基于混合教學法的運籌學課程教學改革探究

趙東偉

摘 要：為解決運籌學在傳統教學中學生學習主動性缺乏、學習效率不高、實踐應用能力弱的問題，本文以講授運籌學課程的經驗為基礎，從教學內容、教學方法以及評價方式等方面分析運籌學課程教學中存在的學習“痛點”，開展“線上（在線教學）”+“線下（傳統教學）”的混合式教學實踐，從課前階段、課中階段、課后階段等三個方面對運籌學課程教學改革進行探索。實踐反饋表明，混合教學改革可以有效提升學生學習效率和專業成績，同時還培養及提高學生的創新能力和對運籌學的積極性和主動性。

關鍵詞：運籌學 教學改革 課程思政 混合教學法

1 引言

運籌學作為高校交通運輸、工商管理、物流管理、信息與計算科學等專業的必修課程，在軍事、政治、管理、經濟、工程技術等許多領域都有廣泛的應用[1]。該課程以高等數學、線性代數、概率論與數理統計為基礎，具有知識體系復雜、抽象性強、學習難度大的特點，且在傳統的教學過程中存在著理論與實際脫軌、“填鴨式”教學、考核方法單一等問題，已經不能培養具有真正專業素養和主動學習的應用型人才[2-3]。

隨著移動互聯網技術的迅猛發展，涌現出了諸如：MOOC視頻、翻轉課堂、微課等諸多借助互聯網在線教育的新教學模式，其特點為：不限時間、不限場地，內容多樣，資源共享，重復性強。這種新型教學模式將使傳統教學中“滿堂灌”的現象得到徹底改變，但教師必須在教學實踐中進行有效的指導和監督，否則會導致教學效果偏離預期[4-5]。因此，開展“線上（線上教學）+線下（傳統教學）”的混合式教學實踐，以交通運輸類專業運籌學教學為研究對象，從而改善傳統教學只重視學生考試分數多少的弊端，提高學生的創新能力和學習積極性。達到培養具有專業實踐能力應用型人才的目的。

2 《運籌學》課程教學“痛點”分析

本文以鄭州工業應用技術學院機電工程學院交通運輸專業為例，本專業每個年級有90人左右，運籌學課程安排在大三上學期授課，選用教材為：由機械工業出版社出版，武漢理工大學熊偉主編《運籌學（第3版）》，課程主要包括線性規劃模型、對偶理論模型、運輸和指派問題、網絡模型、網絡計劃、存儲論以及決策論等相關內容。

（1）教學內容。

運籌學課程分為理論和實踐兩大部分，共56個學時：包括48個學時的理論教學和8個學時的實驗教學。運籌學整個模塊的理論知識比較復雜難懂，數學公式和定理的推導比較枯燥無味，學生學習相關內容知識的積極性和主動性隨著上課時間的增加而逐漸下降，因而對知識點的掌握不能完全透徹，教學效果也不能達到預期。另外，運籌學教材版本眾多，雖然教材的主要章節和知識點基本相同，但不同教材側重點大相徑庭，理論深度和應用案例的設計不能高度契合交通運輸行業的實際問題。在理論課結束后會統一組織學生在機房進行實驗，但由于大部分的實驗是集中進行的，并不能與之前所學知識案例融為一體，導致學生并不能有效的解決交通運輸專業領域的實際問題。

（2）教學方法。

傳統的教學方法主要是教師在課堂利用PPT+板書的方式進行講授，授課方式相對單一，學生處于被動學習的狀態，“填鴨式”教學形式依然存在[6]。在上課過程中，教師通過使用PPT展示本節課的教學內容，雖然增加了知識信息量，但呈現較快使得大多數學生并不能跟上老師的思路，學生也喪失了獨立思考、創新等能力。另外，從整個學期的授課過程來看，學生對于這門課積極性不高，將實際問題抽象成線性規劃數學模型、對偶模型、運輸模型的能力較弱，各種分支領域解決問題的算法比較晦澀難懂。大多數學生只是為了應付考試，不知道學習這門課程對于交通運輸領域有何作用，可能等到考試結束之后相關知識也就隨之而去[7]。最后，部分教師沒有充分時間去了解每位學生的個體差異性，在授課時采用小組討論的方式，由于教學內容的難度和課時限制，導致學生參與度并不高。

（3）教學評價。

大部分高校的《運籌學》課程考核方式為閉卷考試，最終成績由三部分組成：平時成績、實驗成績和考試卷面成績。其中平時成績以考勤、課堂表現、測驗等為主，占總分的10%，實驗成績期以考勤、課堂表現、實驗報告等為主，占總分的20%，期末考試題型以選擇題、判斷題、填空題、計算題、綜合應用題為主，占總分的70%。雖然總成績按照這種方法可以一定程度上考量學生掌握運籌學相關知識的程度，但不能全面的評價學生應用到本領域解決實際問題的能力，并且大部分學生為了考試及格，期末之前會采用臨時抱佛腳，死記硬背，突擊復習的方式應付考試，導致運籌學的教學評價還是不夠全面，也不能真實反映學生的綜合能力[8]。

3 基于混合教學法的《運籌學》課程教學改革

為了解決傳統運籌學課程存在的問題，以講授運籌學課程的經驗為基礎，基于“線上（在線教學）”+“線下（傳統教學）”的混合式教學模式（如圖1所示），從課前階段、課中階段、課后階段等三個方面對運籌學課程教學改革進行探索。

