以學生為中心的運籌學教學改革探討

王坤+毛敏+羅潔

[摘 要]運籌學是物流工程專業的基礎核心課程之一，在物流工程專業本科生培養方案的課程體系中占據重要的地位與作用。為適應國家創新創業人才培養、物流工程專業人才應用實踐能力培養的目標，可以通過分析面向物流工程專業開設的運籌學課程的教學現狀與問題，從課程體系、激勵機制、教學資源、教學方法等方面提出以學生為中心的運籌學教學改革思路。

[關鍵詞]運籌學；教學模式；以學生為中心

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）08-0035-03

物流工程專業是融合管理學、經濟學、理學、工學等學科的典型交叉學科專業，根據我校物流工程專業本科生培養方案，運籌學是學科基礎課之一，在教學內容上為供應鏈管理、運輸組織學、生產計劃與控制、物流成本管理、物流系統規劃、物流中心規劃與設計、物流系統仿真等多門專業課程提供了方法論。在我國創新創業人才培養的背景下，作為物流工程專業的基礎核心課程之一，運籌學的教學改革意義重大。

一、運籌學教學與改革現狀

近年來，國內專家學者在運籌學的教學改革方面進行了長期的探討與研究，其主要方向多數是從培養應用型人才的角度進行探討。在物流專業的教學改革探討中，教學目的逐漸向強化應用能力、培養創新能力轉變，應用型人才培養的教學內容與方法逐漸開始應用。在相關專業的教學改革探討中，教學目的向應用多層次人才培養進行轉變，教學內容增加實踐鍛煉手段，強調理論教學與實踐訓練相結合，并且案例式教學方法的應用也逐漸推廣開來。

長期以來，我校面向物流工程專業大二本科生開設的運籌學課程教學內容主要涉及線性規劃、整數規劃、運輸問題、動態規劃、圖與網絡、存儲論、排隊論、對策論等，教學重點以各類數學規劃模型的求解方法的計算實現為主，教學方式以講授為主。在教學過程中，對于學生學習興趣與實踐應用能力的培養方面存在著一些問題，在教學方法、課程體系、教學資源等方面需要我們不斷思考與探索。

二、現有教學模式的問題分析

筆者曾赴美國俄克拉荷馬州立大學對工業工程專業（國外與物流工程專業最相近的專業）的運籌學課程教學進行了調研與交流，期間調研了美國斯坦福大學、普林斯頓大學、麻省理工學院、德克薩斯大學等全球知名高校開設運籌學的各類教學資源與教學模式，通過對比分析，我校物流工程專業本科生的運籌學教學存在著以下問題。

（一）教學內容側重于對各類模型的求解，而忽略了對實際問題的提煉與分析

教學內容涉及各類線性、整數規劃問題，但在教學內容分配上更多地側重于求解方法的介紹，對如何分析問題、提煉問題、建立模型的過程介紹較少。實際上，對各類實際問題的提煉與分析是運籌學課程學習的最基礎的內容。如果學生沒有掌握分析問題、建立模型的基本思路和能力，就無法真正理解運籌學的核心思想。

（二）教學內容側重于求解的計算過程，而忽略了算法設計的原理與思路

在運籌學中有單純形法、對偶單純形法、表上作業法、分支定界法、割平面法、迪科斯徹算法等很多求解方法，在教學中往往會側重于如何按照算法的描述去實現手工計算，而忽略了對算法設計的原理與思路的分析與介紹。實際上，運籌學教學過程中涉及的各類方法在今后的工作和學習中應用得并不普遍，但各類方法涉及的算法設計原理和思想是最關鍵的問題，它將能夠支撐學生在今后的研究過程中對各類問題求解算法設計的理解。

（三）教學內容側重于手工計算，而忽略了針對中等規模上問題的求解工具軟件的應用

國外教授和專家普遍反映，我國培養的學生往往具備較強的手工計算能力，但卻不具備求解大規模問題中各類軟件的使用能力。實際上，無論對以后選擇就業的學生，還是對以后繼續攻讀研究生的學生而言，解決的問題往往是中等規模以上的問題，幾乎不可能采用手工計算來解決這些問題，而需要借助求解軟件來輔助求解。

（四）部分教學內容或與專業課重復，或支撐不足，教學內容與體系亟須優化

根據物流工程專業的特點及物流工程專業培養方案的課程體系，現運籌學教學內容中涉及的存儲論部分內容與多門專業課程教學內容重復，對策論、排隊論、動態規劃等教學內容對專業課學習的支撐不夠。此外，目前運籌學教學內容也有些龐雜，涉及教學內容過多，不利于學生的理解與掌握。美國大部分高校講授的運籌學課程一個學期的教學內容往往是我們的一半，甚至更少。

（五）教學方法多以講授為主，教學手段過于單一，對學生學習效果的掌控力度較弱

由于教學內容偏多，導致任課教師為了把握教學進度，而多以講授方法為主，與學生之間的交流較少，不能實時掌握學生的學習效果。此外，任課教師對學生課后學習的跟蹤與管控較差，缺少必要的教學資源支撐，導致部分學生局限于對教材和PPT的依賴。

（六）缺乏合理的教學評價體系，教學過程與教學效果的一致性有待提升

現行的運籌學課程評價體系主要以平時作業、期中考試、期末考試為主。由于缺乏較為合理的教學效果考核標準以及監控手段，學生相對而言更加重視期末考試的成績，而對平時作業、期中考試的成績關注較低，部分學生甚至會采用“平時應付、期末突擊”的方式進行學習，達不到預期的教學效果。

