森林工程专业《优化技术》课程教学改革研究.docx

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1、森林工程专业优化技术课程教学改革研究 摘要笔者以森林工程专业的优化技术课程为探讨对象，认为该课程的特点主要是系统性和科学性、逻辑性、应用性和实践性、多学科性和交叉性。结合相关教学实际，总结出优化技术课程教学中存在的主要问题，即教学内容不够深化，教学方法过于单一枯燥，实践教学与传统教学脱节，考核方法不恰当。在此基础上，针对优化技术课程教学的改革目标，主见在课程改革方面完善教学内容，更新教学方法，激发学生的学习热忱，重视实际应用，加强实践教学，以及建立多元化的考核体系。 关键词森林工程专业；优化技术；教学改革；考核方法；实践教学 中图分类号S-01文献标识码A文章编号0517-661104-339

2、-03 Research on Optimization Technology Teaching Reform for Forest Engineering XING Meijing， XUE Wei*， XIN Ying AbstractWith Optimization Technology in Forest Engineering major as research object， the characteristics were studied including systematic and scientific， logical， practical， multi discipl

3、ine and cross. Combined with relevant teaching practice， main existing problems were summarized， namely teaching content is not deep enough， the teaching method is too monotonous and boring， practice teaching and traditional teaching is out of line， and the assessment method is not appropriate. On t

4、he basis of this， aiming at the reform goal of Optimization Technology， several suggestions were put forward， such as perfecting teaching content， updating teaching methods， stimulating students enthusiasm for learning， paying attention to practical application， strengthening practical teaching and

5、establishing a diversified assessment method. Key wordsForest engineering major； Optimization Technology； Teaching reform；Assesment method；Practical teaching 森林工程以森林采伐理論与技术体系为主体，以森林生态学为依据，在不破坏森林生态环境的条件下，实现森林资源的可持续开发与利用，推动林区经济发展1，其旨在培育具备森林资源建设、爱护、开发与利用实力的综合应用型人才2-3。 优化技术作为森林工程专业的主干课程，建立在运筹学的基础上，引入现代优

6、化算法，例如层次分析法、人工神经网络、遗传算法、模糊数学算法、灰色系统理论等，运用数学方法对森林工程系统中的各种有限资源进行统筹优化，为森林经营规划、森林作业机械、森林作业功效、生态采运与森工物流、森工技术经济、森林经营技术等森林工程领域供应理论基础4-6，为森林工程决策者供应有依据的最佳方案，在有限的资源条件下达到最优的决策目标，从而可以实现最科学、最有效的管理。 优化技术作为专业基础课，有肯定的管理哲学思维，并侧重整体优化，开设课程的目的是使学生能够驾驭定量分析的方法，科学系统地分析问题，并且为其他课程供应必要的基础，在使学生驾驭建模方法和模型求解方法的同时，还能开发和提高学生的逻辑推理实

7、力和独立创建实力，为学生的发展打下基础。 笔者结合优化技术课程的特点和教学目的，通过分析传统教学中存在的不足，从教学内容、教学方法、实践教学、考核体系的建立4个方面对优化技术课程教学的改革提出建议，旨在培育学生的学习爱好以及教学建模思维实力，从而提高教学质量和教学效果。 1 优化技术课程的特点 1.1系统性和科学性优化技术课程的探讨对象为困难的森林工程问题，森林工程专业探讨的重点已经发生了转变，从传统的森林砍伐和抚育向注意森林生态效益、注意森林生产规划与管理这一方向转变。运用优化技术课程解决问题，要从整个系统的角度动身，探讨全局性的问题，目的是达到整体最优，注意系统的整体利益。在探讨系统现象时