（1）課前階段。

課前階段主要是教師在上課前確定教學目標、教學內容、教法方法、了解學生基本情況的準備階段。教學目標可以從素質、知識、能力等三方面明確：素質方面主要培養學生的綜合素質，如永攀高峰、團隊合作、正確的人生觀和價值觀等；知識方面要求學生掌握運籌學中線性規劃中各種問題的基本概念、模型構建原理以及求解方法，以及利用 WinQSB、Lingo、Matlab軟件嘗試解決交通運輸領域的實際問題案例；能力方面要求學生具有利用不同的運籌學算法解決實際問題的能力，培養具有真正專業實踐能力和創新思維的應用型人才。教師在講述本節課的教學內容前，可將核心知識點制作成20分鐘內的微課視頻，讓學生對本節課所學知識脈絡有清晰的認知，并設置一些課前思考的題目，選取本節課重、難點的MOOC資源上傳到教學平臺和搭建在線交流平臺上。采取搶答和分組討論的方式，調動學生主動學習的積極性，在引導全體學生觀看視頻資源、完成相應教學要求和課后小作業的同時，循序漸進地使學生對各章節的重難點進行掌握，同時可以采取隨機點名、課前簽到、課中點名、不能倍速等方式約束掛網不聽課現象的發生。最后根據在線討論、視頻觀看次數、作業反饋情況真正了解學生的薄弱點，進而制定更具有針對性的教學內容。

（2）課中階段。

傳統的教學內容主要是教師圍繞教學大綱、教學進度計劃和教材進行灌輸式教學，但由于運籌學涉及的分支內容比較復雜，在解決不同的分支問題時，需要用不同的復雜算法來求解，導致大部分學生產生畏難情緒，對所學的模型、算法起到什么作用也不了解，更談不上對學生創造性思維能力的培養。采用混合式教學模式，在課中階段主要解決較為抽象晦澀的知識點以及課前階段出現的典型問題，教師在講解時可以穿插古代運籌學故事和現代科學工作者對運籌學做出突出貢獻的生平軼事，通過角色扮演、小組討論、經典案例辨析等方式，激發學生的學習興趣，培養學生勇于創新、持之以恒的正確價值取向和科學研究精神；對教學學時和核心知識點的實驗學時進行合理分配，將實驗學時平均分配到各章節，做到講練結合，有利于運籌學基礎知識的加深掌握，有利于學生提高學習效率，提高專業成績；可引入國內外交通領域前沿的發展動態，利用WinQSB、Lingo、MATLAB軟件構建模型、求解、優化等方法解決復雜的工程問題案例，將產業背景與課程教學緊密融合，讓學生相信運籌學的重要性與實用性，著重培養學生的動手實踐與創新能力。

（3）課后階段。

課后階段主要是教師全方位考核學生對運籌學知識運用的實際能力，并根據評價結果做出下一步教學計劃。總成績除了常用的平時成績+實驗成績+期末成績組成外，還需要結合學生的知識掌握水平、實踐應用水平、學習態度表現、團體合作、身心健康狀況等多方面進行測試。基于混合教學法的教學模式，可以根據課程目標和教學內容在學前、學中的不斷調整和完善，進而建立更加客觀、科學、多元的考核評價體系，將過程性考核與結課考核科學緊密的結合。如圖2所示，過程性考核包括：考勤，作業，課堂表現，章節測試，課程視頻觀看情況按照權重進行綜合打分。結課考核包括：上機操作建模、求解交通運輸行業實踐案例+多種題型組合的閉卷考試。

4 結語

本文分析了傳統運籌學課程的教學內容、教學方法和教學評價等方面的現狀，提出“線上（線上授課）”+“線下（傳統授課）”的混合式教學模式。運籌學課程教學改革從課前階段教學內容與教學目標的重構、課中階段教學內容的重難點分析、課后階段多樣化考核標準體系的完善等三個方面進行了探索。混合式教學模式經過一年的實踐證明，得到了廣大學生的一致好評，從而在培養真正具有專業實踐能力和創新思維的應用型人才的同時，達到了有效提高學員學習效率和專業成績的探索目的。

參考文獻：

[1]紀靜娜， 徐小雅. 基于課程思政的《物流運籌學》教學改革與實踐[J]. 物流科技， 2023， 46（1）：3.

[2]曾丹丹. 基于“TOPCARES”的運籌學課程教學探索[J]. 物流技術， 2022， 41（10）：4.

[3]賈麗坤， 李飛， 李燕燕. 基于提高學生知識應用能力的混合式教學探索——以《運籌學》為例[J]. 產業與科技論壇， 2022， 21（18）：3.

[4]方英蘭， 張永梅， 孫晶，等. 基于MOOC+SPOC的混合教學模式研究[J]. 電腦知識與技術：學術版， 2016（11X）：3.

[5]娜仁. 混合式教學法在《運籌學》課程中的應用研究[J]. 現代計算機， 2020（21）：3.

[6]余朋林. 關于物流專業運籌學課程教學改革的思考與探索[J]. 物流工程與管理， 2016， 38（11）：2.

[7]柳靜， 梁瑛. 基于OBE理念的運籌學課堂教學設計[J]. 當代教育實踐與教學研究（電子刊）， 2018.

[8]張生， 王正武， 況愛武. 工程教育背景下運籌學混合教學模式研究[J]. 科教文匯， 2018（26）：2.