《運籌學》實驗教學探討

常浩娟 吳 瓊 劉 波

（石河子大學信息科學與技術學院，新疆 石河子832003）

運籌學是將數學建模方法與工程思想和管理思想相結合，通過建模、檢驗和求解數學模型等定量分析方法，研究和解決管理、經濟和工程技術中的實際問題，從而為決策者提供科學決策方法和量化工具的一門較為綜合的學科。隨著運籌學應用的廣泛性逐漸增強，無論在理工類還是經濟管理類專業教學中，運籌學都呈現出重要的地位?！哆\籌學》課程的屬性決定了其教學活動既要重視運籌學的基本理論和方法，提高學生運用運籌學方法構建優化決策模型的能力，又要培養學生具備解決優化問題的實踐能力。

1 運籌學教學內容

《運籌學》是信息管理與信息系統及相關專業一門重要的專業基礎課，是一門跨學科、多分枝、理論與實際緊密聯系的課程。運籌學的分支包括線性規劃、整數規劃、非線性規劃、目標規劃、圖與網絡模型、存儲論、排隊論、對策論、排序與統籌方法、決策分析、動態規劃、預測、搜索論、隨機服務理論和可靠性理論等。它具有定量分析、最優性、實用性、多分支性和以計算機為工具的求解問題。其教學目標是：通過本課程的學習，培養學生的優化思想和邏輯思維能力；掌握管理過程中的相關建模、求解以及最優解或滿意解的運用等優化技術；通過實驗教學，培養學生的動手能力和解決實際問題的能力。

2 運籌學實驗教學不足之處

目前，多數專業《運籌學》課程的教學以理論教學為主，主要要求學生掌握包括線性規劃、圖論與網絡分析、博弈論、決策分析等分枝的經典理論部分，強調要求學生掌握數學理論知識，及手動計算解題的技巧能力。實驗和實踐教學環節相對薄弱，不能夠使學生很好的遵循學以致用的，應用運籌學的技術和方法可以解決越來越多的實際問題，諸如信息系統的設計與管理、生產計劃、市場營銷以及各種應急服務系統的設計與管理等問題。

我院信息管理與信息系統專業《運籌學》的實驗教學普遍存在的問題主要有以下幾個方面：

（1）實驗教學方式單一，不能充分調動學生學習的積極性，非常不利于創新思維培養。目前運籌學實驗教學模式主要以演示性和基礎實驗教學為主。演示性實驗主要是教師介紹電子表格軟件如EXCEL或者WINQSB軟件中各個算法模塊的基本應用方法；并且采用以驗證性實驗為主的基礎實驗法，給學生提供算法模型和實驗指導，實驗結果是確定和已知的，學生在實驗內容與實驗方法設定好的條件下做“完形填空”，機械地按照實驗步驟完成實驗內容。這種教學方法還是過去的填鴨式的，學生學習被動，沒有什么創新的過程和內容，對部分理解能力和動手能力強的學生來說，過于簡單，打擊了他們的積極性，導致他們逐漸產生倦怠和厭煩。如此一來，既沒有達到教學目的，也不利于提升學生的自主學習能力與創新能力。

（2）實驗手段不合理，沒有體現信息管理與信息系統專業的特色，同時沒有充分挖掘學生的學習自主性。實驗課程中采用的主要實驗手段是借助EXCEL或者WINQSB軟件進行模型的分析。信管專業是一個交叉學科，目前在信息科學與技術學院這個大環境中，有部分經濟管理類的課程，此外計算機科學的專業知識占較大比重，對于部分學生來說EXCEL或者WINQSB軟件的應用相對簡單，學生的計算機專業知識沒有充分發揮和利用，比如編寫程序進行算法的代碼實現等。

（3）實驗教學考核困難，形式單一。受到目前實驗教學方式和方法的限制，實驗內容采取的考核方式主要是通過筆試的試卷中10-15分的實驗操作方法的試題進行測試，這對于實驗效果的考核完全沒有代表性，并且對教學效果的考核沒有什么價值和參考意義。