8、，从建立模型、分析模型到解决模型，都是用科学定量的方法，有据可循，用发展的眼光看待问题，用科学的看法解决问题。 1.2逻辑性优化技术更加注意的是决策者的逻辑思维，和运筹学相同的是要运用各种逻辑推断方法和数学工具，借助于模型定量分析，解决实际问题。其中最重要的是要求决策者培育分析问题的逻辑思维，精确建立数学模型，提高对数学模型的分析实力。因此在该课程实际教学过程中，不能只要求学生驾驭计算方法并且计算无误，还应着重培育学生的建模思维，精确了解建模的科学性和逻辑性。 1.3应用性和实践性优化技术是一门实践性很强的学科，其理论、方法等都是数学工具，只有应用于实际问题，才是优化技术这一学科设立的目的。人

9、工神经网络、小波分析应用于图像处理和模式识别，去除噪声，优化图像，在森林火灾、卫星遥感等方面作用巨大；灰色系统理论在每个领域都有特别广泛的应用，其主要是通过对生成的已知的部分信息进行数据挖掘和信息开发，从而可以对整个系统的发展规律和改变动态进行展望和预料7，在森林工程领域可以应用于对森林生态系统发展改变的预料，包括对森林承载力的预料与评价或者对森林水质的评价等；模拟退火算法可以用来解决森林采伐规划的组合优化问题，对实现森林可持续经营、森林资源的动态管理意义重大。由此可以看出，优化算法在森林工程领域具有很强的实践性和应用性，在实际教学过程中应当培育学生面对实际问题的理念。 1.4多学科性和交叉性

10、优化技术在解决实际问题时会涉及多个学科的交叉运用，其中有计算机技术、概率论、物理学、工程技术等学科8-9，尤其与计算机技术紧密相连。运筹学在解决模型的过程中，手工计算或者简洁的计算机操作就能胜任，而优化技术则是与高速发展的计算机技术挂钩，借助计算机程序与语言才能精确高效地解决问题。优化技术从全局的观点动身，解决问题的方法也是综合性的，单单一种是不行行的，因此在实际教学过程中，应当合理选择和组织教学内容，提高学生的综合实力。 2 优化技术课程教学存在的问题 2.1教学内容不够深化优化技术在运筹学的基础上压缩了存储论所占的比例，但是也涉及运筹学的基础学问，主要包括线性规划、动态规划、图与网络分析等

11、10，同时增加了现代优化算法和一些计算机程序所占的比重，更加适应时代和潮流的发展。 但是由于课时数量的限制以及学生领悟实力的不同，老师在讲解完基础理论学问后，对于一些有深度的内容不能做具体讲解，只能初步介绍，与传统的运筹学教学没有太大区分，因此学生只能驾驭一些皮毛学问，在学习过程中往往抓不住重点，与专业联系不够紧密，上课过程中极简单养成懒散、懈怠的看法。 2.2教学方法过于单一枯燥森林工程专业优化技术是一门信息量大、内容丰富的学科，须要学生思维灵敏、敏捷，也非常注意学生的参加实力、与授课老师的互动实力等，这样才能活跃课堂氛围，提升学习效果。但是在传统的教学方法中，老师注意板书教学以及多媒体教学

12、，根据步骤进行演练和计算，学生只感受到了困难的迭代和一个又一个的图形表格，并没有深化其中，甚至有一些学生因为没有跟上老师的思路而感到茫然。以老师为主导，学生被动参加这一课堂表现已经成为一种常态。任课老师只是把基础学问以及解决问题的思路讲解给学生，学生却没有主动参加进来，只是在一旁听讲，并没有真正理解，降低了学习爱好，从而达不到预期的教学效果。 2.3实践教学与传统教学脱节优化技术将实际问题抽象为数学模型，具有很强的应用性，同时也是一门技巧性很强的创建性工作。它要求学生对问题的本质有深刻的理解，并且须要驾驭大量的建模方法，会运用数学技巧，而这些仅仅依靠课本是不够的，往往要通过大量的实践过程和实践

