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關(guān)鍵詞:教學(xué)改革;運(yùn)籌學(xué);教學(xué)模式
1引言
隨著高校課程改革的推進(jìn),高等教育已經(jīng)把對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,實(shí)踐能力的增強(qiáng),創(chuàng)新精神,創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為首要目標(biāo)。而隨著基礎(chǔ)教育新數(shù)學(xué)課程改革的逐步完善和成熟,必然對(duì)高等師范數(shù)學(xué)教育提出更高的要求。因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)階段教育的要求。隨著高師教育課程改革的深入,不僅高師數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)課程體系要進(jìn)行改革,而且各門(mén)課程的教學(xué)模式,包括教學(xué)理念,教學(xué)方法和手段,教學(xué)內(nèi)容,可利用的教學(xué)資源,以及考核的方式等都要隨之改變,從而適應(yīng)高師數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。而運(yùn)籌學(xué)這門(mén)課程是高等師范數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)課程,是軟科學(xué)中“硬度”較大的一門(mén)學(xué)科,兼有邏輯的數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)的邏輯的性質(zhì),是系統(tǒng)工程學(xué)和現(xiàn)代管理科學(xué)中的一種基礎(chǔ)理論和不可缺少的方法、手段和工具。
2課程的特點(diǎn)
運(yùn)籌學(xué)的特點(diǎn)是:運(yùn)籌學(xué)已被廣泛應(yīng)用于工商企業(yè)、軍事部門(mén)、民政事業(yè)等研究組織內(nèi)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)問(wèn)題,故其應(yīng)用不受行業(yè)、部門(mén)之限制;運(yùn)籌學(xué)既對(duì)各種經(jīng)營(yíng)進(jìn)行創(chuàng)造性的科學(xué)研究,又涉及到組織的實(shí)際管理問(wèn)題,它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,最終能向決策者提供建設(shè)性意見(jiàn),并應(yīng)收到實(shí)效;它以整體最優(yōu)為目標(biāo),從系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)出發(fā),力圖以整個(gè)系統(tǒng)最佳的方式來(lái)解決該系統(tǒng)各部門(mén)之間的利害沖突。對(duì)所研究的問(wèn)題求出最優(yōu)解,尋求最佳行動(dòng)方案,所以它也可看成是一門(mén)優(yōu)化技術(shù),提供的是解決各類(lèi)問(wèn)題的優(yōu)化方法。
3現(xiàn)階段運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)缺陷
目前,在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中,存在以下問(wèn)題:
(1)教學(xué)方法與環(huán)境:教學(xué)環(huán)境及教學(xué)活動(dòng)不能擺脫以課堂為中心,以教師為主體的形式,多媒體教學(xué)課件制作質(zhì)量不高,有的課件只是讓書(shū)本搬個(gè)家,把屏幕當(dāng)成電子黑板,造成多媒體課件多種感官綜合刺激的優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)?,F(xiàn)代教育技術(shù)是在傳統(tǒng)教學(xué)和電化教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的教學(xué)方法與手段的改造和創(chuàng)新,是根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容選擇不同的媒體,除擁有電化教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)外,提高了課堂講解的表現(xiàn)力,增加了師生的互動(dòng)性?,F(xiàn)代化教育重視理論聯(lián)系實(shí)際,主張啟發(fā)式教學(xué),倡導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。但是,在具體的教學(xué)過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題,最主要的問(wèn)題是現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂教學(xué)中的效果并不像大家事先所想像的那么理想,以致有的教師對(duì)現(xiàn)代教育技術(shù)的教學(xué)效果提出了質(zhì)疑,有的教師甚至要放棄這一現(xiàn)代教育手段而繼續(xù)使用傳統(tǒng)的教育方法。
(2)教學(xué)內(nèi)容:按專(zhuān)業(yè)課要求講授運(yùn)籌學(xué)在傳統(tǒng)的教學(xué)計(jì)劃中,一般都將運(yùn)籌學(xué)課程歸入專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課范疇,即認(rèn)為它是為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課提供專(zhuān)業(yè)基本理論和方法的。這樣的理解和安排固然有一定的道理。確實(shí)在許多專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容中都直接或間接地體現(xiàn)出了運(yùn)籌學(xué)的方法和理論。然而,運(yùn)籌學(xué)雖是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,又有別于一般的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,它有著十分突出的實(shí)踐性和實(shí)用性特點(diǎn)。因此,從這個(gè)角度看,運(yùn)籌學(xué)又是屬于專(zhuān)業(yè)課范疇的課程,至少具有專(zhuān)業(yè)課的性質(zhì)。
(3)教學(xué)實(shí)踐:運(yùn)籌學(xué)中的許多內(nèi)容是現(xiàn)代化管理方法的理論基礎(chǔ),而它們往往以計(jì)算機(jī)軟件方式體現(xiàn)。因此,在講授運(yùn)籌學(xué)的這些內(nèi)容時(shí),很自然地希望將其與計(jì)算機(jī)編程方法聯(lián)系起來(lái),即要有清晰的算法步驟和邏輯關(guān)系,要有便于編程的計(jì)算方法。目前的運(yùn)籌學(xué)教科書(shū)卻往往忽視了這一點(diǎn)。
(4)缺乏層次教學(xué):現(xiàn)在運(yùn)籌學(xué)課程僅面向研究生和數(shù)學(xué)系本科生,其他理工類(lèi)本科生還沒(méi)開(kāi)設(shè)最優(yōu)化方法課程。因此,開(kāi)展最優(yōu)化方法課程系列改革,對(duì)提高教育教學(xué)質(zhì)量是非常必要的。
4課程的教學(xué)改革
針對(duì)以上討論的運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)及目前課程教學(xué)的缺陷,結(jié)合作者近十年的教學(xué)實(shí)踐,從幾個(gè)方面對(duì)改革的具體措施進(jìn)行探討。
4.1教學(xué)理念的改革
教學(xué)理念改革的關(guān)鍵是教育思想的轉(zhuǎn)變,任何新技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用必然要求教學(xué)方法的變革,新的教學(xué)方法必須符合新技術(shù)條件下的認(rèn)知規(guī)律,運(yùn)籌類(lèi)課程的新教學(xué)理念的研究與探討是研究?jī)?nèi)容之一。
4.2現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)應(yīng)用的改革
運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容,其基本理論和方法既有規(guī)范和統(tǒng)一的形式,又有很強(qiáng)的程式化、結(jié)構(gòu)化特點(diǎn),比較適合于制作統(tǒng)一的教學(xué)軟件系統(tǒng),以作為對(duì)現(xiàn)有書(shū)本教材的重要補(bǔ)充,達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。因此制作電子課件,建設(shè)課程網(wǎng)站,豐富教學(xué)資源,建設(shè)以滿(mǎn)足學(xué)生自主學(xué)習(xí)、輔助教師教學(xué)為目標(biāo)的運(yùn)籌課程的網(wǎng)上教學(xué)資源。
4.3教學(xué)實(shí)踐的改革
運(yùn)籌學(xué)中的許多內(nèi)容往往以計(jì)算機(jī)軟件方式體現(xiàn)。因此,在講授運(yùn)籌學(xué)的這些內(nèi)容時(shí),很自然地希望將它們與計(jì)算機(jī)編程方法聯(lián)系起來(lái),在數(shù)學(xué)系運(yùn)籌學(xué)課程在優(yōu)化方法之后便于編寫(xiě)的相應(yīng)的計(jì)算方法,讓學(xué)生利用所學(xué)的運(yùn)籌知識(shí)和方法通過(guò)編程計(jì)算去解決實(shí)際問(wèn)題。
4.4教學(xué)內(nèi)容的改革
結(jié)合我校的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),選取有特色的優(yōu)化問(wèn)題應(yīng)用案例,將理論和實(shí)際緊密結(jié)合,將教師科研中最新的優(yōu)化實(shí)例融入教學(xué),優(yōu)化案例要具有代表性,以突出培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際應(yīng)用能力。
5.結(jié)論
本文探討了運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革的一些措施。在今后的教學(xué)過(guò)程中,我們必須不斷摸索,不斷探求,不斷嘗試新的教學(xué)方法,新的教學(xué)手段,不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,從而完善教學(xué)模式,提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)合格教育人才。
參考文獻(xiàn):
[1]施光燕,錢(qián)偉懿,龐麗萍.優(yōu)化方法[M].一五規(guī)劃教材,高等教育出版社,2007.
