

目前，许多高校都开设了运筹学课程，但大都集中在管理类和数学类等专业，其他专业还没有将运筹学课程列入教学计划中。开设运筹学公选课，可以在更广的范围内推广运筹学的优秀思想与方法，拓宽学生的知识面，提高学生的管理决策能力。此外，很多专业的学生都在不同程度地应用运筹学有关知识和方法，需要对这些学生进行运筹学方面的素质训练。

二、运筹学公选课的课程体系设计

作为公选课的运筹学课程，选课学生的面非常广，涵盖多种专业（例如我校2015年春学期选修运筹学的学生专业有德语、传播学、传媒管理、印刷包装、制冷与低温工程、环境工程、仪器科学与技术等），学生专业背景各不相同。此外，作为专业课的运筹学课程，在学习该课程之前学生已经具备一定的学科知识，例如：高等数学、线性代数和概论统计等，并且至少掌握一种计算机编程语言。而根据历年选修运筹学公选课学生的情况来看，一方面学生大都不具备这些知识储备，基础比较薄弱，另一方面学生更侧重于如何应用运筹学求解问题。如何满足不同层次的学生需求，既能保证运筹学知识的科学性和严谨性，又能让学生理解和领悟利用运筹学知识解决问题的过程，这是在运筹学公选课教学时需要解决的主要问题[3，4]。

（一）教学内容的选择

运筹学专业课的主要内容包括规划论、图论与网络优化、排队论、决策论、库存论和对策论。此外，运筹学还包括模拟/仿真理论、可靠性理论、多目标规划、随机规划和最优控制理论等。考虑到选修课学生的特点和要求，运筹学公选课主要讲授线性规划、整数规划、图论与网络优化、决策论和对策论等内容。其他部分的内容相对较难，且自成体系，已经超出了运筹学公选课学生的正常学习范围，故暂不列入教学计划中。在讲解已选定的这些内容时，力求深入浅出，尽量采用通俗的语言说明运筹学的基本原理，注重强调运筹学的基本思想、分析方法与实际应用，而不追求严格的数学理论证明。例如，运筹学的学习都是从线性规划开始。虽然线性规划是运筹学中最基本的内容，但是相关理论较多，求解方法较难掌握。在讲解线性规划这部分内容时，可以选择图解法作为突破口。图解法是一种简单直观的几何解法，具体方法如下：首先在平面直角坐标系中画出约束条件所确定的可行域，然后画出目标函数所代表的一簇直线（称为目标函数等值线），最后沿优化方向平移目标函数等值线，确定最优解（如果存在的话）。从上述解题步骤可以看出，图解法便于公选课学生的掌握。此外，还可以利用图解法总结求解线性规划的主要规律。例如，解有四种情况：唯一最优解、无穷多个最优解、无界解（也称为有可行解但无最优解）和无可行解。通过画图的方法，让学生能够熟练地掌握线性规划的一种解法，并在解题过程中自然理解求解线性规划的重要结论，从而避免繁琐的理论推导和深奥的数学论证，轻松掌握相关结论和方法，进一步提高学生学习运筹学的兴趣。

（二）案例教学

相对运筹学专业课而言，运筹学公选课更加强调其实践性和可操作性，具有明确的应用性导向。案例教学是实现这一目标的一种有效方法。案例教学是一种开放式和互动式的教学方法，以学生为主体，教师是组织者，引导所有学生积极参与讨论，各抒己见，激发学生的学习兴趣和提高学生的学习动力。从经典案例中引出运筹学的基本概念，介绍理论性结论，分析处理实际问题的具体方法，学生对抽象的理论知识能够有更直观和透彻的理解。例如，在讲解对策论这部分内容时，可以采用“田忌与齐王赛马”的案例。战国时期的孙膑帮助齐王赢得赛马胜利的故事是一个脍炙人口的范例，学生能够从其切身感受中体会到运筹学的魅力所在。在这个案例的教学过程中，学生能够自然理解对策的三要素，即局中人、策略和赢得函数，从而避免单一讲授教学效果不佳的缺点。除此之外，通过案例教学，可以让学生掌握利用运筹学解决问题的全过程，明确要解决什么问题，应用什么理论与方法，需要什么数据，如何分析计算结果，并能够提出针对性的对策，进一步激发学生求知的欲望和学习的兴趣。但是对于公选课的学生而言，一方面由于理论基础比较薄弱而可能思路呆板，另一方面也可能出现漫无目的和不着边际的讨论，教师在运筹学案例教学中要做好组织者和协调者的工作[5，6]。首先教师在课前根据教学内容和学生特点，精心选择或者编写案例，保证案例和要探讨的问题相贴切，和教学目标相符合。然后在课堂的案例教学中，教师要把控制好案例讨论的节奏，引导学生讨论问题而不陷入讨论僵局或者偏离目标，推动讨论走向深入[5，6]。最后对整个案例讨论情况做出评价，进行总结。

