工業(yè)工程專業(yè)運籌學課程教學改革探究

摘要 根據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，結(jié)合運籌學的特點，本文分析、總結(jié)了運籌學課程教學過程中存在的主要問題，并就該課程的教學內(nèi)容、教學手段和考核體系等三個方面的教學改革進行了探究。

關鍵詞 工業(yè)工程 運籌學 教學改革

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

工業(yè)工程是一項新興專業(yè)，我國本科院校開設工業(yè)工程專業(yè)只有十多年的歷史。工業(yè)工程強調(diào)綜合地提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量，使生產(chǎn)系統(tǒng)能夠處于最佳運行狀態(tài)而獲得最高的整體效益。運籌學是工業(yè)工程專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎課，它有著十分突出的實踐性和實用性。運籌學既是工業(yè)工程專業(yè)其他專業(yè)課程如《系統(tǒng)工程》、《生產(chǎn)計劃與控制》、《物流分析與設施規(guī)劃》等的理論基礎，同時又和這些課程在內(nèi)容上有所交叉。因此研究工業(yè)工程專業(yè)運籌學課程的教學改革具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 運籌學教學中存在的不足

運籌學廣泛應用現(xiàn)有的科學技術知識和數(shù)學方法，解決實際中提出的專門問題，著重對人、財、物等有限資源進行統(tǒng)籌安排，為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)。運籌學中的很多理論方法已經(jīng)成為現(xiàn)代化管理的有力工具，在生產(chǎn)管理、工程技術、金融財政、軍事作戰(zhàn)、經(jīng)濟分析等領域中都得到了極為廣泛的應用。目前我國很多院校把運籌學歸到數(shù)學學科范疇，使得數(shù)學理論的教學內(nèi)容偏多，而對學生分析與解決實際問題能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)偏弱，這顯然和工業(yè)工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標相去甚遠。目前在工業(yè)工程專業(yè)運籌學教學中主要存在以下幾個方面的問題。

(1)教學內(nèi)容不恰當。運籌學在發(fā)展過程中，由于研究和應用的領域不同，發(fā)展了各種不同的理論，從而形成了不同的運籌學分支。由于教學時數(shù)有限，因此教學內(nèi)容不可能包括所有的分支。顯然不同的辦學層次、專業(yè)背景、學校類型、學生素質(zhì)以及知識結(jié)構(gòu)存在著差異，目前在運籌學的教學內(nèi)容選擇上存在著一定的盲目性和隨意性。

(2)過分注重理論推導，忽視對學生應用運籌學解決實際問題能力的培養(yǎng)。盡管運籌學強調(diào)以量化為基礎，需要建立各種數(shù)學模型，為決策者的決策提供定量依據(jù)。但是更為重要的是運籌學分析獲得的結(jié)果要能夠被實踐檢驗，并被用來指導實際系統(tǒng)的運行，因此具有很強的實踐性。而目前運籌學課程的教學仍然停留在傳統(tǒng)的模式上，過于注重定義解釋，定理的推導以及算法的推演上，缺乏運籌學的應用和分析問題、解決問題的方法和思路的培養(yǎng)。因而學生普遍存在“眼高手低”的通病。很多學生學習完運籌學之后，感覺不到它的實用價值，更無法把運籌學的思想和方法應用到后續(xù)的相關專業(yè)課中。

(3)太注重運算的硬結(jié)果，而結(jié)合實際應用中最優(yōu)方案的軟化、折中思想較少講授，使學生面對實際問題只能硬搬照抄，缺少應有的靈活性。應用運籌學求解的結(jié)果目標通常具有單一性，即追求效益最佳。而從企業(yè)要求來看，還需要考慮資金周轉(zhuǎn)、環(huán)境保護、資源合理利用以及企業(yè)生存等多方面因素，因此，企業(yè)所期望的“效益最佳”具有系統(tǒng)性。這二者之間的差異甚至沖突，也是運籌學實際應用中需要合理解決的問題。因此在教學過程中要培養(yǎng)學生在理念和工作方式上具有開放性。不能拘泥于運籌學書本和文獻資料，而應該深入實際，與相關人員及學科相結(jié)合、交叉、滲透、互補，從而達到技術可行、經(jīng)濟合理及系統(tǒng)優(yōu)化的目的。

2 運籌學教學改革

根據(jù)工業(yè)工程專業(yè)學生的培養(yǎng)目標，結(jié)合運籌學的學科特點，我們從以下幾個方面對運籌學教學進行了改革：

2.1 根據(jù)工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，組織合理的教學內(nèi)容

教學內(nèi)容的組織是課程教學的重要環(huán)節(jié)，在運籌學教學工作中，我們注重改進教學內(nèi)容、思想與方法，強調(diào)“融知識傳授與能力培養(yǎng)為一體”。運籌學的教學內(nèi)容首先考慮到學科體系的完整性，為學生打下牢固的理論基礎。

工業(yè)工程專業(yè)運籌學的教學目的側(cè)重于運籌學在各類管理問題中的應用，其教學內(nèi)容應根據(jù)專業(yè)需要進行設置。從實際應用情況看，線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等運籌學分支應用較為廣泛，因此這部分內(nèi)容作為一般管理類專業(yè)必須掌握的內(nèi)容。此外，圖論、存儲論、排隊論、決策論和對策論在實際生產(chǎn)中對生產(chǎn)計劃問題、庫存問題等各個環(huán)節(jié)中都能起到重要的理論支撐作用，因此這部分內(nèi)容也作為工業(yè)工程專業(yè)運籌學的教學內(nèi)容。

