目標(biāo)導(dǎo)向型運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐案例

黃敏 蔡銘 謝潔旻 薛田莉

摘 要：本文針對專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)松懈、學(xué)習(xí)積極性不高等實(shí)際情況，結(jié)合運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)，設(shè)計(jì)教學(xué)對比試驗(yàn)。針對試驗(yàn)班級教師制定了目標(biāo)導(dǎo)向型的教學(xué)實(shí)施方案：在課業(yè)層面上，通過雨課堂、微信學(xué)習(xí)交流群等方式夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化掌握重點(diǎn)知識；在思政層面上，通過理論教學(xué)、建模實(shí)訓(xùn)兩個(gè)方面強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感，加強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感。教學(xué)結(jié)果表明，該案例在營造良好的學(xué)習(xí)氛圍、培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)等方面取得了積極的效果，有一定的教學(xué)實(shí)踐推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：目標(biāo)導(dǎo)向；運(yùn)籌學(xué)；立德樹人；課程改革

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2023）13-000９-0４

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2023.13.00３

一、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方案

運(yùn)籌學(xué)是一門交叉應(yīng)用學(xué)科，主要采用系統(tǒng)優(yōu)化的方法，通過建立數(shù)學(xué)模型，尋求解決方案，最終獲得最佳決策。它的突出特點(diǎn)是以系統(tǒng)化、數(shù)量化和最優(yōu)化為核心，需要從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，用數(shù)學(xué)的方法和思考模式解決實(shí)際應(yīng)用問題［1］。中山大學(xué)為交通工程專業(yè)大二的學(xué)生開設(shè)了運(yùn)籌學(xué)課程。

筆者及教學(xué)團(tuán)隊(duì)在十多年的教學(xué)實(shí)踐中，探索適合交通工程專業(yè)學(xué)生的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式，提出了以理論教學(xué)與建模實(shí)訓(xùn)為主要教學(xué)環(huán)節(jié)的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)實(shí)施方案，強(qiáng)調(diào)結(jié)合專業(yè)背景、注重知識串聯(lián)、強(qiáng)化建模能力、融入思政元素等特點(diǎn)，如圖1所示。從學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度與專業(yè)性質(zhì)出發(fā)，將傳授知識、培養(yǎng)能力、提升素質(zhì)等課程目標(biāo)融入課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長、寓教于學(xué)的效果。本課程于2020年獲得省級線下一流課程認(rèn)定。

二、目標(biāo)導(dǎo)向型的教學(xué)實(shí)踐案例

因材施教一直是教育的重要手段，課程教學(xué)也需要有針對性。2019年，交通工程專業(yè)所在學(xué)院首次執(zhí)行大類招生政策。學(xué)生大一時(shí)進(jìn)行學(xué)院內(nèi)統(tǒng)一培養(yǎng)，主要學(xué)習(xí)學(xué)科平臺的基礎(chǔ)課程；大二時(shí)進(jìn)行分流，進(jìn)入專業(yè)知識學(xué)習(xí)階段。作為學(xué)院的第一批分流學(xué)生，2019級交通工程學(xué)生進(jìn)入大二時(shí)普遍存在數(shù)理基礎(chǔ)差、對交通工程專業(yè)認(rèn)識不足等特點(diǎn)，并出現(xiàn)了學(xué)習(xí)狀態(tài)松懈、學(xué)習(xí)積極性不高等厭學(xué)現(xiàn)象。針對這種情況，運(yùn)籌學(xué)教學(xué)小組重新優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，制定目標(biāo)導(dǎo)向型的教學(xué)實(shí)施方案。

（一）教學(xué)目標(biāo)

基于交通工程專業(yè)特點(diǎn)與學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展需求，從課業(yè)與思政兩個(gè)層面確定如下教學(xué)目標(biāo)：在課業(yè)目標(biāo)方面，要為學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化掌握重點(diǎn)知識，同時(shí)營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與興趣，主要通過雨課堂、微信學(xué)習(xí)交流群等教學(xué)輔助手段實(shí)現(xiàn)；在思政目標(biāo)方面，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，加強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感，通過深入挖掘運(yùn)籌學(xué)課程中的思政元素，實(shí)現(xiàn)“課業(yè)+專業(yè)”“榮譽(yù)+責(zé)任”的二元融合，推動(dòng)學(xué)生發(fā)展綜合能力，具體從理論教學(xué)思政與建模實(shí)訓(xùn)思政兩個(gè)角度實(shí)現(xiàn)。