[論文摘要]本文對(duì)運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行分析,并就運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式等方面進(jìn)行探討,提出相應(yīng)的改革思路和措施。
運(yùn)籌學(xué)作為一個(gè)學(xué)科出現(xiàn)以來(lái),特別是20世紀(jì)50年代以來(lái),運(yùn)籌學(xué)的研究與實(shí)踐在我國(guó)得到深入發(fā)展,在工程、管理、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域都發(fā)揮了重大的作用,并作為一門(mén)課程逐漸成為管理科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、信息技術(shù)、工程管理、物流管理、經(jīng)濟(jì)、金融等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程之一。然而,由于運(yùn)籌學(xué)知識(shí)的綜合性及內(nèi)容上的數(shù)學(xué)復(fù)雜性,使得這一課程的教學(xué)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的自身特色。結(jié)合幾年來(lái)十幾次運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的體會(huì),對(duì)運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)方法進(jìn)行一個(gè)粗淺的分析,以供探討。
一、注重其發(fā)展背景及現(xiàn)實(shí)意義的講授
二、注重其“學(xué)科交叉、多分支”的特點(diǎn)
應(yīng)該說(shuō)“學(xué)科交叉、多分支”是運(yùn)籌學(xué)作為一門(mén)課程的重要特色,也是教學(xué)過(guò)程中需要認(rèn)真處理、仔細(xì)推敲的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。多學(xué)科交叉使得運(yùn)籌學(xué)表現(xiàn)出知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維方式上的復(fù)雜性——既具有數(shù)學(xué)學(xué)科的理論特性又具有應(yīng)用學(xué)科的自身特性、既具有理工學(xué)科的定量特性、又具有人文學(xué)科的分析特性、既追求“完美”又注重“實(shí)用”。作為授課教師而言要始終把握運(yùn)籌學(xué)的這一特點(diǎn),做到對(duì)發(fā)展現(xiàn)狀的較好跟蹤,注重對(duì)學(xué)生啟發(fā)性引導(dǎo);做到對(duì)授課對(duì)象的仔細(xì)區(qū)分,既包括對(duì)學(xué)生學(xué)歷的區(qū)分又包括對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)的區(qū)分,對(duì)學(xué)生學(xué)歷的區(qū)分主要體現(xiàn)在知識(shí)內(nèi)容、授課學(xué)時(shí)、授課方式、課程要求等環(huán)節(jié),而對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)的區(qū)分則主要體現(xiàn)在理學(xué)、工學(xué)和經(jīng)管專(zhuān)業(yè)在知識(shí)深度與廣度上的差異以及在理論和應(yīng)用上的差異。而多分支特性則要求授課教師在授課過(guò)程中對(duì)各個(gè)分支有針對(duì)性的選擇并能夠做到對(duì)該分支理論及應(yīng)用的充分把握。
三、注重“案例教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的綜合運(yùn)用
案例教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)在運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用主要在于對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)?!鞍咐虒W(xué)”一方面可以在課程講授過(guò)程中起到引導(dǎo)的作用,既可做到由淺入深、又可在較大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為接下來(lái)的深入做好鋪墊;另一方面,又可在知識(shí)的運(yùn)用上起到較好的教學(xué)效果,既激發(fā)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用的興趣又加深對(duì)知識(shí)理論的理解。“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”既是對(duì)理論教學(xué)和案例教學(xué)的細(xì)化又是對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的有效引導(dǎo)手段,特別是對(duì)學(xué)生腳踏實(shí)地的學(xué)習(xí)態(tài)度是一個(gè)較好的錘煉,同時(shí)也對(duì)學(xué)生長(zhǎng)期以來(lái)單純的“分?jǐn)?shù)為上”的學(xué)習(xí)方式是一個(gè)有效的沖擊。正是基于上述考慮,筆者認(rèn)為在運(yùn)籌學(xué)的講授過(guò)程中要充分重視“案例教學(xué)”和“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的運(yùn)用,充分考慮二者在運(yùn)籌學(xué)教學(xué)過(guò)程中比重和搭配問(wèn)題。
四、注重教學(xué)方式的運(yùn)用
隨著教育技術(shù)的飛速發(fā)展,多媒體教學(xué)在課堂教學(xué)中運(yùn)用越來(lái)越普遍,它在一定程度上提高了教學(xué)的質(zhì)量和教學(xué)率,同時(shí)又帶來(lái)相應(yīng)的弊端。尤其是多年的高校擴(kuò)招和運(yùn)籌學(xué)課程的普遍適用性使得多數(shù)運(yùn)籌學(xué)課程為大課教學(xué),這就促使教師為了避免后排學(xué)生看不清而幾乎抹去了板書(shū)的運(yùn)用。所以,在大班化的背景下,板書(shū)與多媒體的矛盾始終是運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中一個(gè)難以解決的問(wèn)題。
五、注重對(duì)考核方式的研究
考核作為學(xué)習(xí)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其設(shè)計(jì)的好壞對(duì)整個(gè)教學(xué)質(zhì)量有著重要影響。在傳統(tǒng)的考試方式中,往往過(guò)多得強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,而在一定程度上忽視了應(yīng)用能力的培養(yǎng)。所以,不僅要在教學(xué)過(guò)程中注重“案例教學(xué)”和“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的運(yùn)用,又要注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力方面的考核,不僅包括學(xué)生對(duì)分析能力、動(dòng)手能力的考核,還要包括對(duì)學(xué)生探索精神和探索能力的考核?;诖耍P者認(rèn)為在運(yùn)籌學(xué)考核過(guò)程中“專(zhuān)題考核”和“研究論文”都可作為傳統(tǒng)考核方式的重要補(bǔ)充。
【關(guān)鍵詞】運(yùn)籌學(xué);交通運(yùn)輸管理;實(shí)際
隨著科技和社會(huì)的不斷發(fā)展,運(yùn)籌學(xué)作為一門(mén)以解決實(shí)際問(wèn)題為主的學(xué)科,已經(jīng)滲入到了很多領(lǐng)域上,尤其是在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和社會(huì)生活中被人們廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)中,雖然它屬于軟科學(xué)的中的一種,只是通過(guò)理論知識(shí)進(jìn)行研究,但是由于它存在比較強(qiáng)的邏輯思維,在人們學(xué)習(xí)形成了很大的阻礙。運(yùn)籌學(xué)是系統(tǒng)工程學(xué)和現(xiàn)代管理學(xué)中的一種基礎(chǔ)理論和不可缺少的方法和手段,目前運(yùn)籌學(xué)已被應(yīng)用到各個(gè)管理行業(yè)中,對(duì)我國(guó)現(xiàn)代化的社會(huì)建設(shè)有著十分重要的作用。
1.運(yùn)籌學(xué)概論
運(yùn)籌學(xué)又被稱(chēng)之為作業(yè)研究,是指以應(yīng)用數(shù)學(xué)和形式科學(xué)的跨領(lǐng)域研究,利用像是統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)模型和算法等方法,去尋找復(fù)雜問(wèn)題中的最佳或近似最佳的解答。它經(jīng)常用于解答生活中的各種復(fù)雜的問(wèn)題,幫助人們?cè)谏钪姓业揭粋€(gè)屬于自己的答案。對(duì)于運(yùn)籌學(xué)知識(shí)的研究我們主要采用的實(shí)分析、矩陣論等方法進(jìn)行研究,以便挖掘更多的知識(shí)。
我們?cè)谶\(yùn)用運(yùn)籌學(xué)在處理各種不同的問(wèn)題時(shí),一般都是采用確定目標(biāo)、制定方案、建立模型、制定解法這四個(gè)方面入手,運(yùn)用科學(xué)的理論來(lái)分析問(wèn)題的實(shí)質(zhì),這樣的處理方案,把復(fù)雜的問(wèn)題瞬間簡(jiǎn)單化,從而方便人們的解決。所以正是由于,在解決問(wèn)題是有著系統(tǒng)、全面的分析方法,我們才在各個(gè)方面,廣泛的運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)。而且在學(xué)習(xí)中,也有著許多專(zhuān)業(yè)和運(yùn)籌學(xué)密不可分,例如應(yīng)用數(shù)學(xué)、工業(yè)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)等都和運(yùn)籌學(xué)有著密切的聯(lián)系。
在我國(guó)古代,運(yùn)籌學(xué)就開(kāi)始運(yùn)用在人們的社會(huì)中,但是當(dāng)時(shí)卻少一種比較系統(tǒng)全面的分析,人們只能把運(yùn)籌學(xué)通過(guò)一種思想傳遞的方式,在社會(huì)中進(jìn)行運(yùn)用和傳播。當(dāng)時(shí)人們對(duì)于運(yùn)籌學(xué)的理解還比較片面,而且涉及范圍也比較狹窄,主要就是運(yùn)用在戰(zhàn)爭(zhēng)中而對(duì)于運(yùn)籌學(xué)的真正發(fā)展,那還是在20世紀(jì)40年代,那時(shí)候運(yùn)籌學(xué)的思想主要是英國(guó)和美國(guó)提出并用于社會(huì)的發(fā)展當(dāng)中,而真正引入我國(guó)的時(shí)候,是20世紀(jì)50年代末。對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)這些先進(jìn)的思想是我國(guó)社會(huì)主義發(fā)展所需要的,因此在通過(guò)科學(xué)家們的努力下,現(xiàn)在已經(jīng)建立了一個(gè)系統(tǒng)全面的運(yùn)籌體系,對(duì)社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的建設(shè)有著重要的意義。
2.運(yùn)籌學(xué)的特點(diǎn)
對(duì)運(yùn)籌學(xué)特點(diǎn)的分析,是運(yùn)籌學(xué)發(fā)展、前進(jìn)和開(kāi)展新思想的唯一方法。目前我們歸納的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
2.1主要使用數(shù)學(xué)方法
運(yùn)籌學(xué)在教學(xué)和與數(shù)學(xué)有著密切的聯(lián)系,在人們對(duì)運(yùn)籌學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)我們不僅要求人們要有比較強(qiáng)的邏輯思維,還要有著一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。在對(duì)運(yùn)籌學(xué)進(jìn)行定義的時(shí)候,我們就把數(shù)學(xué)方案作為協(xié)助運(yùn)籌學(xué)發(fā)展的一件工具。而且這門(mén)應(yīng)用科學(xué)在實(shí)際操作中也需要,許多數(shù)學(xué)提供的信息和技巧,才能使其發(fā)揮出最大的效率。
2.2以?xún)?yōu)化思想為核心
運(yùn)籌學(xué)主要就是以最簡(jiǎn)單的方法對(duì)實(shí)際科學(xué),做出最優(yōu)化的判斷,以最優(yōu)化的方法,來(lái)解決人們生活中的問(wèn)題,這樣往往會(huì)使得人們?cè)谏鐣?huì)中得到最大的收益。由于運(yùn)籌學(xué)以這樣的思想為核心,因此這就讓運(yùn)籌學(xué)形成了一門(mén)獨(dú)特而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)。
2.3多學(xué)科交叉
運(yùn)籌學(xué)思想廣泛解決不同學(xué)科領(lǐng)域的問(wèn)題。解決實(shí)際中提出的決策問(wèn)題,為決策者選擇理想方案提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)它綜合運(yùn)用心理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程技術(shù)等學(xué)科的理論及方法。既提供量化因素,也進(jìn)行定性分析,最終能向決策者提供建設(shè)性意見(jiàn),并收到實(shí)效。
2.4 應(yīng)用性
我國(guó)在1956年曾用過(guò)“運(yùn)用學(xué)”的名詞,到1957年正式定名為運(yùn)籌學(xué)。不管是最初僅應(yīng)用在軍事上,還是到最后應(yīng)用到社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域,運(yùn)籌學(xué)都是扮演著“工具”的角色。運(yùn)籌學(xué)既對(duì)各種經(jīng)營(yíng)進(jìn)行創(chuàng)造性的科學(xué)研究,又涉及到組織的實(shí)際管理問(wèn)題,它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。運(yùn)籌學(xué)從來(lái)自于企業(yè)和生活的實(shí)際案例出發(fā),了解事實(shí),理清問(wèn)題結(jié)構(gòu),對(duì)問(wèn)題進(jìn)行量化,建立數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)軟件求解,最終服務(wù)于實(shí)際生活。
2.5多分支性
運(yùn)籌學(xué)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)成為具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),完善的結(jié)構(gòu)體系,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法的學(xué)科。并已有眾多分支學(xué)科,包括數(shù)學(xué)規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡(luò)、排隊(duì)論、存貯淪、決策論、對(duì)策論、設(shè)備維修更新理論、搜索論、可靠性理論等。而且每一個(gè)分支在實(shí)際生活中已經(jīng)滲透多個(gè)領(lǐng)域,得到廣泛使用。
