“運籌學”的理論、案例、實驗一體化教學模式探索

羅晨

[摘 要]運籌學作為一門重要的專業基礎課程，所涉及的知識理論性和實踐性很強。該文針對這個特點，分析了“理論+案例+實驗”一體化的教學方式的意義，探索“理論+案例+實驗”一體化的教學方式，該教學方式從教師角度，加強了教學的多樣性、系統性、研究性、動態性、創新性;從學生角度，經歷了理論到案例到實踐的過程，從不同角度理解知識點，培養學生的創新意識和能力。

[關鍵詞]運籌學;教學模式;理論、案例和實驗一體化

[中圖分類號] G420[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-04-23

一、前言

運籌學是工業工程專業的一門重要的專業基礎課程，所涉及的知識理論性和實踐性很強。當前大多數高校本科生運籌學教學偏重于數學理論推導及有關解題算法，而學生解決實際問題的能力沒有得到鍛煉和培養[1]。為了進一步提高課程教學質量，促進相關專業人才培養模式的創新，擬開展“理論+案例+實驗”一體化的教學方式。姚威[2]討論了基礎會計課程“理論+案例+實驗”一體化教學模式，王保麗[3]討論了勘查技術和工程專業的信號分析與處理課程“理論+案例+實驗”一體化教學模式，殷志平[1]討論了“理論+案例+實驗”一體化在經管專業的教學方式。盡管已有學者探討了一些課程“理論+案例+實驗”一體化，但是不同專業不同課程的實施應該存在一定區別，這里主要針對工業工程專業運籌學課程“理論+案例+實驗”一體化教學模式。

二、“理論+案例+實驗”一體化教學的意義

1.有利于學科建設和發展。針對運籌學課程的“理論+案例+實驗”一體化教學研究對于培養高素質的創新人才具有重要的意義，對于提升我國運籌學研究水平，規范工業工程學科體系，加速工程學科建設，具有重要的影響和作用。

2.有利于師資隊伍建設。針對運籌學課程的“理論+案例+實驗”一體化教學研究，鼓勵教師積極創新，可進一步培養院校自己的教學人才隊伍，收集、設計和積累系統性、研究性、動態性、創新性的案例，不斷充實和調整案例庫，把先進的科學技術、研究內容融入案例教學中。

3.有利于創新性人才培養。運籌學課程的“理論+案例+實驗”一體化教學方式，讓學生在接受理論知識的同時，通過案例分析加深知識的理解，激發學生的創新意識、培養學生的創新能力，并進一步應用到實際應用中，從而培養創新性的工業工程專業人才。

4.有利于培養學生的合作與競爭意識。案例教學和實驗教學過程中，學生自行組成團隊，針對一個特定案例提出有效的解決方案，從而培養學生團隊合作意識;教師對多個團隊的解決方案進行評估和點評，引導不同團隊間的競爭意識，因此“理論+案例+實驗”一體化教學培養學生團隊內的合作和團隊間的競爭意識。

三、傳統教學方式的問題

目前筆者所在院校工業工程專業的運籌學課程主要分為運籌學I和運籌學II兩門課程，兩門課程都為雙語課程，運籌學I主要涉及到線性規劃、整數規劃、圖論等內容;運籌學II主要涉及到非線性規劃、博弈論、排隊論、決策分析、庫存理論等內容，每個專題相對獨立又存在相關性。而工業工程專業相對于管理專業，對象問題大都集中在工業界，比如如何安排生產線上的機器、工人、甚至物料運輸設備的問題，如何提高生產率的水平問題，如何降底生產過程中的原料和半成品存量的問題。如果采用傳統的課堂教學模式，學生只能記憶性地了解知識點，而不能深刻理解知識點;只能培養書面的掌握設計能力，不能培養解決工程問題的設計能力，因此無法達到令人滿意的教學效果。而在傳統教學改革過程中，遇到教學上的困難和問題主要體現為以下幾方面：

1.缺乏針對性的運籌學案例。運籌學作為一門應用學科，教材中有一些經典案例，但是目前現有教材中主要是針對經濟管理方面的案例，而針對工業工程專業的案例較少，如果完全按照教科書上的案例會使得教學內容和本專業的應用相脫節，因此有必要增加工業工程專業背景的運籌學案例。

