應用型本科“任務驅(qū)動”模式的運籌學活力課堂建設

項芹

[摘 要] 在應用型本科的教學中，課堂的建設受到了越來越多的關注，本文以應用型本科運籌學的“活力課堂”建設為研究對象，針對應用型本科學生特點，建立活力課堂的模型，旨在改變“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學方式，提高課堂教學的有效性，激發(fā)學生主動學習的熱情，增強學生思辨能力的培養(yǎng)，以期對應用型本科層次運籌學的課堂建設提供一定的借鑒意義。

[關鍵詞] 應用型本科；任務驅(qū)動；活力課堂

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 151

[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）01- 0256- 02

0 引 言

運籌學作為一門專業(yè)基礎課程，已經(jīng)在全國大多數(shù)的本科院校開設，不同的院校，學生的基礎及對應用性的要求有所不同，根據(jù)院校的要求及學生專業(yè)背景的不同，采用的運籌學教學方法應該是有差異的，本文在總結傳統(tǒng)運籌學教學存在的問題的基礎上，建立了任務驅(qū)動模式的應用型本科運籌學“活力課堂”模型，并對該模型結合實例進行剖析，結合筆者多年的教學經(jīng)驗，該模型能較大的提高學生學習的主動性、積極性，思考問題的獨立性、批判性，使得教師為主導、學生為主體的學習過程充滿活力，較好的激發(fā)學生學習潛能。

1 傳統(tǒng)運籌學課堂教學中存在的問題分析

1.1 過分重視基礎算法的講解，應用性的教學沒有得到重視

運籌學是一門基礎建模理論及算法和實際應用并重的應用學科。而在在傳統(tǒng)的教學過程中，片面強調(diào)了基礎數(shù)理算法，使得教學內(nèi)容較為枯燥，數(shù)理知識及邏輯推算，也使得很多數(shù)學知識比較薄弱的同學產(chǎn)生畏難情緒，上課過程中很難調(diào)動學生的積極性。

1.2 教學內(nèi)容的選擇不夠有針對性

運籌學的一門是面向?qū)嶋H問題的開放性的學科，學科分成若干分支，而在實際教學中，由于學時的限制，教學內(nèi)容必須在多個分支中進行選擇，課堂教學內(nèi)容的選擇往往具有一定的盲目性和隨機性，導致了教學的片面性和內(nèi)容相對陳舊，對專業(yè)背景關注較少，沒有將所選內(nèi)容跟專業(yè)背景及專業(yè)應用相結合，不能幫助同學們將所學的基本算法及理論應用到相關的專業(yè)學科中，也就失去了運籌學實際應用性的本質(zhì)。因此，如果不能幫助同學們拓展知識面，提高其在科研中的應用運籌學的理論和方法、解決實際問題的能力，更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.3 課堂教學中，學生的參與性及互動性差

在中國傳統(tǒng)的教學模式中，課堂教學中學生的參與性及互動性一直是被忽略的一個問題，沒有充分發(fā)揮學生在課堂教學中的主體地位。而在運籌學的教學中，這個問題尤為突出。在運籌學傳統(tǒng)的課堂教學中，教師授課的重點集中在知識點的講解、模型的建立及算法的求解，學生大多是被動的聽被動的接受，缺少主動的思考及思辨，課堂中互動環(huán)節(jié)少，對應用型問題的探討少，學生主體的地位無法體現(xiàn)，課堂缺少氣氛和活力。

1.4 考核方式單一

運籌學傳統(tǒng)的教學考核方式，大多還是期末試卷考核的模式，考核的內(nèi)容也大多是模型、算法的數(shù)理推到，這也給學生平時的學習重點起了一定的導向作用，學生的學習重心也不會在運籌學實際應用及創(chuàng)新上。這也背離了運籌學的學科特點及應用性的宗旨，不能對學生在運籌學中應該學到的系統(tǒng)化分析解決問題的能力得到很好的考查。