3.運(yùn)籌學(xué)在交通運(yùn)輸中的理論體現(xiàn)及應(yīng)用
3.1教學(xué)規(guī)劃論
數(shù)學(xué)規(guī)劃論可以處理成千上萬(wàn)個(gè)約束條件和變量的大規(guī)模線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容與生產(chǎn)活動(dòng)中有限資源的分配有關(guān),在組織生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)中,具有極為重要的地位和作用。包括線(xiàn)性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、應(yīng)用規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃等。從解決技術(shù)問(wèn)題的最優(yōu)化,到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及決策分析部門(mén)都可以發(fā)揮作用。具有適應(yīng)性強(qiáng),應(yīng)用面廣,計(jì)算技術(shù)比較簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。具體地講,線(xiàn)性規(guī)劃可解決交通運(yùn)輸系統(tǒng)中物資調(diào)運(yùn)、配送和人員分派等問(wèn)題。我國(guó)曾經(jīng)利用線(xiàn)性規(guī)劃理論進(jìn)行水泥、糧食和鋼材的合理調(diào)運(yùn),取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益;動(dòng)態(tài)規(guī)劃可用來(lái)解決諸如最優(yōu)運(yùn)輸路徑、資源分配、運(yùn)輸?shù)蚨取?kù)存控制、設(shè)備更新等同題;應(yīng)用規(guī)劃論典型的例子就是“運(yùn)輸問(wèn)題”,即將數(shù)量和單位運(yùn)價(jià)都是給定的某種物資從供應(yīng)站運(yùn)送到消費(fèi)站,在滿(mǎn)足供銷(xiāo)平衡的同時(shí)。定出流量與流向,達(dá)到總運(yùn)輸成本最小。應(yīng)用規(guī)劃論還可以解決運(yùn)輸系統(tǒng)中合理選址、車(chē)輛調(diào)度、貨物配裝、物流資源(人員或設(shè)備)指派、投資分配等問(wèn)題。
3.2圖論
圖論是一個(gè)古老的但又十分活躍的分支,在物流中的應(yīng)用非常顯著。其中最明顯的應(yīng)用體現(xiàn)在運(yùn)輸問(wèn)題,比如城市間的物資調(diào)運(yùn)、車(chē)輛調(diào)度時(shí)運(yùn)輸路線(xiàn)的選擇等。運(yùn)用了圖論中的最小生成樹(shù)、最短路、最大流、最小費(fèi)用等知識(shí),可求得運(yùn)輸所需時(shí)間最少、路線(xiàn)最短、費(fèi)用最省的路線(xiàn)等一系列實(shí)際問(wèn)題。另外,運(yùn)用圖論的知識(shí)繪制鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)線(xiàn)路圖、公路網(wǎng)的設(shè)計(jì)和分析、市內(nèi)公共汽車(chē)路線(xiàn)的選擇和行車(chē)時(shí)刻表的安排、出租汽車(chē)的詞度和停車(chē)場(chǎng)的設(shè)立等,可輔助決策者進(jìn)行最優(yōu)的安排。
3.3排隊(duì)論
排隊(duì)論主要研究各種系統(tǒng)的排隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、等待時(shí)間和服務(wù)等參數(shù),解決系統(tǒng)服務(wù)設(shè)施和服務(wù)水平之問(wèn)的平衡問(wèn)題。以較低的投入求得更好的服務(wù)?,F(xiàn)實(shí)生活中排隊(duì)現(xiàn)象普遍存在,如運(yùn)輸站車(chē)輛進(jìn)出站的排隊(duì),商店顧客排隊(duì)付款、客服中心顧客電話(huà)排隊(duì)等待服務(wù)等。交通領(lǐng)域中也有多見(jiàn)。在高速公路收費(fèi)站服務(wù)臺(tái)的設(shè)計(jì)與管理中運(yùn)用排隊(duì)論進(jìn)行定量分析,運(yùn)用排隊(duì)論知識(shí)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì),并建立速公路收費(fèi)站服務(wù)臺(tái)與工作人員的配備模型,對(duì)避免盲目確定收費(fèi)亭建設(shè)規(guī)模大小,提高收費(fèi)站服務(wù)臺(tái)的服務(wù)和管理水平,降低運(yùn)營(yíng)成本等方面發(fā)揮重要作用。
3.4對(duì)策論
對(duì)策論是一種定量分析方法,可以幫助我們尋找最佳的競(jìng)爭(zhēng)策略。以便戰(zhàn)勝對(duì)手或者減少損失。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,交通行業(yè)也充滿(mǎn)了競(jìng)爭(zhēng)。例如在一個(gè)城市內(nèi)有兩個(gè)配送中心經(jīng)營(yíng)相同的業(yè)務(wù),為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額,雙方都有多個(gè)策略可供選擇,可以運(yùn)用對(duì)策論進(jìn)行分析,尋求最佳策略。又如,某一地區(qū),汽車(chē)運(yùn)輸公司要與鐵路系統(tǒng)爭(zhēng)奪客源,有多種策略可供選擇,也可用對(duì)策論研究競(jìng)爭(zhēng)方案,最終獲得利益的最大化。對(duì)策論可以在競(jìng)爭(zhēng)性定價(jià)、新服務(wù)的推出、銷(xiāo)售計(jì)劃的制定、加強(qiáng)廣告與宣傳、新設(shè)備的引入等方面發(fā)揮作用。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);運(yùn)籌學(xué);課程體系;教學(xué)改革
作者簡(jiǎn)介:游文霞(1978-),女,湖北嘉魚(yú)人,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院,副教授。(湖北宜昌443002)
基金項(xiàng)目:本文系“面向電力系統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)與最優(yōu)化理論課程體系改革與實(shí)踐”(項(xiàng)目編號(hào):YKC201009)的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)17-0043-02
運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際中提出的專(zhuān)門(mén)問(wèn)題,為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)的科學(xué)。[1]由于運(yùn)籌學(xué)側(cè)重解決實(shí)際問(wèn)題,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院自2000年獲得電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工學(xué)碩士點(diǎn)以來(lái)就開(kāi)設(shè)了該課程,并將其設(shè)置為基礎(chǔ)學(xué)位課。設(shè)置該課程的初衷是要求電自專(zhuān)業(yè)碩士研究生能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化的思維方法解決電力系統(tǒng)的實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握基本的定量思維技巧,并具有運(yùn)用科學(xué)的定量分析方法解決電力系統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題的能力及思維習(xí)慣,為后期進(jìn)行科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。因此,本課程在電自專(zhuān)業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)體系中占有重要地位。
傳統(tǒng)的“運(yùn)籌學(xué)”教學(xué)過(guò)于注重定義的解釋、定理的推導(dǎo)以及手工演算的訓(xùn)練,缺乏對(duì)運(yùn)籌學(xué)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題方法的講授,學(xué)生普遍覺(jué)得“運(yùn)籌學(xué)”難學(xué),培養(yǎng)出的學(xué)生存在“學(xué)而不知其用”的通病。為了克服這些問(wèn)題,切實(shí)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、加強(qiáng)“運(yùn)籌學(xué)”的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)地位并充分發(fā)揮“運(yùn)籌學(xué)”在科學(xué)研究中的作用,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院運(yùn)籌學(xué)課程組教師針對(duì)電自專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)面向電力系統(tǒng)的特點(diǎn),開(kāi)展了“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué)改革,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式以及考核與評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了大膽探索,勇于創(chuàng)新,敢于實(shí)踐,產(chǎn)生了很好的效果。本文就該課程教學(xué)改革與實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。
一、教學(xué)內(nèi)容改革
運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)應(yīng)用科學(xué),它來(lái)源于實(shí)踐,在實(shí)踐中得以發(fā)展并服務(wù)于實(shí)踐。電自專(zhuān)業(yè)碩士研究生“運(yùn)籌學(xué)”課程擔(dān)負(fù)著對(duì)學(xué)生定量分析和優(yōu)化決策電力系統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)的任務(wù)。因此,要想取得良好的教學(xué)效果,“運(yùn)籌學(xué)”的教學(xué)必須從實(shí)際電力問(wèn)題出發(fā),抽象出優(yōu)化模型并加以求解,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解釋說(shuō)明。這樣既有助于學(xué)生消化理論知識(shí),又能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在改革過(guò)程中突破原有“運(yùn)籌學(xué)”課堂教學(xué)側(cè)重于基本原理和算法的理論講授模式,根據(jù)運(yùn)籌學(xué)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)際,重新設(shè)計(jì)了該課程的教學(xué)環(huán)節(jié):除了理論教學(xué)外,增設(shè)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),輔以大量具有電力背景的案例加以分析,并合理分配各部分的教學(xué)學(xué)時(shí)。其中,理論教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ),案例分析是理論知識(shí)的應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)教學(xué)則為案例分析提供了必要的前提,三個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)組合,形成一個(gè)完整的教學(xué)體系。它們之間的關(guān)系如圖1所示。
1.理論與案例分析教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
“運(yùn)籌學(xué)”課程具有理論性強(qiáng)的特點(diǎn),所以要求學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)分析能力。根據(jù)“運(yùn)籌學(xué)”課程中各理論方法的特點(diǎn)將理論教學(xué)內(nèi)容分為三大部分:數(shù)學(xué)規(guī)劃、組合優(yōu)化與隨機(jī)優(yōu)化。在教學(xué)過(guò)程中,強(qiáng)調(diào)基本原理的講解、優(yōu)化方法的運(yùn)用以及求解算法的推導(dǎo)。
為了引導(dǎo)學(xué)生正確理解運(yùn)籌學(xué)的基本理論方法,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,真正做到學(xué)知所用,在理論教學(xué)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上增加了案例教學(xué),輔以相關(guān)電力系統(tǒng)案例分析對(duì)理論知識(shí)加以強(qiáng)化。電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的諸多優(yōu)化與決策問(wèn)題都可以運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)來(lái)尋求解決方法,例如配電網(wǎng)重構(gòu)、電力系統(tǒng)檢修計(jì)劃、電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與控制、水力發(fā)電中的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度、電力系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)、電力需求側(cè)管理、電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)、電力企業(yè)管理等。[2]理論與案例分析教學(xué)內(nèi)容具體安排如表1所示。其中,線(xiàn)性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線(xiàn)性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與排隊(duì)論是教學(xué)重點(diǎn)。
表1理論與案例分析教學(xué)內(nèi)容表
教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)章節(jié) 案例教學(xué)
數(shù)學(xué)規(guī)劃 線(xiàn)性規(guī)劃 輸電線(xiàn)路規(guī)劃問(wèn)題;發(fā)電機(jī)組燃料管理問(wèn)題
整數(shù)規(guī)劃 配電網(wǎng)時(shí)間檢修計(jì)劃問(wèn)題;發(fā)電機(jī)組最優(yōu)啟停問(wèn)題
目標(biāo)規(guī)劃 電力項(xiàng)目?jī)?yōu)先開(kāi)發(fā)次序問(wèn)題;電力企業(yè)投資規(guī)劃問(wèn)題