（三）运筹学软件的使用

运筹学是采用定量分析方法为管理决策提供科学依据的一门学科。而运筹学公选课学生的数学基础比较薄弱，面对算法步骤中的各种符号和公式，会产生畏惧心理，学习效果不佳。同时运筹学问题的手工求解计算量大而且繁琐，计算方法不便于掌握。开设运筹学公选课，是为了将运筹学用于实践，解决实际问题，计算工作可以由运筹学软件完成。当前，常用的运筹学软件有Excel、Lingo和Matlab等。熟练掌握一种运筹学软件并能用于解决实际问题是对公选课学生的一项基本要求。对学生而言，采用运筹学软件教学强调软件的使用，不追求复杂的理论推导，可以克服学生恐惧数学计算的心理[7]。通过运筹学软件教学，学生能自然感悟到学习运筹学不是一件困难的事情，也切实体会到运筹学求解实际问题的巨大优势，帮助学生进一步提高学习运筹学的兴趣，提高应用能力。对教师而言，采用运筹学软件教学，可以简化一些复杂的数学理论证明，将有限的课堂教学时间更多地用于对学生建模能力的培养，提高教学效率。

（四）演示实验教学

实验教学对于学生理解运筹学基本概念和基本方法具有独特的和不可替代的作用，加强实验教学是运筹学公选课的重要组成部分。采用运筹学软件进行演示实验是一种有效的实验教学方法。演示实验可以提高学生对运筹学的学习兴趣，体现利用运筹学求解问题的可行性和有效性。在演示实验之前可以复习有关的运筹学基本知识，力争让学生明白相关原理后再进行实验，以达到理论联系实验，实验检验理论的目标，通过实验让学生能熟练掌握利用运筹学软件解决实际问题的方法。在演示实验过程中，适当地提出一些富有启发性的问题，引导学生进行正确地思考。演示实验结束后，指导学生对进行数据处理，并计算结果进行分析、比较和归纳，得出正确的结论。

三、结论

运筹学公选课的教学目标是让学生能够掌握运筹学基本理论和基本方法，能够用运筹学软件解决各种实际问题。经过教学实践，学生学习运筹学的兴趣有了显著提高，学习效率有了明显改善。在选修完运筹学公选课后，学生对运筹学的学习不是终点而是起点。例如，鼓励学生参加全国大学生数学建模比赛、电子商务大赛和企业模拟经营大赛等活动。这些比赛中的很多问题都可以借助运筹学中现有的模型和方法加以解决。通过这些科技活动，学生能够真切体会到运筹学的实用性，又能提高自身解决问题的综合能力。如何进一步推广和普及运筹学的思想和方法，促进运筹学公选课教学质量的不断提高是一项复杂而艰巨的系统工程，需要继续努力和探索。

参考文献：

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学（第四版）[M].北京：清华大学出版社，2013.

[2]马良，王波.基础运筹学教程（第二版）.北京：高等教育出版社，2014.

[3]张慧洁.通识教育课程设置：经典与多元[J].复旦教育论坛，2006，4（4）：29-33.

[4]眭依凡，汪征.论通识教育的文化价值[J].现代教育管理，2014，（11）：1-5，10.

[5]余勇，孔刚.MBA《管理运筹学》案例教学方法探讨[J].电子科技大学学报社科版，2001，（4）：97-99.

系统工程与运筹学范文第4篇

Abstract： Based on the problems existed in the teaching practice of operational research， this paper puts forward some corresponding countermeasures for the reform of teaching methods， combines the static teaching with dynamic teaching effectively， to stimulate students' learning interest and achieves the objective of training application technology talents.

