运筹学课程教学改革探讨

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　　摘要：文中结合运筹学的学科特点，分析了运筹学教学中存在的一些实际问题，针对这些问题分别从教学内容、教学方法、教学手段、教学实践与考核等多个角度给予了解决对策，以更好的培养学生的实际应用与创新能力，达到人才培养目标的要求。
　　关键词：运筹学；理论与实践；教学模式
　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）08-145-002
　　运筹学思想最初起源于中国，但是，受到中国两千年封建思想的限制，导致运筹学思想一直处于萌芽状态，后来，在第二次世界大战期间由于军事研究的需要，在英、美军队中成立了专门的军事运筹学研究小组，开展如反潜深水炸弹的合理爆炸深度、护航舰队保护商船队的编队问题等一系列军事问题的研究，对第二次世界大战取得胜利有极大的帮助作用。第二次世界大战结束以后，专家们将运筹学研究带到了企业与学校，进一步将理论发扬光大，从而将其发展成了一门新兴的交叉学科。
　　一.运筹学的特点
　　运筹学是管理类专业学生的专业基础课，其目的是培养学生的全局最优化思想与思维方法，以及运用其相关的理论方法解决实际问题的能力。该学科具有如下主要特点：
　　（一）全局最优性。运筹学考虑问题时注重全局最优化思想，从全局出发来分析问题，从而寻求解决问题的最优方案。在最优方案中，从局部来看可能不一定是最优的，但是，从全局来看则最优。如在运输问题中，为了实现总体运费最小的目标，从某产地到销地的调配中，有时不一定选取的是最小运费，而这样做的目的是促使其它某产地到销地的运费更省，这样从全局上就实现了总运费的最省，从而避免了顾此失彼。
　　（二）多学科交叉性。运筹学是解决实际问题的一种方法或者算法（如动态规划是求解某类问题的一种方法，而线性规划却是求解问题的一种算法。）这些方法或算法都是针对具体问题而言的，而具体问题必然是不同的问题涉及到不同的学科领域，如运用运筹学的方法或算法解决财政与会计问题，则会涉及到预算、贷款、投资、定价、成本分析、证券管理、现金管理等学科领域，运用运筹学这个工具来解决这些问题的前提是要懂得这些相关的交叉学科领域知识。
　　（三）应用性与实践性。运筹学只是一个工具，这个工具要想发挥作用，必须要应用与实践。运筹学的应用领域非常广泛，应用于管理科学、交通运输、物流存贮、计算机与信息系统、网络优化等多个领域。如三峡工程、南水北调等大型的工程项目建设中都广泛的应用了运筹学知识与思想。
　　基于以上特点，在运筹学的教学过程中，运筹学全局最优化思想的贯彻以及运筹学教学模式的重新探讨显得非常有必有。
　　二.运筹学教学中存在的问题
　　有学者认为，运筹学教学中主要存在这些问题：第一，教学手段单一。在教学过程中，主要采取课堂讲授的方式；第二，考核方式单一，期末时主要采取卷面测试。也有学者认为在当前的教学中，因为注重的是理论教学，内容比较深，学生学习起来感觉枯燥无味，所以，很多学生对此不感兴趣，其次，缺乏实践教学，导致学生缺乏解决实际问题的能力。从笔者多年的教学实践以及结合当前实际来看，还存在以下问题：
　　（一）教学中忽视了教学目的与人才培养目标
　　在现有的运筹学教学中，老师的教学目的就是想尽一切办法让学生听懂老师所讲的内容、掌握书上的理论知识，学生学习的唯一目的就是期末的时候能顺利过关。无论是学生还是老师，在教与学的过程中，都忽视了我们这门课程的教学目的与新世纪应用型、创新型、综合型高素质人才培养的目标，导致最后的结果是：学生的学习成绩很好，而实际应用与实践能力却很差。究其原因，当前绝大部分老师仍然采取的是“填鸭式”的教学方式，在这种教学方式中，老师一味的往学生的脑海里填新知识，学生来不及思考，当然就只能囫囵吞枣了；另外，对于学生来说，很少有人花更多的课余时间在学习上，并且大学的考试制度基本都是一张试卷定乾坤，导致学生学习的最终目的是考试过关，而不是掌握多少知识、能将多少知识转化为自己的一种能力。
