標準化工程專業“運籌學”課程內容選擇與教學

關鍵詞：標準化工程，運籌學，趣味教學，翻轉教學

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.12.003

運籌學是借助數學模型，為管理人員在做決策時提供科學有據的最優方案[1]，是工業工程類學生重要的專業基礎課，有著十分突出的實用性[2]。運籌學是標準化工程專業開設的重要學科基礎課程，在標準化工程專業課程體系中起到承上啟下的作用，是學生由通識與公共基礎課程轉向到專業基礎、專業方向課程學習的重要紐帶。在“運籌學”課程教學中既要體現運籌學是系統工程學與現代管理科學交叉融合的特點，又要突出標準化工程專業“運籌學”課程需要解決的問題。分析專業課程聯系、以就業為導向選擇合理的教學內容至關重要。

1 標準化工程專業人才需求分析

國家標準委、教育部、科技部、人力資源和社會保障部、全國工商聯，聯合印發的《標準化人才培養專項行動計劃（2023—2025年）》指出，到2025年，納入國家企業標準化總監人才庫重點培養人才超過300人，開設標準化工程專業普通高校達15所，建設60個以上國際標準化創新團隊。

隨著華為等中國企業的崛起，越來越多的企業認識到，要想掌握市場的主導權，必須掌握標準的話語權。建設專業化、高素質的標準化人才隊伍成為提高企業競爭力的關鍵。根據中國標準化研究院研究資料，我國標準化人才缺口高達一百萬人以上。

2 標準化工程人才就業前景分析

2.1 就業單位類型分析

標準化工程專業屬于工業工程類專業，交叉學科多、就業范圍廣。標準化工程專業就業方向主要是從事標準化體系建設、標準文件撰寫、企業生產質量管理、質量認證等工作。就業單位主要集中在以下三個類型。

就業單位類型1：各級政府標準化管理與監督機構及所屬標準化研究所。

就業單位類型2：專業標準化服務公司，認證機構。

就業單位類型3：企業集團標準化部門、生產質量管理部門。

2.2 就業單位所需能力分析

就業單位類型1、2所需能力類似，要求學生具有標準制修訂、標準組織實施、標準制修訂與實施的監督、標準體系建設、標準化工程項目的全過程管理等方面工作的能力。

就業企業類型3，也是就業前景最大的一種類型，結合汽車與交通工程學院特點，就業前景主要集中在汽車、運輸企業。以汽車企業為例，現階段這類企業的標準化部門主要集中在生產質量管理部門。部門的主要工作為質量控制和標準文件編寫，需要學生具備嚴密的科學分析能力和高素質管理的水平。具體的工作及與“運籌學”課程相關能力如圖1所示。這也就要求“運籌學”課程工程應用部分應選擇生產調度分析、庫存決策分析、經濟決策分析等工程應用場景。

3 “運籌學”與“系統工程”課程的銜接分析

“系統工程”課程是“運籌學”課程后續的標準化工程專業重要的專業基礎課，應用領域十分廣闊，與運籌學、系統理論、管理科學相互滲透、交叉發展[3]。系統分析分為初步、規范、綜合分析三部分，在規范、綜合分析中廣泛應用運籌學知識，具體分析過程如圖2所示。

運籌學可以說是系統工程的工具盒，工具盒中工具種類多對學生后續學習系統工程課程至關重要。這也就要求“運籌學”課程開設建模、優化求解、評價、風險分析等方面內容，做好兩門課程之間有效的銜接。

4 標準化工程專業“運籌學”教學內容選擇

運籌學是從提出問題、數學建模、求解到方案、決策實施的一整套嚴密的科學方法。通過運籌學的學習可以提高管理人員的素質。運籌學按所解決問題性質的不同可分為線性規劃、非線性規劃、動態規劃、圖論與網絡分析、存儲論、排隊論、對策論、決策論八個分支[4]。