（七）課程國際化接軌仍有一定差距，對運籌學相關領域的學術研究不甚熟悉

大部分學生學習完運籌學課程后，對運籌學的認識僅局限于教材的內容，對運籌學解決實際問題的過程與應用問題理解不深，特別是對英文專業詞匯和運籌學領域的前沿文章沒有概念，從而導致部分學生總認為運籌學只是一類計算的工具，而對國內外學者正在應用運籌學理論與方法進行的研究與應用不甚了解，缺少學習的興趣。

三、以學生為中心的教學改革目標

通過采用多元化的教學方法與手段，完善合理的激勵與監管機制，以學生理解運籌學、掌握思想與方法為出發點，合理利用與組織各類教學資源，優化課程教學內容與體系結構，將理論學習轉變為理論與應用相結合，構建以學生為中心的教學模式，從而實現學生從求解方法的學習轉變為對算法的理解與設計，從手工計算能力的培養轉變為軟件求解能力的培養，從運籌學理論與方法的學習轉變為實際問題應用的學習，最終達到提高物流工程專業本科生發現問題、分析問題、解決問題的能力，推進物流工程專業本科培養體系的進一步優化。endprint

四、以學生為中心的運籌學教學改革思路

（一）課程體系慕課化

針對前述運籌學教學過程中存在的問題，為了讓學生更好地理解運籌學的核心思想，掌握運籌學的基本方法與研究思路，可采用模塊化的教學方式加深學生對知識的理解。

（二）教學內容實用化

根據物流工程專業屬于交叉學科、應用型學科的特點，應減少教學內容中理論推導的內容，更多地側重于分析問題、建立模型、方法原理和求解軟件應用等方面的介紹，讓學生真正能夠把運籌學中的方法作為一種工具應用到實際的研究與工作中。

（三）教學內容前沿化

可通過增加英文詞匯注釋和前沿論文翻譯作業環節的設置，一方面讓學生能夠了解專家學者是如何應用運籌學的思想與方法解決實際問題的，另一方面讓學生能夠通過掌握的專業詞匯搜索相關學術文章，提升部分學生的科研能力。

（四）教學方式人性化

可通過多種教學方法和教學環節的采用與設置，提升學生學習運籌學的興趣，強化學生對課程學習的時間安排，避免期末突擊的考試方法，提高學生的學術道德誠信。

五、我校運籌學教學改革的探討

（一）優化課程教學內容與體系結構

根據物流工程專業本科生的培養目標及就業應用要求，綜合應用各類教學資源，建立基于項目和問題的學習方法體系，突出數學規劃問題建模分析、數值求解與算法設計、Excel表格建模與求解的教學模塊。重構運籌學課程教學內容的組織與學時分配，借鑒慕課的方式建立模塊式教學內容，將與專業課程相重復的教學內容刪除，調整運籌學課程教學結構。與運籌學實驗課程相協調，建立以Xpress軟件為基礎的運籌學實踐教學體系。

（二）基于過程教學的激勵與監管機制

以加強學生學期學習過程中各階段的教學效果為出發點，適當增加測驗次數，增加課程設計環節；打破傳統的期中與期末考試的結構，根據教學內容增加階段測驗次數，構建階段式成績考核評價體系；重新設置成績考核評價體系，合理分配考勤、作業、課程設計、測驗、翻譯、期末考試等環節的成績分配比例以及監控、認定機制；建立基于興趣和任務的激勵機制，加強學術誠信的監管。

（三）集成各類教學資源

綜合借鑒國外運籌學教材深入淺出和國內教材強調方法過程的特點，以Jensen、Vanderbei、Hillier等學者出版的經典運籌學著作與教材為基礎，構建具有物流工程專業特色的教學講義；充分利用在線學習資源，如普林斯頓大學單純形法在線學習工具以及德克薩斯大學在線教學素材等；積極研發用于揭示各類算法思想與過程的基于Excel或Java的教學工具軟件。

（四）基于國際化的教學手段與方法

選擇1～2本國外經典運籌學教材作為課程學習參考資料，如斯坦福大學的Introduction to Operations Rese？鄄arch、印第安納大學的Operations Research： Applica？鄄tion and Algorithm；在教學演示文稿中增加英文專業詞匯的標注；教學過程中使用普林斯頓大學、德克薩斯大學的在線教學資源；在成績考核體系中增加國際頂級期刊Operations Research近期發表的文章。以上方法與手段的應用，既增強了運籌學課程與國際化課程的接軌，又構建了基于挑戰和探究的學習方式。

六、結語

運籌學課程的教學改革在不斷深入，要在實踐中提高教學質量，應充分結合物流工程專業的特色，從教學內容、教學方法、教學資源、教學手段、課程體系等多個方面進行綜合考慮和教學改革。本文所探討的以學生為中心的教學模式已初步應用于我校物流工程專業的運籌學教學過程中，取得了一定的效果，在以后的教學中將繼續完善和總結。

致謝

在作者運籌學教學改革的實踐過程中，得到了西南交通大學教務處和教師發展中心的大力支持，并得到了“以學生為中心的運籌學教學設計（物流工程專業）”教學改革項目的資助，特此表示感謝！

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[責任編輯：鐘 嵐]endprint