2.缺乏將運籌學運用到實際問題的實驗環節。目前國內高校運籌學教學主要采用課堂式教學為主，以理論教學為主，而對于實際問題應用較少關注。盡管一些學生通過課堂知識，但是一旦遇到實際問題，無從下手的狀態，這主要因為缺乏實驗環節，不能提供給學生實際應用所學知識的機會。同時，運籌學是一門工具類學科，若不能通過實際問題的鍛煉就不能完全掌握運籌學這個有效工具。

3.缺乏綜合的教學考核方式。目前運籌學教學方式比較單一，教學手段不靈活，考核方式單一，主要以閉卷考試為主，導致學生不能擺脫應試方式，不能更好地發揮學生的創造性。

四、“理論+案例+實驗”一體化教學的實施探索

1.針對性案例的收集與整理。案例的選擇應當從案例教學目標出發，根據學生的實際和專業特點來選擇.要適應學生現有的發展水平，同時貼合專業特色。首先，案例的選擇要注意科學性、典型性、啟發性和探索性，這樣才能引起學生感情上的共鳴。吸引學生進入到案例情景中去，從而促進學生的實踐經驗與理論知識的結合。其次，案例的選擇要注意專業特點，教學案例應具備專業特色，從而有利于學生專業知識結構的整合和思維能力的全面發展，最好能結合實際科研問題和企業面臨問題，例如課題組項目涉及到裝配件的裝配關系可以用圖的形式表示出來，有助于基于圖優化裝配序列，從而豐富教學內容，以此為教學案例，讓學生們學習到與之相關的知識。

2.上機實驗和實踐實驗的設計。實驗環節分為上機實驗和實踐實驗。上機實驗主要對理論模型的求解，基于求解軟件例如Lingo、Matlab等求解線性和非線性優化問題。上機實驗注重求解過程，而實踐實驗鍛煉學生的試驗設計、數據整理分析、模型建立、過程求解等綜合能力。實踐實驗的選題很重要，需要考慮以下幾點：首先，實踐實驗應和理論知識掛鉤，不能脫節，否則實踐實驗的意義削弱;其次，實踐實驗應是可實施的且實施方式不難達到，這是實踐實驗實施的關鍵;最后，實踐實驗應該是引出學生興趣的，這樣才能促進學生積極開展。目前，我系所采用的實踐實驗是分析食堂高峰期打菜窗口的排隊情況，進而改進排隊方式，就往屆學生的分組實驗中，學生可能在數據采集、分析、建模等各個環節都是存在問題，但是通過小組討論分析簡化，每個組都能提出自己獨到的見解。

3.以理論知識為基礎、案例分析為核心、實驗設計為應用的課堂討論。課堂討論是“理論+案例+實驗”一體化教學的核心環節，也是難度大且容易出問題的環節，其成功與否取決于教師的引導能力和學生的自主學習能力。在課堂討論中，教師和學生分別扮演著不同的角色，發揮著不同的作用。通過師生之間、發言人與點評人之間、組織者與參與者之間的多層次交流，達到教學相長的最佳效果。首先導師應該能夠引導發言人將問題描述清楚，使得其他同學能夠明白發言人的想法，其次，教師要對發言人的信息進行去粗取精、去偽存真的加工，精準點評發言內容，并由表及里將問題發掘出來，且設計一些具有啟發性的模糊問題，引導學生去思考，發掘他們的創造性智慧;最后，教師引導學生就問題討論、辨析。只有這樣，才能很好掌控課堂的發展，啟發學生的思考。

五、結論

“理論+案例+實驗”一體化的教學方式從教師角度，加強了教學的多樣性、系統性、研究性、動態性、創新性;從學生角度，經歷了理論到案例到實踐的過程，從不同角度理解知識點，培養學生的創新意識和能力。

參考文獻

[1]殷志平.理論、案例、實驗一體化教學模式在經管專業“運籌學”教學中的實施路徑[J].湖北第二師范學院學報，2017，034 （003）：103-105.

[2]姚威.基礎會計“課堂—案例—實驗”一體化教學改革探析[J].財會學習，2019，000（009）：205-206.

[3]王保麗，印興耀，張廣智.“理論—實驗—應用”一體化教學的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2015，034（011）：152-155.