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一、引言
运筹学是是管理科学和现代化管理方法的重要组成部分,该学科强调运用数学方法研究各种系统的优化途径和方案,为决策者选择最优决策提供定量依据[1]。而管理运筹学课程是从管理实际出发的一门课程,它把运筹学看作是一种解决实际问题的方法和工具,以培养学生解决实际问题的能力为核心。[2]
根据重庆三峡学院现行的人才培养方案,管理运筹学课程是信息管理与信息系统专业的专业主干课,学分3.0,包含理论教学40课时,上机实践8课时。该课程系统地介绍线性规划、运输问题、整数规划、目标规划、动态规划、图论、存储论、排队论、决策分析、博弈论等领域的基本概念、基本原理和基本方法;以案例分析为切入点,重点探讨生产管理中比较实用的数学模型和方法,培养学生基于实际问题建立数学模型、求解数学模型、分析模型求解结果并进行综合评价的能力。因此,该课程考核的目的在于评价学生理解和掌握管理运筹学的基本概念、基本原理和基本方法的程度,测试学生建立模型、求解模型、分析求解结果并应用于实际问题的综合能力。
根据重庆三峡学院现行的人才培养方案及其它相关规定,该课程的最终成绩由期末笔试成绩(60%),实验成绩(20%)和平时成绩(20%)三部分组成。然而,现行的考核方式距离实现“管理运筹学”课程考核的目标尚有距离,有必要尽快实施考试改革。究其原因,主要在于现行考核方式有3个亟待解决的问题:
1.管理运筹学的基本内容包含了线性规划问题的单纯形方法、运输问题的表上作业法、分配问题的匈牙利算法、最小支撑树求解、最短路求解、最大流求解等需要长时间、多步骤计算的知识点,多数例题的手算时间超过30分钟,而且无法借助计算器缩短时间。受笔试时间所限,不得不采用抽考的出題方式,客观上加剧了笔试成绩的偶然性,不利于全面、公平的考察全班学生的学习效果。
2.在笔试考试环节,计算量大且集中和知识点抽考等问题加剧了学生的记忆负担和紧张情绪,导致发挥不稳定,进而产生了部分学生的平时成绩、实验成绩和期末考试成绩大相径庭的现象。这一现象违背了教育教学的科学规律,说明现有的传统考核方式没有充分反映学生的能力水平。
3.由于需考察的知识点计算内容较多,所以对学生解决问题的综合能力只能分散考察。目前主要在笔试环节考察问题分析、数学建模和文字表达能力,实验环节考察模型求解能力,课堂提问环节考察学生的创造力和协作能力。事实上,把综合能力分开考察并不严谨,也不利于引导学生重视和加强综合能力的锻炼。
二、管理运筹学课程考核方式的改革方式和内容
鉴于上文提出的三个问题,有必要对管理运筹学课程的教学和考核的全过程进行改革。
首先,对于期末考试时长所限无法全面考察所有知识点(问题1)和计算量较大导致学生记忆负担重、情绪易紧张(问题2)的情况,可以采取“随讲随考,分段测试”的方法予以解决。事实上,该课程中线性规划问题的图解法和单纯形方法、运输问题的表上作业法、分配问题的匈牙利算法、最小支撑树求解、最短路求解、最大流求解等计算量较大的知识点,其计算方法相对独立,可以在一个知识点(或章节)讲解完毕后用30分钟左右的时间进行一次当堂测验。测试所需的课时,可以安排在周末、晚上,也可以通过减少课上习题讲解、增加课后作业的方式部分解决。如果学校资源紧张,随堂测试难以实现学生间隔就坐、多个教师监考,那么可以由出题教师对每位学生的测试题目给出随机参数并科学设置考试时长,保证任何两个学生的题目均不相同且没有作弊时间,从源头上杜绝作弊的可能性。
其次,对于综合能力测试无法集中考察(问题3)的情况,可以参照大学生数学建模比赛的形式,采用学生组队解决开放式、综合型问题,教师团队评分的形式加以改革。改革后,教师在理论教学的最后阶段布置若干开放式、综合型问题,学生随后在上机实践环节结成2-3的小组,组队对某一问题完成从分析、建模、求解到方案写作的全部任务。在此过程中,任课教师仅对全体学生加以适当提示和引导,并根据学生在团队合作中的表现评定其综合能力个人成绩;在学生团队方案文档质量的评价环节,再次参照大学生数学建模比赛,采取2-3名本专业教师分别打分后取平均的方式进行。
