法國工程師院校運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式及啟示

王德運(yùn)

［摘要］文章從法國工程師院校運(yùn)籌學(xué)課程設(shè)置、教學(xué)方法、考核方式和學(xué)生實(shí)習(xí)等方面對(duì)法國工程師學(xué)校中運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行了探析。運(yùn)籌學(xué)作為工科院校中一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，在國內(nèi)外高校中廣泛開設(shè)，法國工程師院校中對(duì)這一課程的內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式和實(shí)習(xí)安排上能夠根據(jù)企業(yè)的需求不斷作出調(diào)整，保證教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需求良好銜接。與之相比，中國高校內(nèi)的運(yùn)籌學(xué)教育卻存在不夠重視學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)、教學(xué)與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)等問題，影響了教學(xué)效果。基于以上對(duì)比，中國高校內(nèi)的運(yùn)籌學(xué)教學(xué)可適當(dāng)借鑒法國高校中該課程教學(xué)方法中的長(zhǎng)處，促進(jìn)我國運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的發(fā)展。

［關(guān)鍵詞］法國工程師院校 運(yùn)籌學(xué) 教學(xué)模式

［中圖分類號(hào)］G642［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）10-0083-02工程師教育是法國獨(dú)有的高等教育體系，為法國培養(yǎng)了大量的社會(huì)精英和領(lǐng)軍人才。從某種程度上說，這種精英型高等教育模式為法國成為世界科技強(qiáng)國打下了堅(jiān)定的知識(shí)基礎(chǔ)。運(yùn)籌學(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)性課程在法國高校內(nèi)也廣為開設(shè)，但由于教學(xué)理念、目標(biāo)等差異致使其教學(xué)模式和我國高校內(nèi)該課程的教學(xué)模式有顯著差異。因此，我國高校可在分析比較中法兩國高校間運(yùn)籌學(xué)教學(xué)差別的基礎(chǔ)上，適當(dāng)借鑒其先進(jìn)的教學(xué)模式，揚(yáng)長(zhǎng)避短，促進(jìn)我國運(yùn)籌學(xué)教育的發(fā)展。

一、運(yùn)籌學(xué)先行課程的設(shè)置

運(yùn)籌學(xué)是以管理決策問題為實(shí)際背景，以數(shù)學(xué)模型和定量分析方法為主要工具，其核心思想就是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化。學(xué)習(xí)該課程之前需要具備一定的相關(guān)學(xué)科知識(shí)，比如：高等數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、管理學(xué)等，并且至少要掌握一種計(jì)算機(jī)編程語言。因此，在法國工程師院校中，該課程的開設(shè)往往放置在工程師二年級(jí)階段。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，在法國工程師院校中，對(duì)計(jì)算機(jī)編程能力的掌握屬于先行課程中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。其原因在于，當(dāng)前社會(huì)的信息量處于爆炸式增長(zhǎng)階段，問題的復(fù)雜程度也呈直線式上升，僅僅靠人力計(jì)算已無法解決大規(guī)模的社會(huì)實(shí)踐問題，因此必須在掌握好基本優(yōu)化理論的基礎(chǔ)上，能夠使用計(jì)算機(jī)幫助計(jì)算，完成優(yōu)化任務(wù)。

而在國內(nèi)高校的運(yùn)籌學(xué)教學(xué)過程中，學(xué)生的編程能力普遍不高，嚴(yán)重影響了學(xué)生使用運(yùn)籌學(xué)中的理論解決實(shí)際問題的能力，這一問題的出現(xiàn)與高校對(duì)該課程的教學(xué)要求和課程安排有重要的關(guān)系。因此對(duì)比后我們可以看出，運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)應(yīng)該分為基本的兩步：（1）理論學(xué)習(xí)：在這一過程中，主要學(xué)習(xí)一些經(jīng)典的優(yōu)化理論；（2）應(yīng)用學(xué)習(xí)：通過熟練地掌握計(jì)算機(jī)編程語言，借助于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的處理能力解決優(yōu)化問題，獲得問題的解決。上述運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的兩個(gè)過程，缺一不可，互相促進(jìn)。

