基于QSB的运筹学案例教学应用.docx

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1、基于QSB的运筹学案例教学应用 【摘 要】本文将QSB思想、方法及有关理论运用到运筹学案例教学实践中，通过对学生进行“CBE”教化，改善教学现状，培育应用型人才。 【关键词】QSB；运筹学；案例教学；应用 中图分类号： G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-245733-0109-002 DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2022.33.049 【Abstract】In this paper， QSB ideas， methods and related theories are applied to the case teaching practice

2、of operational research. Through CBE education for students， the current teaching situation is improved and applied talents are trained. 【Key words】QSB； Operations research； Case teaching； Application 当今社会已进入“学问化”、“信息化”与全面“多元化”时代，培育应用型人才渐渐成为高校本科教化的共识。运筹学是一门融合了诸多学科思想，并通过数学建模、检验及数学模型求解，以此基于定量分析，统筹支配有效

3、资源，从而获得最优目标的一门应用型专业学科1。 1 运筹学教学目标及要求 运筹学既是一门高校专业基础课，也是一种能够为决策者供应量化分析及科学决策方法，并获得最优决策目标的理论工具。在运筹学课程教学实践中，要以数量分析为支撑，以决策为支持，以运筹学相关理论为依据，解决实际问题。因此，作为一门新型的学科，运筹学在数据问题分析、经济学资源统筹及管理学决策等多个领域都发挥了重要作用。 当前是素养教学也是提倡“实力本位”教化的新型教化时代，其核心要求是要从学生实际需求动身，以问题实际为导向，打破传统学科死板教学模式之禁锢思维，以科学、合理的教学体系和模式进行理论与实践相融合教学的一种应用型人才培育教化

4、体系。在此背景下，高校数学与应用数学专业运筹学教学的目的是要强化学生对于运筹学相关方法及基本理论学问的理解，并能够借助计算机软件，从实际问题视角动身，运用所学专业学问，建立运筹学数学模型，通过亲自设计试验方案、编写运行程序及对教學试验数据进行分析，探究事物改变发展规律，调动学生课堂参加主动性，由此提高学生动手实践实力2。 2 运筹学教学现状分析 传统的运筹学课程教学“重理论”而“轻实践”，老师教学重点有失偏颇，采纳的课堂教学方法、手段相对落后，且运筹学理论学问的实践性教学环节不足，导致学生提不起爱好，并渐渐对“运筹学”课程产生了厌恶感与恐惊感。 2.1 老师教学重点有失偏颇 运筹学课程是一门理

5、论性较强的应用型学科，其教学内容涉及大量关于数学定理、模型及数学算法、验算学问推导的内容。因此，在传统教学模式下，老师受制于“轻应用、重理论”教学思想倾向影响，课堂教学不注意理论与实践相结合，而是过分侧重于数学学问教学，忽视了统筹学等数学学问模型在经济学、管理学等学科领域的融合运用。 2.2 采纳的课堂教学方法、手段相对落后 运筹学课程涉及到的算法及理论模型较为困难，在实际讲解教学中难度较大，若老师平铺直叙，仍按传统手段及方法、理念教学，按部就班很少结合试验案例进行操作性指导教学，对于学生而言，会觉得晦涩难懂，味同嚼蜡，甚至有些老师在课程教学中缺乏与学生进行互动沟通，学生学习过程枯燥而呆板，有

6、关模型算法的应用讲解，虽然个别老师会向学生阐述其在实际管理领域和其它领域的详细应用，但往往对于如何着手操作试验，缺乏实际可行的操作指导范例。 2.3 运筹学理论学问的实践性教学环节不足 运筹学课程涉及的内容及学问点较广，涵盖面全，其中包括整数规划、线性规划以及动态、非线性规划、存贮论、网论与网络分析、排队论等，而这些内容中的每一个分支又可作为一门独立的学科来进行系统、深化探讨。但在高校本科实践教学中，大多数高校支配的运筹学教学学时只有48个，所以老师难以处理和协调好理论教学与实践性教学的关系，仅仅理论教学就已显得捉襟见肘。 3 基于QSB的运筹学案例教学应用 3.1 运筹学教学改进对策 高校本

7、科教化的己任是要培育兼具理论性探讨及实践性应用实力的创新性人才，而运筹学是一门好用性和理论性都很强的高校基础专业学问学科。鉴于目前我国高等院校在运筹学课程教学中的不足，针对运筹学教学目标及详细要求，立足于运筹学教学现状，结合自身多年的运筹学教学实践阅历，本文认为在今后的运筹学教学改革中，老师应从如下几个方面加强教学创新： 首先，应遵循“好用性”教学原则，采纳科学性与多样性的教学手段，以试验性教学为主，以理论教学为辅，变更传统教学效果评测方式，不能仅以学生理论学问的驾驭程度来衡量和评价运筹学教学成效，而要客观从“理论”和“实践”两个维度，极探究教学改革途径。 其次，依运筹学理论相关课程内容及特点

