理工类专业的运筹学课程教学改革探索与研究.docx

理工类专业的运筹学课程教学改革探索与研究 【摘 要】运筹学是一门实践性和应用性很强的学科，是数学类、管理类以及一些工科专业的必修的主干课程。学习和探讨运筹学主要着眼于两个角度：一是对运筹学理论及方法方面的学习探讨，一是利用运筹学的方法解决生活工作中的实际问题。该文旨在探究在运筹学课程教学的过程中，如何将理论方法与实际应用两方面有效结合起来，让学生在驾驭理论方法的基础上，能运用其思想方法解决实际问题，从而激发学生的学习爱好，提高学生的学习主动性，使运筹学课程的教学效果事半功倍。 【关键词】运筹学课程;教学改革;案例教学 中图分类号：G434 文献标识码： A 文章编号： 2095-245706-0187-002 DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2022.06.073 【Abstract】Operational research is a highly practical and applied subject， and it is a compulsory backbone course for mathematics， management and some engineering majors. Learning and researching Operational Research mainly focus on two angles： one is the study of Operational Research theory and methods， the other is the use of Operational Research methods to solve practical problems in life and work. The purpose of this paper is to explore how to effectively combine theoretical methods with practical application in the teaching process of operational research course， so that students can solve practical problems by using their ideological methods on the basis of mastering theoretical methods， so as to stimulate interest in learning of the students， improve students" learning initiative， and make the teaching effect of operational research course more effective with half the effort. 【Key words】Operational Research Course; Reform in Education; Case teaching 运筹学是数学类专业及管理类专业特别重要的专业基础课，是用科学的数量方法对人力、物力、财力等资源进行统筹支配，找寻管理和决策最优方法的综合性学科1。该课程具有以下特点：引入数学探讨方法，以数学为主要工具;从系统的观点动身，探讨全局性的问题;着重实际应用;具有多学科的交叉性;理论和应用的发展相互促进等2。 1 运筹学课程的教学现状 在教学过程与学生的沟通中，我们发觉了许多问题，主要有下面几点： 教学重视运筹学理论学问灌输，弱化运筹学实践应用。从事运筹学教学的老师大多都是数学专业出身，因此任课老师希望以严密的数学理论训练学生的逻辑思维实力，而事实上，復杂的证明和繁杂的理论推导过程让学生感觉很吃力，达不到逻辑思维的缜密性训练的目的，反而让学生对课程产生了畏惧心理。运筹学课程的主要内容是建模和优化算法，对理学类专业的运筹学教学，课堂上老师过多地强调理论证明，弱化对运筹学学问的应用，使学生误认为运筹学就是一些繁琐的公式推导，对解决现实问题毫无意义。如何将理论学问与实践应用形成一个综合有机体，有针对性地选取教学内容，简化理论推导，突出应用？是许多从事运筹学教学的老师始终在探究的难题。 教材的选取和授课内容上没有侧重点。现有的运筹学教材具有严密的逻辑性和较高的学术性，但是在实际教学中不能为老师供应丰富的实践教学案例，从而导致老师在教学过程中缺乏实践教学的载体，同时也缺少理论与实践综合化的教材。此外，运筹学课程的内容章节较多，一方面，由于教学课时较少，有些老师选择部分章节讲授，有些老师则每个章节都有提到，却无法突出重点章节，老师在选取教学内容上的随意性和盲目性导致各年级不同专业的学生感到困惑，另一方面，教学中为强化运筹学的应用，减弱理论教学，从而使得学生对学问的理解不透彻，在实际应用中，心有余而力不足。 强调人工计算技能，忽视计算机软件的协助作用。课堂上的例题和习题侧重于手工方法的求解，有些学生很厌烦手工计算，不知道这么繁杂的计算过程有什么用，有些学生虽然可以很好的驾驭手工求解，但计算机编程实力不强，许多学生对于计算结果的实际意义不了解，没有结合原问题做进一步的分析，没有达到解决实际问题的目标。 2 运筹学教学改革的意义 针对当前运筹学课程教学的不足，为实现教与学的最佳效果，对运筹学课程的教学改革与探究，是适应新时代对本科教化教学改革发展提出的要求，是培育学生综合素养及综合实力的有效途径。 将理论与实践相结合。当今数学的应用越来越广，在工业、农业、商业、交通、运输、金融、保险、生物等很多学科的问题中都有着广泛的应用3。