3 對策建議

針對當前信息管理與信息系統專業《運籌學》實驗教學中存在的主要問題，我們從以下幾個方面進行改進：

（1）理論教學內容、方法的補充和完善。為了提高實驗教學質量，理論教學在內容和方法上也要做出調整和補充。在理論課堂教學中，除了經典運籌方法和理論模型的講解外，從實際問題出發，精選具有充分的代表性、源于實際問題的典型案例，通過案例分析過程：提出問題、找到合適的解決方法，運用方法切實解決問題，并作結論和總結等，引導學生對實際問題的分析。通過詳實和完整的案例分析，讓學生掌握的運籌學分析問題和處理問題的方式方法，構建從理論學習到實踐應用的完整思路和框架。

（2）實驗方法和手段的多樣化和靈活性。采取靈活多變的實踐教學方式，這里根據學生的情況，主要考慮采用兩種方式，第一種是對于傾向于喜歡計算機技術的學生，注重培養使用LINDO/INGO/MATLAB或C語言等軟件來解決計算問題，進行算法的代碼實現和應用。利用這些軟件工具，把教材上的重要算法、經典案例，通過編程加以實現，并進行實際操作訓練。同時也注重鼓勵學生不要拘泥于課本上的算法與思維，努力嘗試新方法，開拓新思路，提高自己的創造性思維能力。第二種是對于傾向于方法應用的學生，考慮從實際問題的解決入手。在基本的運算方法和工具如WINQSB熟練掌握的情況下，結合一些實際問題進行應用，從問題的發現、分析、解決和總結等各個環節逐步展開研究，最終形成一個完整的案例分析報告。整個過程可以培養學生的團隊協作能力，促進理論應用于實踐，使學生更全面的掌握和運用運籌學知識。

從學科特點和學生的差異性著手，進行分類實驗教學，不僅可以激發學生的學習熱情和積極性，同時也可以提高學生的創新意識和思維。

（3）鼓勵學生參加數學建模大賽、SRP項目或大學生創業等實踐活動，給學生提供指導，提高學生實踐能力。鼓勵和支持學生參加校內外相關的實踐活動，可以讓學生更深入的掌握運籌學理論和方法。在運籌學的學習過程中，信管專業的學生根據專業知識結合我校圖書館現狀，申報《基于數據包絡分析（DEA）的高校圖書館績效評價及研究》的SRP項目獲得立項。項目從高校圖書館服務教學科研的角度，運用運籌學中經典的線性規劃方法：數據包絡分析方法（DEA）對大學圖書館投入產出情況進行評價，分析圖書館資源配置效率，對如何促進資源優化，提高資源使用效率起到積極作用。在項目的申報和執行過程中，學生的積極性和主動性很高。通過類似的活動，能夠使學生綜合應用多種專業知識，激發學生的學習興趣和創造思維，同時也對學生的團隊意識、協調和溝通能力起到積極作用。

（4）考核方式的完善和補充。鑒于實驗方法和手段的變化，在課程考核過程中，一方面加大實驗考核比重，另一方面注重過程和結果的共同考核。過程考核主要是階段性的研究進展、質量的考評，結果考核注重內容的完整性和總體質量的評價。對于算法實現和編碼的同學，主要看算法編碼能否使用，參數變化的適應性和穩定性；對于應用性的報告分析類的考核，注重研究報告的完整性，可行性和有效性。綜合來說，考核的目的是起到檢測學生知識掌握和應用的能力，同時反饋教學效果和質量，此外也可以提高學生的綜合素質，如協作精神，創新思維等。

4 結語

《運籌學》是信息管理與信息系統專業的核心課程之一，應用范圍廣泛，是現代科學計算和管理學科中的基礎理論和不可缺少的方法、手段與工具。運籌學作為一門用來解決實際問題的學科，在處理千差萬別的各種問題時，一般有以下幾個步驟：確定目標、制定方案、建立模型、制定解法，所以實驗和實踐環節是課程的重要組成部分，是相關理論方法能否掌握的關鍵，并有重要的現實意義。本文結合多位老師的教學經驗，信息管理與信息系統專業的特點，以及運籌學理論和實驗教學現狀，分析了運籌學實驗教學的不足，提出了實驗教學的改革思路與改革措施，為全面提高運籌學的教學水平與教學質量提供參考。

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