关键词： 运筹学；教学方法；案例教学

Key words： operational research；teaching method；case teaching

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0235-02

0 引言

目前，运筹学课程已经成为高校管理类专业的一门专业必修课，也是一门实践性和应用性很强的学科，其主要内容一般包括线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、多目标规划、图与网络分析、排队论、对策论、可靠性理论、投入生产分析等等，学习这些内容的同时还要充分运用前序课程（包括线性代数、概率论与数理统计等）的知识内容作为工具来求解数学模型，因此，如何才能让学生对深奥而枯燥的运筹学基本思想和各类数学模型产生兴趣并将其运用到管理决策的实践中，是在教学中需要充分解决的问题，其中教学方法的选择至关重要。

1 运筹学课程的特点

运筹学的主要思想是运用数学模型方法研究各种决策问题的优化途径及方案，为管理决策者提供科学决策的参考依据。运筹学的主要研究对象是各种组织系统的管理问题及其经营活动，目的在于改善并解决决策管理、生产经营、优化分析等工商管理领域中的一系列实际问题，即针对所研究的系统，求得一个合理运用人力、物理和财力的最佳方案，发挥和提高系统的效能，最终达到系统的最优目标。

运筹学课程的特点主要有：①系统性：运筹学研究问题是从系统的观点出发，研究全局性的问题，研究综合优化的规律，是系统工程的主要依据。②重视实际应用：运筹学强调的是实用性和对研究结果的“执行”，把“执行”看成运筹学工作的重要组成部分。③跨学科性：由有关专家组成的小组综合应用多学科的知识来解决实际问题，是运筹学应用的成败与应用的广泛程度的关键。④引入数学研究方法：运筹学是一门以数学为主要工具，寻求各种最优方案的学科。

2 教学实践中存在的问题

基于运筹学上述的特点，在教学中会出现以下问题：

2.1 培养目标不明确，教学内容选择不恰当 运筹学是一门对工商管理系统进行定量分析与决策的应用学科，涉及的应用范围较广，教学课时又很有限，力求学生在48学时的有限时间内，掌握该门课程的数学模型的理论推导以及实际的应用非常困难，而且电子商务专业是文理兼招，文科学生占据90%的比例，数学基础相对比较薄弱，繁琐的理论推导使学生对教学内容望而生畏，激发不了学生的学习兴趣，甚至有些线性代数没有学好的同学放弃本门课程的学习。

2.2 教学方法不够科学 教学方法过于单一，主要采用传统的讲授方法，黑板、粉笔、书本的“经典”组合方式，会让学生感觉枯燥乏味。教学手段的单一，以及缺乏师生之间的互动，教师不能很好的掌握学生的学习状态，一个学期下来教师完成了教学内容，学生完成了听课内容，通过暂时性的记忆，虽然应付了考试，但是，由于学生没有对运筹学产生兴趣、没有真正理解运筹学的建模方法和实际应用的方法，在实际应用中能否合理的运用运筹学方法还是个未知数。

2.3 实践教学环节不足 运筹学是一门应用性很强的学科，若在教学中缺少实践教学环节，例如在用单纯形法解决线性规划问题这一部分，由于实际问题都比较复杂，在变量很多的情况下，手工求解不但比较繁琐，而且一旦某一个数字计算错误，造成结果上的偏差会很大，浪费了很多时间和精力。这些问题都在于缺少上机时间教学实践环节，不能利用相关软件进行求解，大大降低了课程的应用性。

3 教学改革的思路

3.1 明确培养目标，选择合理的教学内容 培养目标要根据教学目的来确定，对于电子商务专业的学生，运筹学课程的教学目的应该着重在运筹学的模型建立、求解方法的选择以及解决实际应用问题的构思上，教学重点是培养学生的理论应用能力。因此，在教学内容上，应该简化理论推导、突出应用，注重现实的社会发展和就业的需求，有选择地引入大量的案例和数据资料。针对专业中文科生多、数学基础薄弱的特点，应尽量省去繁琐的数学公式推导过程，选择强调能力培养的工商管理类系列教材。