非線(xiàn)性規(guī)劃 火電系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度;水火電系統(tǒng)有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度
動(dòng)態(tài)規(guī)劃 水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度;發(fā)電功率最優(yōu)增長(zhǎng)問(wèn)題
組合優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 配電網(wǎng)檢修最優(yōu)負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑問(wèn)題;配電網(wǎng)重構(gòu)
統(tǒng)籌圖 電力設(shè)備檢修規(guī)劃問(wèn)題;電力施工進(jìn)度規(guī)劃管理
隨機(jī)優(yōu)化 排隊(duì)論 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)問(wèn)題;電力系統(tǒng)主干網(wǎng)帶寬容量決策問(wèn)題
決策分析 電力企業(yè)績(jī)效評(píng)估;電力設(shè)備采購(gòu)決策問(wèn)題
對(duì)策論 電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)問(wèn)題;電力企業(yè)管理問(wèn)題
2.實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容安排
實(shí)踐環(huán)節(jié)的增設(shè)是為了讓學(xué)生能夠借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì)運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)題描述、數(shù)據(jù)處理、模型建立與求解,使學(xué)生掌握使用相應(yīng)軟件輔助解決運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題的基本方法,鞏固理論課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,為進(jìn)一步學(xué)以致用打下基礎(chǔ)。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的安排注重突出理論教學(xué)重點(diǎn)。時(shí)間安排上,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)穿插交互進(jìn)行,相輔相成。
考慮到授課對(duì)象是具有較強(qiáng)自學(xué)能力和較好實(shí)驗(yàn)配備的碩士研究生,對(duì)于通用的運(yùn)籌學(xué)模型求解工具,如QSB、WinQSB、Excel和Lindo/Lingo等教學(xué)中會(huì)提及,[3]但要求學(xué)生自學(xué)掌握。實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分重點(diǎn)講解Matlab優(yōu)化編程,[4]講授分為基礎(chǔ)篇與提高篇:基礎(chǔ)篇主要幫助學(xué)生鞏固有關(guān)原理和概念,鍛煉學(xué)生利用計(jì)算機(jī)工具分析求解一般問(wèn)題的能力;提高篇中會(huì)適當(dāng)擴(kuò)充優(yōu)化算法及其實(shí)現(xiàn)方面的內(nèi)容,如遺傳算法、粒子群算法、魚(yú)群算法、免疫算法等,以開(kāi)闊學(xué)生的視野,重難點(diǎn)是遺傳算法與粒子群算法的Matlab編程實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與目的要求如表2所示。
表2實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容及目的要求
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 目的要求
基礎(chǔ)篇 線(xiàn)性規(guī)劃 熟練掌握Matlab優(yōu)化工具箱,掌握Matlab中求解線(xiàn)性規(guī)劃的基本算法:?jiǎn)渭冃畏ㄅc內(nèi)點(diǎn)法,能編寫(xiě)Matlab程序求解線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題,并進(jìn)行靈敏度分析,正確完成求解過(guò)程及分析過(guò)程
整數(shù)規(guī)劃 編程實(shí)現(xiàn)求解整數(shù)規(guī)劃的割平面法與分枝定界法的Matlab程序,能熟練進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的求解和分析。有能力的同學(xué)進(jìn)一步掌握分解算法的Matlab實(shí)現(xiàn)技術(shù),對(duì)混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行分析
無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題 掌握幾種常見(jiàn)的求無(wú)約束問(wèn)題的算法,如黃金分割法、拋物線(xiàn)法、牛頓法、導(dǎo)數(shù)計(jì)算法等,能熟練運(yùn)用Matlab求解無(wú)約束問(wèn)題,了解不同求解算法及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程的特點(diǎn)
約束優(yōu)化問(wèn)題 能熟練編寫(xiě)約束優(yōu)化算法的Matlab程序,如外點(diǎn)罰函數(shù)法、內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法、拉格朗日乘子法,弄清如何尋找罰函數(shù),選擇效用函數(shù)等基本問(wèn)題。有能力者可掌握Rosen梯度投影法與復(fù)合形法
提高篇 遺傳算法 掌握遺傳算法基本思想,能熟練運(yùn)用遺傳算法與直接搜索工具箱編寫(xiě)Matlab程序。能應(yīng)用遺傳算法處理整數(shù)規(guī)劃、約束優(yōu)化、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等優(yōu)化問(wèn)題,進(jìn)行正確的求解與分析
粒子群算法 理解粒子群算法的基本思想與實(shí)現(xiàn)過(guò)程,能用Matlab編寫(xiě)粒子群算法求解線(xiàn)性規(guī)劃、非線(xiàn)性規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、排隊(duì)論等隨機(jī)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型,并能對(duì)仿真算法與結(jié)果進(jìn)行分析
二、教學(xué)方式改革
“運(yùn)籌學(xué)”就學(xué)科特點(diǎn)而言,強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)集成、學(xué)科交叉、講求效益”,注重以客觀(guān)需求為牽引,以實(shí)際問(wèn)題為指導(dǎo),以技術(shù)發(fā)展為推動(dòng)力,明確目的與任務(wù),講求方法與理論,注重交叉與合作、追求優(yōu)化與效益。結(jié)合運(yùn)籌學(xué)的這些特點(diǎn)在以下三個(gè)方面對(duì)課程教學(xué)方式進(jìn)行了改革探索。
1.強(qiáng)調(diào)討論式教學(xué)
課堂教學(xué)過(guò)程中不再一味地在講臺(tái)上解釋定義、推導(dǎo)定理、演示手工計(jì)算步驟,而是在課堂上引入討論式的教學(xué)方式。在引入案例分析教學(xué)之余,還將學(xué)生生活、學(xué)習(xí)中接觸到的點(diǎn)滴通過(guò)形象的例子來(lái)說(shuō)明。解釋運(yùn)籌學(xué)深?yuàn)W的理論與定理,采用拋磚引玉的方式和提問(wèn)的方法拋出探索性的話(huà)題,激發(fā)學(xué)生自主思考問(wèn)題、主動(dòng)表達(dá)觀(guān)點(diǎn)的欲望,讓學(xué)生加入到教學(xué)活動(dòng)中來(lái),使其由教學(xué)過(guò)程中的被動(dòng)接受者變成積極主動(dòng)的參與者,盡量寓趣于學(xué),寓教于樂(lè),讓學(xué)生在思索探討的過(guò)程中輕松領(lǐng)悟到運(yùn)籌學(xué)中所包含的學(xué)術(shù)精髓。
2.有效結(jié)合多媒體演示與傳統(tǒng)板書(shū)
教學(xué)過(guò)程中辯證使用多媒體教學(xué)手段:對(duì)于書(shū)寫(xiě)不方便(如案例資料)、書(shū)寫(xiě)表達(dá)不直觀(guān)(如圖論與網(wǎng)絡(luò))以及對(duì)上次課堂教學(xué)的溫習(xí)等,采用多媒體教學(xué)手段;而對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn),知識(shí)點(diǎn)連貫性與邏輯性較強(qiáng)的章節(jié),則側(cè)重于黑板板書(shū)的形式,讓學(xué)生利用板書(shū)時(shí)間,作短時(shí)間地整理停頓和思考準(zhǔn)備,調(diào)整思維進(jìn)入下一個(gè)知識(shí)點(diǎn),避免了照屏宣科的單調(diào)。這兩種教學(xué)方式有效結(jié)合,既充分利用了多媒體教學(xué)信息量大、快速便捷的優(yōu)勢(shì),又發(fā)揮了黑板板書(shū)過(guò)程清晰明了、便于理解的特點(diǎn),提高了教學(xué)效果。
3.引入分組交互式教學(xué)
在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入分組交互式的開(kāi)放教學(xué)模式,通過(guò)布置電力系統(tǒng)優(yōu)化與決策的課題,讓學(xué)生自主分組,每個(gè)小組自主選擇一個(gè)課題,以項(xiàng)目承擔(dān)的方式在課堂外展開(kāi)研究式學(xué)習(xí)。教學(xué)方式采取分階段實(shí)施,層層推進(jìn)的方式。要求學(xué)生完成前期調(diào)研與資料搜集、進(jìn)行問(wèn)題明確、需求分析、方案設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、成果總結(jié)、報(bào)告遞交、分組答辯等環(huán)節(jié),以期培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的科研能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
三、考核和評(píng)價(jià)方式改革
本課程考核方式采用了閉卷考試與平時(shí)大作業(yè)相結(jié)合的形式,每部分成績(jī)各占最后總成績(jī)的50%。相關(guān)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)是:
在課程結(jié)束后通過(guò)閉卷考試,考查學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的相關(guān)概念與基本原理的理解程度。要求學(xué)生能運(yùn)用相關(guān)理論與方法對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行深入分析與數(shù)學(xué)建模,掌握模型的求解算法與實(shí)現(xiàn)步驟。
平時(shí)大作業(yè)的成績(jī)主要是根據(jù)分組交互式教學(xué)環(huán)節(jié)中展開(kāi)的研究式學(xué)習(xí)后提交的報(bào)告與答辯情況來(lái)評(píng)定。學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)際課題搜索文獻(xiàn),分析數(shù)據(jù),綜合應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)理論建立模型,采用Matlab編寫(xiě)程序,進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真,對(duì)模型進(jìn)行正確求解。求解結(jié)果要真實(shí)可靠,并能結(jié)合研究的實(shí)際問(wèn)題對(duì)求解結(jié)果做出較為深入的分析與解釋說(shuō)明。
四、教學(xué)效果
1.課堂教學(xué)效果
通過(guò)理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和多種教學(xué)方式的綜合運(yùn)用,學(xué)生在課堂上能夠跟隨老師積極主動(dòng)地進(jìn)行思考和回答問(wèn)題,對(duì)學(xué)習(xí)充滿(mǎn)了興趣;通過(guò)引入大量具有專(zhuān)業(yè)背景的案例分析,學(xué)生能夠清楚地了解課程學(xué)習(xí)的實(shí)用性,能夠主動(dòng)提出問(wèn)題,并在老師的引導(dǎo)下主動(dòng)用優(yōu)化思想來(lái)考慮問(wèn)題,建立模型;大多數(shù)同學(xué)能夠獨(dú)立地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,部分同學(xué)還能夠自發(fā)地將課程學(xué)習(xí)與自己的學(xué)術(shù)研究方向結(jié)合起來(lái)。
2.大作業(yè)反饋教學(xué)效果
大作業(yè)能夠充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。這不僅鞏固了課堂和教材上的內(nèi)容,還有效地訓(xùn)練和培養(yǎng)了學(xué)生的識(shí)別、分析和整理數(shù)據(jù)資料的能力,有助于提高學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題深入分析的能力,培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維模式。已有學(xué)生結(jié)合導(dǎo)師的科研項(xiàng)目做大作業(yè),所取成果經(jīng)過(guò)進(jìn)一步整理后已經(jīng)在中文核心以上的雜志上發(fā)表。
五、結(jié)論
運(yùn)籌學(xué)是三峽大學(xué)電自專(zhuān)業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案中的重要內(nèi)容,該課程的教學(xué)改革與實(shí)踐已經(jīng)積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。下一步將根據(jù)學(xué)術(shù)型碩士、全日制學(xué)位型碩士以及工程碩士的不同特點(diǎn),進(jìn)一步有針對(duì)性地開(kāi)展改革,以提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于工科的其他專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)也有借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1]《運(yùn)籌學(xué)》教材編寫(xiě)組.運(yùn)籌學(xué)(第三版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.
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【關(guān)鍵詞】運(yùn)籌學(xué);教學(xué)改革;能力培養(yǎng)
【基金項(xiàng)目】國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.11401604,11401605,11501279,11601472)河南省高校青年骨干教師資助項(xiàng)目(No.2015GGJS-193);中原工學(xué)院校級(jí)教改資助項(xiàng)目.