二、運(yùn)籌學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)置和考核方法

運(yùn)籌學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)置受制于學(xué)生專業(yè)的劃分，不同的專業(yè)所學(xué)習(xí)的運(yùn)籌學(xué)內(nèi)容應(yīng)有所不同并各有側(cè)重。

為了督促學(xué)生學(xué)習(xí)并檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，應(yīng)該采用多種方式考核運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)情況，在法國工程師院校中，普遍采用如下方式考核：平時(shí)作業(yè)（10%）+上課情況（10%）+實(shí)踐問題分析（包括上機(jī)考核）（25%）+期末考試（55）。上述考核方式既考核了課程的理論知識(shí)，又兼顧了理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化能力的培養(yǎng)。值得一提的是，在法國，絕大多數(shù)用于考核的實(shí)踐問題都是來自于現(xiàn)實(shí)生活中各行各業(yè)的實(shí)際問題，考核也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只要學(xué)生可以得到比現(xiàn)行結(jié)果更具說服力且符合邏輯的結(jié)果就算符合要求。這種教學(xué)和考核方式成為法國工程師院校教學(xué)模式的一大特色。反觀國內(nèi)高校該課程的考核方式，大多數(shù)未采用“實(shí)踐問題分析”和“上機(jī)考試”這兩項(xiàng)，一定程度上割裂了“學(xué)習(xí)”與“應(yīng)用”這兩個(gè)基本功能之間的聯(lián)系。

三、運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)方法

（一）自編教材

由于法國工程師教育的目標(biāo)是培養(yǎng)動(dòng)手能力和解決問題能力，培養(yǎng)能滿足社會(huì)需求的復(fù)合型人才，因此，其教材應(yīng)緊跟時(shí)代的步伐。基于上述原因，在法國高校中，教材大多是教師自行編寫，且緊貼社會(huì)需求。而且，一門運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)通常由幾位教師共同完成，比如基本理論部分如線性規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃等內(nèi)容由數(shù)學(xué)基礎(chǔ)深厚的教師講授，動(dòng)態(tài)規(guī)劃、分枝定界法、仿生算法等優(yōu)化算法由編程能力強(qiáng)的教師講授以傳授給學(xué)生如何將算法用計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn)的能力，而生產(chǎn)管理、運(yùn)輸管理和存儲(chǔ)管理則由具有相關(guān)管理經(jīng)驗(yàn)的教師甚至是工廠內(nèi)部的工程師來講授，這種教學(xué)分工方法可以很大程度上提高運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)效率。而在我國，目前還基本上是一個(gè)教師負(fù)責(zé)一門課程，而且為了避免增加備課的任務(wù)，任課教師選擇的教材也往往比較固定，甚至十年都不更新，致使教學(xué)和社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)。

（二）案例教學(xué)法

案例教學(xué)法在法國工程師院校的運(yùn)籌學(xué)教學(xué)過程中是最常使用的一種方法。在課程每個(gè)經(jīng)典問題的教學(xué)過程中，教師幾乎都用一個(gè)幾乎完全來自于實(shí)際問題的案例作為引例對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行引導(dǎo)。這種教學(xué)方式可以極大地激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣，調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性。

（三）模型討論教學(xué)

現(xiàn)實(shí)生活中存在著許多等待我們解決的問題，然而學(xué)習(xí)者往往感覺到，現(xiàn)實(shí)中需要解決的而能夠被解決的問題，已經(jīng)被解決；而對(duì)于剩下的一些問題，要么是解決不了，要么是無意義。通過模型討論教學(xué)的目的，主要是使學(xué)習(xí)者通過對(duì)前人的模型構(gòu)建過程的學(xué)習(xí)，了解辨識(shí)問題、解決問題的過程，掌握解決問題的方法；真正地體驗(yàn)如何將所學(xué)過的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

（四）模型算法推理教學(xué)