3.2 理论与案例相结合的教学方法 将单一的课堂讲授方式转变为课堂讲授、案例教学、小组讨论、上机实践等形式相结合的教学方法。目前案例教学已被证明是一种有效的教学方法，有助于学生理解理论教学内容，为理论教学提供分析的背景和讨论的对象。案例教学法首先要做的是案例的选择，案例的选择直接影响案例教学的效果。在理论讲授的过程中，有时及时运用一些简洁生动的小案例，可以激发学生的学习兴趣，可以把思想将要游离出去的学生重新引回课堂；在理论知识内容比较繁多且枯燥的时候，利用案例对理论来讲授数学模型的求解过程，可以给学生一个清晰的思路、明确的量度。

例如在学习用表上作业法求解运输问题时，我们联系实际，建立五六配送中心的选址问题的教学案例，通过分析物流的配送价格和运量，建立相应的数学模型，掌握表上作业法求解的思想和最优解的判别过程，既可以丰富教学内容，满足学生的参与感和成就感，还可以提高学生的学习兴趣和自主学习的能力。

3.3 手工板书与多媒体教学方式相结合，全面提高教学效果 随着现代教育技术的快速发展，教师可以充分利用多媒体教学资源，既可以将抽象的内容用图文的形式表现出来，还可以将重复而繁琐的解题过程用多媒体课件加以展示，可以节省课堂上的宝贵时间，增加学生知识的摄取量，使得教学任务按时完成。

基于运筹学课程存在的内容多、模型复杂、求解过程繁琐的特点，运用多媒体教学是一种趋势，但是，教师不断地翻动课件，学生很难长时间将精力集中在多媒体课件上，学生也很难有时间思考与消化吸收教学内容的时间，因此，教学的实际效果未必同学生摄取的知识量同步增长。而且，运筹学的某些内容，如用图解法求解线性规划问题、用双标号算法寻找最短路线问题等内容，只有采用板书讲解的方式，才能使学生更加清晰地理解和掌握该方法的求解过程，加深记忆。因此，在运筹学的教学过程中，只有将手工板书与多媒体教学方式结合起来使用，才能全面提高教学效果。

3.4 理论教学与实验教学相结合 计算机的迅猛发展与广泛的应用是运筹学得以快速发展的重要原因之一，在运筹学教学中，在遇到实际应用问题时，学生能够根据学到的知识快速地建立数学模型，并明确求解方法，但是由于涉及到的变量较多，约束条件复杂，在求解时计算量都很大。因此，我们在教学过程中要将掌握运筹学软件的操作与应用视为对学生的基本要求，相关的软件如QM软件、Lingo软件和Microsoft Excel软件包等。

开展计算辅助教学的方式，不但可以让学生掌握用计算软件求解运筹学问题的方法，培养学生的学习兴趣和应用能力，还可以使从大量而繁琐的计算中解脱出来，将更多的精力放在数学建模、相关数据的处理及优化分析上，更加有效地掌握运筹学的基本方法和在实践中的应用。

4 结语

运筹学是一门专业基础课，针对该课程的重要地位和作用，通过合理改变教学方法，使静态教学与动态教学有效地结合，激发学生的学习兴趣，力求让学生在有限的48学时内掌握运筹学的基本理论、建模方法、求解算法和软件应用，将理论与实践有机地结合起来解决实际问题的教学方式，实现了高等院校努力培养应用技术型人才的教学目的。

参考文献：

[1]张文杰.管理运筹学[M].北京：北京交通大学出版社，2012.

系统工程与运筹学范文第5篇

关键词：交通系统工程；教学内容；教学应用案例；教学方法

中图分类号：G42 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）09-0150-01

一、前言

《交通系统工程》是由《运筹学》和《系统工程》两门课整合形成的交通管理工程专业的专业基础课。经过整合后，本门课的内容更加集中反映交通管理专业应具有的系统工程方面的基础知识。因此在这门课程的教学中，应当总结和继承以往教学过程中积累的有益经验，并结合新的形势，进一步对教学内容、教学方法与教学手段进行改革，使学生在掌握系统工程的基本概念、基本理论的基础上，提高将系统工程的思想、方法和原理应用到交通管理实践中的能力。