運(yùn)籌學(xué)始于20世紀(jì)40年代,它是一門(mén)將工程思想與管理思想相結(jié)合,以數(shù)學(xué)為主要工具,運(yùn)用定性與定量相結(jié)合的方法,通過(guò)建立、分析和求解數(shù)學(xué)模型為決策者選擇最優(yōu)決策提供理論依據(jù)的新興應(yīng)用學(xué)科.正是由于運(yùn)籌學(xué)擁有極高的應(yīng)用價(jià)值,運(yùn)籌學(xué)教育也得到了極大的關(guān)注與重視,我國(guó)在1998年將其確定為數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)、管理和計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)的主干課程之一.
運(yùn)籌學(xué)作為一門(mén)綜合叉學(xué)科,又是一門(mén)軟科學(xué),具有很強(qiáng)的理論性和系統(tǒng)性,是連接數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的橋梁,又是培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的載體.因此,在教學(xué)中,既要讓學(xué)生掌握運(yùn)籌學(xué)的基本概念、理論與方法,又要幫助學(xué)生建立運(yùn)籌學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力.然而,目前大多采用的仍是傳統(tǒng)的教學(xué)模式,很難達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的.為提高教學(xué)質(zhì)量,運(yùn)籌學(xué)課程改革勢(shì)在必行.
一、運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題
(一)忽視了教學(xué)目的與人才培養(yǎng)目標(biāo)
運(yùn)籌學(xué)融合了數(shù)學(xué)與管理科學(xué),面向的學(xué)生涵蓋了多個(gè)專(zhuān)業(yè),因此,課堂教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)層次、所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和性質(zhì)做相應(yīng)的調(diào)整,使其符合專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo).在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在重理論、輕實(shí)際應(yīng)用的傾向.在課堂上,大部分教師仍采用的是單一講授式的教W方式,但由于課時(shí)的限制,按章節(jié)一一講授則會(huì)過(guò)于注重定理的推導(dǎo)、公式的反演以及單模塊化問(wèn)題的解決.大量的數(shù)理講解無(wú)法體現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)源于實(shí)踐、歸于實(shí)踐的特點(diǎn),學(xué)生則普遍認(rèn)為這是一門(mén)純粹的數(shù)學(xué)理論課,不知怎樣應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)的理論與方法去解決實(shí)際問(wèn)題,只僅僅生硬套用公式去應(yīng)對(duì)考試與作業(yè),這嚴(yán)重違背了運(yùn)籌學(xué)課程開(kāi)設(shè)是為了提升學(xué)生分析解決問(wèn)題能力的初衷,也與高校培養(yǎng)多方位發(fā)展人才的目標(biāo)背道而馳.
(二)教學(xué)內(nèi)容難度大,實(shí)踐環(huán)節(jié)不足
運(yùn)籌學(xué)涉及多個(gè)學(xué)科的分支和許多小的知識(shí)點(diǎn),這些小知識(shí)點(diǎn)又環(huán)環(huán)相扣,而學(xué)生對(duì)于這些知識(shí)有些已經(jīng)遺忘,無(wú)論哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)不會(huì)應(yīng)用都會(huì)導(dǎo)致后面的問(wèn)題無(wú)法解決,這樣就加大了教學(xué)的難度,也易讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒,導(dǎo)致惡性循環(huán).
課堂上理論學(xué)習(xí)占用大量時(shí)間,學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)少,師生缺乏互動(dòng),學(xué)生缺乏對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生背景的社會(huì)實(shí)踐認(rèn)識(shí),也缺乏對(duì)實(shí)際問(wèn)題給出一整套方案的能力,這均與實(shí)踐環(huán)節(jié)不足有很大關(guān)系.此外,在教學(xué)中對(duì)軟件的介紹也相對(duì)較少,即使涉及也是lingo、excel等相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)化軟件,而在科學(xué)研究中,最主流的CPLEX、OPL等很少在教學(xué)中使用,從而使運(yùn)籌學(xué)研究與信息技術(shù)發(fā)展存在脫節(jié)現(xiàn)象,大大降低了課程的實(shí)際應(yīng)用性和可操作性,成為運(yùn)籌學(xué)普及與發(fā)展的障礙.
(三)教學(xué)手段不豐富
目前,運(yùn)籌學(xué)課程多采用的是多媒體與板書(shū)相結(jié)合的方式,板書(shū)傳遞的信息量少,但若將板書(shū)內(nèi)容簡(jiǎn)單地做成課件,顯然傳遞的信息量大,但是對(duì)于一些經(jīng)典算法的演算,會(huì)使學(xué)生覺(jué)得教師的節(jié)奏太快,難以及時(shí)消化所學(xué)知識(shí),教學(xué)手段不靈活難以激發(fā)學(xué)生的興趣,因此,如何將多媒體、板書(shū)結(jié)合起來(lái)或者引入其他的教學(xué)手段和方法成為亟待解決的問(wèn)題.
(四)考核方式單一
目前運(yùn)籌學(xué)的考核方式較單一,大多是由平時(shí)成績(jī)(考勤和課后作業(yè))和期末成績(jī)兩部分構(gòu)成.期末主要考查對(duì)概念定理的理解以及算法的簡(jiǎn)單應(yīng)用.這種考核方式忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的考查,會(huì)使學(xué)生眼高手低.
二、運(yùn)籌學(xué)改革的思路與措施
要想從根本上改變現(xiàn)行運(yùn)籌學(xué)課程存在的問(wèn)題,提高教學(xué)效果,可以從以下幾個(gè)方面著手解決:
(一)根據(jù)教學(xué)目的優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
由于不同專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)不盡相同,那么對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)的需求也是不同的.一方面,教師要根據(jù)所教專(zhuān)業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度來(lái)合理安排教學(xué)內(nèi)容.比如,對(duì)于經(jīng)管類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,因有些學(xué)生高中是文科生,其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較理科生稍薄弱,可弱化理論性較強(qiáng)內(nèi)容的講解.另一方面,教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重也要考慮到專(zhuān)業(yè)特色.比如,對(duì)于人力資源管理專(zhuān)業(yè),根據(jù)其就業(yè)特點(diǎn),可重點(diǎn)講解人員指派問(wèn)題、排班問(wèn)題等;對(duì)于信管專(zhuān)業(yè),可強(qiáng)化其對(duì)相關(guān)軟件如excel等的應(yīng)用.這樣不僅提高了教學(xué)效果,而且也最大限度地服從了不同專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo).
(二)豐富教學(xué)方式與方法
1.引入案例研討和啟發(fā)式教學(xué)方法
案例研討可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,將被動(dòng)學(xué)習(xí)改為主動(dòng)學(xué)習(xí).教師在進(jìn)行案例材料組織時(shí),應(yīng)該充分考慮其應(yīng)用背景, 不能將案例過(guò)于簡(jiǎn)化,但也不能設(shè)置得太復(fù)雜,否則會(huì)讓學(xué)生感到無(wú)所適從.要選取一些規(guī)模適中,目標(biāo)相對(duì)明確,約束條件較少,富有啟發(fā)性和趣味性的案例,對(duì)于較復(fù)雜的可以讓學(xué)生課下研究討論.啟發(fā)式的教學(xué)方法是一種以學(xué)生為主體,教師作為引導(dǎo)的教學(xué)模式.教師可通過(guò)學(xué)生提前自學(xué),設(shè)置分小組討論以及課堂練習(xí)、課后實(shí)踐環(huán)節(jié),鼓勵(lì)學(xué)生參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái).但在設(shè)置問(wèn)題時(shí),問(wèn)題數(shù)量和難度都要適中,要讓不同程度的學(xué)生都有自己的見(jiàn)解,而不是讓一些學(xué)生在討論時(shí)只扮演聽(tīng)客的角色.
在實(shí)際中,我們可將案例討論、理論講授、小組討論和啟發(fā)式教學(xué)方法結(jié)合起來(lái),充分挖掘?qū)W生潛能,激發(fā)學(xué)生探索性、發(fā)現(xiàn)性和創(chuàng)造性.
2.將板書(shū)、多媒體和計(jì)算機(jī)軟件有機(jī)結(jié)合,恰當(dāng)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)
因運(yùn)籌學(xué)課程具有“模型多、案例多、表格多、圖形多、算法多、步驟多、理論推導(dǎo)少”的特點(diǎn),所以對(duì)運(yùn)籌學(xué)中的經(jīng)典算法,如單純形法、表上作業(yè)法等,最好先用板書(shū),對(duì)一些案例材料可用多媒體教學(xué),在學(xué)生掌握基本計(jì)算方法和步驟后對(duì)一些繁雜計(jì)算可用計(jì)算機(jī)軟件現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算,在寫(xiě)代碼時(shí)也要加以說(shuō)明.在實(shí)踐教學(xué)中,可以通過(guò)開(kāi)設(shè)軟件實(shí)驗(yàn)課,讓學(xué)生親自操作,加強(qiáng)動(dòng)手能力;讓學(xué)生去企業(yè)進(jìn)行一些實(shí)習(xí),讓學(xué)生感受運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題的背景和應(yīng)用;定期開(kāi)展運(yùn)籌學(xué)方面的專(zhuān)題講座,通過(guò)介紹運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展歷程以及運(yùn)籌學(xué)的前沿動(dòng)態(tài),拓寬學(xué)生視野;鼓勵(lì)學(xué)生參加各種級(jí)別的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,充分利用競(jìng)賽資源,增強(qiáng)學(xué)生的運(yùn)籌優(yōu)化意識(shí),提高學(xué)生綜合素質(zhì).
三、強(qiáng)化軟件應(yīng)用,鍛煉建模能力
常用的運(yùn)籌學(xué)軟件有很多,每種都有優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)偏向于解決哪類(lèi)問(wèn)題,選擇兩種在此問(wèn)題上有優(yōu)勢(shì)的軟件進(jìn)行重點(diǎn)學(xué)習(xí);對(duì)于一些更為先進(jìn)的軟件,可介紹一些特別之處,便于解決特殊問(wèn)題.
實(shí)踐證明,數(shù)學(xué)建模對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性應(yīng)用能力和提高學(xué)生的整體素質(zhì)起了很大的作用.運(yùn)籌學(xué)課程與其緊密相連,教師在教學(xué)中要不斷滲透建模思想,將建模的內(nèi)容體系融入運(yùn)籌學(xué)課程中.
四、創(chuàng)新考核方式
考試是教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié),是評(píng)價(jià)教學(xué)效果的重要措施.在運(yùn)籌學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)定上,可采取2∶2∶2∶4的方式,其中,課堂考勤和課后作業(yè)、案例研討與報(bào)告、軟件學(xué)習(xí)能力考核各占20%,期末閉卷考試占40%.通過(guò)這種方式,避免學(xué)生投機(jī)取巧,既考查了學(xué)生理論知識(shí),也考核了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力.
以上是針對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程提出的幾點(diǎn)改進(jìn)建議,在實(shí)際中雖取得了一定成效,但由于各學(xué)科不斷發(fā)展融合也賦予了其新的內(nèi)容.因此,應(yīng)該根據(jù)時(shí)代與學(xué)科發(fā)展及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案,通過(guò)不斷摸索,積累經(jīng)驗(yàn),逐步提高教學(xué)能力,繼續(xù)探索人才培養(yǎng)的方法.
