數學類專業運籌與優化教學改革初探

路云龍 李文鈺 楊月婷

【摘要】運籌與優化是數學類專業的主干課程，針對這門課程的特點和教學中存在的問題，從教學過程的教學目標、教師和學生、教學內容、教學方法和手段、教學組織形式、教學環境、教學評價七方面進行探討，提出了運籌與優化課程的教學改革方案.

【關鍵詞】運籌與優化；數學類專業；教學改革

20世紀60年代開始，運籌學成為一門獨立的學科.運籌學的核心在于決策，并且作出最優的選擇.因此，最優化技術是運籌學的主要工具，它對于運籌學的進化起到重大的作用，而運籌學的發展成為最優化技術的主要推動力.

自20世紀50年代以來，運籌學在我國得到了長足發展，在國民經濟的各個方面都發揮著重要作用.作為人才培養的主要基地高等院校，開設運籌與優化課程具有重要的意義.根據教育部頒布的“本科專業目錄和專業介紹”中，運籌與優化課程被列為數學類專業的主干課程.但是，隨著整個科學技術的不斷發展，尤其是多學科的交叉融合，使得運籌學與最優化技術有了更為廣闊的前景.那么，在這樣一個大背景下，如何做好運籌與優化課程的教學改革呢？

一、運籌與優化教學過程存在的問題

1.教材內容單一，缺少專業特色

傳統的運籌學教學的主要內容有線性規劃、整數規劃、目標規劃、圖論、動態規劃、庫存管理、排隊論、非線性規劃等分支，其中包括許多定量模型、抽象的理論.學生在學習這門課程時容易迷失方向，感受不到這門課程在本專業的應用和實際價值，從而喪失學習這門課程的積極性和主動性，打擊了學習的興趣.

2.重理論，輕實踐

運籌學的每一個分支都可以成為一門學科，然而教學課時有限，通常48學時，教師為了照顧到每個分支，同時為了完成教學計劃，通常教師還是采用“灌輸式”或“填鴨式”的方式講授教學內容，勢必造成對于各個分支的教學淺嘗輒止，學生只能在課下花費大量時間和精力去完成作業，這勢必減少了實踐教學環節.這樣就根本不能達到教學大綱所規定的教學目標，造成了學生理論懂一點，實踐又不會的不良后果.

3.考核方式單一

考核的宗旨在于督促學生學習知識的同時體驗學習帶來的快樂.而傳統考核方式是單一的筆試考核，它使學生更側重理論學習，忽視了學生實踐能力的培養，這也不符合運籌與優化這門課程的特點.這也扼殺了學生主動學習的積極性.

二、教學改革所采取的措施

依據教學的基本規律和結合運籌與優化這門課自身的特點展開教學過程.教學過程主要包括教學目標、教師和學生、教學內容、教學方法和手段、教學組織形式、教學環境、教學評價等七部分.

1.制定適合數學類專業自身的教學目標

數學類專業開設運籌與優化課程既有優勢，又有劣勢.優勢在于學生有扎實的理論基礎，便于理解運籌與優化的基本概念、理論、方法以及數學模型；學生容易建立運籌學的基本模型.劣勢在于學生過多地學習數學理論知識，解決實際問題的能力差，以至于不能達到學以致用.所以制定適合專業自身的教學目標是教學改革的重要部分.

2.實現教師與學生的雙向互動

教師和學生是教學活動的共同參與者，所謂“教是為學而教，學乃從師而學”.尊重學生的主體地位，讓學生融入到課堂中，成為主動的分析者和思考者，從而使教師與學生在互動中達到最優的教學效果.

3.教學內容的改革

針對數學類專業的特點，應該精簡教學內容，重點突出，編排相應教學大綱，細化教學進度安排，編排適合相應專業的教材.同時，教材的內容應隨時補充運籌學與最優化方法的新方法、新成果.讓學生切身感受到該學科具有廣泛的應用，激發學生主動學習的熱情.

4.教學方法和手段的改革

采用多種教學形式，以適應課堂教學的特點和專業需要，結合課程設計、上機實驗、算法編程和案例分析，培養學生分析和解決實際問題的能力.隨著計算機科學飛速發展，它極大地推動了運籌與優化的發展和進步.計算機的軟件和硬件的更新，給運籌與優化教學帶來方便.結合現代化的教學手段，開展計算機輔助教學.通過圖形、圖像、數值結果的展示，使學生更能直觀、形象地理解運籌學及最優化技術的思想方法，培養學生的綜合實踐能力.

5.教學組織形式與教學環境

教學活動的進行，還必須有一定的組織保證.學院組織學生建立數學建模小組，定期安排教師給予學生培訓和指導；建立網絡教學平臺，使學生能通過網絡教學平臺獲取教學課件、提交作業、輔導答疑、獲取運籌與優化的案例；組織學生參加校內、省內、國家、美國的大學生數學建模競賽；聘請國內知名運籌與優化方面的專家來學院講座，了解運籌與優化的最新發展動態.

教學環境是影響教學活動的客觀條件.學院開放數學系資料室、實驗室，方便學生查閱資料和上機訓練；組織學生進企業進行生產實習和接受培訓，積累解決實際問題的經驗，培養創新能力.

6.完善教學評價系統

教學評價包括教學檢查、測量和評價.教學評價是對教學活動的結果是否滿足需要而進行的價值判斷.教學測評所獲得的有關信息，能夠及時調控和改進教學活動，能夠強化鞏固教學效果，能夠對師生產生激勵的作用，從而爭取更好的教學效果.具體采用“筆試+實訓+考勤”的多方位綜合考核方式，其中試卷和考勤占期末總成績的60%，實訓占期末總成績的40%，其中實訓采取課程設計、論文答辯、編制程序等多種形式.

結束語

通過個人的教學體會粗淺地談了運籌與優化課程的特點，指出數學類專業運籌與優化教學過程中存在的一些問題，以及探討運籌與優化教學改革的一些措施.