摘 要:本文針對運籌學教學過程中出現的一些問題展開討論,介紹了教學中存在的問題,根據這些問題提出了應對策略,在教學實踐中取得了較好的效果。
關鍵詞:運籌學;教學改革;案例教學
運籌學是20世紀新興的一門應用學科,最早起源于第二次世界大戰。作為一門綜合性學科,它具有很強的理論性和系統性,以理論教學為主,并配合實踐教學,在教學過程中既重視基本概念、理論和方法的講解,幫助學生建立運籌學思想、提高運籌學的理論知識水平,又重視培養學生解決實際問題的能力,以達到學以致用的目的。很多開設運籌學課程的學校都對運籌學的教學進行了研究。
一、運籌學教學過程中存在的問題
運籌學的內容豐富,分支較多,每個分支都涉及到模型建立和求解等方面,需要學生掌握必備的基礎知識,比如數學分析、高等代數、概率論等數學知識,在教學中主要存在以下一些問題。
1.重理論講解。運籌學的分支很多,每一個分支都自成一門學科,然而課時較少,一般只有54個學時。如果將分支都作為教學內容,勢必造成對各個分支的教學都是點到為止。這些課時較多用于理論教學,實踐教學的課時較少,需要學生在課余時間做大量作業鍛煉解題能力。同時,由于求解方法的復雜性,導致很多題目很難通過簡單的計算而得到結果,這對實際應用的推廣造成了很大的困難。受課時的限制,教學中難以涉及運籌學的最新知識,不能讓學生了解運籌學的最新發展動向。
2.學生欠缺學習興趣。運籌學研究問題的基本手段是對實際問題進行分析,建立數學模型,研究數學模型的性質,利用優化軟件進行求解。但在實際教學中,由于課時的限制,學生沒有機會動手操作。另外,本門課的線性規劃和對偶規劃部分,理論知識非常抽象,需要運用大量線性代數的知識進行推理才能很好理解,這令學生產生了畏難情緒,從而失去了學習的主動性和積極性。
3.教學方法呆板并且單一。現在的運籌學教學停留在傳統的“講授式”教學模式上,在教學過程中過于注重運籌學的理論教學、公式推導、例題講解,而忽視了學生學習的主體性,造成學生與教師的互動少,不能夠由被動學習變成主動學習。
4.考核方式單一。目前運籌學的考試一般還是以“一錘定音”的期末考試為主,不注重過程評價,有的學生上課玩手機或者做其他事情,缺乏學習的積極性。
二、解決措施
在教學過程中,針對原來教學中存在的一些不足之處,對相關的教學內容和方法都進行了適當的改進,經過幾年的實踐,取得了一定的效果。
1.確定合理的教學內容,加強理論教學,提高學生的理論水平。調整教學內容,包括線性規劃、對偶規劃、運輸問題、整數規劃、動態規劃和圖與網絡分析。在教學過程中,重視基本理論、基本概念和基本方法的講授,使學生掌握各個分支的基本模型、基本概念和理論、主要方法及拓展應用。
2.進行案例教學。在教學過程中,根據各分支的具體教學內容,精選實際生活中出現的具有代表性的案例,讓學生獨立分析和分組討論,應用相應方法對模型進行計算分析,并對計算的過程和結果進行分組討論。通過案例教學,讓學生體驗運籌學在解決實際問題的過程中的作用,極大地激發了學生學習本課程的興趣, 鍛煉了其自主學習能力。
3.相關軟件介紹。通過軟件教學,能培養和提高學生利用計算機解決運籌學實際問題的能力,能為后期的數學建模教學和實訓打下基礎。
4.結合科研,提高學生解決實際問題的能力。在運籌學的教學中,我們強調培養學生分析和建立模型的能力,在這個環節,主要是結合科研進行。例如:在“應急系統優化選址問題研究”中,主要包括以下幾個內容:網絡圖的繪制,應急點的選址等,我們用到了圖論、線性規劃、混合0-1規劃、多目標規劃等運籌學的知識,需要將實際問題轉化為數學模型,結合matlab軟件來對模型進行求解。通過參與科研項目,學生提高了解決實際問題的能力。
5.以教材為中心,介紹前沿知識,激發學生的學習興趣。在教學中,在每個分支的學習之前,介紹該分支的歷史,在學習教學內容之后,介紹該分支的最新進展,激發學生的學習興趣。
6.組成學習小組,促進學生共同進步。由于個別學生的數學基礎較差,我們將學生分成4-5人的學習小組,以小組為單位預習、復習內容,并且在案例討論中,每個小組分別選擇不同的課題進行討論,并上交研究報告進行答辯。
從目前的教學情況來看,教學雙方的互動多了,積極性都有了提高,教學質量也有了一定的提高。
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