基于工具軟件的物流運籌學教學改革

于顯威

（遼寧水利職業學院，遼寧　沈陽　110122）

?

基于工具軟件的物流運籌學教學改革

于顯威

（遼寧水利職業學院，遼寧沈陽110122）

物流運籌學是物流管理專業的核心課程，由于其內容側重于數學方法，在高職教學中存在很大的困難。提出了基于工具軟件的教學改革方法，教學內容、教學標準和要求都做出相應的調整，從而回避了基本的教學矛盾，解決了教學中的問題，同時無損于物流運籌學課程的價值和地位。

工具軟件；物流運籌學；教學改革

1　引言

高職物流教育，不僅要培養面向建設、生產、管理和服務一線所需要的實用型人才，而且要培養具有較為科學、完整、寬厚、扎實的專業知識，能夠在實踐中不斷地發展自己的人才。物流運籌學作為物流管理專業人才所必須掌握的一門重要專業課程，對培養學生的應用意識、鍛煉學生的應用能力、實現自我發展，有著非常重要而獨特的作用。在物流管理專業的課程體系中，運籌學具有重要的地位，其中所提供的思想、方法，如線性規劃、對偶問題與靈敏度分析、運輸問題、整數規劃、圖論、決策分析等，在許多后續課程中都有應用和體現，可以說是物流管理專業的靈魂課程。

運籌學也是一門理論性很強，集嚴密的邏輯思維繁瑣的計算及嚴謹的理論推導于一體的學科，這一點，對于應用型本科院校以及高職高專的物流專業學習者而言，具有較大的難度，導致學生對運籌學的有一種畏懼感和排斥感，從而間接影響其后續專業課的學習。

本文在分析運籌學教學難點的基礎上，提出并運用基于工具軟件的教學改革方案，通過教學活動和考查考核學生的學習，實證性地說明這一教學改革方法取得了較好的教學效果。

2　物流運籌學教學中面臨的主要問題

2.1高職學生數學基礎較為薄弱

運籌學依賴數學，它廣泛應用現有的科學技術知識和數學方法，解決實際中提出的專門問題，為決策者選擇最優決策提供定量依據。它強調以量化為主，必然要用到數學，其問題的描述和表達形式，即把問題中的可控變量、參數和目標與約束之間的關系用一定的模型表示出來，通常是使用數學模型；對數學模型的求解也是使用各種數學方法進行求解，如單純形法就是在線性代數的基礎上提出的，非線性規劃中很重要的一項內容也是使用微積分的知識。運籌學側重于數學方法，比較枯燥，不容易被理解和掌握，需要探索易于學生學習的教學方法。

近年高校的招生規模不斷擴大，導致應用型本科和高職高專的學生群體，位于生源整體的中下部，學生質量呈不斷下降的趨勢，許多高職學生不具備上普通大學所需的計算能力、抽象思維能力、表達能力和推理能力（戴士弘）。所招到的普通高中生數學基礎也相對薄弱，很多學生認為學習數學這類課程難度很大，對學習數學有很大的恐懼感和排斥心理，導致物流運籌學的教學難度加大。許多學生對理解運籌學的概念、思維過程、解決問題的數學方法都有一定的困難。而且，這部分學生注意力集中的時間較短，對于繁復、細密的計算過程難以專注，導致的現象是，一種解決問題的方法沒有演示完整，學生就已經喪失學習的信心。從教學實踐來看，運籌學線性規劃的數學模型需要講解很多學時，而圖解法成為學生學習狀況分化的第一個分水嶺，而后的單純形法進一步成為第二次分野，許多學生在線性規劃這一運籌學的初級方法階段學習就難以為繼了。

2.2課程的應用性受到限制

物流管理包括三個方面的內容：即對物流活動中各項要素的管理，包括運輸、儲存等環節的管理；對物流系統各構成要素的管理，即對其中人、財、物、設備、方法和信息等六大要素的管理；對物流活動中具體職能的管理，主要包括物流計劃、質量、技術、經濟等職能的管理等，這三方面內容的管理，使得現代物流管理必需建立在運籌學的基礎之上。

