《運(yùn)籌學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

常浩娟 吳 瓊 劉 波

（石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子832003）

運(yùn)籌學(xué)是將數(shù)學(xué)建模方法與工程思想和管理思想相結(jié)合，通過建模、檢驗(yàn)和求解數(shù)學(xué)模型等定量分析方法，研究和解決管理、經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)中的實(shí)際問題，從而為決策者提供科學(xué)決策方法和量化工具的一門較為綜合的學(xué)科。隨著運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用的廣泛性逐漸增強(qiáng)，無(wú)論在理工類還是經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)教學(xué)中，運(yùn)籌學(xué)都呈現(xiàn)出重要的地位。《運(yùn)籌學(xué)》課程的屬性決定了其教學(xué)活動(dòng)既要重視運(yùn)籌學(xué)的基本理論和方法，提高學(xué)生運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法構(gòu)建優(yōu)化決策模型的能力，又要培養(yǎng)學(xué)生具備解決優(yōu)化問題的實(shí)踐能力。

1 運(yùn)籌學(xué)教學(xué)內(nèi)容

《運(yùn)籌學(xué)》是信息管理與信息系統(tǒng)及相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門跨學(xué)科、多分枝、理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的課程。運(yùn)籌學(xué)的分支包括線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)模型、存儲(chǔ)論、排隊(duì)論、對(duì)策論、排序與統(tǒng)籌方法、決策分析、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、預(yù)測(cè)、搜索論、隨機(jī)服務(wù)理論和可靠性理論等。它具有定量分析、最優(yōu)性、實(shí)用性、多分支性和以計(jì)算機(jī)為工具的求解問題。其教學(xué)目標(biāo)是：通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)化思想和邏輯思維能力；掌握管理過程中的相關(guān)建模、求解以及最優(yōu)解或滿意解的運(yùn)用等優(yōu)化技術(shù)；通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。

2 運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不足之處

目前，多數(shù)專業(yè)《運(yùn)籌學(xué)》課程的教學(xué)以理論教學(xué)為主，主要要求學(xué)生掌握包括線性規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡(luò)分析、博弈論、決策分析等分枝的經(jīng)典理論部分，強(qiáng)調(diào)要求學(xué)生掌握數(shù)學(xué)理論知識(shí)，及手動(dòng)計(jì)算解題的技巧能力。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)薄弱，不能夠使學(xué)生很好的遵循學(xué)以致用的，應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)的技術(shù)和方法可以解決越來(lái)越多的實(shí)際問題，諸如信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理、生產(chǎn)計(jì)劃、市場(chǎng)營(yíng)銷以及各種應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理等問題。

我院信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)《運(yùn)籌學(xué)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在的問題主要有以下幾個(gè)方面：

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式單一，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，非常不利于創(chuàng)新思維培養(yǎng)。目前運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主要以演示性和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主。演示性實(shí)驗(yàn)主要是教師介紹電子表格軟件如EXCEL或者WINQSB軟件中各個(gè)算法模塊的基本應(yīng)用方法；并且采用以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)法，給學(xué)生提供算法模型和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是確定和已知的，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)方法設(shè)定好的條件下做“完形填空”，機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這種教學(xué)方法還是過去的填鴨式的，學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，沒有什么創(chuàng)新的過程和內(nèi)容，對(duì)部分理解能力和動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生來(lái)說，過于簡(jiǎn)單，打擊了他們的積極性，導(dǎo)致他們逐漸產(chǎn)生倦怠和厭煩。如此一來(lái)，既沒有達(dá)到教學(xué)目的，也不利于提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。

（2）實(shí)驗(yàn)手段不合理，沒有體現(xiàn)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特色，同時(shí)沒有充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)自主性。實(shí)驗(yàn)課程中采用的主要實(shí)驗(yàn)手段是借助EXCEL或者WINQSB軟件進(jìn)行模型的分析。信管專業(yè)是一個(gè)交叉學(xué)科，目前在信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院這個(gè)大環(huán)境中，有部分經(jīng)濟(jì)管理類的課程，此外計(jì)算機(jī)科學(xué)的專業(yè)知識(shí)占較大比重，對(duì)于部分學(xué)生來(lái)說EXCEL或者WINQSB軟件的應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)沒有充分發(fā)揮和利用，比如編寫程序進(jìn)行算法的代碼實(shí)現(xiàn)等。

（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核困難，形式單一。受到目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和方法的限制，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采取的考核方式主要是通過筆試的試卷中10-15分的實(shí)驗(yàn)操作方法的試題進(jìn)行測(cè)試，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果的考核完全沒有代表性，并且對(duì)教學(xué)效果的考核沒有什么價(jià)值和參考意義。

3 對(duì)策建議

針對(duì)當(dāng)前信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)《運(yùn)籌學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題，我們從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