二、教学内容的整合

《交通系统工程》的教学内容可以分为三个部分：基础知识，应用知识和计算机应用。《交通系统工程》的基础知识是由《运筹学》和《系统工程》两门课整合后形成的。《交通系统工程》也是一门应用学科。通过这门课程的学习，学生不仅要学到系统工程的基础理论，更要具备较强的面对交通问题的建模能力及分析、综合能力。系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按照一定目的进行设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论和方法。

在《交通系统工程》课程的教学中，应当注重培养学生运用计算机解决交通实际问题的能力。通过计算机的应用，使系统工程的理论与交通实践更直观、更有机地结合起来。可以从两方面入手：一是指导学生用所学过的编程语言编写典型算法的计算机程序，提高学生的计算机编程能力；二是在教学中详细介绍多种求解系统工程问题的成熟软件，使学生及时掌握各种软件的使用方法，培养和锻炼学生运用适合的计算机软件解决问题的能力。

三、教学应用案例的编写

着重编写系统工程理论在交通中应用的案例，内容有利用系统工程的有关算法研究高速公路交通控制、交通分配、路径诱导、交通量预测、交通事故预测、道路交通管理评价、交通安全管理评价、智能交通系统评价等问题，使学生掌握解决交通问题的数学方法，培养学生对各种简单和复杂的交通现象正确建立数学模型的能力；同时指导学生运用系统工程的思路和方法研究交通系统、交通管理、智能交通、交通管理规划、交通安全管理规划、交通设计等问题，以提高学生的分析和综合能力。同时，还整理完成了目前常用的、较成熟的求解线性规划问题的软件的使用方法，这些软件包括：EXCEL、MATLAB、MATHEMATICA和LINDO等。

四、教学内容和应用案例的应用

研究成果已在本科《交通系统工程》教学中得到应用，促进了本门课教学内容和教学方法的更新。不仅如次,为了更好地推广上述研究成果,我们还综合采用了几种新的教学方法：

（一）案例教学法

案例教学法是把案例作为一种教学工具，把学生引导到实际问题中去，通过分析与互相讨论，调动学生的主动性和积极性，并提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法。它是连接理论与实践的桥梁。结合《交通系统工程》应用性较强的特点，在教学中结合各章节的基础理论，讲授了一些相关的道路交通问题的实际案例，如用系统观点分析交通系统、高速公路多匝道整体定时控制的调节率计算、利用最短路算法进行交通分配、城市交通管理评价体系、城市交通安全管理评价、层次分析法应用等，通过实际案例讲解理论、计算步骤和计算过程，将理论教学与实际案例有机地结合起来，使得教学内容更加生动清晰，收到良好的教学效果。

（二）小组讨论法

小组讨论法是将学生分为几个小组，对教学内容进行讨论和交流的方法。通过成立兴趣小组，开展小组讨论、全班交流，有利于使学生更多地参与到课堂教学中来。在小组讨论过程中，学生们通过查阅文献、收集资料、分析并解决交通实际问题，达到学以致用的目的。这种方法可以充分调动学生的主动性和创造精神，培养学生自信心、成就感和团队协作精神。教学中要求学生利用系统工程有关原理讨论熟悉的交通问题，如交通事故预防对策研究——以系统工程方法论、高速公路交通安全评价系统、关于北京市未来汽车保有量的预测、城市交通系统的可持续发展、系统方法解决换乘枢纽交通问题、解析结构模型在城市交通分析中的应用等，并要求撰写论文，然后在课堂上做报告。大部分学生都能积极参与，课堂报告及讨论非常热烈，效果比较好。

（三）软件演示法

在传统的教学中，通常只讲授有关算法的原理、解法及应用，并不介绍相关的求解软件。目前，计算机应用已非常普遍，在教学中，注重培养学生运用计算机解决实际问题的能力。

五、结语

作为交通管理专业的一门专业基础课，《交通系统工程》的教学内容和教学方法还有许多需要完善和探讨之处。在这门课程的建设和改革中，整合教学内容及其研究、整理和编写系统工程理论在道路交通中应用的案例是一项非常重要的工作。通过引导学生独立地进行案例分析，将系统工程理论、相关交通知识和计算机应用三者有机地融为一体，可以使学生深入浅出地理解系统工程的基本概念和基础理论，掌握相关的交通专业知识，并学会使用常用的数学软件。

参考文献：