最后,各环节测试在期末总成绩中的体现:课堂小测试的总次数预计不低于4次,约占总成绩的50%;综合能力测试成绩约占总成绩的40%,其中个人评定与方案文档质量比例大致相当;考虑到综合能力已有单独的考察环节,平时成绩将只体现学生上课期间的出勤、纪律和作业情况,占比将压缩到总成绩的10%左右。
三、管理运筹学课程考核方式的预期效果
学生的平时表现与考核总成绩的一致性普遍增强。一般而言,在课堂教学阶段出勤良好、积极回答问题、作业细致认真的学生,其期末考试成绩优良的概率相对较高。但是,由于管理运筹学课程需考察的知识点计算量大、计算周期长,且算法种类多、独立性较强,导致部分学生在现行的笔试考核框架下发挥不稳定,出现了不少平时成绩和试卷成绩大相径庭的案例。改革后,该课程采取“随讲随考,分段测试”的方式,弱化记忆负担和紧张情绪对学生成绩的影响,根除知识点抽考带来的不合理偶然性,实现平时表现与考核总成绩的一致性普遍增强,更为科学的评价学生的学习效果和能力素养,并为有类似困难的课程摸索改革道路、积累改革经验。
强调综合能力、减少死记硬背,提高“大学生数学建模比赛”等专业比赛的参赛率和获奖率,提高学生的就业质量和考研热情。上述改革措施在学生的综合能力评价环节,引入了类似“大学生数学建模比赛”的组织形式和评价机制,可以作为学生参加类似比赛的小型预演,也可以为工作或读研后参与研发项目树立信心。
参考文献
[1]胡运权.运筹学基础及应用(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2014.
物流管理专业在我国高校中一般是文理兼招,学生学习的背景知识存在差异。管理运筹学中的理论知识是建立在高等数学、线性代数与概率论基础之上的,要求学生具备一定的数学基础。针对同一个问题,理科学生较容易理解和接受,而文科学生则学起来比较吃力,对大量繁琐的计算过程难以理解。随着课堂教学进度的推进,一个知识点的不理解在文科学生身上发生一连串的连锁效应,从而对管理运筹学产生畏难心理,学习兴趣不高。
2案例教学法的作用
案例教学法自1920年由美国哈佛商学院倡导后,在国内教育界颇受欢迎,在物流管理专业中诸如《物流管理》《国际物流学》《供应链管理》等诸多课程教学中得到了广泛应用。它是基于一定的教学目标,在教学过程中有针对性地运用适宜的案例材料,在教师的精心策划和指导下,通过学生的独立思考与集体协作,对具体案例进行分析、研究和讨论,探讨解决问题的各种可能方案,并做出相应决策,以提高学生理论水平和实践能力的一种教学方法。一方面,案例教学法可以培养学生的综合能力,调动学生学习的主动性。学生通过有目的性地搜集资料,阅读、讨论和分析案例中的实际问题,带着问题去思考和寻找运筹学中的相关解决方法和工具,将被动式学习变为主动式学习。通过案例分析,不仅活跃了课堂气氛,激发了学生的学习兴趣,也有利于扩展学生的知识面,加强对学生的独立思维能力、动手实践能力以及集体协作能力等各方面素质的培养。另一方面,案例教学法也实现了教学相长。教师主导着整个案例教学的过程,引导学生积极思考,组织学生进行讨论和发言,归纳和总结案例中的关键问题和解决方法。这不仅克服了教师唱“独角戏”的弊端,也帮助教师学习课堂外的感性材料,积累和丰富自身的教学素材。
3案例教学过程中应注意的几个问题
案例教学是以学生的积极参与作为前提,以教师的有效组织作为保证。为使得案例教学法在管理运筹学课程中发挥其有效的作用,达到教学目的,在教学过程中,教师需要注意几个方面的问题。
3.1精心准备案例材料
案例材料是案例教学成败的关键决定因素,教师必须明确教学目标,熟悉教学内容、教学重点和难点,以及结合物流管理专业学生的特点,精心设计案例材料。如果案例设计得太大,所涉及的知识点太多,学生搜集的资料就显得比较宽泛,无法突出教学重点。案例材料也不能设计得太难,超出学生所能理解的范围,利用现有知识无法对案例进行分析。比如:在讲解“图与网络模型”中最短路这一部分内容时,如果选择中国邮储的包裹配送网络系统作为案例,由于配送网点太多,多条配送路线使学生对整个配送网络没有一个清晰的认识,从而无法找到2个配送中心之间的最短路。如果以校园快递为例,就校园的配送网点进行分析,就可以缩小配送网络的规模,较容易地找到2个网点之间的最短路。