8、，改善试验条件，建设运筹学教学数学模拟试验室，为学生配备诸如Spss、Mathematica、 Matlab、Lingo、Maple及QSB等专业性试验操作软件，便于学生在统筹学课程实践性教学环节进行数学建模和软件编程3。 与此同时，学校、老师还要更新教学手段和设备，加强对学生操作和应用软件基本功的训练。在运筹学试验中依托详细项目，结合实际问题，通过分组合作，采纳QSB案例式教学为学生创建多种条件，巩固运筹学教学效果。 基于上述理论对策，接下来本文将重点结合详细教学案例，基于QSB软件对运筹学案例教学相关应用状况进行详述举例： 3.2 基于QSB的运筹学教学案例分析 为落实教化部有关教学精神，

9、目前，有些高校已将相关计算机软件应用到运筹学课程教学中。常见的运筹学计算机教学试验软件有WinQSB、语言及LINGO，其中WinQSB软件是一款简洁、易用的运筹学课程教学试验软件，其内置建模语言，学生一般只需学习1-2个课时即可上手，并娴熟针对非大型运筹学数学问题进行求解及中间计算过程进行演算。这种操作软件能够以直观及简练的方式描述运筹学线性规划、线性求解等大规模优化决策问题。通过模型、理论和算法分析，学生能够驾驭运筹学基本原理及思想，并实现理论与实践相结合。 本文就以运筹学教学中经典的“线材切割”问题为例，举例阐述QSB软件在运筹学课程教学中的详细应用： 例：某大型钢材厂现要做钢架101套

10、，若制作每套钢架分别须要1根长1.5m、2.1m和2.9m的圆钢，而钢铁厂已供应的圆钢原材料每根已知实际长度为7.4m，现请问如何通过方案设计优化，制定最优的钢架生产制作方案，并如何使钢铁厂的圆钢材料下料最省？ 上述问题明显是典型运筹学中的线性规划问题，也是日常生活及企业生产管理中，常常须要遇到的现实问题。针对该实际问题，可设计如下几种不同的圆钢材料线材切割方案： 假设上述运筹学数学问题中涉及到的不同下料方案的圆钢原材料根数分别用“A1，A2，.A7，A8”表示，则依据已知线性约束条件可建立如下数学模型： MinX=A1+A2+.A7+A8 然后在计算机试验平台中打开已下载并安装完成的WinQ

11、SB统筹学教学试验软件，指导学生根据如下步骤操作： 运行程序吩咐“Linear and Integer Programming”； 表1 几种不同的圆钢材料线材切割方案汇总 新建项目“Problem”，并為该项目命名； 分别将“Objective Criterion”、“Number of Constraints”及“Variables”三个字段参数设置为“Minimization”、“3”和“8”； “Spreadsheet Matrix Form”为“Data Entry Format”默认设置； 待上述字段参数全部设置完成后，单击“ok”，保存。 在WinQSB软件运行界面的表格中依次完

12、整将上述问题的已知约束线性条件及所要优化运行的线性目标函数条件输入各参数表，然后启动快捷键点击“运行”，由此系统软件会自动依据运筹学线性约束条件及函数通过模型分析及运算，自动得到该运筹学数学问题的最优解，即： 1）A1=30； 2）A2=10； 3）A4=50 此时，该问题线性目标函数微小值=90，其它运行变量均为“0”。 若运行结果显示 “Alternate Solution Exists”，则表明该运筹学数学问题还存在其它多重最优解。选择并单击菜单选项中“Results”中的“Obtain Alternate Optimal”，便可自动获得该决策问题的其它多重最优基解，即： 4）A2=40

13、； 5）A3=30； 6）A4=20 其它运行变量均为“0”。 通过上述案例讲解及计算机试验操作，学生会无形中驾驭运筹学教学思想，并满意信息化时代计算机试验操作应用技能驾驭需求，且无需通过大量困难的手工运算，即可快速获得最优决策，这种教学方式效率高，最显著的特点是能够激发学生参加爱好。 4 结语 如上所述，运筹学课程的主要特征是实践与理论学问相结合，注意多学科交叉及对计算机软件的应用。而在传统固化教学模式中，运筹学课程理论性较强，单纯依靠死板、机械模式教学，老师很难抓住教学重点，学生更是晦涩难懂，且落后的教学方法实践教学环节不足，由此违反了当下本科教学中“实力本位”教化思想。据此，本文创新性地将QSB计算机软件应用到运筹学教学实践中，取得良好效果，希望更多创新实践方法能够应用到运筹学理论教学中，提高教学水平。 【参考文献】 1陈甜甜.运筹学对偶理论教学中的几点说明J.湘南学院学报，2022，39：76-79. 2张平.西部高校运筹学课程分级教学探讨J.科技创新导报.2022.20.229. 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页