基于行動導向的運籌學課程教學改革研究

李琳

摘要：運籌學兼具理論性與實踐性特征，對培養學生解決實際問題的能力具有重要的作用，已成為包括本科生、研究生多層次不同專業的基礎必修課之一。本文針對運籌學課程在當前教學中存在的諸多問題，深入分析了其中的原因，借助“行動導向教學”思想，提出面向教學對象，引導自主參與，加強應用實踐的教改思路，具體從教學定位、教學內容設置、教學流程設計、教學工具選擇和考核方式改革等方面提出了嘗試性的策略和建議。

關鍵詞：運籌學；實踐應用；行動導向；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）10-0085-02

一、引言

運籌學，是面向實際，廣泛應用現有的科學技術知識和數學工具，結合定性與定量的方法，追求改善或優化現有系統效率的一門科學。它既強調對現實復雜問題的抽象與分析，也強調對多學科相關知識與方法的綜合運用，已成為工業、農業、交通運輸、經濟管理、商業、國防、建筑、通信等多個領域中分析復雜問題，實現有效管理與正確決策的重要方法之一。目前，運籌學已被教育部高等教育司審定為多個層次、多個專業的核心課程和專業主干課程，其中包括本科層次、碩士與博士層次，涉及數學、管理科學、經濟學、工商管理、市場營銷、會計、交通工程與交通運輸等多專業。然而，正是因為課程教學針對的學生專業背景差異性大，各自的知識體系又不同，目前很多院校在運籌學課程的教學過程都存在著教學目的不明確、教學定位困難、教學方法選擇不科學等問題，亟須針對學生的特點以及“運籌學”課程的性質，探討在教學目的、教學方法、教學模式、教學內容設置，以及教學技巧等方面的教學改革。行動導向教學法，是以學生自主的行為和知識運用為目標，通過各種自主型的教學樣式和師生共同解決問題的教學樣式來加深課程感知，提高教學質量。本文擬從“行動導向教學”思想出發，面向不同的教學主體，結合個人的教學實踐體會，充分考慮運籌學課程兼具“基礎邏輯性”及“實踐應用型”的特征，就該課程的教學設計與教學模式提出一些嘗試性的改革方案。

二、運籌學教學過程中存在的主要問題及原因分析

1.教學目的不明確且缺乏合理性。運籌學既是一門講究內在理論邏輯性的學科，同時也是注重實用性的課程。目前的運籌學教學中，教師一般傾向于教授數學模型的復雜和數學方法的技巧，讓學生感到課程過多的抽象性。實際上，作為運籌學教育從業者首先思考：在面向不同的教學對象時，教學目的到底是什么？是讓學生了解其中的數學理論，還是理解問題的求解思路，抑或是掌握解決實際問題的方法？特別地，鑒于運籌學課程設置的范圍較廣，當教學對象專業特征明顯，且基礎差異性大的情況下，更需要有針對性地明確教學目的。

2.教學形式單一且陳舊。目前運籌學的教學形式大多是照本宣科，講課方式單一。要么是通過板書的方式，希望讓學生深入理解模型的構建與求解方法，但是往往課程進度緩慢，且學生覺得數學教學傾向過強，過于枯燥；要么就是完全依賴于多媒體教學，將幾乎所有的內容羅列于PPT中，使得學生聽得云里霧里，也無法及時補全筆記，更別提對知識的深入理解了。如何將多種教學形式良好地結合，提高教學效果，成為運籌學課程教師關心的難題。

3.教學內容的選擇隨機性強且落后。運籌學是面向實際問題的開放性學科，包括若干分支，受限于有限的課時，教師往往需要對教學內容進行一定的選擇。目前的教學內容選擇與安排存在一定的隨機性和盲目性，教師往往根據自身的理解和熟悉程度，或者依附于所選教材，導致教學的片面性和內容的相對陳舊性。大多數的教學課時集中于線性規劃、整數規劃、目標規劃、存儲論等傳統的核心章節，而忽略動態規劃、圖與網絡等實際應用廣泛的分支，也沒有融入現代系統工程的諸多方法，從而使得本科和研究生的運籌學教學內容雷同過多，并不能夠讓本科生全面了解這門課程的整體框架，也不能幫助研究生拓寬相應的知識面，提高在科研和工作中應用理論和方法、解決實際問題的能力，也無益于科研創新能力的培養。

4.教學的互動性與參與性缺乏。運籌學目前的教學沿用了傳統思路，課堂上，教師將授課的注意力集中在課堂知識點的講授，以及針對數學模型的解題運算上，學生則是被動地聽講，被動地接受，缺乏主動的思考，課堂較少地設計師生的互動，或是對某一類應用型問題的探討，課堂氣氛與活力較為沉悶。而在課下，學生也將精力花在做作業鍛煉解題技巧上，往往一道題需要花費大量的計算時間，重復勞動多，也沒有對課上內容的深入思考，更缺乏運用課上知識對身邊實際問題進行分析，嘗試解釋和解決的動力。