13、阅历才能达到目的。在实践过程中，只有通过现代算法，即计算机建仿照真，才能够使各种优化理论在实际问题中发挥作用，因此学生只驾驭手工计算方法是远远不够的。但是在实际教学中，学生缺少上机实践，只能依托任课老师的讲解，课余时间不做练习，缺乏学习主动性，不会应用解决问题的优化软件，达不到志向的教学效果，最终实践教学与传统教学环节渐渐脱节。 2.4考核方法不恰当目前，学校规定全部的考试均采纳阶段考试制度，主要是分为两个阶段，即期中考试和期末考试，各占最终成果的40%，余下的20%为平常成果。平常成果主要考察学生的出勤状况以及课堂表现。阶段考试制度的主要目的是提高学生的课堂学习效率。学生要想在考试中取得较高

14、的成果，就须要在课堂上紧跟老师的思路，课后刚好复习。 在学校阶段考试制度的背景下，优化技术现行的考核方法主要是通过试卷评分，主要考察理论学问。这一现行的考核方法确定了学生的复习重点在繁琐的理论证明以及计算上，而不是在分析问题、建立模型的逻辑思维上，明显背离了优化技术学科的教学特点以及教学宗旨，既不能考察学生系统的建模思维，也不能考察学生解决实际问题的科学方法与实践技能。 3 优化技术课程教學改革目标 优化技术一方面重视基础学问，另一方面又重视实际应用，是一门开放性的好用性学科。优化技术课程教学改革的目标主要是提升学生学习的爱好和主动性，培育学生系统的建模思维以及独立运用优化技术方法解决森林工程

15、领域实际问题的实力，将方法运用到实际问题中去。 依据优化技术课程的特点以及现阶段存在的问题，该课程教学改革一是面对教学内容，合理组织和选取教学内容，提升学生的学习爱好；二是面对教学对象，老师应当激励学生主动参加，师生之间的互动应当更为亲密；三是要重视实践，开拓视野，面对实际问题，尤其是与森林工程专业联系紧密的问题，寻求解决实际问题的方法。 4优化技术课程教学改革方法 4.1完善教学内容优化技术涉及的内容比较广泛，学生之间的学习实力又有所不同，因此老师在授课过程中应当有侧重点，针对教学课时数量的限制，老师应当细致斟酌教学内容和板块，教学要有针对性。在实际教学过程中，老师应当依据森林工程专业的特点

16、选取合适的教材，加强教材建设，刚好更新授课内容和材料，在讲解基础理论外，还应当讲解与森林工程专业联系紧密的前沿性学问。 鉴于优化技术课程的好用性，现代优化算法已经不行或缺，一些编程的软件也须要学习和讲解，课程教学的难度也会有所加大，所以对于领悟实力不高或者课堂学问驾驭不好的学生，可以实行布置学习任务的方式来增加其对课堂教学内容的驾驭程度。 4.2更新教学方法，激发学生的学习热忱爱好是最好的老师。学生对于优化技术课程的爱好不是与生俱来的，往往须要老师的指导来建立和培育。虽然课程中的模型建立、迭代运算不行或缺，但是老师应当主动抛弃“满堂灌”的教学方法，更新教学方法。老师可以采纳启发式教学和案例式教

17、学相结合的方式来调动学生学习的主动性。 老师应当依据学问的难易程度由浅入深，按部就班，通过设置小组探讨或者布置课后作业的方式进行授课。老师可以设置一些应用性较强的案例，将这些案例布置给学生完成，采纳小组探讨的形式，最终由学生登上讲台，主动讲解建立模型的过程以及解决问题的步骤。还可以采纳布置课程设计的大作业的方式，让学生都参加进来，强调以学生为主体的教学，不仅可以熬炼小组成员间的合作、沟通实力，也可以调动学生学习的主动性，提升学习效果。 4.3重视实际应用，加强实践教学优化技术课程主要培育的是学生的数学建模思维，但是只有应用于实际，才能达到培育目的。在教学过程中，应当将理论学问和森林工程实际状况