（1）理論教學(xué)內(nèi)容、方法的補(bǔ)充和完善。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，理論教學(xué)在內(nèi)容和方法上也要做出調(diào)整和補(bǔ)充。在理論課堂教學(xué)中，除了經(jīng)典運(yùn)籌方法和理論模型的講解外，從實(shí)際問題出發(fā)，精選具有充分的代表性、源于實(shí)際問題的典型案例，通過案例分析過程：提出問題、找到合適的解決方法，運(yùn)用方法切實(shí)解決問題，并作結(jié)論和總結(jié)等，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)際問題的分析。通過詳實(shí)和完整的案例分析，讓學(xué)生掌握的運(yùn)籌學(xué)分析問題和處理問題的方式方法，構(gòu)建從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐應(yīng)用的完整思路和框架。

（2）實(shí)驗(yàn)方法和手段的多樣化和靈活性。采取靈活多變的實(shí)踐教學(xué)方式，這里根據(jù)學(xué)生的情況，主要考慮采用兩種方式，第一種是對(duì)于傾向于喜歡計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)生，注重培養(yǎng)使用LINDO/INGO/MATLAB或C語(yǔ)言等軟件來(lái)解決計(jì)算問題，進(jìn)行算法的代碼實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。利用這些軟件工具，把教材上的重要算法、經(jīng)典案例，通過編程加以實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。同時(shí)也注重鼓勵(lì)學(xué)生不要拘泥于課本上的算法與思維，努力嘗試新方法，開拓新思路，提高自己的創(chuàng)造性思維能力。第二種是對(duì)于傾向于方法應(yīng)用的學(xué)生，考慮從實(shí)際問題的解決入手。在基本的運(yùn)算方法和工具如WINQSB熟練掌握的情況下，結(jié)合一些實(shí)際問題進(jìn)行應(yīng)用，從問題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決和總結(jié)等各個(gè)環(huán)節(jié)逐步展開研究，最終形成一個(gè)完整的案例分析報(bào)告。整個(gè)過程可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，促進(jìn)理論應(yīng)用于實(shí)踐，使學(xué)生更全面的掌握和運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)知識(shí)。

從學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生的差異性著手，進(jìn)行分類實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，同時(shí)也可以提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和思維。

（3）鼓勵(lì)學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模大賽、SRP項(xiàng)目或大學(xué)生創(chuàng)業(yè)等實(shí)踐活動(dòng)，給學(xué)生提供指導(dǎo)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。鼓勵(lì)和支持學(xué)生參加校內(nèi)外相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，可以讓學(xué)生更深入的掌握運(yùn)籌學(xué)理論和方法。在運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，信管專業(yè)的學(xué)生根據(jù)專業(yè)知識(shí)結(jié)合我校圖書館現(xiàn)狀，申報(bào)《基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）的高校圖書館績(jī)效評(píng)價(jià)及研究》的SRP項(xiàng)目獲得立項(xiàng)。項(xiàng)目從高校圖書館服務(wù)教學(xué)科研的角度，運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)中經(jīng)典的線性規(guī)劃方法：數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）對(duì)大學(xué)圖書館投入產(chǎn)出情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析圖書館資源配置效率，對(duì)如何促進(jìn)資源優(yōu)化，提高資源使用效率起到積極作用。在項(xiàng)目的申報(bào)和執(zhí)行過程中，學(xué)生的積極性和主動(dòng)性很高。通過類似的活動(dòng)，能夠使學(xué)生綜合應(yīng)用多種專業(yè)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造思維，同時(shí)也對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、協(xié)調(diào)和溝通能力起到積極作用。

（4）考核方式的完善和補(bǔ)充。鑒于實(shí)驗(yàn)方法和手段的變化，在課程考核過程中，一方面加大實(shí)驗(yàn)考核比重，另一方面注重過程和結(jié)果的共同考核。過程考核主要是階段性的研究進(jìn)展、質(zhì)量的考評(píng)，結(jié)果考核注重內(nèi)容的完整性和總體質(zhì)量的評(píng)價(jià)。對(duì)于算法實(shí)現(xiàn)和編碼的同學(xué)，主要看算法編碼能否使用，參數(shù)變化的適應(yīng)性和穩(wěn)定性；對(duì)于應(yīng)用性的報(bào)告分析類的考核，注重研究報(bào)告的完整性，可行性和有效性。綜合來(lái)說，考核的目的是起到檢測(cè)學(xué)生知識(shí)掌握和應(yīng)用的能力，同時(shí)反饋教學(xué)效果和質(zhì)量，此外也可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，如協(xié)作精神，創(chuàng)新思維等。

4 結(jié)語(yǔ)

《運(yùn)籌學(xué)》是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的核心課程之一，應(yīng)用范圍廣泛，是現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算和管理學(xué)科中的基礎(chǔ)理論和不可缺少的方法、手段與工具。運(yùn)籌學(xué)作為一門用來(lái)解決實(shí)際問題的學(xué)科，在處理千差萬(wàn)別的各種問題時(shí)，一般有以下幾個(gè)步驟：確定目標(biāo)、制定方案、建立模型、制定解法，所以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)是課程的重要組成部分，是相關(guān)理論方法能否掌握的關(guān)鍵，并有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合多位老師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特點(diǎn)，以及運(yùn)籌學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，分析了運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，提出了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路與改革措施，為全面提高運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量提供參考。

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