在教學中，由于學生數學基礎薄弱，教學難度較大，教師往往只好回到基本的原點—概念上，以概念為重點，輔助一些簡單的練習，幫助學生理解。并認為，這樣既降低了難度，又使學生更容易接受相關知識，可以實現以夠用為度的教學目標。但是，學生經過這樣的培養，實際上沒有獲得什么能力，也根本無法運用這一工具來分析解決物流專業管理中的問題。

2.3內容的完整性受到破壞

高職教學中的基礎類課程教學以滿足高職院校工科類各專業的現實需要為目標，教學內容上貫徹“必需、夠用”的尺度。從本質上說，這一思路是以降低難度為手段的，如一些物流運籌學教材中，將線性規劃的靈敏度分析這一較難的內容刪除，將依賴于數學模型的存貯論也刪除，而這些內容對于物流管理專業而言，是至關重要的。這樣的做法，直接導致傳統運籌學知識的完整性破壞，進而導致課程的應用性受到限制。

3　教學改革的思路與教學設計

3.1思路與方法

以物流管理實踐為導向的教學方法，應該強調理論聯系實際，解決實際問題，讓學生把更多的時間和精力用在解決物流實際問題上，而不是糾結在計算方法上。

運籌學中基本問題包括線性規劃、目標規劃、整數規劃、靈敏度分析、指派問題、運輸問題等，都是來源于管理實踐的問題，特征鮮明，類別清晰，便于判斷是什么類型的問題，無論哪個層次的學習者，都能區分出基本問題的所屬類別。因此，物流運籌學的教學，在強調理論和實踐的關聯上，具有很好的天然優勢，在教學中，以問題的數學描述作為重點，也便于實現教學目標。

吳文俊先生說，“在產業革命的進程中，各類機器不斷問世，逐步實現著體力勞動的機械化。這已延續了數百年。伴隨著這一過程，自然科學獲得了巨大進步，數學科學取得了現代數學的偉大發現。如今，人類社會正步入信息革命時代。計算機的功能不斷增強，人類社會開始逐步實現腦力勞動的機械化。數學研究是典型的腦力勞動，具有論證嚴謹、表述明確等優點，理應率先實現機械化。”物流運籌學是運籌學在物流管理中的應用，應該首先考慮使用計算機軟件，解決相應的問題。運籌學的實用軟件主要選用LINDO（Linear，INteractive，and Discrete Optimizer）、winQSB（Quantitative Systems for Business）兩款，前者是一個解決二次線性整數規劃問題的方便而強大的實用工具，后者是一種教學軟件，對于非大型的問題一般都能計算，較小的問題還能演示中間的計算過程。

因此，根據課程內容的特征，基于實現運籌學機械化的思想，我們提出了使用工具軟件來開展運籌學教學的教學改革方案，并將課程的教學目標定位于以技能目標—使用工具軟件解決運籌學問題為主，教學中強調模型的類型化特征，和計算結果的解釋和說明，不以運用數學方法解決問題為重點，而是以使用工具軟件解決問題作為基本的教學要求和標準。

2013年在遼寧水利職業學院物流管理專業2012級2個班級共84人，使用LINDO開展教學；2014年在物流管理2013級2個班級共87人，使用winQSB開展教學；2015年對相關內容進行最后的整理與完善。

3.2教學設計

對《現代物流運籌學》（沈家驊）教材中的案例進行篩選，保留直觀清晰、專業相關性強的案例和問題作為教學內容，講解的例題、思考題、作業題，均與物流管理專業密切相關。在要求直觀清晰、典型性強、專業相關性好的同時，也注重了素材的趣味性，學生也會覺得能夠學以致用，學習興趣也由此提升。