18、联系起来。例如，依据森林工程的实际状况，我国森林资源锐减，国家已经出台多条法律条例禁止砍伐，森工作业重心已经由采运作业向合理开发利用森林资源、注意生态效益这一方向转变，森林防火作业始终是最为重要的一环。在森林防火方面，人工神经网络技术是一种智能模式识别技术，可以运用到火灾识别方面。将理论学问的讲解与实际应用结合起来，学生的理解就会更加直观，解决实际问题的实力也会得到提高。 除了理论学问的讲解外，单纯的课堂中程序的讲解是远远不够的，学生要熬炼自己的动手操作实力，因此整个课程体系还应当开设计算机方面的协助课程。例如Matlab、Lingo等软件课程。这些课程的设立不仅可以提高学生的专业素养，也可以

19、提高学生对软件学习的重视程度。Matlab中的优化工具箱功能很强大，可以较好地应用于智能算法的优化；Lingo不仅能用于求解线性规划问题，还能求解非线性规划问题。计算机软件的学习可以让学生独立自主地运用优化方法解决实际问题，增加学生的实践实力。 4.4建立多元化的考核体系优化技术课程的理论性和好用性都很强，单独的理论考试极简单出现“高分低能”的现象，为了提高学生的综合素养，建立多元化的考核体系势在必行。这主要包括理论考试和案例分析两个方面，各占总成果的比例为60%和40%。其中，在理论考试方面，依据学校的要求，为了提高学生课堂效率，考试采纳阶段考试的方式进行，主要分为两个阶段，即考察两次。鉴于

20、考试次数的增加，在每次考试中，考试内容可以有所侧重，老师可以收集比较经典的题目，全面考察学生的学问水平；在案例分析方面，为了提高学生解决实际问题的实力，老师引入相关案例，对学生进行分组，让学生以报告或者论文的形式提交上来，提出自己的见解或者思路。 5结语 优化技术是一门重要的专业基础课，既注意跨学科理论学问的积累，又强调面对实际问题的系统性解决思路与应用实力。通过该课程的学习，可使学生驾驭现代优化算法，为后续专业课程的学习供应必要的理论基础。老师要把握课程的特点，依据专业要求以及课时要求细心支配教学内容，同时支配计算机协助教学，使学生驾驭优化问题的相关软件，主动参加进来，提高运用所学学问解决实

21、际问题的实力，进一步提高教学质量。 参考文献 1 薛伟，张华超，辛颖.森工规划设计课程改革探究J.安徽农业科学，2022：373-373. 2 林涛，李云成，詹静.森林工程专业发展思索J.森林工程，2022：92-94. 3 薛伟，辛颖，杨铁滨，等.基于现代林业发展的森林工程专业人才培育方案的制定原则J.中国林业教化，2022：20-22. 4 张长青，刘芳亮.运筹学课程教学内容与方法改革探讨J.牡丹江师范学院学报，2022：59-62. 5 薛伟，郭德禹，林文树.基于卓越农林人才教化培育安排的森林工程专业教学体系的探讨J. 森林工程，2022：186-188，193. 6 薛伟，辛颖，侯卫萍

22、.基于特色专业的森林工程人才质量培育体系的探讨J.森林工程，2022：87-89. 7 王勤.运筹与优化课程试验教学改革探讨J.中国科教创新导刊，2022：73. 8 張智聪，胡开顺，李帅，等.基于运筹优化的物流与设施规划课程教学探讨J.物流工程与管理，2022：301-304，324. 9 邵举平，董绍华，孟祥华.对物流专业管理运筹学课程教学改革的思索与探究J.物流技术，2022：275-277. 10 陆书斋，李静辉，王旭，等.运筹学重点课程建设的构建J.测绘与空间地理信息，2022：31-32.44卷4期邢美净等森林工程专业优化技术课程教学改革探讨 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页