（二）教學(xué)實(shí)施方案

為了分析在學(xué)期伊始開展目標(biāo)導(dǎo)向型教學(xué)改革實(shí)踐的效果，為了對比目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué)方案的成效，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對比了試驗(yàn)方案。將63名學(xué)生分成兩個(gè)班，1班（目標(biāo)導(dǎo)向班）32人，2班（普通班）31人。在教學(xué)過程中，2班沿用原一流課程的教學(xué)思路，突出講解專業(yè)知識；1班則圍繞上述教學(xué)目標(biāo)制定了相應(yīng)的教學(xué)實(shí)施方案，主要從以下幾個(gè)部分展開。

1.教學(xué)輔助手段——雨課堂。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域不斷應(yīng)用與深度融合發(fā)展，利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)課堂的智慧化，是教育信息化發(fā)展的必然趨勢［2］。為了提高學(xué)生上課的積極性，讓學(xué)生在課前采用雨課堂的線上掃碼模式進(jìn)行課堂簽到，有效避免了線下代簽的問題，從而提高了學(xué)生的出勤率。該學(xué)期學(xué)生的出勤情況穩(wěn)定，偶爾會(huì)有1-2人缺勤，如圖2所示。

在授課過程中，教師講解了關(guān)鍵知識點(diǎn)之后，在雨課堂平臺上以選擇題、填空題的形式給出相關(guān)的小問題，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上限時(shí)解答，從而強(qiáng)化學(xué)生理解重要知識點(diǎn)，提升學(xué)生參與課堂的熱情，并有效吸引學(xué)生的注意力。例如，學(xué)習(xí)運(yùn)輸問題部分時(shí)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課堂上開始使用雨課堂互動(dòng)，設(shè)計(jì)了4道難度相當(dāng)、層層遞進(jìn)的互動(dòng)選擇題，讓學(xué)生對比運(yùn)輸問題與線性規(guī)劃問題的異同，促使學(xué)生更深刻地認(rèn)識運(yùn)輸問題的解的情況。隨著課程不斷推進(jìn)，學(xué)生的答題正確率也隨之上升，如圖3所示。說明加入互動(dòng)環(huán)節(jié)能有效抓取學(xué)生的注意力，限時(shí)解答的形式有效鼓舞了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，強(qiáng)化了他們理解與記憶關(guān)鍵知識點(diǎn)［3］。

為了樹立正面榜樣，讓學(xué)生形成你追我趕的學(xué)習(xí)勢頭，教師每周課堂結(jié)束之后，都會(huì)公示表揚(yáng)課上表現(xiàn)優(yōu)秀的前三位學(xué)生。由于名額有限，學(xué)生課上都會(huì)專心致志，認(rèn)真回答問題，爭相上榜。上榜學(xué)生的比例達(dá)到了50%以上，覆蓋面廣，其中多位學(xué)生都爭取到了多次上榜的機(jī)會(huì)，說明每一位學(xué)生的沖榜勁頭都非常足，從而帶動(dòng)了整個(gè)班級的學(xué)習(xí)氛圍，表揚(yáng)優(yōu)秀學(xué)生對課堂授課效果起到了非常積極的影響。

2.教學(xué)輔助手段——微信學(xué)習(xí)群。為了及時(shí)解決學(xué)生的疑難，教師建立了微信學(xué)習(xí)交流群，師生在群里共同探討、共同進(jìn)步。為了促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，教師要鼓勵(lì)學(xué)生提出在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難，共同尋找問題、解決問題，進(jìn)而達(dá)到雙贏的目的。提出問題的學(xué)生能夠及時(shí)得到回復(fù)，從而解決自己的疑難，而其他學(xué)生也能在參與討論的過程中進(jìn)一步鞏固課堂知識。

教師每次批改完作業(yè)之后，會(huì)總結(jié)本次作業(yè)的批改結(jié)果，將學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)發(fā)布在微信學(xué)習(xí)群中，深化學(xué)生理解復(fù)雜的知識點(diǎn)，加強(qiáng)掌握課程內(nèi)容。并且還會(huì)公示非常優(yōu)秀的作業(yè)以供其他學(xué)生參考，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)榜樣，爭取提高下次作業(yè)的正確率。同時(shí)，為了幫助學(xué)生在課后鞏固上次課程的要點(diǎn)，教師每次課前都會(huì)匯總上次課程的重要知識點(diǎn)并將其發(fā)布在群里，幫助學(xué)生梳理學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，強(qiáng)化認(rèn)識與領(lǐng)悟課堂知識，并為下次課程打好基礎(chǔ)。

