應用型高校背景下管理科學與工程類專業運籌學課程教改研究

摘要：運籌學作為管理科學與工程類專業的核心課，有著多學科綜合、兼顧系統性和整體性、抽象性和復雜性，注重理論與實踐相結合等特點，在應用型高校人才培養中發揮著重要的學科優勢和重要作用。因此在進行運籌學課程教學研究過程中，應通過啟發式教學，豐富教學方法，解決傳統教學模式下存在的問題，從而實現運籌學課程教學效果的提升和應用型高校背景下的人才培養目標。

關鍵詞：應用型高校；運籌學；教學措施

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2024.08.085

0引言

高等教育大眾化的背景下，應用型本科教育既是發達國家也是發達地區的一種普遍選擇，也是一種發展趨勢。應用型高校的目標是加強培養高素質的應用型人才以服務于地方經濟與社會發展。隨著社會的發展，對管理科學與工程類專業人才的培養提出了新的要求，高校也越來越重視應用人才的培養。因此應用型高校一定要從具體專業出發，深化教育教學改革，充分發揮課堂教育的主要渠道的功能，真正達到大學立德樹人培養標準。

管理科學與工程類專業下設工程管理、工程造價、工業工程等二級學科。運籌學作為管理科學與工程類專業的核心課程，是管理學科發展的必然要求。經過“線性代數”和“高等數學”這兩門學科的必修學習，使學生具備了一定的數理基礎、優化思維和應用能力。運籌學是一種把數學的原理和方法同實踐密切聯系起來的一種學科，它與數學軟件、計算機技術相結合，對提高學生綜合運用數學的原理和方法來處理現實問題起到了很大的指導作用。在學生由理論指導實踐、應用啟發創新的能力培養上，具有無可取代的優勢。運籌學旨在利用量化方法，在資源有限或目標多樣的實際情景中為管理決策提供科學依據，是系統工程學和現代管理科學中不可或缺的一種基礎理論和科學方法。運籌學在專業教育和學科架構中也具有十分重要的作用，已成為經管類、理工類專業必修課。在教學中，運籌學更加凸顯應用性的教學方向，即運用運籌學的思想和方法來解決實踐中存在的一些問題。然而，運籌學課程在教學中重理論、輕應用的現象仍然較為普遍。如何在應用型人才培養理念下探索運籌學課程改革已成為應用型高校的關鍵課題。因此，本文將分析運籌學課程教學中存在的問題，并提出改進運籌學教學的具體措施，以提高應用型人才能力培養的質量。

1運籌學學科特點

1.1多學科綜合兼顧

運籌學是融合了數學、統計學、經濟學、管理學及工程學等綜合學科的系統科學。運籌學的研究內容往往需要用數學模型來描述問題，定義相關問題，然后應該先收集問題統計，再進行模型描述建模，對數據進行統計分析，選擇合適的建模方法，設計有效的求解算法，最后用數學方法來求解。同時，運籌學也需要考慮實際問題的經濟上的可行性和管理上的可操作性，因此需要運用多學科結合的理論和方法。這種多學科融合的特點使運籌學的研究內容更加豐富和多樣化。對于管理科學與工程類專業培養方案中的其他專業課程的學習也具有更大的促進作用和應用價值。

1.2系統性和整體性

運籌學兼顧系統性和整體性的特點，并且考慮了問題各方面的相互關系和影響。在運籌學的研究中，需要綜合考慮各種約束條件和目標函數，使問題的各個方面都能達到平衡和最優狀態。運籌學不是評估各自系統的決策行為，而是同時考慮子系統之間相互關聯的問題，并從系統的整體利益中尋求一個最優的方案。這種系統性和整體性的特點使運籌學的研究更加全面和深入。

1.3抽象性和復雜性

運籌學的研究需要結合實際問題建立相關的數學模型來描述問題，并使用數學方法來解決問題。數學模型是對實際目標與約束的抽象和簡化，將復雜的現實問題轉化為數學問題，進而用數學方法來求取最優或滿意解。運籌學的研究內容主要包括線性規劃、目標規劃、網絡優化、動態規劃等，即通過將現實問題數學化來幫助決策者在資源有限的情況下做出最優決策。

1.4理論與實踐相結合

運籌學不僅注重理論研究，而且注重實際應用。在運籌學的研究中，理論和實踐是互補的。理論研究提供了運籌學的基本原理和方法，而實際應用則是對這些理論的驗證和完善。運籌學的結果不僅用于解決實際問題，而且可以為決策者提供決策支持。

運籌學的研究主要面向實際問題，諸如生產調度、物流和分配、資源分配、項目管理等方面。通過對運籌學的研究，可以優化生產過程，提高資源利用效率，降低成本，提高利潤。從而在資源有限的實際應用中為決策者提供科學建議。

2應用型高校運籌學教學中存在的問題

運籌學的教學內容包括規劃問題，網絡優化，排隊論等。教學內容以培養學生對運籌學基本理論、基本方法和應用為主。在教學中注重培養學生邏輯思維，量化分析，以及運用數學原理與方法來處理具體問題的能力。培養學生的科學素養，培養學生的全局思想和統籌思維，提升團結合作意識，培養他們的愛國主義情懷，為國家服務的精神。但由于受到傳統教育理念的制約，運籌學的教學中出現了如下問題。