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞 運(yùn)籌學(xué);發(fā)展歷史;運(yùn)輸問(wèn)題
中圖分類(lèi)號(hào):O221 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)21-0143-01
運(yùn)籌學(xué)是從20世紀(jì)三四十年代逐步深化至今的一門(mén)復(fù)雜的自然科學(xué)。該學(xué)科重點(diǎn)在于探討人們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有資源和規(guī)劃活動(dòng),以了解應(yīng)用程序的發(fā)展和規(guī)劃活動(dòng)的樣式,在不浪費(fèi)資源的前提下,求出最優(yōu)解或者可行解,爭(zhēng)取達(dá)到最終目的。從提出問(wèn)題、數(shù)學(xué)模型的建立、找到求解方式、統(tǒng)計(jì)推斷、反饋驗(yàn)證再到下一步驟循環(huán),這個(gè)過(guò)程基本構(gòu)成運(yùn)籌學(xué)的研究
流程。
1 運(yùn)籌學(xué)國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史
1)運(yùn)籌學(xué)國(guó)外發(fā)展史。運(yùn)籌學(xué)最早是在國(guó)外逐漸發(fā)展至今?,F(xiàn)代運(yùn)籌學(xué)的思想是在第一次世界大戰(zhàn)期間,1916年,英國(guó)工程師蘭徹斯特在《戰(zhàn)斗中的飛機(jī)》一文中,首次提出了描述消滅敵對(duì)雙方的過(guò)程而采用常微分方程,針對(duì)集中兵力原則采取定性描述。Erlang在20世紀(jì)初對(duì)排隊(duì)論的進(jìn)一步深入討論中,提出了著名的公式,并應(yīng)用于哥本哈根電話(huà)交換機(jī)效率研究。1928年,馮?諾依曼提出雙人零和博弈一般理論。1932年,威布爾探索了可靠性數(shù)學(xué)理論的雛形,深入研究了替代過(guò)程和維護(hù)過(guò)程。第二次世界大戰(zhàn)之后,運(yùn)籌學(xué)主要研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng),將工業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域相結(jié)合,通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型,在定性分析和定量分析的基礎(chǔ)上,使物質(zhì)資源、財(cái)務(wù)資源、人才資源得到最有效地利用,目標(biāo)最優(yōu)化。
2)運(yùn)籌學(xué)在國(guó)內(nèi)發(fā)展史。20世紀(jì)50年代末,現(xiàn)代運(yùn)籌學(xué)被錢(qián)學(xué)森、許國(guó)志教授引進(jìn)中國(guó)。我國(guó)首個(gè)運(yùn)籌學(xué)小組也是他們?cè)谥锌圃毫W(xué)所于1956年成立的。成立之初運(yùn)籌學(xué)主要解決的就是“運(yùn)輸問(wèn)題”,最具中國(guó)特色的就是“打麥場(chǎng)的選址問(wèn)題”,找到手工收割如何節(jié)省人力。此外,世界著名的“中國(guó)郵路問(wèn)題”,該問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型是管梅谷先生建立的。80年代后,運(yùn)籌學(xué)研究迅速發(fā)展,取得了許多理論和應(yīng)用成果,產(chǎn)生偉大的國(guó)際影響力。研究者們?cè)诜蔷€(xiàn)性規(guī)劃、系統(tǒng)工程優(yōu)化、圖論、組合優(yōu)化等突出貢獻(xiàn)曾獲得國(guó)內(nèi)和國(guó)際重大獎(jiǎng)項(xiàng),并繼續(xù)進(jìn)行深入的研究和探索。
2 運(yùn)輸問(wèn)題及其相應(yīng)解法
運(yùn)輸問(wèn)題更多出現(xiàn)在軍隊(duì)活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)中,屬于線(xiàn)性規(guī)劃的特殊形式,比較早的出現(xiàn)在運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題中。車(chē)務(wù)段車(chē)輛調(diào)度、物流中心的物資調(diào)運(yùn)等是運(yùn)輸問(wèn)題,最小費(fèi)用問(wèn)題、最短路徑問(wèn)題、指派問(wèn)題亦可以變?yōu)檫\(yùn)輸問(wèn)題求解。華羅庚先生根據(jù)其特點(diǎn)提出了交通規(guī)劃的表上作業(yè)法,為傳統(tǒng)的運(yùn)輸問(wèn)題求解。然而,由于實(shí)際問(wèn)題復(fù)雜性和所獲取的信息的不完備,運(yùn)輸問(wèn)題仍然存在許多復(fù)雜的形式,所以我們還需要探索不同的解決方法。
1)傳統(tǒng)運(yùn)輸問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)生活中有這樣一類(lèi)問(wèn)題:根據(jù)要求,我們需要把貨物從許多地方運(yùn)到其他幾個(gè)地方。由于路途有遠(yuǎn)有近,因此運(yùn)輸單價(jià)不同,我們的目的是使得運(yùn)輸總成本最小。這就是運(yùn)輸問(wèn)題,包括產(chǎn)銷(xiāo)平衡問(wèn)題和產(chǎn)銷(xiāo)不平衡運(yùn)輸問(wèn)題兩類(lèi),通常將產(chǎn)銷(xiāo)平衡運(yùn)輸問(wèn)題的模型表示為:
當(dāng)總產(chǎn)量大于總銷(xiāo)量時(shí),即,可以增加一個(gè)虛設(shè)的銷(xiāo)售點(diǎn),本質(zhì)就是將多余的存貨在其生產(chǎn)地存放,且,同時(shí)令。
當(dāng)總銷(xiāo)量大于總產(chǎn)量時(shí),即,可以增加一個(gè)虛設(shè)的生產(chǎn)地,并且,同時(shí)令。
2)運(yùn)輸問(wèn)題解法。
①表上作業(yè)法。通常,運(yùn)輸問(wèn)題的模型都是二維的、目標(biāo)唯一、平衡問(wèn)題,并且多數(shù)問(wèn)題為線(xiàn)性的。根據(jù)約束方程系數(shù)行列式矩陣結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其規(guī)律,習(xí)慣是通過(guò)表上作業(yè)法求解。此方法實(shí)質(zhì)就是單純形法。然而,表上作業(yè)法數(shù)據(jù)多、計(jì)算麻煩,并且用C語(yǔ)言、JAVA等進(jìn)行編程計(jì)算也很難實(shí)現(xiàn),所以表上作業(yè)法通常適用于少數(shù)產(chǎn)銷(xiāo)地運(yùn)輸問(wèn)題。
②流向圖法。流向圖法實(shí)際就是圖上作業(yè)法,就是為了找到最佳的調(diào)運(yùn)方法,方案不能有對(duì)流和返回,調(diào)運(yùn)方案的設(shè)計(jì)是在交通流向圖上進(jìn)行。其基本思想是:找到一個(gè)沒(méi)有對(duì)流最初計(jì)劃,再檢查一次,圖上沒(méi)有返回,方案解決;一旦出現(xiàn)返回,將方法進(jìn)行修改,如此重復(fù)直到返回消失。此方法雖然簡(jiǎn)單,如果出現(xiàn)圖像復(fù)雜,則不能通過(guò)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用流向圖法,可以做到運(yùn)費(fèi)平均數(shù)最小,但不是總數(shù)最低。
③智能算法與最優(yōu)化理論。運(yùn)輸問(wèn)題的算法實(shí)現(xiàn)當(dāng)下一般是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,還有遺傳算法等其他智能算法。遺傳算法主要參與解決雙目標(biāo)或多目標(biāo)運(yùn)輸問(wèn)題、產(chǎn)銷(xiāo)不平衡、平衡非線(xiàn)性問(wèn)題。但是遺傳算法的交叉變異算子計(jì)算速度慢,求解效率低下,對(duì)于實(shí)數(shù)問(wèn)題無(wú)法解決。而物流配送規(guī)劃問(wèn)題和物資調(diào)配問(wèn)題則主要由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)實(shí)現(xiàn),用能量函數(shù)求解網(wǎng)絡(luò)電路參數(shù),系統(tǒng)穩(wěn)定性得證。
3 對(duì)運(yùn)籌學(xué)的展望
運(yùn)籌學(xué)作為一個(gè)綜合性的自然科學(xué),在未來(lái)的發(fā)展空間非常廣闊;同時(shí)作為一個(gè)極具實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科,已廣泛應(yīng)用于交通管理。現(xiàn)如今,交通管理系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜,光靠簡(jiǎn)單算術(shù)是不能解決中高端問(wèn)題的。運(yùn)籌學(xué)理論是很具有實(shí)際意義的理論科學(xué),對(duì)現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸管理有重要作用。現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸領(lǐng)域依賴(lài)于運(yùn)籌學(xué)支持,運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)更高效的運(yùn)輸規(guī)劃與管理。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:運(yùn)籌學(xué);教學(xué)問(wèn)題;教學(xué)模式;策略
中圖分類(lèi)號(hào): G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)05(a)-0000-00
《運(yùn)籌學(xué)》是我校電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)學(xué)業(yè)基礎(chǔ)課,同時(shí)是一門(mén)實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。運(yùn)籌學(xué)的課程的教學(xué)內(nèi)容主要側(cè)重于數(shù)學(xué)模型求解方法的學(xué)習(xí)與研究,重理論輕應(yīng)用,學(xué)生普遍反映該課程比較難學(xué),為了提高學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力,我們需要優(yōu)化繁瑣的數(shù)學(xué)公式理論推導(dǎo),增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),使枯燥的“靜態(tài)教學(xué)”與生動(dòng)的“實(shí)踐教學(xué)”相呼應(yīng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,力求讓學(xué)生在有限的48學(xué)時(shí)的時(shí)間內(nèi)掌握該課程理論知識(shí)。因此,我們有必要對(duì)現(xiàn)有的運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行改革,以使運(yùn)籌學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)。
1運(yùn)籌學(xué)在電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值
在電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的運(yùn)籌學(xué)課程中,教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容偏理論、輕實(shí)踐,學(xué)生剛開(kāi)始接觸運(yùn)籌學(xué)就感覺(jué)理論枯燥、公式繁瑣、計(jì)算復(fù)雜,極易使學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。因此,我們應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容中插入一些社會(huì)生活中涉及到的一些我們關(guān)心的實(shí)際問(wèn)題,如物流配送、物料投放、運(yùn)輸問(wèn)題、人力資源分配、糧油配送中心選址問(wèn)題、企業(yè)投資建廠(chǎng)覆蓋區(qū)域選址問(wèn)題和企業(yè)產(chǎn)品加工問(wèn)題等。這樣可以使學(xué)生能夠從解決問(wèn)題的角度出發(fā),思考如何建立該問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,然后為求解數(shù)學(xué)模型而學(xué)習(xí)與之相對(duì)應(yīng)的方法,從而激發(fā)學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。
由于運(yùn)籌學(xué)具有操作性強(qiáng)、實(shí)務(wù)性多的特點(diǎn),近些年來(lái)一些各高校為該行業(yè)提供了大量的人才,并且取得了很好的效果,因此我國(guó)各高校在人才培養(yǎng)上都不約而同地提出了應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式,如有的高校提出“高層次研究應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式,有的學(xué)校提出“復(fù)合性應(yīng)用型”人才培養(yǎng)模式等。
2當(dāng)前本課程在教學(xué)中存在的問(wèn)題
目前運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)手段仍然是傳統(tǒng)的課堂講授,學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的教學(xué)模式,教學(xué)思想比較陳舊,有些思想不能適應(yīng)時(shí)代的需要,這樣就會(huì)使學(xué)生嚴(yán)重缺乏學(xué)習(xí)的熱情和積極性。如果不改變當(dāng)前存在的教學(xué)問(wèn)題,那么,學(xué)生只會(huì)死記硬背書(shū)上的理論算法、機(jī)械地計(jì)算數(shù)學(xué)結(jié)果,這樣不但起不到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,還將嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。因此,糾正運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中的問(wèn)題,探索新的教學(xué)模式勢(shì)在必行。
3完善運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式的策略分析
3.1 教學(xué)模式和考核方式的改變