　　（二）教学内容难度大，细碎知识点多
　　运筹学由于其学科交叉性的特点，导致它涉及很多学科，从而有很多分支，每个分支都有很多对应的理论知识，在现有的运筹学教学过程中，主要是理论知识的讲解，其内容主要是求解不同类型问题数学模型的方法，每种模型的求解方法中都有很多小的知识点，且这些知识点之间又有很紧密的联系，无论哪个知识点不懂或者没记住，后面的问题就无法完整的理解与求解出来，这样也就加大了教学的难度。所以，如果学生某次缺课或者某次没听懂，那么，后面的课程就很难再听懂，这样可能就会导致恶性循环，造成部分学生产生厌学、弃学的心理。
　　（三）缺乏全过程分析与求解
　　运筹学是运用定量分析的方法解决实际问题的一门应用学科。其工作步骤是首先提出和形成问题：弄清问题的目标、为了完成这个（这些）目标所受到的限制、问题的可控变量及参数等；其次是收集资料、整理资料、从而建立数学模型；再次就是对数学模型进行求解，对求解结果进行检验，看其解是否反映了现实问题；最后是解的控制与解的实施。而纵观现有的运筹学教材，讲解的内容基本都是各种理论及方法，所介绍的例题都是经过非常简单的分析就能得出数学模型的简单例题，在我们平时的教学中，老师的讲解以及学生的学习都是以抽象的数学理论和复杂的求解方法为主。从教材到课堂，始终都忽视了运筹学解决问题时的全过程分析与求解，从而导致让学生花大量的精力在运筹学数学模型的求解上，而相反的，稍微复杂一点的问题，学生则束手无策，无力进行全面分析，无法得出数学模型，当然所学的知识也就无用武之地。
　　（四）缺乏理论与实践相结合
　　对学生来说，其学习的知识要应用于自己的管理实践，学生只有理论知识没有实践知识，会导致学生工作后理论与实践相脱节，遇到相关实际问题，无法用所学的运筹学理论知识解决，会导致学得好但不会运用的高分低能现象。相反，如果在教学过程中轻理论重实践，则会导致学生知其然而不知其所以然，不能做全面而深入的研究，也不利于深入实践。运筹学教学过程中，主要讲解的都是理论知识，实践知识基本就是实验课，而当前实验课也主要学习的是运筹学相关软件的应用，利用相关软件来求解数学模型，达不到理论与实践相结合的目的。 　　三、运筹学教学改革策略
　　为了符合21世纪人才培养目标的要求，要想学生学习运筹学以后能学以致用，对现有的教学模式进行改革是必须的、也是应该的。其具体教学可以从以下几个方面着手。
　　（一）教学内容的更新，教学重点的重新把握
　　授课老师应该在现有理论教材的基础上结合各章的内容以及联系实际，收集内容稍复杂的实践应用性案例，通过对实践应用性案例的分析，让学生学会如何通过分析问题，掌握数学建模方法、建立正确的数学模型，然后运用所学的理论知识对数学模型进行求解。只有这样，学生才会在今后的工作生活中碰到实际问题时能自己分析问题、解决问题。在本人的教学过程中，遵循的是先花一部分课时讲解书上的理论知识，课下布置相应的习题对理论知识进行巩固，所有的理论知识讲完以后，针对每章的知识点讲解一个大型的案例，在案例中教大家怎么分析问题、怎么设变量、怎么建立数学模型，即让大家学会遇到实际问题该怎么着手来解决。
　　（二）教学方法的改变