從現(xiàn)實(shí)問題抽象出理性的數(shù)學(xué)模型只是解決這個(gè)問題的第一步，我們還必須給出該模型的算法，最好是解析解；因此，在完成現(xiàn)實(shí)問題的模型化之后，我們還要使學(xué)習(xí)者掌握如何運(yùn)用所學(xué)過的數(shù)學(xué)知識(shí)來對(duì)模型進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和推導(dǎo)其解析解。

此外，還有一些其它的重要的教學(xué)方法，如多媒體課件教學(xué)、算法編程教學(xué)和運(yùn)籌學(xué)算法軟件包實(shí)習(xí)操作等等。

其整個(gè)運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)方法和手段遵循了從實(shí)踐到理性，再到實(shí)踐的反復(fù)循環(huán)與檢驗(yàn)的過程，具有較強(qiáng)的科學(xué)性。上述方法間的互補(bǔ)關(guān)系可用圖1表示。

四、學(xué)生實(shí)習(xí)

在法國工程師院校中，實(shí)習(xí)占據(jù)了課程教學(xué)活動(dòng)的大量時(shí)間，而且所有的實(shí)習(xí)活動(dòng)都是和實(shí)際生產(chǎn)生活密切相連的。例如在法國貝爾福—蒙貝利亞技術(shù)大學(xué)中，其生產(chǎn)管理類專業(yè)的學(xué)生學(xué)制為兩年，共分為四個(gè)學(xué)期，其中第二和第四個(gè)學(xué)期屬于實(shí)習(xí)期，學(xué)生必須自己尋找正規(guī)的公司或者企業(yè)去親身體驗(yàn)、感受，找到“所學(xué)”和“所需”之間的差距，然后第三個(gè)學(xué)期再回到學(xué)校將找到的這種差距彌補(bǔ)上，最后在第四個(gè)學(xué)期再次通過實(shí)習(xí)去驗(yàn)證自己的學(xué)習(xí)效果。這種間斷式的教學(xué)實(shí)習(xí)的方式可以很好地幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己學(xué)到的知識(shí)是否是社會(huì)所需要的，并且可以讓學(xué)生在參與社會(huì)實(shí)踐的過程中了解到社會(huì)的真正需求，然后重新回到學(xué)校以這些需求為目標(biāo)，更好地學(xué)習(xí)基本理論知識(shí)，之后再次接受檢驗(yàn)。而我國高校中目前的學(xué)生實(shí)習(xí)主要安排在大學(xué)四年級(jí)的第二學(xué)期，時(shí)間短，且目標(biāo)不明確，基本上處于“走過場(chǎng)”的階段，不能夠?qū)虒W(xué)起到較好的補(bǔ)充作用。

五、總結(jié)

通過對(duì)法國工程師院校中運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)過程中先行課程的設(shè)置、教學(xué)方法、考核方式和學(xué)生實(shí)習(xí)的介紹與分析，可以得出如下啟示：

第一，合理地設(shè)置運(yùn)籌學(xué)課程的先行課程，其中需要著重強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生編程能力的培養(yǎng)。

第二，要及時(shí)更新運(yùn)籌學(xué)的教材，鼓勵(lì)多位具有不同專長(zhǎng)的教師共同承擔(dān)該課程的教學(xué)任務(wù)，并根據(jù)專長(zhǎng)編寫適當(dāng)?shù)慕滩摹?/p>

第三，運(yùn)用多種教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別是案例教學(xué)法。需要強(qiáng)調(diào)的是案例內(nèi)容最好是來源于實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐問題。

第四，在教學(xué)過程中的每一步驟都要強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力的培養(yǎng)以及和社會(huì)需求的聯(lián)系，把握好“學(xué)生所學(xué)”與“社會(huì)所需”之間的緊密聯(lián)系。

第五，將目前的學(xué)生實(shí)習(xí)安排劃分為幾個(gè)分離的階段，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)社會(huì)的需求，然后帶著需求去學(xué)習(xí)，不斷地接受社會(huì)實(shí)踐的檢驗(yàn)。

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［責(zé)任編輯：雷艷］