2.1教學過多偏重理論講解

運籌學作為一種理論性很強的應用性課程，講授中應注重理論和實際操作相結合，而不是偏重于純理論講解。運籌學課程的重點是利用科學的方法，為決策者提供量化的依據，解決實際問題。課程在講授中，除了定義、定理及證明的講解，也包括了問題分析與模型建立，這與現實問題有著緊密的聯系，因此不能授課中不能將重點置于理論的講解。

從理論上來講，運籌學課程的講授過程是通過對問題進行分析構建模型，然后運用數學方法對其進行求解。而為了讓學生知道建模和解題方法是正確的，在編寫教案的時候，會著重于建模的基本理論和方法的嚴格推理。因為課程的時長有限，因此在教學中，授課的時候也會著重講解定理的推導和公式的有效性。但是推導的過程一般都比較抽象難懂，為了讓學生知道其原因，上課的時候就會在數學的證明上耗費很多的時間。過多論證，則不能充分發揮運籌學從實踐出發，歸于實踐的特色。在運籌學的教學中，許多老師往往只注重理論性知識的傳授，忽視了實踐性知識的傳授，給人一種運籌學是數學學科的錯覺。讓學生對運籌學的認識成為高等數學的衍生版，不知道該如何運用運籌學的理論與方法，來解決現實中的問題，只能用簡單地套用公式來應付考試與作業。這與運籌學課程設置的目的，提高學生的分析和解決問題的能力、與高校培養全面發展的管理人才的目標是相悖的。同時這導致了學生在學習運籌學方面的困難與恐懼，甚至對運籌學的學習用途產生了質疑，從而影響了他們學習的熱情。

2.2教學手段單一

教師的授課方式單一將直接影響學生學習運籌學的主動性和積極性。在運籌學的教學中，教學手段基本都是采用多媒體和板書，僅依靠傳統的板書所傳達的信息量較小且耗時，而如果單純地把黑板上的內容轉化成課件，信息展示雖豐富而迅速，卻因展示過快無法在進行某些經典算法的演算時，讓學生一步步地跟隨老師，短時間將所學要點吃透。同時，在課堂上使用單一的教學手段，也很難持久地讓學生保持注意力，從而降低學習興趣。在“以老師為中心”的教學模式中，學生被動地接受知識，老師們如果只重視對知識系統性和條理性的講解，忽略了同學們對知識點的有效掌握，便會造成一些同學因枯燥或不理解而中斷聽講，影響教學效果。而對于運籌學的實驗和應用，如果講授中過于抽象化，會降低學生對學科的興趣和積極性，從積極的學習到被動的學習。

2.3師生之間缺乏互動

在傳統的課堂教學方式下，基本采用的都是“老師講+學生聽”的模式，是一種“灌輸”狀態，老師處于主導地位，即便提問，學生也是被動地答題，從而導致了課堂上缺乏生機，學生上課的熱情不高，效率低下，沒有真正達到互動的意義。在運籌學的教學中，教師應充分考慮運籌問題面對的現實意義，注重教學思路設計和案例引用，將學生引領到本節課所講解的問題情景中，一起對運籌學問題的解答方式進行深入的探討，同時還可以向學生提出問題，采用啟發式教學或翻轉課堂等方式，以學生為主，以老師為輔，增強互動與溝通。

2.4課程考核形式單一

目前的運籌學考核形式比較單一，使得老師很難對學生的學習狀況有一個比較全面、準確的認識。運籌學的期末考核多以測驗結果為主。但這樣考核既沒有對學生的學習過程和狀態進行評價，也沒有體現出學生的實際水平，這對調動學生的積極性是不利的。此外，在運籌學的教學過程中，一般對于相關軟件的演示與操作也比較缺乏，通常需要學生通過自學來完成，使用計算機進行定量計算的優點并沒有得到很好的體現，減少了學科實操性和前瞻性的介紹，降低了學生學習的期望，很可能會導致抗拒心理，極大地影響了這門課的實用價值和可操作性，阻礙了運籌學的推廣和發展。如果教師不能對學生的學習狀況進行實時的掌握，那么必然會導致授課的盲目性，對學生的學習結果產生不利的影響。

3運籌學教學的改革措施

3.1啟發教學，激發學生興趣

啟發式教學指的是通過對學生的啟發性提問來激發思維，從而促使學生能夠獨立地構建他們的知識體系。在講授問題中，啟發性教學十分重視基本的思考導向。具有啟發意義的課堂引入能夠讓學生改變對運籌學的固有認識，用更發散的思路和多樣化的視角去看待這一課程，持續地給運籌學注入新的內容，這樣能夠克服學生在剛開始的時候就會產生的恐懼心理，進而激發學生的學習興趣。