3.2注重对学生的引导
在案例教学中,学生通常是3~4个人组成一个小组,按分组讨论的形式进行学习。针对同一个案例,不同的小组有不同的见解,给出不同的分析结论和解决方案。此时,教师需要对学生的不同意见进行快速梳理和归类,要逐层递进地引导学生的思维,使教学内容在案例中不断得到渗透和深化,而不能让学生讨论的话题偏离教学主题和教学目标。需要严格控制课堂,让小组讨论热烈而不混乱,有序而不死板。比如:在“整数规划”案例教学过程中,可将物流配送中心的选址问题作为案例:给出几个城市的产品需求、产品的销售价格、各生产厂所在地、生产能力和仓库容量;要求构造并求解销售利润最大化的配送中心选址模型,阐述和分析模型的最优生产—库存—运输计划。教师应先对案例进行初步分析,向学生讲解数学建模的有关知识,如:变量和约束条件如何设置。然后,从简单问题入手,逐步引导学生在简单模型的基础上思考如何增加变量和约束条件,如何更改模型参数,如何将实际问题模型化等问题。这样,逐步培养学生整数规划模型的建立方法。因此,在管理运筹学的案例教学过程中,教师的正确引导,以逐层递进的方法将教学内容进行渗透,对取得案例教学效果有着重要的作用。(本文来自于《江苏科技信息》杂志。《江苏科技信息》杂志简介详见。)
3.3适时进行点评和总结
在学生对案例进行讨论之后,教师要适时地给予点评,也可以采取教师与其他学生匿名点评的方式对小组讨论中学生的积极表现,以及讨论过程中存在的不足进行点评。教师可以在课程考核中采取增加平时成绩等鼓励措施,激发学生的学习兴趣,提高学习热情。在每次课堂讨论结束之前,教师需要进行总结,把讨论的结果和解决方法进行有效梳理,与当初设计案例时所要达到的目标加以对比,做出讨论总结。教师应结合案例,将知识点进行分点总结,做到重点明确,条理清晰,让学生明白案例设计的宗旨。此外,在案例教学过程中一些学生并不积极参与到集体讨论中来,导致案例教学像是为少数学生所开设的一样。针对这种情形,教师在开设案例教学课程之前,需要掌握学生的基本资料,包括学生的学科背景、学习基础、爱好以及性格等方面。不断鼓励学生参与到案例讨论过程中来,营造一种良好的课堂氛围,减轻学生的思想包袱,让学生不要有拘束感,轻松愉快地分享案例讨论的成果,尽量使每一位学生都有成就感,比较容易地接受和掌握管理运筹学中的一些理论知识和计算方法。
4结论
论文摘要:结合运筹学的课程特点,本文探讨了信息管理类专业运筹学教学现状和存在的问题,并从明确教学目的、确定教学内容、改进教学方法和教学手段、加强实践教学、调整考核方式等方面提出了若干合理化建议和对策,有助于优化课程结构和教学内容,提高运筹学教学效率。
信息管理专业是地方型院校的新专业,主要学习经济、管理、数量分析、信息管理、计算机及信息系统方面的基本理论和基本知识,得到系统分析和设计方面以及信息管理方法的基本训练。运筹学课程不仅是信息管理专业的必修课,同时也是许多理工科专业的必修、限选或者任选课程。如何根据不同专业特征来优化课程结构和教学内容,提高运筹学的教学效率,是目前众多高校重点研究的课题之一。国内外不少高校己经推出了一些积极举措,包括组织编写或者翻译能够反映新需求的高水平教材、丰富教学环节、改革教学内容等。如清华大学组织出版了美国著名的《introduction to operations research》、《运筹学:决策方法》等一系列教材,对于国内运筹学教材改革起到了很好的促进作用:山东大学通过国家精品课程建设系统地优化了运筹学课程体系,改革了考核体系,重视实践教学和学生能力培养等,;北京理工大学韩伯棠教授主持了运筹学精品课程网站建设,内容丰富,使用先进的教学方法,注重学以致用,在网上不仅提供相关的参考文献,还为学生和读者提供互动在线答疑的功能,为运筹学课程的教学方法改革提供了有效参考。
1教学现状、存在的问题
1.1教学目的不够明确