2.2 豐富教學手段，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力

(1)結(jié)合工業(yè)工程專業(yè)實際，淡化數(shù)學方法的推導與論證，增加案例教學。案例教學是一種親驗型、參與型的學習方法，能使學生深入到實際問題的環(huán)境中，提高分析和解決實際問題的能力，對于他們的全面發(fā)展，起著不可替代的作用。在進行案例教學過程中，我們主要從以下幾個方面入手：

首先，案例的選取要具有充分的代表性，結(jié)合工業(yè)工程專業(yè)的特點，覆蓋該專業(yè)在實際中最常見運籌學問題的各類類型，在案例選取過程中還應注重以學生緊密聯(lián)系的實際生活為背景，從而更好地激發(fā)他們學習的興趣。

其次，在講解運籌學模型時，以實際問題引入，并結(jié)合實際問題的解決對相關理論和方法進行講授。在講授過程中以實踐應用為主線，以活躍的思維想象與迂回的教學技巧幫助學生掌握教學難點。

最后，對同一案例采用多種運籌學模型進行求解。比如項目投資案例可以采取一般線性規(guī)劃模型、運輸問題模型、動態(tài)規(guī)劃模型、整數(shù)規(guī)劃模型等多種模型解決，各種模型的相同點和不同點是什么，各種模型的優(yōu)缺點是什么。通過多個角度的建模不僅培養(yǎng)學生對運籌學知識的綜合掌握，也鍛煉了他們不同維度思考問題的能力，后者也許對于學生的成長更加重要，對于工業(yè)工程專業(yè)的學生其綜合利用資源尋求系統(tǒng)優(yōu)化的角度來說，尤其有意義。

(2)通過課堂練習、課堂提問、課堂演示等形式實現(xiàn)教師與學生的互動，在活躍課堂氣氛的同時，提高教學效果。在課堂教授時不能為了追求進度而硬性灌輸，而是通過假設、反問、設疑、爭辯等方式進行啟發(fā)式教學，讓學生不斷思考，不斷領悟。在進行案例分析時老師要營造良好的自由討論的氛圍，一方面設法調(diào)動學生的主動性和積極性，鼓勵學生參與討論；另一方面引導學生圍繞案例主題展開討論，分析求解結(jié)果的可操作性，培養(yǎng)學生在應用運籌學解決實際問題時要與其他學科配合，在整個專業(yè)體系框架內(nèi)，尋求問題的最優(yōu)方案。案例討論結(jié)束后，老師要做簡要的總結(jié)，針對學生在討論中提出的分析方法和思路、解決問題的途徑等進行實事求是的評價，最終得出最優(yōu)的案例分析方案。

(3)加強與工業(yè)工程其他專業(yè)課程的銜接。我們在運籌學的教學過程中特別注意與其他專業(yè)課的銜接，使學生的知識系統(tǒng)化。比如講解線性規(guī)劃時，聯(lián)系《物流分析與設施規(guī)劃》中的選址問題；講解指派問題時，結(jié)合《供應鏈管理》中的供應商優(yōu)選決策講解運籌學知識在其中的應用；講解目標決策時，與《系統(tǒng)工程》中層次分析法和沖突分析法相對比等等。教師在講解的過程中，可以讓學生了解運籌學課程與其他專業(yè)課程的關系和銜接，一方面完善學生的知識體系，另一方面明確運籌學的重要性，激發(fā)學習運籌學的動力。

(4)開展計算機輔助教學，豐富運籌學上機實驗。開展運籌學計算機輔助教學無論對于運籌學的發(fā)展與進步，還是對運籌學教學本身，都有著重要的意義。計算機輔助教學一方面要求學生能夠應用已有的運籌學計算軟件，如Matlab、Lin，go、Lindo等求解大規(guī)模的優(yōu)化問題。另一方面要求學生能夠自己動手編寫運籌學各種算法的計算機程序，鍛煉學生獨立思考的能力。

(5)增加運籌學課程設計。運籌學課程結(jié)束后，教師結(jié)合實際和教學內(nèi)容，設計多個帶一定綜合性的課題，根據(jù)課題的難易程度，制定合理的評分標準，供學生選擇。學生根據(jù)自身的實際情況選擇課題，查閱資料，仔細研究，建立模型、選擇算法、編程上機、調(diào)試運行后得出結(jié)果，并進行結(jié)果分析。該過程主要鍛煉學生的系統(tǒng)性思維，提高他們分析和解決實際問題的能力。

2.3 建立合理的考核體系

在成績考核方面，將傳統(tǒng)的單一閉卷筆試改為課程設計、上機實驗與筆試相結(jié)合的考試方式，全面考察學生對所學基本知識的掌握情況和綜合應用能力，并編制運籌學題庫和試卷庫，規(guī)范評分標準，以保證運籌學的考試、閱卷、評分做到科學、規(guī)范、公正。

3 結(jié)論

運籌學作為工業(yè)工程專業(yè)的主干課，它的教學改革是整個人才培養(yǎng)模式改革中的重要環(huán)節(jié)。通過教學內(nèi)容、教學手段、考核方式等方面改革，能夠激發(fā)學生學習的積極性，從根本上改善該課程的教學效果，提高學生的綜合素質(zhì)，真正實現(xiàn)學以致用的教學目的。為應用型人才培養(yǎng)模式的改革奠定基礎。