關(guān)于運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革的探討

摘 要：針對運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)的特點(diǎn)，首先分析了運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)過程中存在的問題， 結(jié)合素質(zhì)教育培養(yǎng)的教學(xué)理念，對運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)的改革思路進(jìn)行了探討分析，進(jìn)一步體現(xiàn)了學(xué)以致用的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：運(yùn)籌學(xué) 教學(xué)改革 教學(xué)理念

中圖分類號：G642.0

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）07-231-02

一、運(yùn)籌學(xué)課程的意義

運(yùn)籌學(xué)“Operational Research”（縮寫為O.R.）起源于第二次世界大戰(zhàn)初期的軍事任務(wù)，成功地解決了許多重要作戰(zhàn)問題，例如，組織適當(dāng)?shù)淖o(hù)航編隊(duì)使運(yùn)輸船隊(duì)損失最小；改進(jìn)搜索方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)敵軍潛艇；改進(jìn)深水炸彈的起爆深度，提高了毀傷率；合理安排飛機(jī)維修，提高了飛機(jī)的利用率等，顯示了科學(xué)的巨大威力。可以說，它從實(shí)踐中得到發(fā)展，反過來又為實(shí)踐而服務(wù)，是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的交叉學(xué)科。戰(zhàn)后，科學(xué)家轉(zhuǎn)向研究在民用部門應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)方法的可能性，從而促進(jìn)了運(yùn)籌學(xué)在民用部門的發(fā)展，伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，運(yùn)籌學(xué)已滲入很多領(lǐng)域里，發(fā)揮了越來越重要的作用。例如，教育、環(huán)保、交通運(yùn)輸、人力資源管理問題等；還廣泛應(yīng)用于能源、預(yù)測、會計(jì)金融、銷售、存儲、計(jì)算機(jī)與信息系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、城市服務(wù)系統(tǒng)、保健與醫(yī)療、電氣、加工工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)等。因此，學(xué)習(xí)和研究運(yùn)籌學(xué)不但具有理論意義，也具有實(shí)踐意義。同時(shí)，運(yùn)籌學(xué)本身也在不斷發(fā)展，形成了數(shù)學(xué)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)分析、排隊(duì)論、決策分析、存貯論、對策論、搜索論、計(jì)算機(jī)模擬等分支，已經(jīng)成為具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和完善的體系結(jié)構(gòu)的科學(xué)方法。

二、運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)

運(yùn)籌學(xué)課程涉及的基礎(chǔ)知識內(nèi)容比較豐富、與實(shí)際問題結(jié)合比較緊密、發(fā)展很迅速，是一門綜合性多學(xué)科交叉的科學(xué)分支，因此，很多的高等院校的數(shù)學(xué)系、管理學(xué)院、經(jīng)貿(mào)學(xué)院以及工學(xué)院的一些專業(yè)都開設(shè)了運(yùn)籌學(xué)。其具體特點(diǎn)可概括如下：

1.廣闊性。運(yùn)籌學(xué)理論方法已滲透到服務(wù)、經(jīng)濟(jì)、庫存、搜索、人口、對抗、控制、時(shí)間表、資源分配、廠址定位、能源、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、可靠性等各個(gè)方面，并且不受行業(yè)、部門的限制。

2.最優(yōu)性。運(yùn)籌學(xué)以整體最優(yōu)為目標(biāo)，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，力圖以整個(gè)系統(tǒng)最佳的方式來解決該系統(tǒng)各部門之間的利害沖突。對所研究的問題求出最優(yōu)解，尋求最佳的行動方案，所以它也可看成是一門優(yōu)化技術(shù)，提供的是解決各類問題的優(yōu)化方法。

三、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

伴隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，運(yùn)籌學(xué)的理論方法和應(yīng)用范圍得到了深入和拓寬，對運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容及方法也提出了新的要求，同時(shí)也就使當(dāng)前運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問題暴露出來。

1.沒有明確的教學(xué)理念。教學(xué)理念是從事教學(xué)活動的指導(dǎo)思想和行動指南，可以說，有什么樣的教學(xué)理念就會產(chǎn)生什么樣的教學(xué)行為，教學(xué)行為受教學(xué)理念支配，明確表達(dá)的教學(xué)理念對教學(xué)活動有著極其重要的指導(dǎo)意義。很多教師教學(xué)重點(diǎn)是講授復(fù)雜的運(yùn)籌學(xué)數(shù)學(xué)模型和巧秒的數(shù)學(xué)方法，沒有將重心放在加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力，這樣的學(xué)生缺乏處理現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題的能力。因此，在市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，若不能以市場為導(dǎo)向進(jìn)行施教，而在教學(xué)過程僅局限于課程的教學(xué)任務(wù)，那么課程本身也就失去了學(xué)習(xí)的價(jià)值。

