淺談《最優(yōu)化方法》教學(xué)方法的改革

劉相國

（巢湖學(xué)院數(shù)學(xué)系，安徽 巢湖 23800）

淺談《最優(yōu)化方法》教學(xué)方法的改革

劉相國

（巢湖學(xué)院數(shù)學(xué)系，安徽 巢湖 23800）

最優(yōu)化方法是一門理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程.本文針對(duì)最優(yōu)化方法的理論與實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，進(jìn)行了初步研究，并提出一些愿望和設(shè)想.

最優(yōu)化方法；教學(xué)改革；實(shí)踐教學(xué)

1 引言

最優(yōu)化方法是一門應(yīng)用十分廣泛的學(xué)科，它研究在有限和無限種可行方案中挑選最優(yōu)方案，構(gòu)造尋求最優(yōu)解的計(jì)算方法.由于最優(yōu)化在科學(xué)與工程、經(jīng)濟(jì)、金融、以及計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在許多高校理科、工科、管理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)與金融等學(xué)科都把最優(yōu)化開設(shè)為一門專業(yè)必修或選修課程[1，2].

在教學(xué)中，首先重點(diǎn)講解基本概念、理論和算法，從而使學(xué)生建立起最優(yōu)化思想，其次重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的.在“最優(yōu)化方法”教學(xué)過程中，其指導(dǎo)思想：強(qiáng)化基本的概念、基本的原理、基本的方法和算法的訓(xùn)練，要重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,使他們能夠應(yīng)用各種優(yōu)化軟件，熟練掌握解決實(shí)際應(yīng)用的一些案例，具備基本的算法分析能力及很好的編程能力.

2 最優(yōu)化理論在實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

2.1 教學(xué)內(nèi)容重理論,輕實(shí)踐

目前，我國很多高校對(duì)本課程的講授著重于最優(yōu)化算法的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和定理證明，而對(duì)相關(guān)算法的的應(yīng)用講授的太少.導(dǎo)致很多學(xué)生在學(xué)習(xí)完本課程后不具備最優(yōu)化的相關(guān)原理解決實(shí)際相關(guān)問題的能力，照成了很多學(xué)生的眼高手低的通病.

2.2 教學(xué)方法不科學(xué)

在教學(xué)方式上，目前很多高校還繼續(xù)使用傳統(tǒng)的單一的“傳授式”教學(xué)方法，老師在課堂上講，學(xué)生在下面記.這種教學(xué)方法太注重理論的講解，算法的傳授，并不能使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想.

3 最優(yōu)化理論在實(shí)踐教學(xué)改革的探索

3.1 課堂教學(xué)內(nèi)容的改革

課堂教學(xué)方法的改革，能夠保證教學(xué)內(nèi)容有效實(shí)施，而課堂教學(xué)內(nèi)容是一門課的重要環(huán)節(jié)，在“最優(yōu)化方法”課程體系的實(shí)踐教學(xué)中，既要注重改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，注重“融知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)為一體”.因此最優(yōu)化方法的教學(xué)內(nèi)容首先應(yīng)考慮到學(xué)科體系的完整性，為學(xué)生打牢理論基礎(chǔ).其次,它也具有相當(dāng)強(qiáng)的實(shí)踐性，應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng).從而要以“掌握科學(xué)理論、強(qiáng)化實(shí)際應(yīng)用、突出學(xué)習(xí)能力”作為“最優(yōu)化方法”課程的培養(yǎng)目標(biāo)，努力做到課堂教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和學(xué)習(xí)難度符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，符合最優(yōu)化方法課程的特點(diǎn).就要求我們?cè)谥v解最優(yōu)化方法的理論知識(shí)和應(yīng)用方法要系統(tǒng)，要清楚，使學(xué)生掌握最優(yōu)化的基本優(yōu)化理論和優(yōu)化方法.同時(shí)加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的課堂教學(xué)，采取各式各樣的實(shí)踐方式，進(jìn)而使學(xué)生解決某些實(shí)際問題，為學(xué)生進(jìn)一步從事該方向的學(xué)習(xí)與研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

3.2 改革理論教學(xué)方法,重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程

在課堂教學(xué)中，以“實(shí)際應(yīng)用為目的”，通過講解典型的數(shù)值算例，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的生成與發(fā)展的過程，詳細(xì)講解抽象概念的實(shí)際背景；同時(shí)將更多的核心思想方法貫穿于課堂實(shí)踐教學(xué)的始終，讓學(xué)生不僅僅要最優(yōu)化，更要學(xué)會(huì)并更好的用最優(yōu)化；實(shí)踐教學(xué)中既要培養(yǎng)學(xué)生用最優(yōu)化的原理與方法思考，又要具備處理實(shí)際問題的意識(shí)與能力.逐步地建立起學(xué)生應(yīng)該掌握的最優(yōu)化理論知識(shí)框架[3].