在確定內容的基礎上，開展內容組織設計，每個問題都按照“基本問題，問題的數學描述，問題的直觀解法，問題的工具解法”四項子內容展開，邏輯清晰簡練。同時，為了滿足不同學生的需求，也是為了保持內容邏輯上的完整，將傳統的解法作為工具解法的理論基礎，呈現在教學中。

3.3教學實施設計

教學實施采取如下的方案：課堂教學在計算機室進行，采用ppt課堂講授后學生自行上機實踐，使用LINDO或者winQSB求解運籌學問題。以整數規劃中的分支定界法為例，教學目標分為三個層面，知識目標定位于理解分支和剪枝的思路，技能目標定位于使用工具軟件分步求解和一步求解。具體實施過程見表1。

表1　教學實施設計（以分支定界為例）

從上述教學實施過程可以看出，學生使用軟件求解，如同使用計算器一樣，較為輕松地得到各個子問題的答案，參與到整個教學過程中，大大提高學生的參與度，充分體現高等職業教育以學生為主體的教學設計思路。在教學過程中，不同的學生可以有不同的學習目標，學習較好、有較高要求的，可獨立完成分支過程和求解過程，學習能力稍差、目標定位較低的學生，也可利用工具軟件得到正確結果。

3.4考核設計

以期末理論考試、期末上機考試兩個環節為考查節點，將兩種考試成績作為配對實驗樣本，進行結果的對比分析，檢驗兩種教學方法的效果。考查時，以同一個年級兩個班級交叉進行理論考試和上機考試，題目難度相同、類型相同，但數據不同，保證相互獨立。考試采取了兩個班級同時交叉進行的形式，即1班先進行理論考試，然后進行上機考試；2班先上機考試，然后進行理論考試，防止理論考試對上機考試產生影響，或者上機考試對理論考試產生影響。對獲得的兩種考試數據，采用SPSS16.0作為工具，進行相關統計分析。

4　教學改革效果評價與檢驗

4.1激發了學習運籌學的興趣

將課程目標定位從運用數學知識解決問題，轉變為使用工具軟件解決問題，雖然對解決問題的邏輯過程不甚了解。但是，可以回避應用型本科和高職學生數學基礎薄弱、邏輯思維能力不強的弱點，避免教學中學生產生畏難情緒、學習積極性下降的現象；教學內容與專業課程和專業內容密切相關，讓學生感覺到這門課程的實用價值，進而能夠變被動學習為主動學習，積極探索使用工具解決問題，提高對本門課程的學習興趣。

4.2改善了課堂教學狀態

教學實踐告訴我們，學生學習效果如何，教學成功與否，在很大程度上取決于教師如何更加科學地利用課堂時間，提高課堂效率。在有效的時間內，利用學生的注意力，有效傳遞信息，使課堂教學效率大大提高。以整數規劃中的分支定界法為例，若采用傳統的教學方式，讓學生或者老師帶領學生一起采用單純形法，90分鐘講不完；采用圖解法，90分鐘可以講完，但是，學生對于剪枝理解困難，長時間、反復判斷解的上界和下界，學生注意力和能力都無法達到。而實施教學改革后，采用工具解法，學生自己都可以分成幾步自行完成。其他如影子價格的計算、參數規劃、運輸問題中產銷不平衡問題、指派問題向線性規劃的轉化、運輸問題的閉回路調整等運籌學中較為復雜和計算繁瑣的問題，都可以使用工具較為快速的解決。在教學過程中，學生由于親自動手操作，積極參與教學的整個過程，因此更容易對實驗結果、產生結果的原因、新的知識以及新的方法等產生強烈的好奇心。通過對問題全過程的參與和自我嘗試，增強學好運籌學的信心，大大地改善了課堂教學的狀況，也有利于學生分析問題、解決問題的能力的真正提高。教學效率的提高，課堂教學狀態的改善，可以充分保證運籌學教學內容的完整性。

