摘 要:運籌學是管理類專業一門重要的基礎課程,本文結合教學實踐,針對目前管理類專業運籌學教學過程中的問題,提出改進教學效果的建議,從合理確定教學內容、開展案例教學、改進考核方式等方面提出改革的思路。
關鍵詞:運籌學 教學改革 案例教學
運籌學(Operations Research)是一門以決策支持為目標的學科,其名取自于成語“運籌帷幄之中,決勝千里之外”,具有運用籌劃,出謀獻策等內涵。運籌學是一門應用科學,至今還沒有統一的定義,莫斯和金博爾曾對運籌學下的定義:“為決策機構在對其控制下業務活動進行決策時,提供以數量化為基礎的科學方法。”另一定義是:“廣泛運用現有的科學技術和數學方法,解決實際中提出的專門問題,為決策者選擇最優策略提供定量依據。運籌學是二戰以后發展起來的一門新興應用學科, 主要研究資源的最優利用、設備最佳運行等問題,其主要內容包括規劃論(如線性規劃、非線性規劃、整數規劃、動態規劃、目標規劃等)、排隊論、存儲論、網絡模型、最優控制、博弈論、決策論、多目標決策等。運籌學的內容豐富,應用范圍非常之廣,從軍事、政治、經濟與管理以及工程技術等許多領域都能應用到運籌學的思想和方法。二十世紀五十年代由錢學森等教授將運籌學引入我國,并在中國科學院力學研究所成立“運籌學”研究小組。
運籌學是管理科學的重要組成部分,也是現代管理的重要輔助工具,其目的是幫助決策者合理地制定方針和政策,從而實現有效的管理。現在我國絕大部分高校都把運籌學設置為管理類專業的骨干課程,這對于管理類專業的學生提高決策定量分析能力有著十分重要的意義。
一、管理類專業運籌學教學中的問題
1.教學過程高等數學化。運籌學的形成與發展是作為數學的一個分支出現的, 這意味著它與數學有著緊密的聯系,作為一門課程來說,它與高等數學的關系必然十分密切,簡單來說,高等數學是運籌學的基礎,而運籌學則是高等數學的直接應用。正因為運籌學與高等數學的關系密切,運籌學這門課程的教學過程中存在著高等數學化的傾向,許多老師將它當成一門高等數學來講,重理論、輕應用,總是熱衷于講授運籌學中的數學公式與符號,側重于講解數學模型的算法和解題技巧,而忘掉了運籌學的原有特色,忽略了運籌學的實際應用背景以及運用運籌學解決實際問題的能力,理論與管理實踐相脫節。學生在學習過程中感覺就是在學高等數學一樣,乏味與抽象,運用運籌學解決實際問題的能力普遍較差。管理類專業運籌學教學更應強調運籌學的實際應用以及管理上的決策問題,著重在運籌學基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的應用上。
2.教學內容的選擇不合理。運籌學課程教學內容豐富,包括規劃論、排隊論、存儲論、網絡模型、最優控制、博弈論、決策論、多目標決策等。由于教學課時的限制,教師不可能在短短的一學期時間內講完所有的內容,因此必須有恰當的選擇,要根據學生的專業需求選擇合適的教學內容。目前,在運籌學教學內容的選擇中存在著一定的隨意性和盲目性的問題,并沒有根據學生的實際情況合理的選擇教學內容,甚至有教師直接按照教材的章節順序來講,講到哪算哪,根本不考慮學生的專業需求。
3.缺乏計算機輔助教學。多媒體技術已成為課堂教學的重要手段,但是在運籌學的教學過程中,有些老師僅僅通過課件演示和講解運籌學的計算方法和技巧,這是遠遠不夠的,管理類專業的運籌學課程實踐性與應用性非常強,利用運籌學對實際問題進行求解時,由于涉及的變量多,約束條件復雜,導致實際的運籌學模型非常龐大,手工計算求解基本不可行,必須借助于計算機才能完成,因此教師僅僅講授計算方法并沒有太大的實際意義,模型的求解必須借助專門的軟件加以解決。在計算機軟件的幫助下,過去人工計算非常繁重的問題,或者根本不能人工求解的問題,能夠快速的加以解決。計算機已經成了解決運籌學問題的重要工具。
4.成績評定不科學。現有的運籌學成績評定標準以期末考試為主,缺乏應用能力的測試與評判,考試成績不能全面反映學生的能力,特別是解決實際問題的能力,并沒有起到積極的引導作用,存在成績評判不科學的問題。
二、管理類專業運籌學教學改革的幾點建議
針對上述管理類專業運籌學課程教學中存在的問題,筆者結合自身的教學實踐,,提出幾點建議,以供參考。
1.開展案例教學。案例教學就是在教師的指導下,以案例為教材,讓學生通過自身對案例的研究、分析參與到課堂教學過程中來。案例的真實性能讓學生身臨其境,以決策者的姿態來考慮實際問題,學生通過運用自己學過的理論知識和方法分析解決各種各樣的實際管理問題,從而達到理論聯系實際的目的。這種學習過程能充分培養學生獨立分析、解決問題的能力。