　　为了达到运筹学的教学目的，把握运筹学的教学重点，达到培养应用型、创新型、综合型人才培养目标，当然，教学方法也很重要。笔者在自己的教学实践中采取“互动教学法”与“自主型教学法”相结合的方法，取得了良好的教学效果。“互动教学法”即是在上课的过程中，要时刻与学生保持交流、沟通，把教学变成一个动态发展的“教”与“学”的统一体，形成和谐的师生互动、生生互动，以产生教学共鸣，达到提高教学效果的目的。“自主型学习法”即是让学生主动发展，充分调动他们的积极陛、主动性与创造性。笔者在课堂内容的讲授中，采取了“互动教学法”，在实践性教学中采取了“自主型教学法”，既活跃了课堂气氛，又调动了学生的学习积极性与主动性。
　　（三）教学手段的改变
　　目前，很多学校都是部分教室多媒体化，还有相当一部分教室没有多媒体，而排课的教务人员一般不懂得这种课程的性质，往往随机的将运筹学课程排成黑板教学的教室，这样就大大限制了老师的授课内容，因为如果进行实际问题的分析，必然涉及到大量的背景资料，黑板教学限制了背景资料的呈现，所以，在教学手段上必须采取多媒体与黑板相结合的方式。另外，实践教学的场所应在机房进行，这样，一来有利于学生及时查找资料，二来有利于学生及时在电脑上验算，第三还可以束缚那些想搭便车的同学。当然，在实践教学中，老师不能缺席，老师要在机房时刻对需要帮助的同学提供指导。
　　（四）将实践与实验课合二为一
　　实践课是将所学的运筹学理论知识应用于实际问题，实验课主要是学习运筹学软件的应用，只有将两者有机的结合起来，才能取得较好的效果。将实践与实验课二合一以后，老师可以在实践课之初，先花4-6个课时让大家学习运筹学软件，然后进入实践环节：布置不同的实践案例让学生分成不同的小组来做，做好了以后通过实践课分小组汇报、讨论。这样，学生就将前面所学的理论知识以及老师所讲的实践方法应用于实践了，让他们知道了运筹学可以解决许多复杂的问题，同时，也激发了其学习的热情。本人在教学的过程中，采用了实践与实验课相结合的方法，给学生每四人分成一个小组，选择+我给予的选题，各组根据选题上的情况介绍，然后对实际问题进行分析，按照运筹的工作步骤来解决问题。在这个过程中，充分发挥学生主观能动性，实践了“自主性教学法”，各小组内部成员之间互相讨论、互相学习、一起来分析问题、整理资料、建立模型及对模型进行求解。在整个过程中不但培养了他们的实际应用能力，同时也培养了他们的细心与耐心以及团队合作精神，比纯粹的实验课有趣、有用的多。
　　（五）考核方式的改革，实践作为重要的组成部分
　　因为教学中采取了理论加实践的形式，所以，纯粹的一张试卷不能作为考核的唯一标准，因为试卷只能考理论知识，无法体现学生的应用水平。所以，在教学过程中建议理论部分用试卷考核，实践部分采取答辩考核的形式。在我们的教学过程中，理论课部分仍然采取的是考卷的形式，占期末总成绩的60%，实践课采取的是各小组ppt汇报与答辩的形式，老师当场给同学打分。同时，实践课成绩占总成绩的30%（另外10%是平时成绩）。通过这种试卷加答辩的形式，既测试了他们的理论水平，同时也考核了他们的实际应用能力。
　　四、结论
　　对于学生来说，学习运筹学的目的是培养大家的全局最优化思想与思维方法，以及运用其相关的理论方法解决实际问题的能力。并且能将这种能力应用于实际工作与生活中，所以，对这门课程的教学，应该以培养应用型、创新型、综合型人才为目标，培养学生运筹学解决实际问题的能力，所以，老师应该根据专业培养目标的需要，合理的安排教学内容，改变传统的教学手段与考核方式，将理论与实践相结合，让学生真正感受到学习这门课程的用处，最大限度的调动学生学习的积极性与兴趣，以取得良好的教学效果。
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