數(shù)學類專業(yè)運籌與優(yōu)化教學改革初探

路云龍 李文鈺 楊月婷

【摘要】運籌與優(yōu)化是數(shù)學類專業(yè)的主干課程，針對這門課程的特點和教學中存在的問題，從教學過程的教學目標、教師和學生、教學內(nèi)容、教學方法和手段、教學組織形式、教學環(huán)境、教學評價七方面進行探討，提出了運籌與優(yōu)化課程的教學改革方案.

【關(guān)鍵詞】運籌與優(yōu)化；數(shù)學類專業(yè)；教學改革

20世紀60年代開始，運籌學成為一門獨立的學科.運籌學的核心在于決策，并且作出最優(yōu)的選擇.因此，最優(yōu)化技術(shù)是運籌學的主要工具，它對于運籌學的進化起到重大的作用，而運籌學的發(fā)展成為最優(yōu)化技術(shù)的主要推動力.

自20世紀50年代以來，運籌學在我國得到了長足發(fā)展，在國民經(jīng)濟的各個方面都發(fā)揮著重要作用.作為人才培養(yǎng)的主要基地高等院校，開設(shè)運籌與優(yōu)化課程具有重要的意義.根據(jù)教育部頒布的“本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹”中，運籌與優(yōu)化課程被列為數(shù)學類專業(yè)的主干課程.但是，隨著整個科學技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是多學科的交叉融合，使得運籌學與最優(yōu)化技術(shù)有了更為廣闊的前景.那么，在這樣一個大背景下，如何做好運籌與優(yōu)化課程的教學改革呢？

一、運籌與優(yōu)化教學過程存在的問題

1.教材內(nèi)容單一，缺少專業(yè)特色

傳統(tǒng)的運籌學教學的主要內(nèi)容有線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標規(guī)劃、圖論、動態(tài)規(guī)劃、庫存管理、排隊論、非線性規(guī)劃等分支，其中包括許多定量模型、抽象的理論.學生在學習這門課程時容易迷失方向，感受不到這門課程在本專業(yè)的應(yīng)用和實際價值，從而喪失學習這門課程的積極性和主動性，打擊了學習的興趣.

2.重理論，輕實踐

運籌學的每一個分支都可以成為一門學科，然而教學課時有限，通常48學時，教師為了照顧到每個分支，同時為了完成教學計劃，通常教師還是采用“灌輸式”或“填鴨式”的方式講授教學內(nèi)容，勢必造成對于各個分支的教學淺嘗輒止，學生只能在課下花費大量時間和精力去完成作業(yè)，這勢必減少了實踐教學環(huán)節(jié).這樣就根本不能達到教學大綱所規(guī)定的教學目標，造成了學生理論懂一點，實踐又不會的不良后果.

3.考核方式單一

考核的宗旨在于督促學生學習知識的同時體驗學習帶來的快樂.而傳統(tǒng)考核方式是單一的筆試考核，它使學生更側(cè)重理論學習，忽視了學生實踐能力的培養(yǎng)，這也不符合運籌與優(yōu)化這門課程的特點.這也扼殺了學生主動學習的積極性.

二、教學改革所采取的措施

依據(jù)教學的基本規(guī)律和結(jié)合運籌與優(yōu)化這門課自身的特點展開教學過程.教學過程主要包括教學目標、教師和學生、教學內(nèi)容、教學方法和手段、教學組織形式、教學環(huán)境、教學評價等七部分.

1.制定適合數(shù)學類專業(yè)自身的教學目標

數(shù)學類專業(yè)開設(shè)運籌與優(yōu)化課程既有優(yōu)勢，又有劣勢.優(yōu)勢在于學生有扎實的理論基礎(chǔ)，便于理解運籌與優(yōu)化的基本概念、理論、方法以及數(shù)學模型；學生容易建立運籌學的基本模型.劣勢在于學生過多地學習數(shù)學理論知識，解決實際問題的能力差，以至于不能達到學以致用.所以制定適合專業(yè)自身的教學目標是教學改革的重要部分.

2.實現(xiàn)教師與學生的雙向互動

教師和學生是教學活動的共同參與者，所謂“教是為學而教，學乃從師而學”.尊重學生的主體地位，讓學生融入到課堂中，成為主動的分析者和思考者，從而使教師與學生在互動中達到最優(yōu)的教學效果.

3.教學內(nèi)容的改革

針對數(shù)學類專業(yè)的特點，應(yīng)該精簡教學內(nèi)容，重點突出，編排相應(yīng)教學大綱，細化教學進度安排，編排適合相應(yīng)專業(yè)的教材.同時，教材的內(nèi)容應(yīng)隨時補充運籌學與最優(yōu)化方法的新方法、新成果.讓學生切身感受到該學科具有廣泛的應(yīng)用，激發(fā)學生主動學習的熱情.

4.教學方法和手段的改革

采用多種教學形式，以適應(yīng)課堂教學的特點和專業(yè)需要，結(jié)合課程設(shè)計、上機實驗、算法編程和案例分析，培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力.隨著計算機科學飛速發(fā)展，它極大地推動了運籌與優(yōu)化的發(fā)展和進步.計算機的軟件和硬件的更新，給運籌與優(yōu)化教學帶來方便.結(jié)合現(xiàn)代化的教學手段，開展計算機輔助教學.通過圖形、圖像、數(shù)值結(jié)果的展示，使學生更能直觀、形象地理解運籌學及最優(yōu)化技術(shù)的思想方法，培養(yǎng)學生的綜合實踐能力.

5.教學組織形式與教學環(huán)境

教學活動的進行，還必須有一定的組織保證.學院組織學生建立數(shù)學建模小組，定期安排教師給予學生培訓(xùn)和指導(dǎo)；建立網(wǎng)絡(luò)教學平臺，使學生能通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺獲取教學課件、提交作業(yè)、輔導(dǎo)答疑、獲取運籌與優(yōu)化的案例；組織學生參加校內(nèi)、省內(nèi)、國家、美國的大學生數(shù)學建模競賽；聘請國內(nèi)知名運籌與優(yōu)化方面的專家來學院講座，了解運籌與優(yōu)化的最新發(fā)展動態(tài).

教學環(huán)境是影響教學活動的客觀條件.學院開放數(shù)學系資料室、實驗室，方便學生查閱資料和上機訓(xùn)練；組織學生進企業(yè)進行生產(chǎn)實習和接受培訓(xùn)，積累解決實際問題的經(jīng)驗，培養(yǎng)創(chuàng)新能力.

6.完善教學評價系統(tǒng)

教學評價包括教學檢查、測量和評價.教學評價是對教學活動的結(jié)果是否滿足需要而進行的價值判斷.教學測評所獲得的有關(guān)信息，能夠及時調(diào)控和改進教學活動，能夠強化鞏固教學效果，能夠?qū)熒a(chǎn)生激勵的作用，從而爭取更好的教學效果.具體采用“筆試+實訓(xùn)+考勤”的多方位綜合考核方式，其中試卷和考勤占期末總成績的60%，實訓(xùn)占期末總成績的40%，其中實訓(xùn)采取課程設(shè)計、論文答辯、編制程序等多種形式.

結(jié)束語

通過個人的教學體會粗淺地談了運籌與優(yōu)化課程的特點，指出數(shù)學類專業(yè)運籌與優(yōu)化教學過程中存在的一些問題，以及探討運籌與優(yōu)化教學改革的一些措施.