在教師和助教參與答疑之余，學(xué)生也能積極地參與討論，一提出問題就會(huì)有多位學(xué)生參與討論，保證有效解決每一個(gè)問題，營造了非常好的學(xué)習(xí)氛圍。從每一位學(xué)生提出和回答問題的數(shù)量可以看出，微信交流學(xué)習(xí)群能極大地幫助學(xué)習(xí)比較吃力的學(xué)生，也能給學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生提供一個(gè)用武之地，達(dá)到了“先富帶動(dòng)后富”的良好效果。

3.思政元素設(shè)計(jì)——理論教學(xué)。《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》要求：要寓價(jià)值觀引導(dǎo)于傳授知識和培養(yǎng)能力的過程中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀［4］。這就需要教師從學(xué)生的實(shí)際發(fā)展需求出發(fā)，將價(jià)值引領(lǐng)融入課程教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，提升其專業(yè)認(rèn)同度［5］。

運(yùn)籌學(xué)雖然是一門基礎(chǔ)課，但是卻具有跨學(xué)科以及應(yīng)用面廣的特點(diǎn)，挖掘“運(yùn)籌學(xué)”基本概念、公式、定理和方法中的思想政治元素，將正確的價(jià)值觀融入專業(yè)教學(xué)，在達(dá)到思政教學(xué)總體目標(biāo)的同時(shí)，還可以進(jìn)一步讓學(xué)生了解專業(yè)、熱愛專業(yè)［6］。附表1列出了運(yùn)籌學(xué)課程中的部分思政元素。

2021年6月，廣州新冠肺炎疫情零星爆發(fā)，部分區(qū)域執(zhí)行防疫管控措施。交通專業(yè)研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合交通大腦的研究工作與政府部門協(xié)作定位管控區(qū)域內(nèi)的重點(diǎn)車輛，工作內(nèi)容與路網(wǎng)分析章節(jié)相關(guān)。作為圖論與網(wǎng)絡(luò)分析章節(jié)的背景資料，教學(xué)團(tuán)隊(duì)專門制作PPT在課堂上介紹交通大腦定位重點(diǎn)車輛的工作原理，一方面為網(wǎng)絡(luò)分析教學(xué)作鋪墊，另一方面為學(xué)習(xí)專業(yè)知識樹立正面積極的形象，在提升學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感的同時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，將思政元素隱式融入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，以潤物細(xì)無聲的方式達(dá)到價(jià)值引領(lǐng)的目的。

4.思政元素設(shè)計(jì)——建模實(shí)訓(xùn)。運(yùn)籌學(xué)也是一門應(yīng)用實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué)，安排建模實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生完成從發(fā)現(xiàn)問題、采集信息、分析數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)建模到得出結(jié)論的全過程，從而得到有效的實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練，促使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與［7］。建模實(shí)訓(xùn)采取自由選題形式，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決現(xiàn)實(shí)問題，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐及建模分析能力。

由于交通工程專業(yè)跟隨學(xué)科搬入剛剛建成投入使用的深圳校區(qū)，校區(qū)內(nèi)不少設(shè)施都尚在建設(shè)完善，給學(xué)生的學(xué)習(xí)生活帶來了一些不便。基于上述情況，1班的建模實(shí)訓(xùn)教學(xué)開設(shè)了“我為深圳校區(qū)建言獻(xiàn)策”的建模專題，指導(dǎo)學(xué)生針對身邊的事尋找實(shí)訓(xùn)課題，用自己的實(shí)際行動(dòng)促使深圳校區(qū)建設(shè)得更好。學(xué)生積極參與建模實(shí)訓(xùn)，提出了優(yōu)化宿舍電梯運(yùn)行、優(yōu)化校車運(yùn)行路線等熱點(diǎn)話題，將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)踐中，為校區(qū)建設(shè)奉獻(xiàn)力量。