2.沒有適當(dāng)?shù)倪x擇教學(xué)內(nèi)容。運(yùn)籌學(xué)是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科，但教學(xué)時(shí)數(shù)是有限的。因此，教學(xué)內(nèi)容的選擇存在一定的盲目和隨意，甚至存在著教學(xué)內(nèi)容因教材而設(shè)或因教師而設(shè)的現(xiàn)象。這樣的學(xué)生不會了解所學(xué)習(xí)的知識在今后專業(yè)課中的應(yīng)用，就會感覺所學(xué)知識枯燥無味，只能被動地學(xué)習(xí)。

3.沒有靈活的教學(xué)方法及手段。目前，很多運(yùn)籌學(xué)教師仍采取“以教師為中心”的教學(xué)方法，雖然，在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)中，現(xiàn)代化教學(xué)手段已逐漸開始應(yīng)用，但有時(shí)過度依賴課件，并沒有發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢，使學(xué)生疲于觀看課件，沒有思考時(shí)間，師生之間互動性差，很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在傳統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)完成后，學(xué)生應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)解決實(shí)際問題的能力很差，更難去解決實(shí)際問題。

4.沒有重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。運(yùn)籌學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，它涉及了很多的計(jì)算機(jī)軟件，很多教師只重視推導(dǎo)理論性的定理，忽略模型應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)果是學(xué)生只會掌握書本上的定理及公式，不會應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化軟件（如lingo、lindo、matlab等）求解運(yùn)籌優(yōu)化的實(shí)際問題問題。

5.沒有多樣的課程考核方式。很多高校的運(yùn)籌學(xué)課程是以學(xué)生平時(shí)作業(yè)分?jǐn)?shù)加期末考試成績作為考核學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，這樣的學(xué)生只會套用現(xiàn)成的算法，機(jī)械地計(jì)算，并沒有實(shí)現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)課程的目的，偏離了運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的本質(zhì)。

四、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革的思路和建議

1.以市場為導(dǎo)向，提升教學(xué)理念。運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的交叉學(xué)科。因此，教學(xué)理念不要局限于解題方法的傳授甚至灌注，而要重點(diǎn)關(guān)注其在實(shí)際應(yīng)用中的作用。在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)以科研項(xiàng)目為載體，發(fā)揮合作教育形式的教學(xué)理念，把書本知識、科研實(shí)踐及實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來進(jìn)行知識的傳播，更能加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際出發(fā)分析解決問題的能力。因此，以市場為導(dǎo)向的教學(xué)理念應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾暋?/p>

2.明確教學(xué)目的，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。目前，運(yùn)籌學(xué)教材的內(nèi)容大都涵蓋了規(guī)劃論、動態(tài)規(guī)劃、圖論、存儲論、決策論、排隊(duì)論等內(nèi)容，而各個(gè)高校的學(xué)生學(xué)習(xí)能力相差甚遠(yuǎn)，很難找到針對性較強(qiáng)的教材。因此，教師在運(yùn)籌學(xué)的實(shí)際教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況選取相應(yīng)教材，并在授課內(nèi)容上有所側(cè)重。例如，對于線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)分析等基本內(nèi)容，教師必須要講授。管理學(xué)專業(yè)的學(xué)生可相應(yīng)地增加庫存論知識；金融專業(yè)的學(xué)生，可以根據(jù)當(dāng)前股票市場，研究最優(yōu)投資方案；道路交通專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的內(nèi)容。