在課程學習前，教師通過設置一些問題，引起學生興趣，讓學生帶著問題去思考和學習。在授課過程中，讓學生自己去發現答案，增加課堂的趣味性。例如，在講解排隊論時，給出一個實際排隊的案例，使學生了解排隊等待時間。例如，在實際生活中哪里可以應用排隊問題？排隊時間怎么去解決？怎樣減少顧客的損失率？讓學生帶著這些問題學習。隨著排隊論概述、排隊論的種類、排隊論參數的計算優化等課堂內容的學習，之前設計的問題自然有了答案。

在課程學習中，運籌學涉及算法繁多，而且原理比較復雜。可以建立算法之間的聯系，在已學算法的基礎上，引導學生學習新的算法。例如，在講授運輸問題的表上作業法時，學生容易產生混淆。表上作業法是用單純形法的思想來解決運輸問題。所以單純形法以線性規劃為基礎，引導學生學習新的方法，甚至可以采用翻轉課堂的形式，由學生來進行講授。表上作業法先得出初始基可行解，再進行解的檢驗（閉回路法和位勢法），最后轉移到另一個基可行解上。因此，可在講授前設計并提出一系列有邏輯關系的問題：表上作業法怎樣計算初始基可行解？怎樣檢驗解？另一個基可行解怎樣轉移？讓學生帶著這些問題去學習新的方法。這樣做的好處是既建立了知識之間的聯系，又幫助學生梳理了不同方法之間的關系。引導學生主動學習、思考和尋找答案，形成自己的思維和認知。提高了學生的參與度，避免了學生碎片化學習知識，使學生能夠系統、全面地掌握知識，提升了學習效果。

3.2豐富教學方法，完善教學手段

教學中選擇適當的案例作為學習任務，把學生分為幾個小組，每一組都可以對這些案例中的現實問題展開分析和討論，然后建立模型、采用合理方法進行計算，最終得出最優的解決方案。由此也引導學生將運籌學思維應用于生活、學習和管理中，能以線性規劃和整數規劃等方法來解決問題。最后，以小組 PPT匯報的方式，在班級中展開了成果的展示與交流。在此基礎上，教師根據學生的表現，對他們的報告加以點評和優化，也可增加組間評價和組內互評，完善過程評價的多樣化，提高學生的思維能力和應用能力。

可以增加機房、模型等教學手段將常見運籌學涉及軟件融入課堂，如 Matlab， Excel等。由于學生對繁瑣的計算和反復迭代比較反感，而如今的優化軟件可以提升求解效率，運用起來十分便利，應用廣泛。這些軟件各有特點，如Excel簡單易用，具有方便、簡單的特點，不需要單獨安裝軟件，只需要安裝一些插件即可，學生能夠使用相關函數公式對運籌學問題進行求解。Matlab語法規則簡單，提供了很多計算函數，而且靈活度高，對于一些有特殊要求的模型，可以通過編寫程序實現，但是該軟件需要學生具備一些編程基礎知識。教師也可以在授課中安排學生進行上機實踐，這不僅可以進一步鞏固學生的理論知識，還可以提高學生對學科應用的實踐能力。

3.3促進師生互動，提升教學效果

課堂教學是一種教師與學生之間相互影響的活動過程，而學生在進行交互式學習時，既有其手段意義，又有其目的意義。對教師來說，“教”并不是最重要的，重要的是通過與他人的交流，不斷完善自己的思想，從而獲得新的自己。對于學生來說，通過加深師生之間交流，學生能夠及時解決困惑，正確認識學習的意義，可以持續地吸收對自身發展有益的知識與信息，并通過努力使自己的思想與行動模式發生變化。因此，在課程講授中，師生應建立一種和諧的師生關系。老師要用一種充滿激情的態度來對待學生，尊重他們；以平常心看待每一位同學，給予他們一種親切、信任的感覺，這樣他們才會樂于親近教師，與教師共同合作。教師要有一種親切的交流態度，這樣才能減輕學生在教室里的壓力。學生與教師交流的積極性將會自然而然地得到充分的發揮。

在現實生活中，大部分老師受到了一些傳統思想的制約，在教學實踐中仍然是以老師“動”為主導，而對于學生所用的“動”則只是一個很小的層次。要使師生之間的交流成為一種真實的交流，在課堂的經營過程中應以師生關系為主體，盡量構建一個師生交流自由、開闊的空間。將學生視為具有獨立個性及思維的個人，允許他們在課堂上提出問題、分析問題，允許同學們有一些突破傳統的想法和想法，允許他們用認為正確的方法去解決問題，去尋找答案。在教學過程中，允許學生放開

4結語

隨著經濟社會的發展和技術進步，運籌學被越來越多地應用到多個領域，從而解決現實生活中越來越復雜的優化問題，扮演了非常重要角色。本文通過對運籌學學科特點和當前課程教學中存在的問題進行剖析研究了在應用型高校背景下對于管理科學與工程專業的運籌學課程教學改革措施。作為一門緊密結合現實問題的學科，尤其是對于管理科學與工程專業，運籌學課程的教學改革有著重要的實際意義。本文旨在通過對核心課程教學措施改革的研究來提升管理科學與工程類專業學生的社會競爭力，促進高校育人與企業需求的有效轉換，幫助應用型高校完成復合應用型人才的向行業輸送，為應用型院校運籌學課程的教學提供部分啟示。

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