目前,多数运筹学课程的教材存在着重理论、轻应用的倾向,罗列了一大堆定理、公式和算法,很少有运用运筹学解决实际问题的案例。教学中忽略了运筹学与多学科的横向交叉联系和运用运筹学解决实际问题,使得学生只会按照规定的模式算题,而不善于处理大量的现实生活问题。
1.2教学内容选择不够恰当
目前许多高校在运筹学教材和教学内容的选择上存在着一定的随意性,甚至存在着教材因人而定,教学内容因人而选,实验课因人而开的现象。运筹学具有多个理论分支,每一个分支用于处理不同的问题,各分支之间处理问题的方法差别较大。对于信息管理类专业,需要将经济、管理、计算机等系列知识充分联系,单纯掌握某一个分支的求解技巧或者概念的符号表述,对于其培养学生运用现有的数学工具建立模型求解实际问题的能力是很不利的。
1.3教学方法不够灵活
运筹学是一门综合性和应用性很强的课程,而目前许多高校的授课老师大部分是从数学或其它专业中调整过来的,授课时大多采取的是讲授法,教学手段不够灵活,考核方法比较传统。教学中师生联系方式单一,互动性差,教与学信息反馈不及时,严重影响教学效果。
2教学改革思路
2.1明确学习目的,端正学习动机
好的开头是成功的一半,第一堂课的绪论教学重点介绍运筹学产生的背景、运筹学思想在我国古代搏奕中的应用、运筹学在信息管理中的应用,让学生认识到本门课程对未来从事管理工作的重要作用,充分调动学生的好奇心和求知欲。平时教学中可以结合管理科学的前沿,介绍一些最新的发展动态,如供应链管理、erp等,使学生认识到管理科学的最新发展大多都运用了运筹学做工具等,结合己学过的计算机等相关知识应用,来更好地激发学生学习的兴趣。
2.2精选教学内容,提高学习效果
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,应有所侧重的选取授课内容。从实际应用情况来看,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。另外,根据信息管理专业的要求以及教学时数的情况,可适当增加其它分支的内容,如决策论、对策论、图论与网络、排队论、存储论等等。
针对信息管理类专业,运筹学教学内容安排上应注意前后课程的衔接关系,注意课程内容是否存在交叉环节来进行教学内容的取舍。如运筹学中图论在数据结构、离散数学等课程中有关章节已有介绍,针对图与网络模型中最短路问题、最小树问题、中国邮路问题和最大流问题存在交叉,这就需要任课教师之间要相互交流,有所侧重的介绍相关教学内容。
由于运筹学学科研究的核心是利用数学模型的手段去解决经济管理中的问题,所以管理问题应该作为教学内容的重点和主导方向,运用运筹学模型去进行人力资源管理、生产管理、设备管理、决策管理等方面的分析。如在线性规划的对偶理论教学中应突出对偶问题的应用、影子价格和市场价格的对比分析,突出对偶理论的核心是对资源的恰当估价;网络计划中的关键路线法和存贮论,分别对后继课程如项目管理和 erp中库存订货点管理有很大的价值,应重点进行探讨。
此外,在教学中需要密切注意运筹学研究的最新动向和最新成果,及时以新的研究成果补充或替代不完整的或陈旧落后的内容。
2.3改革教学方法,重视能力培养
(1)抓住突出问题,采用互动的启发式教学。在运筹学授课过程中要抓住突出问题。运筹学教学中,线性规划部分是重点内容,也是基础内容。其他如运输问题,整数规划,图与网络分析等部分,都是在线性规划的基础上延伸出来的,因此,线性规划这部分内容学习效果的好坏,严重关系到这门课程的整个教学效果。另外,坚持启发式教学有明显效果。如讲授运筹学整数规划的分支限界法时,将算法分析与设计课程中的详细分解步骤与具体问题的图形解法结合起来,层层深入,充分引导学生积极思考,让学生在课堂上保持兴趣盎然的学习状态,可激活学生的思维,利于触类旁通。
