運籌學課程與實驗教學設計與實踐

李卓識，鄭 悅，劉清榮

（1.吉林農業大學 信息技術學院，吉林 長春 130118；2.赤峰學院 建筑與機械工程學院，內蒙古 赤峰 024000）

運籌學課程與實驗教學設計與實踐

李卓識1，鄭 悅2，劉清榮2

（1.吉林農業大學 信息技術學院，吉林 長春 130118；2.赤峰學院 建筑與機械工程學院，內蒙古 赤峰 024000）

結合當代大學生自身特點和當前在運籌學課程教學中發現一些問題和不足，以實驗教學為研究基礎，對運籌學課程與實驗教學內容、教學手段，課后實踐教學進行改革，使學生理解運籌學課程基本理論的同時，注意結合生產、生活和科學研究中的具體問題建立有效的數學模型，通過加強運籌學課程與實驗數學優化等相關軟件的學習與使用，取得了較好的教學實踐效果.

運籌學；數學建模；教學設計

運籌學在現代社會各個方面都有著重要的應用價值.在高校的理學、工學、經濟管理類等專業中都開設了運籌學課程，運籌學是以數學做為研究的主要工具，注重理論與實踐相結合，具有多學科交叉性等特點[1].在傳統的運籌學教學過程中往往比較重視理論化教學而忽視了實驗及實踐教學重要性，教學內容也存在內容比較單一，學習效率不高，學生面對具體實際問題解決能力不強等現象.因此，需要對運籌學課程與實驗教學內容、教學手段等方面進行有效的改革.

在教學實踐中發現，在運籌學教學過程中如果能夠有效融入數學建模的理念和方法，學生利用課余時間，組成學習興趣小組，通過收集建模需要的數據，通過研究具體問題的內在特征和規律，能夠自己抓住問題的關鍵所在，最后應用數學的方法和手段去建模，在建模過程培養了自己學習運籌學理論和相關知識的學習興趣[2].在實驗課堂上安排和引導學生利用MATLAB、Lingo等相關的數學軟件，使學生都能夠動手上機演算求解和驗證數學模型結果.能夠在一定程度上提高學生的學習興趣，教學效果也是值得肯定的.

1 將數學建模思想運用在運籌學教學設計中

數學建模是聯系數學與實際問題之間的紐帶和必要途徑，是數學走向應用的必經之路[3].數學建模的思想和方法在許多相關的學科與應用中占有著舉足輕重的地位和作用，教師常常跟學生們這樣說，如果能夠有效抓住實際問題中數學模型，也就抓住了問題關鍵所在.學生們可以根據本專業的學科特點，有針對性的建立模型.

數學建模增強了學生的創新意識，國家號召提高大學生的創新意識，學生可以發現身邊與學習、生活和科學研究相關的一些問題，利用數學的手段和方法予以解決，這樣數學建模范圍得以擴大，學生可以從不同角度去思考問題，需要在一定時間內，通過學習對相關領域的知識加以了解，更需要學生具有一定分析問題的能力和創造性的解決問題的能力.學生們可以通過運籌學實驗的課堂，將建立起來的模型，采取用不同的數學軟件或者編程語言去求解模型，要求學生依據合理的優化算法，自己完成程序的編寫，充分利用自己或者團隊創造性的思維，能用數學語言、文字正確的表達出來即可，這樣可以在運籌學實驗課程中求出模型的有效解.處理運籌學課程中一些所要求解的實際應用的問題，加強了學生的動手操作能力，同時也培養學生的學習興趣，改變運籌學教學中學生聽課的一些傳統學習方式.所以，數學建模和運籌學實驗活動鍛煉了學生的發散性思維和創造性思維的能力，增強了大學生的創新意識.

2 實驗教學體現數學建模思想

通過數學建模與運籌學教學有機的結合起來，既可以鍛煉學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力，又保證了對相關理論知識系統的學習，符合運籌學發展對學生培養創新能力的要求[4].運籌學實驗教學改革豐富了運籌學課程的教學內容，生產、生活和科學研究中數學模型不斷在教學和課外實踐中出現，為學生們基礎理論學習做了必要準備，改變了課程的教學形式，以計算機為實驗的載體，結合數學軟件為研究工具.

加強對學生運籌學實驗環節的要求，充分調動學生學習的積性.根據本門課程的特點，我們在加強課堂教學的同時，還應該嚴格要求學生的上機實驗.在實驗教學過程中，教師在注意一些經典理論算法設計的同時，也應當注意引用與建模問題有關的教學案例，設置一些與日常生活密切相關的、有趣的問題，設計合理的教學案例.例如，現在的部分大學生利用寒暑假期，會去寢室或者班級同學所在城市，周邊城市去旅游，能夠根據多個目的地建立一個路線優化數學模型，讓其旅行的路線合理、消費較低，實現自身利益最大化.還有學校食堂和銀行等服務類的窗口，能夠快速、高效的服務是現在人們關注的問題，可以指導學生自己利用課余時間對某些行業的業務窗口采集數據，利用數學方法進行建模分析，提出具體有效的建議.教師可以采取這樣的教學案例，能夠充分調動學生學習的積極性，使學生積極主動參與整個課程的實驗教學過程中去，真正做到自主學習，達到運籌學課程實驗教學的目的.

3 多媒體教學的運用

傳統的運籌學課程與實驗體系已經非常成熟，但隨著計算機軟件的蓬勃發展，傳統的課程體系已不能滿足教育體制的需要，因此有必要對傳統的課程體系、教學內容、教學形式上進行改革.多媒體教學方法應用在運籌學的教學上，可以更加有效利用多媒體教學軟件，通過設計生動形象的教學例子，讓學生積極參與其中，激發學生學習興趣.這樣才能更好理解學習這門課程，并且通過知識的外延為學生學習某些后續專業課服務.對于運籌學課程的多媒體教學的應用，使教學過程得到優化，提高了教學質量.為了適應時代的發展，盡快改變傳統教學中理論知識偏多而實踐應用較少的現狀，大多數教師認為多媒體教學是一個很好教學方式，在今后教學過程中會多采用這種教學手段.

〔1〕胡運權.運籌學基礎及應用[M].北京：高等教育出版社，2008.

〔2〕張姮妤，鄧廷勇，趙爽.數學建模思想在運籌學教學改革中的運用[J].通化師范學院學報（自然科學）,2014,35(5):91-93.

〔3〕陳修素，丁宣浩，陳義安.基于創新能力培養的《運籌學》課程改革與數學建模實踐[J].四川職業技術學院學報,2012,22(2):109-113.

〔4〕詹棠森，劉偉潔，許召春.關于《運籌學》課程體系改革探討[J].大學數學,2007,23(6):11-13.

G642

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：1673-260X（2017）05-0219-02

2017-01-20

2016年吉林農業大學校本專項課題：《運籌學》研究性學習教學模式的研究與實踐（2016JXZX22）；內蒙古自治區高等學校科學研究基金項目：ISEC項目本土化教學實踐研究(NJSY248)