4.1 “運籌學”教學內容選擇基本原則

以提高學生綜合管理素質為核心，根據就業所需，結合專業課程體系設置進行課程內容選擇。具體遵循以下三方面原則。

原則1：以提高學生綜合管理素質為核心，運籌學課程基礎與工程應用并行。

原則2：根據專業就業、課程體系設置（與系統工程課程銜接）、學院教學特色，從運籌學八個分支中進行選擇。

原則3：運籌學教學分成基礎、工程應用兩部分；基礎部分做好與系統工程課程 、工程應用的銜接，工程應用部分應更貼近學生的就業工作要求。

4.2 “運籌學”教學內容選擇

通過對標準化工程專業就業方向及課程體系分析，“運籌學”課程選擇線性規劃、圖與網絡、存儲論、決策論四個分支作為授課內容，具體如圖3所示。

4.2.1 線性規劃教學內容

基礎教學內容包括：線性規劃數學模型、線性規劃問題標準形式、線性規劃問題幾何意義、單純形法、單純形法計算等。

工程應用教學內容包括：運輸、生產調度的線性規劃問題。

4.2.2 圖與網絡教學內容

基礎教學內容包括：圖、樹概念、最短路問題、中國郵遞員問題、網絡最大流問題等。

工程應用教學內容包括：運輸、生產管理問題。

4.2.3 存儲論教學內容

基礎教學內容包括：EOQ模型及其擴展模型、報童模型及其擴展模型等。

工程應用教學內容包括：基于（s，S）策略的生產企業庫存控制問題。

4.2.4 決策論教學內容

基礎教學內容包括：決策的分類、決策的過程、不確定型決策、風險決策、效用理論等。

工程應用教學內容包括：層次分析法在標準化體系評價中應用。

5 標準化工程專業“運籌學”教學實施

在運籌學課程教學中，通過優化教學內容、多媒體使用、趣味教學與翻轉教學結合等方法，提高學生學習積極性。具體如圖4所示。

5.1 優化教學內容

運籌學課程教學時基礎與工程應用并行，在基礎數學模型上淡化復雜的計算方法，學會把簡單的理論知識應用到實踐中去；在工程應用部分更貼近學生的就業工作要求，必要時再去探討相關的數學理論。

5.2 做好課程間的銜接

“系統工程”課程是“運籌學”課程后續。在系統評價方法中用到層次分析法、數據包絡分析，這兩種方法分別在運籌學課程決策論、線性規劃中學到，講解時要強調方法在系統評價中的應用。

使學生在運籌學課程學習中了解到系統評價方法，在系統工程學習中回想起運籌學課程中所學到的數學方法，改變大學生“考一門扔一本書”的陋習。

5.3 板書與多媒體相結合

根據內容適當使用動畫、聲音視頻等手段，調動學生學習積極性。例如：運輸問題最小元素法、西北角法、伏格爾法、閉回路法、位勢法、解的改進，可以利用動畫演示計算過程，加深學生對運輸問題的理解。

5.4 趣味教學與翻轉教學結合

運籌學課程屬于數學的分支，難度較大；運籌學又是標準化工程專業學生的學位課，學生學習壓力大。（1）教師在授課時要營造輕松愉快的授課氛圍，利用幽默化語言緩解學生學習壓力，針對數學基礎差的學生要做出有針對性的教學輔導。（2）利用翻轉課堂、角色互換的形式，增加學生與學生、學生與教師間的互動，激發學生學習興趣，提高學習效率。

6 結語

通過對標準化工程專業就業方向與專業課程體系的分析，“運籌學”課程選擇線性規劃、圖與網絡、存儲論、決策論四個分支作為授課內容。在授課內容上注重基礎與工程應用并行，做好與后續“系統工程”課程的有效銜接。在教學實施中通過淡化復雜計算、板書與多媒體相結合、趣味教學與翻轉教學結合等方法激發學生學習興趣，提高學習效率。當然還需要其他各方面的配套改革與協同作戰。

作者簡介

王殿超，碩士，講師，研究方向為智能算法開發與設計、汽車標準化開發與設計。

（責任編輯：張瑞洋）