3.3 改革實(shí)踐教學(xué)方式，引入多媒體教學(xué)

課程的講授采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與現(xiàn)代化多媒體教學(xué)相結(jié)合的方法，課堂上采用電子教案與黑板板書相結(jié)合的方式，并根據(jù)課程內(nèi)容的需要穿插相關(guān)的知識(shí)背景，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.此外，多媒體教學(xué)具有課堂講授內(nèi)容豐富、信息量很大、形式的多樣化等優(yōu)勢(shì)，要積極主動(dòng)地推廣使用多媒體課堂教學(xué).根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)的不同，既要充分發(fā)揮多媒體在課堂上輔助某些動(dòng)態(tài)過程的演示和繁瑣算法公式的推導(dǎo)過程以及表達(dá)式的表述等作用.而多媒體與黑板書寫兩種方式的結(jié)合，既能節(jié)約時(shí)間，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使課堂氣氛活躍，進(jìn)而使課堂的教學(xué)效果有所改善.

3.4 加強(qiáng)對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高實(shí)踐能力

最優(yōu)化理論的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用和計(jì)算機(jī)的發(fā)展是分不開的，沒有計(jì)算機(jī)的發(fā)展，就沒有最優(yōu)化方法解決實(shí)際問題的可能.由于最優(yōu)化主要用于解決復(fù)雜系統(tǒng)的各種各樣的最優(yōu)化問題，問題涉及的變量很多，約束條件也很復(fù)雜，導(dǎo)致建立的最優(yōu)化模型就很龐大，計(jì)算量就會(huì)很大，只能借助于計(jì)算機(jī)才能夠完成實(shí)際問題的求解.

為了使大部分學(xué)生能夠在以后的工作中真正做到學(xué)以致用，能夠靈活運(yùn)用最優(yōu)化解決相關(guān)實(shí)際的問題，在課堂教學(xué)中要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，要求學(xué)生能夠應(yīng)用各種數(shù)學(xué)軟件，解決大規(guī)模的優(yōu)化問題.所以，在教學(xué)中既要強(qiáng)化理論教學(xué)，又要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)這一有利的輔助手段.在實(shí)踐教學(xué)中不定期的安排學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)軟件的實(shí)際操作訓(xùn)練，提高學(xué)生熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力.

3.5 定時(shí)補(bǔ)充相關(guān)最優(yōu)化方法的最新進(jìn)展知識(shí)

隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，很多新的問題需要最優(yōu)化方法提供相應(yīng)的決策與支持，而最優(yōu)化方法理論的發(fā)展與實(shí)踐應(yīng)用是相互促進(jìn)的，從而導(dǎo)致新的理論和方法就會(huì)不斷地產(chǎn)生，和新的應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn).在課堂教學(xué)的過程中，給學(xué)生適當(dāng)補(bǔ)充該學(xué)科的最新理論成果和實(shí)踐應(yīng)用，在完善學(xué)生課堂知識(shí)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，也激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣.

4 結(jié)束語

最優(yōu)化理論是一門理論與算法抽象、實(shí)際應(yīng)用比較廣泛、實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，導(dǎo)致很多學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中失去了興趣.但要想取得良好的教學(xué)效果，就要不斷的進(jìn)行教學(xué)改革，不斷地進(jìn)行教學(xué)探討，使更多的學(xué)生更早更快地進(jìn)入該課程的學(xué)習(xí)，并掌握利用它為社會(huì)主義建設(shè)添磚加瓦.

[1]徐成賢等.近代優(yōu)化方法[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[2]孫文瑜等.最優(yōu)化方法[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]高德寶.數(shù)學(xué)模型在最優(yōu)化方法中的應(yīng)用綜述[J].牡丹江教育學(xué)院學(xué)報(bào),2008,110(4):106-107.

DISCUSSES “OPTIMIZED METHOD”SHALLOWLY THE TEACHING METHOD REFORM

LIU Xiang-guo
（Math.Department of Chaohu Collge， Chaohu Anhui 238000）

The optimized method is a theory and the practical very strong specialty core curriculum.This article question which exists in view in the optimized method′s theory and the practice teaching,has conducted the preliminary study,and proposed some desires and the tentative plan.

Optimized method；Educational reform；Practice teaching

G642

A

1672－2868（2011）06－0151－02

2011-9-25

院教研基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：Jyxm200911，Jyxm201126，Jyxm201127）

劉相國（1979-），男，寧夏人。巢湖學(xué)院數(shù)學(xué)系教師，碩士，研究方向：科學(xué)工程計(jì)算

責(zé)任編輯：陳 鳳