工程是應(yīng)用科學(xué)，但是更重要的是響應(yīng)人類的需求，工程教育教學(xué)應(yīng)該落實(shí)以學(xué)生為本的完整實(shí)踐鏈條，把教育教學(xué)放在真實(shí)的背景中，回歸工程的本源和實(shí)踐屬性［8］。通過建模實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生從身邊事做起，用自己所學(xué)的知識服務(wù)學(xué)校，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心，同時(shí)提升學(xué)生利用理論知識解決現(xiàn)實(shí)問題的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（三）教學(xué)效果

通過雨課堂、微信學(xué)習(xí)群等教學(xué)輔助手段營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有了明顯提高。同時(shí)深入挖掘運(yùn)籌學(xué)課程中蘊(yùn)含的思政元素，將思想政治意識形態(tài)教育與專業(yè)課程進(jìn)行融合，并通過建模實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識運(yùn)用于實(shí)踐的能力，取得了良好的成效。在學(xué)期結(jié)束時(shí)，對比分析1班（目標(biāo)導(dǎo)向班）與2班（普通班）運(yùn)籌學(xué)課程的學(xué)習(xí)情況，分析結(jié)果如附表2所示。

由分析數(shù)據(jù)可知，在開始運(yùn)籌學(xué)課程之前，兩個(gè)班的平均績點(diǎn)分別為2.8和2.6，學(xué)生的整體學(xué)業(yè)水平相當(dāng)。經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的教學(xué)，目標(biāo)導(dǎo)向班與普通班學(xué)生運(yùn)籌學(xué)課程期末考的平均卷面分分別為76.6與68.9，相差近8分。由此可見，目標(biāo)導(dǎo)向班學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性更高，整體學(xué)習(xí)狀態(tài)也有所提升，目標(biāo)導(dǎo)向型教學(xué)取得了良好的效果。

三、結(jié)語

教育是一項(xiàng)循序漸進(jìn)的系統(tǒng)工程，并非一人之力或一門課程即可取得持久、實(shí)質(zhì)的成效，而需要授課教師全員參與。因材施教則是教育的重點(diǎn)，只有以學(xué)生為教育中心，才能規(guī)劃出最適合學(xué)生的教學(xué)方案，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)［9］。目前運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)已經(jīng)初步摸索出目標(biāo)導(dǎo)向型教學(xué)路線，并取得了一定的成果。后續(xù)工作仍舊需要在實(shí)踐中進(jìn)行探索，關(guān)注學(xué)生的特點(diǎn)，注重總結(jié)與提煉，加強(qiáng)溝通與交流，實(shí)現(xiàn)“價(jià)值塑造、知識傳授、能力培養(yǎng)”三位一體的教學(xué)目標(biāo)［10］。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 羅榮桂，原海英.運(yùn)籌學(xué)教學(xué)改革與探索［J］.理工高教研究，2005（3）：49.

［2］ 黃文登，王瑞.基于“智慧課堂”的普通物理學(xué)課程教學(xué)模式的構(gòu)建［J］.高師理科學(xué)刊，2020（1）：85.

［3］ 劉冀瓊，馮帥.多維度立體式線上線下混合教學(xué)創(chuàng)新研究——基于阜陽師范大學(xué)運(yùn)籌學(xué)課程的探索與實(shí)踐［J］.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2022（1）：27.

［4］ 高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要［Z］.教高［2020］3號.

［5］ 王堯.再論課程思政：概念、認(rèn)識與實(shí)踐［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2022（7）：4.

［6］ 宋曉東，伍國華，夏偉懷，等.“運(yùn)籌學(xué)”課程思政教育案例研究［J］.高等教育研究學(xué)報(bào)，2021（3）：91.

［7］ 莫小梅.在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維［J］.課程教育研究，2019（9）：52.

［8］ 方志剛，楊帆，趙振寧.關(guān)于新工科建設(shè)必要性和內(nèi)涵的一些思考［J］.教育現(xiàn)代化，2020（56）：112.

［9］ 程明，王偉，花為，等.精準(zhǔn)識材 協(xié)同育才——工科研究生因材施教培養(yǎng)方法的探索與實(shí)踐［J］.研究生教育研究，2021（1）：37.

［10］ 李志猛，祝江漢，邱滌珊，等.啟發(fā)式教學(xué)在運(yùn)籌學(xué)課程中的應(yīng)用與實(shí)踐［J］.高等教育研究學(xué)報(bào)，2008（4）：58.