3.調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，探索新的教學(xué)方法和手段，為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教師應(yīng)主動拋棄“滿堂灌”的教學(xué)方法，根據(jù)知識的傳授適宜由淺入深，由直觀到抽象的特點(diǎn)，宜采用啟發(fā)式教學(xué)方法，案例式教學(xué)模式和現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合的方式，使學(xué)生能夠真正理解掌握運(yùn)籌學(xué)的基本概念和思維方法，并從中獲得學(xué)習(xí)上的樂趣。（1）采用啟發(fā)式教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。蘇霍姆林斯基曾說：教師的語言修養(yǎng)，在極大程度上決定著學(xué)生在課堂上腦力勞動的效率。運(yùn)籌學(xué)課程的邏輯性很強(qiáng)，因此在講授方法上應(yīng)多采用啟發(fā)式，如在講授動態(tài)規(guī)劃求最短路時(shí)，教師首先可以通過提出游戲，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)與看法，討論是否能用其他的方法來解決此問題，從而啟發(fā)學(xué)生的逆向思維，并適當(dāng)輔以課堂討論，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。課堂討論的主題應(yīng)事先布置，然后學(xué)生以小組形式在課堂上進(jìn)行匯報(bào)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。（2）引入案例式教學(xué)模式，體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想。案例式教學(xué)是模擬實(shí)踐的教學(xué)活動，是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和實(shí)踐能力的有效方法。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)該設(shè)計(jì)應(yīng)用性較強(qiáng)的案例，在體現(xiàn)問題實(shí)踐性的同時(shí)，也體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想，比如學(xué)校排隊(duì)打水的優(yōu)化模型，是否能快速地打到水是學(xué)生所關(guān)心的。因此，可以組織學(xué)生對本校水房的現(xiàn)狀進(jìn)行考察，然后利用數(shù)學(xué)的方法對考察結(jié)果進(jìn)行分析和研究，提出合理化建議。通過案例提供現(xiàn)實(shí)背景，可以為教材上抽象的數(shù)學(xué)理論賦予現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)含義，使學(xué)生的理解更直觀。通過親自觀察分析，學(xué)生不僅掌握了運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)模型和方法解決實(shí)際應(yīng)用問題的流程，而且學(xué)會了分析問題、解決問題的方法，體會了用科學(xué)知識解決實(shí)際問題的妙處。（3）適當(dāng)運(yùn)用多媒體課件，有效增加師生互動。運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)是“五多一少”，即表格多、模型多、圖形多、案例多、算法多，理論推導(dǎo)少。教師如果在授課上花費(fèi)很多時(shí)間畫圖、制表，不僅效率低、信息量少，而且可觀性也差。因此，運(yùn)籌學(xué)課程比較適合使用多媒體進(jìn)行教學(xué)，但是多媒體課件的使用應(yīng)遵循用之有度、用之有效、用之有時(shí)的原則。如圖與網(wǎng)絡(luò)分析適宜用多媒體進(jìn)行教學(xué)，可觀性比較好；但靈敏度分析，卻適宜用板書的形式進(jìn)行詳細(xì)的講解。將多媒體課件與板書講授進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，增加師生互動，體現(xiàn)多媒體現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。

4.重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。運(yùn)籌學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，運(yùn)籌學(xué)實(shí)際應(yīng)用的模型解題運(yùn)算量較大，重復(fù)勞動較多。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多數(shù)學(xué)軟件都具有了優(yōu)化計(jì)算的功能，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生了解數(shù)學(xué)軟件的優(yōu)化計(jì)算功能，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

5.改變傳統(tǒng)考核辦法，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。根據(jù)運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn)，應(yīng)將傳統(tǒng)的單一模式考試變?yōu)榫C合考試，即基礎(chǔ)知識和實(shí)踐能力考核相結(jié)合。基礎(chǔ)知識考核側(cè)重學(xué)生對基本理論和基本概念的理解與掌握，實(shí)踐能力考核側(cè)重平時(shí)的實(shí)踐操作技能，對于平時(shí)的實(shí)踐操作技能，可以讓學(xué)生自己結(jié)合實(shí)踐編寫應(yīng)用案例，并利用計(jì)算機(jī)軟件或編制算法程序在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)給予解決。通過完成平時(shí)的作業(yè)，既加強(qiáng)了階段性的訓(xùn)練，又為期末考試打下了較好的基礎(chǔ)，從而改變只重結(jié)果不重過程的學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展， 運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)還應(yīng)該借助網(wǎng)絡(luò)功能，教學(xué)大綱、教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、教學(xué)錄像等內(nèi)容全部上網(wǎng)，便于學(xué)生隨時(shí)上網(wǎng)學(xué)習(xí)和下載；開發(fā)網(wǎng)上答疑系統(tǒng)，學(xué)生可以在任何時(shí)候提出問題，教師的回答也可以為多個(gè)學(xué)生從信息共享中受益。同時(shí)為開闊學(xué)生的視野和知識面，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識，還應(yīng)介紹運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域前沿的發(fā)展成果，讓學(xué)生了解學(xué)科發(fā)展的動態(tài)，為本科生的畢業(yè)論文選題注入新鮮血液。

運(yùn)籌學(xué)是一門理論與實(shí)踐并重而且具有特殊重要地位的課程，雖然是一門年輕的應(yīng)用學(xué)科，但是其發(fā)展速度卻非常迅速，因此，其教學(xué)改革應(yīng)該受到人們的重視。運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革的目的在于既要重視運(yùn)籌學(xué)基本理論和方法的掌握，又要加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。這就需要我們不斷地追尋能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的素質(zhì)教育方法，切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量，通過各環(huán)節(jié)各種形式的訓(xùn)練和考核，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用。

[本文為黑龍江科技學(xué)院教研項(xiàng)目]

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（作者單位：黑龍江科技大學(xué)理學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150022）

（責(zé)編：若佳）