2 運籌學活力課堂模型的建立

作為一門既重視數(shù)理算法基礎，又重視拓展學生視野，應用性和實踐性強的開放型學科，在應用型本科的課程的課堂教學中，應更加重視后者的教學及操練，在數(shù)理算法基礎夠用的情況下，在教學中應加強應用性方面的課堂教學引導，將算法作為應用的一部分，融合到應用性的教學中。本文以增強學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)為目標，以養(yǎng)成學生思辯探究習慣為導向，建立了如下以任務驅(qū)動為導向的活力課堂模型，如圖1所示，將活力課堂的模型分為三個階段，課前、課中和課后，課前設定應用性的任務目標，圍繞任務目標進行任務清單的分配，并給出相應的學習資源，使得課前的準備預習更加有效；課中圍繞任務目標，通過任務驅(qū)動教學過程，學生不再是被動的聽課學習，而是在任務的引領下主動的思考，激發(fā)學習的興趣，培養(yǎng)學生的批判性及創(chuàng)新思維能力，同時，課堂中每一個任務都加入考核節(jié)點，促進課堂學習的效率；課后，查缺補漏，根據(jù)課堂掌握的情況進行任務拓展，并進行反饋評價，加強課前、課中及課后的整個過程的過程性考核。

3 實例解析

現(xiàn)已運籌學中的運輸問題為例，對活力課堂的教學模型進行實例解析。

3.1 課前

（1）設定任務目標：根據(jù)以下給出的實際問題，建立運費最優(yōu)的運輸問題的模型并進行求解。

實例：某地區(qū)有三個化肥廠，記為A、B和C，其年產(chǎn)量分別為7萬噸、8萬噸和3萬噸。有四個產(chǎn)糧區(qū)需要該種化肥，記為甲、乙、丙、丁，其化肥需求量分別為6萬噸、6萬噸、3萬噸和3萬噸，已知從各化肥廠到各個產(chǎn)糧區(qū)的每噸化肥運價如下表所示。

（2）指定任務清單及學習資源

圍繞目標的達成，給出課前的任務。

任務一：從運輸管理的背景出發(fā)，解釋什么是運輸，運輸有哪幾個要素組成；

任務二：試對以上實例建立線性規(guī)劃的數(shù)學模型；

任務三：試總結該線性規(guī)劃模型的特點；

任務四：查找資料（教材、參考書及數(shù)據(jù)庫資源）對運籌學中的運輸問題加以解釋；

任務五：查找資料（教材、參考書及數(shù)據(jù)庫資源），說明運輸問題的算法起源。

3.2 課中

第一步，任務剖析階段：對給定的任務目標進行剖析，解釋任務目標要求，使得學生明確本次課的目標，每個同學在上課過程中圍繞任務目標的達成而集中全部的注意力。

第二步，合作探究階段：結合課前的任務清單，首先由教師和同學們共同梳理任務目標達成過程中，遇到的各種問題，并解決遇到的各種問題。

在該任務目標達成的過程中，需要解決：

（1）運籌學中運輸問題的要素組成；

（2）運輸問題通用數(shù)學模型的解析；

（3）運輸問題的算法分析：表上作業(yè)法，并結合實例對初始解及最優(yōu)解進行算法分析。

第三步，個性化指導階段：根據(jù)每個同學對知識點及任務目標掌握程度的不同，進行小組內(nèi)部討論，提出在講解過程中存在疑問的問題，針對普遍存在或者個別存在的問題分別進行個性化指導。

第四步，任務目標達成階段：對課前設定的任務目標，小組討論并進行操練，完成課前設定的任務目標。

第五步，總結點撥階段：根據(jù)每個小組任務目標達成的情況，總結任務目標完成的過程中存在的問題，并進行點撥。

第六步，節(jié)點考核階段：結合任務目標的完成情況進行節(jié)點考核，分課前、課中及課后三部分。如表1所示。

3.3 課后

任務安排：針對上課的內(nèi)容及掌握情況進行課后任務安排和課后小組拓展訓練。

反饋評價：針對每一個小組的完成情況，進行反饋評價，并記錄課后部分的節(jié)點考核成績。

3.4 課程總體考核

課程考核包括五次的階段性節(jié)點考核，占總成績的55%，以考核基本算法和建模為主的最終的閉卷考核，占總成績的45%。

4 結 語

針對應用型本科學生特點，傳統(tǒng)的教學模式存在一些弊端，運籌學活力課堂的建設在一定程度上激發(fā)學生主動學習的熱情，提高了學生在課堂上思維的活躍性，隨著教學實踐經(jīng)驗的逐步積累，教學改革也應與時俱進，不斷創(chuàng)新。

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