目前,運(yùn)籌學(xué)仍采用傳統(tǒng)的課堂講授,以教師在黑板上或多媒體上演示解題方法和步驟為主,學(xué)生課下作業(yè)練習(xí)為輔,這樣的教學(xué)模式會(huì)使得教學(xué)效率低下,占用課堂時(shí)間多,教學(xué)過(guò)程中師生互動(dòng)性較差,雖然引入了多媒體展示教學(xué),也僅僅是減少了教師書(shū)寫(xiě)板書(shū)的時(shí)間。而且長(zhǎng)時(shí)間觀(guān)看多媒體屏幕容易引起學(xué)生注意力下降,學(xué)習(xí)效果不好。因此在教學(xué)過(guò)程中將學(xué)生的提前自學(xué)、課堂教師講授、學(xué)生分小組討論以及學(xué)生課堂練習(xí)相結(jié)合,才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。
在運(yùn)籌學(xué)的考核方式上,應(yīng)抓住培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力這個(gè)落腳點(diǎn),傳統(tǒng)“期末一張卷”的考核模式不能充分反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,偏離了運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的本質(zhì)。目前采用“二八”的考評(píng)體系,平時(shí)成績(jī)由出勤與課后作業(yè)組成,然而這樣的考評(píng)體系是存在很多問(wèn)題的,如學(xué)生即使平時(shí)不認(rèn)真做作業(yè),考前連夜突擊知識(shí)點(diǎn),考試時(shí)套用書(shū)上的算法和公式,期末試卷成績(jī)及格便大功告成。這樣的考核方式不能很好的突出學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng),因此,要對(duì)傳統(tǒng)的考核方式進(jìn)行改革:
(1)基礎(chǔ)知識(shí)考核。用來(lái)加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)、模型算法的理解與應(yīng)用,學(xué)習(xí)完每一個(gè)模塊后隨堂出題考核,這樣可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,這部分考核成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)計(jì)入總成績(jī)的20%。
(2)答疑與質(zhì)疑相結(jié)合。為了避免學(xué)生相互抄襲作業(yè),采取作業(yè)答疑和質(zhì)疑的方式,對(duì)學(xué)生不會(huì)的知識(shí)進(jìn)行答疑并抽取出一部分作業(yè)正確的學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑,以反映學(xué)生真實(shí)的知識(shí)點(diǎn)掌握情況,這樣可以督促學(xué)生及時(shí)消化吸收所學(xué)知識(shí),這部分成績(jī)計(jì)入總成績(jī)的20%。
(3)軟件學(xué)習(xí)能力考核。這部分的考核主要考核學(xué)生集體學(xué)習(xí)的能力,為了避免套用書(shū)上的公式、機(jī)械地手工計(jì)算,在教學(xué)過(guò)程中要隨時(shí)考核學(xué)生對(duì)于運(yùn)籌學(xué)軟件的掌握與操作情況,這部分計(jì)入總成績(jī)的20%。
(4)期末考試。期末考試采用閉卷考核方式,以此來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的對(duì)于運(yùn)籌學(xué)的綜合運(yùn)用能力,這部分占總成績(jī)的40%。
3.2將數(shù)學(xué)建模思想引入教學(xué)中
下面我們以一個(gè)糧油的配送中心選址的問(wèn)題進(jìn)行分析。糧油的配送中心,顧名思義,是一個(gè)糧食的流通交易活動(dòng)中心,它起到的主要作用是組織、銜接各糧食用戶(hù)的,其主要的功能是幾何、儲(chǔ)存、加工、運(yùn)輸?shù)龋谂渌椭行牡恼麄€(gè)框架體系中,其上半部分是糧食的加工制造商,其下半部分從大方面來(lái)講是銷(xiāo)售企業(yè),從小的方面來(lái)講是消費(fèi)者,再往深的加工,也有食品的深加工企業(yè),起整個(gè)框架都是相輔相成的。
本數(shù)學(xué)模型除了產(chǎn)品的運(yùn)輸成本和配送中心自身的成本外,同時(shí)還要加一個(gè)配送中心的選址,進(jìn)行整體建模。用數(shù)學(xué)中的啟發(fā)式和作業(yè)法兩種方式進(jìn)行對(duì)比分析,從而得出最適合的方式,最終節(jié)省配送中心運(yùn)送環(huán)節(jié)的自身成本,以此使企業(yè)獲得最大的利益。在此次建模的過(guò)程中,我們更要對(duì)一些關(guān)鍵的要素進(jìn)行假設(shè),其中要求:①在一定的被選范圍內(nèi)考慮新的配送中心設(shè)置;②運(yùn)輸費(fèi)用與運(yùn)量和距離成正比;③每個(gè)需求點(diǎn)的需求按區(qū)域總計(jì);④每個(gè)需求點(diǎn)均由該糧油配送中心統(tǒng)一供應(yīng);⑤配送中心容量大于總需求量;⑥各需求點(diǎn)的需求量己知;⑦各需求點(diǎn)需求的糧油要求一次運(yùn)輸完成,并且所有點(diǎn)間運(yùn)輸速度一樣;⑧系統(tǒng)總費(fèi)用只考慮固定的倉(cāng)庫(kù)建設(shè)費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)用。
最后我們要想得到配送運(yùn)費(fèi)的最低,選址中心的成本最低,都可以從此模型上得以體現(xiàn)。通過(guò)這些案例的學(xué)習(xí),學(xué)生可以親自體驗(yàn)使用運(yùn)籌學(xué)知識(shí)的解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程,用其“舉一返三”,加深對(duì)運(yùn)籌學(xué)基本理論的理解,從而形成良性循環(huán),進(jìn)一步增強(qiáng)他們的應(yīng)用意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣,反過(guò)來(lái)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)好運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容。
3.3 合作式教學(xué)在運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用
在學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中應(yīng)突出學(xué)生的參與,建立良好的互動(dòng),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的思考能力和合作能力。運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)不僅僅是一個(gè)人埋頭苦學(xué)就能有收獲的,還需要集體合作的過(guò)程,只有相互交流,才能更好地體會(huì)、領(lǐng)悟其中的內(nèi)涵。運(yùn)籌學(xué)本來(lái)就是從實(shí)踐中來(lái),到實(shí)踐中去的一門(mén)學(xué)科,因此,采用合作式的教學(xué)方法可以加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力,加強(qiáng)學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
為了體現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)的魅力和真正的價(jià)值,我們建立了一套“理論―實(shí)踐―仿真―驗(yàn)證―再實(shí)踐―應(yīng)用”的教學(xué)模式,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐增強(qiáng)獨(dú)立分析問(wèn)題的能力,同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)的現(xiàn)實(shí)作用。
4小結(jié)
綜上所述,在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中,應(yīng)該注重理論與實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系。在教學(xué)過(guò)程中,不僅要重視基礎(chǔ)知識(shí)的傳授,還要重視思想方法的滲透,因而,要深入開(kāi)展運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)改革,培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)籌思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力。
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[關(guān)鍵詞] 運(yùn)籌學(xué) 教學(xué)改革 現(xiàn)代信息技術(shù)
一、 運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)存在的問(wèn)題
1. 教學(xué)方法單一,師生互動(dòng)性差
延用傳統(tǒng)的“粉筆加板書(shū)”教學(xué)模式,以課堂教學(xué)為主,教師居主導(dǎo)地位,學(xué)生則處于被動(dòng)的地位,課堂教學(xué)信息量小,效率低。
2. 脫離實(shí)用性,缺乏靈活性
多數(shù)教師是數(shù)學(xué)出身,缺乏必要的工程技術(shù)和管理知識(shí),使得目前運(yùn)籌學(xué)教學(xué)普遍存在重?cái)?shù)學(xué)理論與解題技巧的傳授,重模型運(yùn)算的硬結(jié)果,甚至當(dāng)成一門(mén)純數(shù)學(xué)課來(lái)對(duì)待。教學(xué)中重理論,輕應(yīng)用;重知識(shí),輕能力;使得學(xué)生面對(duì)實(shí)際問(wèn)題只能硬搬照抄,缺少應(yīng)有的靈活性。
3. 課程教學(xué)內(nèi)容不夠科學(xué)
現(xiàn)今大多數(shù)學(xué)校對(duì)于不同專(zhuān)業(yè)、層次和類(lèi)型的學(xué)生,仍然“一視同仁”,不能“量身定做、因材施教”,使得學(xué)生在非必需的內(nèi)容上浪費(fèi)了時(shí)間,分散了學(xué)生的注意力和精力。
4. 考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)陳舊不科學(xué)
目前運(yùn)籌學(xué)大都采用傳統(tǒng)的“期末一張卷”的考核方式,根本體現(xiàn)不出運(yùn)籌學(xué)的實(shí)踐性,使得學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)生很多壓力,而且導(dǎo)致很多學(xué)生重視理論知識(shí),而忽視實(shí)踐能力的訓(xùn)練。
這些問(wèn)題顯然不利于學(xué)生的培養(yǎng),所以非常有必要進(jìn)行改革。
二、 運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)施的思路
運(yùn)籌學(xué)課程的改革包括授課內(nèi)容的選擇、教學(xué)手段的改變以及考核方式的變化,是教育思想觀(guān)念的改革,是全方位的課程改革。結(jié)合當(dāng)前運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中存在的突出問(wèn)題,本文認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的改革:
1. 教學(xué)內(nèi)容的選擇與優(yōu)化
運(yùn)籌學(xué)主要是利用數(shù)學(xué)工具研究、解決實(shí)際問(wèn)題, 因此在內(nèi)容的選擇方面應(yīng)以數(shù)學(xué)建模教育為主線(xiàn), 以介紹各種算法為載體, 最終以解決實(shí)際問(wèn)題為目的, 使學(xué)生學(xué)以致用, 學(xué)用結(jié)合。教學(xué)過(guò)程中, 既要注重運(yùn)籌學(xué)的基本理論和方法,提高學(xué)生運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法構(gòu)建優(yōu)化決策模型的能力, 又要培養(yǎng)學(xué)生解決具體優(yōu)化問(wèn)題的實(shí)踐能力,通過(guò)該課程的教學(xué)力求使學(xué)生做到概念準(zhǔn)確、原理清楚、方法熟練, 能夠熟練建立運(yùn)籌學(xué)模型, 構(gòu)造相應(yīng)的算法, 并在計(jì)算機(jī)上通過(guò)編程求解。
2. 教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革
改革課堂教學(xué)方法, 是保證教學(xué)內(nèi)容有效實(shí)施的主要途徑。如何改革并選擇有效的教學(xué)方法,對(duì)講好“運(yùn)籌學(xué)”非常重要。從以前教學(xué)實(shí)踐中,我們總結(jié)了如下三條教學(xué)經(jīng)驗(yàn):
(1)加強(qiáng)案例教學(xué)。運(yùn)籌學(xué)中案例很多,而且有大量成型的案例可以借鑒。而且案例類(lèi)型多樣、內(nèi)容各異,重視案例教學(xué)可以更充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,使學(xué)生積極主動(dòng)地參與到案例的討論之中,在討論中找出解決問(wèn)題的方法,在思考中調(diào)動(dòng)和運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)。這樣不僅可以使知識(shí)得到綜合運(yùn)用,而且可以強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合,提高學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力。
(2)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先,我們可以參考其他課程的實(shí)踐方式,以課題設(shè)計(jì)為主線(xiàn),以所學(xué)理論為基礎(chǔ),以實(shí)際問(wèn)題為背景,要求學(xué)生結(jié)合理論來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。為提高學(xué)生的重視程度,可以將該實(shí)踐部分加入課程的最終考核中。其次,在教學(xué)過(guò)程中,教師要最大限度的提高實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)軟件進(jìn)行模型的求解,目前運(yùn)籌學(xué)方面有很多軟件可以選擇使用,例如Mathematics,LINDO, LINGO, MATLAB等。這些軟件既有菜單式的軟件,也有命令式的軟件,學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好運(yùn)用。另外,還要與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽緊密結(jié)合。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽位列教育部四大學(xué)科競(jìng)賽之首,規(guī)模最大,影響最大。它有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和合作精神,有利于拓廣數(shù)學(xué)在實(shí)際生活的應(yīng)用,促進(jìn)數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展和數(shù)學(xué)教育的改革。凡是參加過(guò)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的同學(xué)從中都有收獲,運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到了極大的鍛煉。
