關于運籌學課程教學改革的探討

摘 要：針對運籌學課程教學的特點，首先分析了運籌學課程教學過程中存在的問題， 結合素質教育培養的教學理念，對運籌學課程教學的改革思路進行了探討分析，進一步體現了學以致用的教學目的。

關鍵詞：運籌學 教學改革 教學理念

中圖分類號：G642.0

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2013）07-231-02

一、運籌學課程的意義

運籌學“Operational Research”（縮寫為O.R.）起源于第二次世界大戰初期的軍事任務，成功地解決了許多重要作戰問題，例如，組織適當的護航編隊使運輸船隊損失最小；改進搜索方法，及時發現敵軍潛艇；改進深水炸彈的起爆深度，提高了毀傷率；合理安排飛機維修，提高了飛機的利用率等，顯示了科學的巨大威力。可以說，它從實踐中得到發展，反過來又為實踐而服務，是一門實踐性、應用性很強的交叉學科。戰后，科學家轉向研究在民用部門應用運籌學方法的可能性，從而促進了運籌學在民用部門的發展，伴隨著科學技術和生產的迅速發展，運籌學已滲入很多領域里，發揮了越來越重要的作用。例如，教育、環保、交通運輸、人力資源管理問題等；還廣泛應用于能源、預測、會計金融、銷售、存儲、計算機與信息系統、設計、城市服務系統、保健與醫療、電氣、加工工業、第三產業等。因此，學習和研究運籌學不但具有理論意義，也具有實踐意義。同時，運籌學本身也在不斷發展，形成了數學規劃、動態規劃、圖與網絡分析、排隊論、決策分析、存貯論、對策論、搜索論、計算機模擬等分支，已經成為具有堅實的理論基礎和完善的體系結構的科學方法。

二、運籌學課程的特點

運籌學課程涉及的基礎知識內容比較豐富、與實際問題結合比較緊密、發展很迅速，是一門綜合性多學科交叉的科學分支，因此，很多的高等院校的數學系、管理學院、經貿學院以及工學院的一些專業都開設了運籌學。其具體特點可概括如下：

1.廣闊性。運籌學理論方法已滲透到服務、經濟、庫存、搜索、人口、對抗、控制、時間表、資源分配、廠址定位、能源、設計、生產、可靠性等各個方面，并且不受行業、部門的限制。

2.最優性。運籌學以整體最優為目標，從系統的觀點出發，力圖以整個系統最佳的方式來解決該系統各部門之間的利害沖突。對所研究的問題求出最優解，尋求最佳的行動方案，所以它也可看成是一門優化技術，提供的是解決各類問題的優化方法。

三、運籌學課程教學中存在的問題

伴隨著科學技術和生產的迅速發展，運籌學的理論方法和應用范圍得到了深入和拓寬，對運籌學課程的教學內容及方法也提出了新的要求，同時也就使當前運籌學課程教學中存在的問題暴露出來。

1.沒有明確的教學理念。教學理念是從事教學活動的指導思想和行動指南，可以說，有什么樣的教學理念就會產生什么樣的教學行為，教學行為受教學理念支配，明確表達的教學理念對教學活動有著極其重要的指導意義。很多教師教學重點是講授復雜的運籌學數學模型和巧秒的數學方法，沒有將重心放在加強學生運用運籌學方法解決實際問題的能力，這樣的學生缺乏處理現實生活中的實際問題的能力。因此，在市場經濟不斷發展的今天，若不能以市場為導向進行施教，而在教學過程僅局限于課程的教學任務，那么課程本身也就失去了學習的價值。

2.沒有適當的選擇教學內容。運籌學是一門多學科交叉的學科，但教學時數是有限的。因此，教學內容的選擇存在一定的盲目和隨意，甚至存在著教學內容因教材而設或因教師而設的現象。這樣的學生不會了解所學習的知識在今后專業課中的應用，就會感覺所學知識枯燥無味，只能被動地學習。

3.沒有靈活的教學方法及手段。目前，很多運籌學教師仍采取“以教師為中心”的教學方法，雖然，在運籌學的教學中，現代化教學手段已逐漸開始應用，但有時過度依賴課件，并沒有發揮現代化教學手段的優勢，使學生疲于觀看課件，沒有思考時間，師生之間互動性差，很難調動學生學習的積極性。在傳統的教學任務完成后，學生應用運籌學解決實際問題的能力很差，更難去解決實際問題。

4.沒有重視實驗教學。運籌學是一門實踐性很強的學科，它涉及了很多的計算機軟件，很多教師只重視推導理論性的定理，忽略模型應用的實驗教學，結果是學生只會掌握書本上的定理及公式，不會應用運籌學優化軟件（如lingo、lindo、matlab等）求解運籌優化的實際問題問題。

5.沒有多樣的課程考核方式。很多高校的運籌學課程是以學生平時作業分數加期末考試成績作為考核學生學習的效果，這樣的學生只會套用現成的算法，機械地計算，并沒有實現運籌學課程的目的，偏離了運籌學教學的本質。

四、運籌學課程教學改革的思路和建議

1.以市場為導向，提升教學理念。運籌學是一門應用性、實踐性很強的交叉學科。因此，教學理念不要局限于解題方法的傳授甚至灌注，而要重點關注其在實際應用中的作用。在教學過程中，應當以科研項目為載體，發揮合作教育形式的教學理念，把書本知識、科研實踐及實際應用經驗結合起來進行知識的傳播，更能加強培養學生從實際出發分析解決問題的能力。因此，以市場為導向的教學理念應當得到重視。