(2)适当运用多媒体课件。与传统板书讲授进行有机的结合,根据运筹学课程讲授内容的特点适当运用多媒体课件进行辅助教学,是运筹学教学的一大特点。如对于线形规划问题的图解法、动态规划问题、网络最大流问题等内容的讲授,通过多媒体课件,能减少大量重复过程的书写,并通过动画效果、交互按钮等工具将问题化繁为简,使之生动形象;但是课件的放映切换无法确保问题求解的连贯性,运筹学教学过程中存在很多求解过程长、步骤多、前后衔接性强的问题,如单纯形法、运输问题的表上作业法等,由于每张幻灯片的内容篇幅有限,频繁地切换易于让学生眼花缭乱、应接不暇,难以有停顿思考、消化吸收的时间,讲授这些知识点采用传统板书讲授为有效,更利于学生理解和消化。
(3)积极引入案例教学。通过案例教学,可以使学生对该学科有更为感性的认识,加深对运筹学概念的理解与应用,锻炼学生应用能力和应变能力。如讲解排队论时,以改进高速公路收费系统为背景案例,引导学生学习排队论的理论知识,然后解决实际问题。又如在讲背包问题时,以物流配送系统为背景,分别探讨在重量受到限制、体积受限制的情况下,引导学生得到一维背包问题的启发式算法:先计算各种物品的价值重量比,然后按比值从大到小,依次选取。进一步可以将送货时间受限制等因素介入探讨,具体算法又将有较大变化,因势利导,启发学生的思维。
2.4加强实践环节
运筹学主要是用于解决复杂大系统的各种最优化问题,涉及的变量非常多,约束条件非常复杂,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。定期安排上机实验,主要强调如何使用电子表格软件microsoft excel建立运筹学模型并求解,以及使用undo, lingo, matlab等软件来解决计算问题。鼓励学生努力尝试新方法,开拓新思路,密切联系实际应用问题,具备一定的计算能力。
另外,充分利用现有的网络应用条件,提供网上练习、模拟试题库,进行网上互动答疑等多种形式也是对运筹学教学的一个有效补充。
2.5与数学建模竞赛紧密结合
运筹学所要解决的问题要通过描述问题一建立模型一求解一检验一对解的控制一方案的实施这样的步骤来解决。要想把理论和实践很好的结合起来,就应该在建立模型上多下功夫。数学建模竞赛的主要工具就是运筹学和计算机,为了能让更多的大学生锻炼自己解决实际问题的能力,同时扩大参赛选手的选择面,我们在运筹学的教学内容中有选择地增加数学建模竞赛的一些典型赛题。也可成立兴趣小组,鼓励学生积极参与各种课外学术、社会实践活动。如:挑战杯大赛、数学建模大赛、社会调查等。学生相互支持、相互配合,使其自身和整体以最优的方式来运转,增强自信心。
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
【关键词】Sandwich教学法;教学内容;教学过程;教学优缺点
Sandwich教学法即“三明治”教学法,最早是1903年英国桑德兰技术学院在工程和船舶建筑系中开始实施的,以培养应用型人才为目标,以学年为基本单位交替进行理论学习和工作实践,俗称大Sandwich。后德国海德堡大学医学院将Sandwich教学理念应用于医学小班教学,建立Sandwich医学教学法,简称小Sandwich。小Sandwich教学法是一种小班(25―36人)[1]教学中安排学生小组讨论、交叉学习、小结汇报,提高学生自主学习能力和思考能力的教学方法,将集体学习和个体学习穿插结合,注重教师与学生、学生与学生之间的交流、沟通,国内很多院校正积极引进和使用该教学法[2]。本文所指的“Sandwich教学法”,即“小Sandwich教学法”。
1 在运筹学实验课中应用Sandwich教学法的必要性
运筹学是一门综合性、实践性较强的应用学科。运筹学实验教学中引入Sandwich教学法是一种创新,它将实践操作与理论学习相结合,通过小组讨论、交叉学习、小组汇报等学习方式加强学习效果,做到融会贯通,在保证正常教学内容和质量的同时,提高和发展学生的自主学习能力和动手操作能力。因此它对运筹学教学来说是一种提高课堂教学效果很强的教学方法,对培养理论和实践全面发展的科研人才是很有帮助的。
2 运筹学实验内容在我校整体设置情况