案例教學是一種模擬實踐的教學活動,是培養學生實踐能力與應用能力的一種有效方式。近年來在運籌學的教學過程中,筆者十分重視案例教學,并收集了相應的案例材料。在案例教學過程中,許多學生表現出了極大的興趣與較強的課堂參與意識,積極發言,大大增強了師生互動性,擺脫了以前“滿堂灌”以及“填鴨式”的教學模式,取得了預期的效果。例如,我們在講授存儲論的時候,給出了企業庫存決策的實際案例,學生積極性非常高,課堂氣氛很活躍。但從目前的實際情況看,實行案例教學還存在一些困難。首先,實行案例教學需要合適的案例,而案例的搜集是一項艱巨的任務,需要投入大量的時間和精力,部分教師不愿意耗費大量的時間去收集素材。其次,傳統的教學模式根深蒂固,難以改變。在案例教學法中教師主要負責選擇案例,準備問題以及組織課堂討論,而學生變成課堂的主體,要改變學生只聽不講,變被動為主動,積極分析問題、解決問題也不是一件容易的事,組織的不好會出現“冷場”的局面。盡管存在著一些問題,并不能阻止教師采用案例教學法的熱情。教師可以在現有教學時數限制下,壓縮一些理論教學時間,改為案例教學,逐步嘗試,有意識地朝案例教學的方向發展,逐步加大案例教學力度,豐富教學的經驗,最后形成完善的案例教學法體系。
2.開展計算機輔助教學。在教學方式上,將多媒體教學與傳統的在黑板上板書演算的方式相結合。傳統教學方式的優勢在于邏輯性強,學生通過教師的板書可以感受推理過程以及教師的思維過程,板書時間對學生來說也是一種理解與思考的過程,對于這種邏輯性強的演算過程不適合用多媒體課件來演示。而運籌學教學過程的大段描述與建模過程可以采用多媒體教學方式。多媒體教學相對于傳統的板書教學方式來說具有生動、活潑等特點。適當運用多媒體授課,不僅可以節約授課時間,而且可以提高課堂效率,改善教學效果。在教學實踐中將多媒體教學與傳統教學方式相結合,可使兩種教學方式各取所長,相得益彰。
另一方面,我們也注意到現在有許多成熟的軟件可以用來快速求解運籌學中的各種問題,例如,用LINDO與LINGO求解整數規劃問題。計算機已成為解決運籌學問題的重要工具。教師在教學過程中要盡量的演示如何利用計算機工具快速解決運籌學問題。
3.增加實訓課程。運籌學實訓是重要的實踐性教學環節,其目的是讓學生能利用運籌學知識解決實踐中的問題。通過實訓課程可以鞏固和加深學生對所學運籌學知識的理解,鍛煉學生分析問題,建立數學模型,利用數學模型求解問題的能力。運籌學實訓要求學生掌握運籌學計算軟件的基本操作,通過利用運籌學計算機軟件求解模型的操作了解計算機在運籌學中的應用,最后通過實訓報告的撰寫,了解學術報告的寫作方法。
3.1實訓的步驟與要點。(1)選題。從實際管理活動中發掘并提煉問題,是運籌學實踐教學所要培養的學生能力的一項重要內容。但是,實際上完全由學生自主選題的難度較大,通常造成選題過大過空的毛病,鑒于這個原因,可以由教師指定實訓題目,以供學生參考。(2)實訓的實施步驟。①確定解決題目擬采用的方法,確定用哪一類運籌學模型來解決問題。②根據上述擬采用的方法,對問題展開深入的調查研究,收集模型所需要的各種基礎數據,形成解決或分析該問題的具體的運籌學模型。③運用運籌學計算軟件(例如WinQSB軟件)求解該問題求解模型的最優解,并打印計算結果。④結合所研究問題的實際背景,對模型的解進行評價、分析,并對解的實施提出合理化的建議。(3)結論與建議。
3.2實訓案例。我們以Excel中的線性規劃為例,要求學生學會使用Excel來求解線性規劃問題,例如求解:
建立模型如圖1所示:
利用規劃求解功能,得到最優解為:x1=5.4,x2=0,x3=4.8
最優目標函數為:z=10.2
4.考核方式多樣化。在進行考核時,改變以往傳統的閉卷考試形式,采用“試卷考試+實訓+研究報告”的形式全面考核學生的能力。試卷考試采取閉卷形式,主要考察學生對基本理論、基本知識的掌握情況;實訓主要考察學生的實際動手能力以及用理論知識解決實際問題的能力;研究報告主要考察學生對問題的理解、表述能力。
三、結語
本文結合教學實踐,針對目前管理類專業運籌學教學過程中的問題,提出改進教學效果的建議,從合理確定教學內容,開展案例教學,改進考核方式等方面提出改革的思路。運籌學課程的教學主要是讓管理類學生學會在何種情況下應用運籌學知識,學會如何應用運籌學知識分析解決各種管理問題。管理類專業學生是未來的管理者,能夠在各種運籌學軟件的幫助下做出恰當的決策是非常重要的。
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