5.考核方式不科學。運籌學目前依然采取的是試卷考核的方式，這也決定了學生學習的重點在于煩瑣的理論證明和計算上，這顯然很大程度上背離了運籌學課程的特點與學科的宗旨，更不能綜合地考查學生從運籌學課程中本應獲取的系統化分析思想，以及解決問題的科學方法、實踐技能。

三、基于行動導向的運籌學課程教學改革的探索

運籌學課程一方面重視基礎，另一方面又強調拓展視野，注重實踐性和應用性，故而是一門開放性的實用性學科。鑒于此，針對這門課程教學改革的思路一是面向教學對象，鼓勵學生的主動參與性，強調師生在課堂和課下的交互性；二是要努力走出單純理論邏輯授課的圈子，面向實際問題尋求解決思路和解決方法，而這正是“行動導向教學”思想的精髓。故而，運籌學的教學從業者可以嘗試借助“行動導向”的相關技術和方法，實施運籌學課程的教學改革，具體可以從以下幾個方面著手。

1.合理定位教學目的?？紤]到運籌學課程教學對象的范圍廣泛性，應區分不同層次和不同專業教學對象的需求，進而明確各自的教學目的。比如，對于研究生而言，通過運籌學課程的學習，學生能以運籌學的方法和思想，分析解決各自專業領域實踐中存在的優化決策問題，這就要求以此為目的的教學不能采用千篇一律的例子，而是需要更多地考慮專業領域中亟待解決的優化問題。

2.精心設計教學內容。以行動為導向的運籌學教學，只有合理安排教學內容才能最大程度地吸引學生的參與，喚起學生的共鳴，激發學生的興趣。在教學內容的取舍方面，要避免隨機性和過分的教師自主性，同時也要結合專業的實際應用情況，選擇有一定針對性的教學內容進行合理的布置和設計。不僅如此，教師在教學過程中也應增加些前沿性知識的介紹，讓學生對運籌學課程的開發性和發展性有更加深刻的理解。比如，對工程管理專業的學生，可以適當增加數據包絡分析、神經網絡、貝葉斯網絡等方法的基礎介紹；對物流管理專業的學生，可以適當引入復雜網絡的知識。甚至可以以專題的方式，介紹運籌學的新興發展動態或書本以外的應用方法，引導學生自主地選擇和參與。

3.豐富案例教學環節。傳統運籌學的教學，由于采用的例子都是抽象出的案例，與實際問題相差甚遠，難以讓學生對實際中問題的復雜性有較好的了解。所以，在教改的過程中，可以嘗試雙管齊下：一方面改變“基本理論-研究方法-抽象例題”的傳統教學環節設計，以案例或問題開篇，借助“思維導圖法”等方法引導學生思考如何解決，進而歸納出共性，引出理論模型，從而加強學生的主動思考，加深對相關知識的理解；另一方面，打破傳統模型導向的章節劃分和授課慣例，可以嘗試問題導向的教學方式，即歸納典型的案例類別，分別有針對性地介紹解決的思路和可以借鑒的方法。如“生產計劃決策問題”具有哪些特征，在什么情況下可以通過線性規劃建模求解，“投資問題”又在什么情況下可以運用動態規劃的思路解決。

4.加強運籌學軟件教學。現代計算機技術及其軟件的迅速發展和普及，為運籌學教學和應用創造了良好的條件。行動導向的教學要求運籌學課程更多地引入計算機輔助系統，嘗試試驗課程教學，安排更多的上機操作訓練，讓學生在理論理解的基礎上，結合計算機軟件或優化工具進一步提升解決實際問題的能力。比如：Excel軟件中的規劃求解功能可以解決包括線性規劃、靈敏度分析、整數規劃、運輸問題在內的廣泛問題；Matlab中強大的優化工具箱可以較好地用于智能算法的設計。學生通過這樣的動手操作，也會在問題的解決過程中提升潛在的成就感，從而增強對課程的興趣和參與性。

5.嘗試項目制的考核方法。配合運籌學課程中在教學方法與教學內容方面的改革，傳統的卷面考試模式應變更為綜合考試，從而改變學生死記硬背、創造性缺乏的弊端。可考慮采用綜合大作業的方式，如設計若干個小型的項目或團隊實踐，學生2～3人一組，通過規范化的研究報告反映學生分析問題、建立模型、應用求解的整體過程，考核學生對運籌學系統化思維方式的應用，以及對實際問題分析解決的能力。這種考核方式可以有效地調動和發揮學生學習的自主積極性，切實體現運籌學課程本身重實踐應用的理念。

四、結語

運籌學是本科和研究生多專業的一門重要專業基礎課，既注重跨學科理論知識的積累，更強調面向實際問題的系統性解決思路與應用能力。本文從當前運籌學課程的教學現狀著手，指出存在的問題，剖析背后的原因，應用“行動導向教學”的思路，探究運籌學課程在教學方法、教學內容、教學技術、考核方式等方面實施改革的方案，以期從真正意義上結合本科、研究生多層次以及不同專業的具體需求，發揮運籌學專業核心課程的重要作用，培養理論聯系實踐，有創新力、敢于思考、擅于動手的學生。

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