要用数学方法解决一个实际问题，不论这个问题是来自工程、经济、金融或是社会领域，都必需设法在实际问题与数学之间架设一个桥梁，工程、经济、金融或是社会领域，都必需设法在实际问题与数学之间架设一个桥梁，首先要将这个实际问题化为一个相应的数学问题，然后对这个数学问题进行分析和计算，最终将所求得的解答回来实际，并有效地回答原先的实际问题。 培育学生的创新创业意识。运筹学解决实际问题的步骤是：提出和形成问题建立数学模型模型求解解的检验解的限制解的实施。首先，针对丰富、生动的案例，同学们可以发挥想象，同时结合实际，各抒己见，“提出和形成问题”，并将一个个实际问题在比较合理、简化的假设条件下，运用数学的语言、符号及适当的数学方法，建立起数学模型，构造模型就是一种创建性劳动。构建模型的方法和思路提高了学生自主思索、擅长分析和勇于创新的实力。运筹学就是利用定量方法解决实际问题，为决策者供应决策依据。利用数学工具和计算机技术求解模型之后，用数学结果说明客观现象、回答实际问题并接受客观实际的检验。丰富的案例及整个解题过程的形式与思路，能够引导学生将课程的解题思想与方法贯彻到高校生创新创业项目中。在培育学生的创新意识的同时也激发了学生的创业意识，让学生将来面对就业时行有余力。 引导学生充分擅长利用现代科技。许多困难的实际问题，对应着大型的数学模型，通常手工计算的方法很难求解甚至无法求解，而计算机是人类的好助手，在教学过程重，我们要引导学生充分借助于LINGO、MATLAB 等计算软件。学生娴熟驾驭应用计算机软件，会将计算机求得的结果应用到解决实际问题中。 培育学生的团队团结协作实力。运筹学具有跨学科的特点，在运筹学教学过程中，仿照高校生数学建模竞赛的模式，依据学生的优势与特点，将教学班级分成几个运筹探讨小组，对困难的问题，模型建立及解答过程费时费劲，各小组组员可以分工合作，发挥自己的优势，以最好的效率共同解决一个问题，达到一个目标，完成一项任务，有利于培育学生查阅资料、整理材料的实力，促进相互沟通，培育学生撰写科技论文的实力，有利于培育学生的团结协作精神。 3 教学改革的思路 筛选或编写符合专业特点且案例丰富的教材，建立理论方法与实践应用连接的桥梁。由于我们的学生数学基础较弱，现有多数运筹学教材偏重于数学方法的论证，导致老师在教学中缺乏实践教学的载体，同时也缺少理论与实践综合化的教材。在运筹学教学过程中，将运筹学的思想贯彻到解决实际问题中，并用解决问题的思维及方法去引导学生理解运筹学的思想，这种理论与实践的相互渗透，是数学教化和数学学科发展的须要。运筹学的指导思想就是增加数学应用意识、加强数学与现实世界的联系，让学生明白，运筹学有什么用，从而激发学生的学习爱好。而要实现“要学生学”，到“学生要学”、从理论灌输到用理论方法指导实践应用的完备连接，适用的教材是根本。因此，选取或编写有丰富案例的教材，使之适用于每个章节所介绍的理论与算法，便于案例教学，有机地渗透一些学生感爱好的、与实际生活亲密相关的模型，是运筹学课程教学改革须要迈出的第一步。详细做法是：结合现有数学模型教材的例题，与此同时，借鉴工商管理中的一些典型案例，并将多年来全国高校生数学建模竞赛的案例引入，作为运筹学教学的选讲内容。在教学内容的选取上，要做到有的放矢。由于运筹学内容多，四平八稳就无法突出重点，因此，依据专业特点及各专业后继相关课程的继承性选取章节内容是非常有必要的。因此，在试验教学环节，增加综合性和开放性的试验内容和比例，避开出现全部题目都只有一个标准答案，由于实际问题的困难性，使得许多模型的求解仅靠手工是无法解决的，让学生不得不学习并娴熟运用各种计算机软件，从而提高计算技能。 教学模式的探究。构建数学模型是运筹学解决问题的关键步骤，常用的和标准的运筹学模型，在论述时，大多数是从科学的角度动身，尽可能给出理论的说明和数学的證明4。然而，在解决实际问题时，所采纳的大多数模型并不是自然而然地呈现，而是要通过感知去相识和发觉问题。许多实际问题与运筹学已有模型的结构有着许多的差异，这时就很难干脆套用运筹学已有的方法去求解，为有效地解决这类问题，就须要学会去发觉和创建能解决更困难实际问题的新思路、新模型、新算法。因此，在运筹学课程的课堂教学中，传统的“满堂灌”无法让学生有意识和主动寻求解决问题的思路。因此，运筹学教学需采纳多种形式的教学模式，如翻转课堂与启发式教学相结合。我院的运筹学教学通常都是小班教学，特别易于对学生进行分组，很适合采纳翻转课堂、探讨式及启发式教学模式，也可借鉴全国高校生数学建模竞赛模式，激励合作式和探讨式的模式，有利于快速地找到解决实际问题的可行的思路和方法，这不仅使得教学效果事半功倍，不仅在教学中有意识地培育学生的创新意识和创新思维，还充分发挥学生的团队协作实力。 考核方式的探讨。考核方式更注意形成性考核，注意课堂探讨与回答问题等课堂表现，而翻转课堂和启发式教学，为形成性考核供应了现实依据。也可以考虑将与运筹学课程解决问题方法与思路相关的高校生创新创业项目的申报与实施作为形成性考核的内容之一。 4 结束语 通过运筹学课程教学改革，促进理论与实践相结合，让学生真正感受学有所用，并能学以致用。通过教学改革，培育学生的创新创业意识，在思想上和实力上为学生大四的毕业论文环节和就业创业做好打算。通过教学改革，在肯定程度上提高学生计算机操作实力及软件编程实力，培育学生的探讨精神和团队合作精神。 【参考文献】 1韩伯棠.管理运筹学.第四版M.北京：高等教化出版社，2022. 2罗荣桂，原海英.运筹学教学改革与探究J.理工高教探讨，2022，24：49-50. 3王吉权，王福林，夏吉庆.运筹学课程的教学改革探讨J.黑龙江教化学院学报，2022，29：76-78. 4钱颂迪.运筹学.第四版M.北京：清华高校出版社，2022. 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页