(3)依托現(xiàn)代信息技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的創(chuàng)新。首先,教師要善于利用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。運(yùn)籌學(xué)課程內(nèi)容本身的特點(diǎn)是“五多一少”,即“表格多、圖形多、模型多、算法多、案例多、理論推導(dǎo)少”,運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)內(nèi)容本身非常適宜運(yùn)用現(xiàn)代的信息技術(shù)輔助教學(xué)。我們可以制作表格清晰、美觀(guān), 圖形色彩鮮明、可視性強(qiáng), 效率高、信息量大的多媒體課件,從而克服傳統(tǒng)教學(xué)手段中教師把大量的授課時(shí)間花費(fèi)在畫(huà)圖、制表中,效率低下、課堂信息量少、可觀(guān)性差的缺陷。
其次,我們還要充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源提高教學(xué)效果。一方面,在教學(xué)活動(dòng)中,我們鼓勵(lì)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)的交互功能,在校園網(wǎng)、MSN和QQ群上與教師或其他學(xué)生進(jìn)行相互交流,發(fā)表自己的學(xué)習(xí)體會(huì),將自己的看法與意見(jiàn)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)上讓大家共享。另一方面,利用網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性、實(shí)時(shí)性與在線(xiàn)性等特點(diǎn),為學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造更大的空間,延伸課堂教學(xué)。例如,我們可以把運(yùn)籌學(xué)教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)成學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺(tái),在網(wǎng)上上傳供學(xué)生學(xué)習(xí)的視頻課件、試題、練習(xí)等學(xué)習(xí)資源。
3. 改革考核體系,促進(jìn)素質(zhì)教育
根據(jù)我們制定的教學(xué)框架, 借鑒國(guó)內(nèi)外有關(guān)院校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn), 我們可以對(duì)傳統(tǒng)的單一閉卷筆試考試進(jìn)行改革, 采用作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告( 包括計(jì)算機(jī)編程)、筆試和課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的考核方式, 這種形式都能夠全面考察學(xué)生對(duì)所學(xué)基本知識(shí)的掌握情況和綜合應(yīng)用能力, 大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新精神。通過(guò)考核方式的改革,引導(dǎo)學(xué)生從應(yīng)試學(xué)習(xí)向提高素質(zhì)和應(yīng)用技能方向轉(zhuǎn)變。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型;運(yùn)籌學(xué);教學(xué)改革
【Abstract】Combining with the teaching practice and the characteristics of “operations research” on the course, we attempt to use the problem driven teaching model on operations research, so it can cultivate the ability of comprehensive application of students and practical ability to analyze the problem and management decision making.
【Key words】Problem driven; Operations research; Education reform
0 引言
運(yùn)籌學(xué)是現(xiàn)代管理學(xué)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。它是20世紀(jì)30年代初發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科,其主要目的是在決策時(shí)為管理人員提供科學(xué)依據(jù),是實(shí)現(xiàn)有效管理、正確決策和現(xiàn)代化管理的重要方法之一。該學(xué)科是一應(yīng)用數(shù)學(xué)和形式科學(xué)的跨領(lǐng)域研究,利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)模型和算法等方法,去尋找復(fù)雜問(wèn)題中的最佳或近似最佳的解答。運(yùn)籌學(xué)經(jīng)常用于解決現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜問(wèn)題,特別是改善或優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的效率。 研究運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)包括數(shù)學(xué)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、排隊(duì)論、圖論、倉(cāng)促論、博弈論等。而在應(yīng)用方面,多與倉(cāng)儲(chǔ)、物流、算法等領(lǐng)域相關(guān)。因此運(yùn)籌學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、工業(yè)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專(zhuān)業(yè)密切相關(guān)。[3-4]它既有純數(shù)學(xué)高度抽象性與嚴(yán)密科學(xué)性的特點(diǎn),又有應(yīng)用的廣泛性與實(shí)際應(yīng)用廣泛的特點(diǎn),是一門(mén)與計(jì)算機(jī)使用密切結(jié)合的實(shí)用性很強(qiáng)的數(shù)學(xué)課程。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí),能使學(xué)生熟練掌握各種常用的算法的構(gòu)造原理和過(guò)程分析,提高算法設(shè)計(jì)和理論分析能力,并且能根據(jù)實(shí)際問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型,然后提出相應(yīng)的計(jì)算方法,并能編出程序在計(jì)算機(jī)上算出結(jié)果。這既能為學(xué)生在理論方面打下良好的基礎(chǔ),同時(shí)又能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力[1-2]。
目前,運(yùn)籌學(xué)課程不僅是應(yīng)用數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,而且很多物流、工業(yè)專(zhuān)業(yè)也開(kāi)設(shè)了該門(mén)課程。因此,如何進(jìn)行運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)改革,進(jìn)一步提高課程的教學(xué)質(zhì)量,越來(lái)越引起人們的重視,并成為當(dāng)前教育改革的焦點(diǎn)之一。
傳統(tǒng)的教學(xué)模式大多注重課堂教學(xué),對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)不夠重視,忽略了對(duì)其基本理論的應(yīng)用,結(jié)果導(dǎo)致這門(mén)課程學(xué)起來(lái)抽象難懂,從而抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,難于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,影響了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前正在進(jìn)行的新課程改革重在突出“學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,是課堂的主人;教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和促進(jìn)者”這一主體思想[3],在眾多的教學(xué)課堂探索中,教師通過(guò)“問(wèn)題”來(lái)引導(dǎo)課堂教學(xué)的方式值得關(guān)注和研究,這種以問(wèn)題為中心的教學(xué)方式其本質(zhì)就是以教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn),驅(qū)動(dòng)課堂進(jìn)程不斷產(chǎn)生和發(fā)展,來(lái)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考和學(xué)習(xí)為主要的教學(xué)手段。
1 運(yùn)籌學(xué)中的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型教學(xué)模式
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法即基于問(wèn)題的教學(xué)方法(Problem-Based Learning,PBL)。這種方法不像傳統(tǒng)教學(xué)那樣先學(xué)習(xí)理論知識(shí)再解決問(wèn)題。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種以學(xué)生為主體、以專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各種問(wèn)題為學(xué)習(xí)起點(diǎn),以問(wèn)題為核心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容,讓學(xué)生圍繞問(wèn)題尋求解決方案的一種學(xué)習(xí)方法。教師在此過(guò)程中的角色是問(wèn)題的提出者、課程的設(shè)計(jì)者以及結(jié)果的評(píng)估者。
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,提高學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與程度,容易激起學(xué)生的求知欲,活躍其思維。這種教學(xué)方法對(duì)教師的要求較高,教師必須具備較強(qiáng)的課堂掌控能力和引導(dǎo)能力。數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握一定的學(xué)習(xí)方法、有一定的各方面能力,從而達(dá)到解決問(wèn)題的最終目的。問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式從一開(kāi)始就設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,讓學(xué)生通過(guò)這些問(wèn)題的解決、分析,找到這些問(wèn)題的內(nèi)在因素,從而掌握解決這些問(wèn)題的學(xué)習(xí)方法。然后要求學(xué)生自己學(xué)會(huì)提問(wèn),學(xué)會(huì)將復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成若干個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題,從而得以解決。這一過(guò)程中,不但能使學(xué)生掌握一定的學(xué)習(xí)方法,更能培養(yǎng)學(xué)生的各方面能力,從而使各類(lèi)問(wèn)題引任而解[4-5]。
本文主要探討如何在運(yùn)籌學(xué)課程中引入問(wèn)題驅(qū)動(dòng)型教學(xué)模式,即將所要學(xué)的新知識(shí)隱含在一個(gè)或幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題中,讓學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析、討論,在老師的指導(dǎo)下找出解決問(wèn)題的方法,從而將枯燥的知識(shí)轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的實(shí)驗(yàn),有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
運(yùn)籌學(xué)中應(yīng)用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,即以“問(wèn)題”為載體,師生共同完成,以運(yùn)籌學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題為背景作為我們創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境的一個(gè)基礎(chǔ),以教學(xué)內(nèi)容中的問(wèn)題為主線(xiàn),圍繞提出的問(wèn)題解決教學(xué)中的實(shí)際問(wèn)題,以此來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),合作研究,使得學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)感受到數(shù)學(xué)中的美,從而實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng),綜合素質(zhì)共同提高的目的,徹底解決上課時(shí)老師在講臺(tái)上賣(mài)力的講,下面的同學(xué)卻在玩手機(jī)或打瞌睡的現(xiàn)象。
級(jí)別:CSSCI南大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
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