2.明確教學目的，調整教學內容。目前，運籌學教材的內容大都涵蓋了規劃論、動態規劃、圖論、存儲論、決策論、排隊論等內容，而各個高校的學生學習能力相差甚遠，很難找到針對性較強的教材。因此，教師在運籌學的實際教學中，要根據學生的實際情況選取相應教材，并在授課內容上有所側重。例如，對于線性規劃、整數規劃、動態規劃、圖與網絡分析等基本內容，教師必須要講授。管理學專業的學生可相應地增加庫存論知識；金融專業的學生，可以根據當前股票市場，研究最優投資方案；道路交通專業的學生，應加強網絡優化的內容。

3.調動學生學習積極性，探索新的教學方法和手段，為了調動學生的學習積極性，教師應主動拋棄“滿堂灌”的教學方法，根據知識的傳授適宜由淺入深，由直觀到抽象的特點，宜采用啟發式教學方法，案例式教學模式和現代化教學手段相結合的方式，使學生能夠真正理解掌握運籌學的基本概念和思維方法，并從中獲得學習上的樂趣。（1）采用啟發式教學方法，發揮學生的主體作用。蘇霍姆林斯基曾說：教師的語言修養，在極大程度上決定著學生在課堂上腦力勞動的效率。運籌學課程的邏輯性很強，因此在講授方法上應多采用啟發式，如在講授動態規劃求最短路時，教師首先可以通過提出游戲，鼓勵學生提出自己的觀點與看法，討論是否能用其他的方法來解決此問題，從而啟發學生的逆向思維，并適當輔以課堂討論，激發他們的學習熱情。課堂討論的主題應事先布置，然后學生以小組形式在課堂上進行匯報，充分發揮學生的主體作用。（2）引入案例式教學模式，體現數學建模思想。案例式教學是模擬實踐的教學活動，是培養學生應用能力和實踐能力的有效方法。因此，在教學過程中應該設計應用性較強的案例，在體現問題實踐性的同時，也體現數學建模的思想，比如學校排隊打水的優化模型，是否能快速地打到水是學生所關心的。因此，可以組織學生對本校水房的現狀進行考察，然后利用數學的方法對考察結果進行分析和研究，提出合理化建議。通過案例提供現實背景，可以為教材上抽象的數學理論賦予現實的經濟含義，使學生的理解更直觀。通過親自觀察分析，學生不僅掌握了運用運籌學模型和方法解決實際應用問題的流程，而且學會了分析問題、解決問題的方法，體會了用科學知識解決實際問題的妙處。（3）適當運用多媒體課件，有效增加師生互動。運籌學課程的特點是“五多一少”，即表格多、模型多、圖形多、案例多、算法多，理論推導少。教師如果在授課上花費很多時間畫圖、制表，不僅效率低、信息量少，而且可觀性也差。因此，運籌學課程比較適合使用多媒體進行教學，但是多媒體課件的使用應遵循用之有度、用之有效、用之有時的原則。如圖與網絡分析適宜用多媒體進行教學，可觀性比較好；但靈敏度分析，卻適宜用板書的形式進行詳細的講解。將多媒體課件與板書講授進行有機的結合，增加師生互動，體現多媒體現代教學技術在教學中的應用。

4.重視實驗教學，提高學生實踐能力。運籌學是一門實踐性很強的學科，運籌學實際應用的模型解題運算量較大，重復勞動較多。伴隨著計算機技術的迅速發展，許多數學軟件都具有了優化計算的功能，在教學中應當增加實驗教學，使學生了解數學軟件的優化計算功能，增強學生的實踐能力。

5.改變傳統考核辦法，培養學生的綜合能力。根據運籌學課程的特點，應將傳統的單一模式考試變為綜合考試，即基礎知識和實踐能力考核相結合。基礎知識考核側重學生對基本理論和基本概念的理解與掌握，實踐能力考核側重平時的實踐操作技能，對于平時的實踐操作技能，可以讓學生自己結合實踐編寫應用案例，并利用計算機軟件或編制算法程序在規定的時間內給予解決。通過完成平時的作業，既加強了階段性的訓練，又為期末考試打下了較好的基礎，從而改變只重結果不重過程的學習模式，培養了學生的綜合能力。

隨著互聯網的快速發展， 運籌學的教學還應該借助網絡功能，教學大綱、教案、實驗指導、教學錄像等內容全部上網，便于學生隨時上網學習和下載；開發網上答疑系統，學生可以在任何時候提出問題，教師的回答也可以為多個學生從信息共享中受益。同時為開闊學生的視野和知識面，培養學生的科研意識，還應介紹運籌學領域前沿的發展成果，讓學生了解學科發展的動態，為本科生的畢業論文選題注入新鮮血液。

運籌學是一門理論與實踐并重而且具有特殊重要地位的課程，雖然是一門年輕的應用學科，但是其發展速度卻非常迅速，因此，其教學改革應該受到人們的重視。運籌學課程教學改革的目的在于既要重視運籌學基本理論和方法的掌握，又要加強學生解決實際問題能力的培養。這就需要我們不斷地追尋能夠提升學生學習積極性的素質教育方法，切實提高課堂教學質量，通過各環節各種形式的訓練和考核，提高學生的綜合素質與能力，真正實現學以致用。

[本文為黑龍江科技學院教研項目]

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（作者單位：黑龍江科技大學理學院 黑龍江哈爾濱 150022）

（責編：若佳）