在本校信息管理与信息系统专业的2013版本科课程培养方案中,本课程由48学时增加到了56学时,其中实验是16学时。相应的,新教学大纲中的授课内容就由原来的:线性规划、对偶理论、运输问题、整数规划、目标规划、图与网络分析、计划评审方法和关键路线法、动态规划8章内容,增加了存储论、排队论2章,共10章的教学内容。在教学软件方面,由原来的Excel、WinQSB,增加了Lindo、Lingo、Matlab软件的使用。
3 教学过程设置
由于信管专业的运筹学课程已经开始了小班教学,且每个班学生人数均在32人左右,可以保证Sandwich教学法的顺利实施。
在Sandwich教学法指引下,运筹学整个教学过程以教学流程为主线,教师和学生分别承担不同的任务。课前,教师负责教学过程设计,按组数及课堂内容编写具体问题、提供丰富的资源、布置任务。课中学生按照教师的安排自主学习,教师作为指导者引导学生交流讨论、巩固练习。
Sandwich教学法大致包括以下几个阶段: ①开场白5分钟;②第一次分组讨论20分钟;③交叉学习20分钟;④汇报15分钟;⑤教师总结10分钟;⑥金鱼缸讨论(解决新问题)20分钟;⑦成绩评定[3]10分钟。每个阶段具体时间依教学内容难易程度而定,以上列举时间仅供参考。
开场白中,老师要引出本次课的教学流程、教学内容和提出本次课学习目标,让学生既要了解自己在讨论过程中担当的角色,接下来要讨论的问题,还需要知道应该重点掌握和理解哪方面的内容。同时,让学生明确分组要求。比如一个班级有32位同学,若本节课需要掌握5个基础问题,则可以划分为5个小组。
第二次组队按1,2,3,4,5分组,小组内每位学生就在第一次小组中讨论学习的内容做一汇报。如果在前一次小组讨论中没有找到正确答案,也可以在这一环节收获一些新的意见。
交叉讨论后,学生回到最初分配的小组,进行信息的反馈和归纳总结。
每组派代表发言,汇报各组问题的最终结果。在这一环节中,除了锻炼学生的口头表达能力,还需要教师加以适当的引导,巧妙的将涉及的知识串联在一起,起到融会贯通的效果[4]。
教师根据本次课所提出的学习目标,结合授课内容和学生讨论过程中出现的分歧或疑问,进行解答,并帮助学生解析每一个问题,最后给出确切的结论。
金鱼缸讨论中每个小组选出一位学生进行第三次分组,例如将A1、B2、C3、D4、E5组成一组,讨论新问题,其他学生聆听,也可以积极参与讨论。设计的问题是要花心思,在包含前面讨论学习的知识点的同时,更侧重于提升学生的主动思考和分析新问题的能力。但由于课上时间的有限性和前面讨论内容的难易程度,有时可能进展不到这一步。
最后,由学生对本堂课做出评价,对于课堂内容设置以及此教学法实施的各个环节提出意见和合理建议。同时对学生的表现进行成绩评定。
4 在运筹学实验课中采用Sandwich教学法的优缺点
4.1 优点
Sandwich教学法,注重以学生为本,重视课堂上学生之间的讨论,唤醒了学习动机,它的优越性主要体现在以下几方面:(1)在一定程度上改变了学生课堂被动地听讲,促使学生主动地使用参考资料、互联网资源寻找所需的知识。(2)学生在互相讨论的氛围中学习知识,充分锻炼学生的表达能力,加强了学生的协作能力等综合素质。(3)在实验学习过程中能够反复涉及理论课知识,可以很好做到理论联系实际。(4)增加了学生与教师之间的交流机会,使教师也能动态把握学生的学习情况。
4.2 缺点
但Sandwich教学法尚处在试验阶段,仍存在一些问题:(1)不适合大班教学。该方法主要以多次讨论和汇报总结为主,决定了只能在30人左右的小范围内进行。(2)适用范围有限。不适用于自学难理解的课程或内容,避免学生在学习或讨论过程中障碍太多而产生厌学情趣。(3)对教师要求较高。教师要设置问题,引导学生,要随时答学生的各种疑问,没有掌控整个课堂的能力将无法完成教学任务。
总之,对该方法的实施和效果的检验需要进一步的观察。
【参考文献】
[1]韩玮娜.Sandwich教学法在基础化学教学中的应用[J].中国高等医学教育.2014(7):104-105.
[2]张志威,王建文.案例教学法结合Sandwich教学法在法医临床学实验教学中的运用[J].南京医科大学学报(社会科学版),2013(1):89-92.