4.3提高了學生成績

采取上機考試，考查的是學生使用工具軟件解決問題的能力，以教學的技能目標為主；采取理論考試，考查的是學生運用數學的方法解決問題的能力，以教學的知識目標為主。將兩個年級的理考和機考成績分別進行相關性檢驗，2013級兩個班級的相關系數為0.216（sig.= 0.049），2014級兩個班級的相關系數為0.207（sig.= 0.047），均不能說明理論考試成績高上機成績也會高，因此，可以排除考試的順序對考試成績有影響。

對理論考試成績和上機考試成績進行配對T檢驗結果見表2。

表2　兩個年級的機考與理考配對檢驗表

從表2可以看出，2012級的84名學生，機考成績83.04，變差為12.515；理論考試成績為71.19，變差為16.974。2013級的87名學生，機考成績79.38，變差為14.587；理論考試成績為62.41，變差為21.626。上機考試成績比理論考試分別高出12分和17分，明顯效果較好。配對試驗T檢驗結果表明，兩種教學方法的差異在95%水平上顯著。

5　結論

運籌學教學從講授以數理邏輯過程解決問題為核心，轉變為以運用工具軟件解決問題為核心，避開了應用型本科和高職學生能力之所短，采用弱化邏輯推理和數學運算的教學方法，僅強調模型的建立和計算結果的解釋和說明，使學生從繁重的腦力勞動中解放出來，讓學生可以輕輕松松學習，較為徹底地改變了運籌學教學的面貌。將較為復雜的運籌學問題，交給相應的工具軟件如Lindo、Matlab、spss、excel等來完成，形成教學內容面向問題的簡明邏輯結構，可以提高教學效率；可以提高學生學習興趣，改變學生在物流運籌學課上的學習狀態，提高個體成績，提高及格率。較為復雜的問題，也可以使用工具解決，較好地保持了課程內容的完整性和應用性。使用這一工具，也可以改變其它課程中的難解問題，使多門專業課程變得輕松。不同的學習者可以有不同的要求和目標，便于開展“分目標、分層次”教學，便于“翻轉課堂”。

［1］何楚寧，昌國良.文科專業高等數學教學現狀分析與改革思考［J］.湖南師范大學教育科學學報，2010，（3）：119-122.

［2］董毅，周之虎.基于應用型人才培養視角的高等數學課程改革優化研究［J］.中國大學教學，2010，（8）：54-56.

［3］劉靖.應用型本科院校高等數學的學習現狀與對策［J］.大學教育，2013，（6）：66-67.

［4］沈家驊.現代物流運籌學［M］.北京：電子工業出版社，2011.

［5］張建勇，陳建等.基于Matlab的微分方程課堂教學設計［J］.教育教學論壇，2014，12（52）：168-169

［6］湯巖.面向創新教育的高等農業院校研究生數學課程教學改革的探討［J］.大學教育，2014，（8）：114-115.

［7］鄒銳標.地方農林院校數學基礎課程教學改革研究與實踐［J］.中國大學教學，2014，（10）：59-61.

Teaching Reform of Logistics Operations Course Based on Instrumental Software

Yu Xianwei
（Liaoning Water Conservancy Vocational College， Shenyang 110122， China）

Logistics Operations is the core course to the logistics management specialty， yet since it emphasizes mathematical methods，it poses a great challenge for the vocational colleges. In this paper， based on the instrumental software， we proposed to adjust the teachingmethod， content， standard and requirement of the course so as to avoid the fundamental conflict in the teaching and learning of the course andmeanwhile retain the value and significance of the course to the specialty.

instrumental software； Logistics Operations； teaching reform

G423.07

A

1005-152X（2016）07-0188-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.07.042

2016-04-05

于顯威（1968-），生態環境工程博士，副教授，研究方向：農業水土工程、園林技術、教育教學管理與評價及相關專業的教學與科研工作。