交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)管理運(yùn)籌學(xué)研究性教學(xué)探討

【摘 要】管理運(yùn)籌學(xué)是交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主干課程，也是所有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課中難度較大的一門(mén)課程。本文試圖采取研究性教學(xué)方法，從教學(xué)內(nèi)容的安排、案例討論、優(yōu)化軟件的應(yīng)用、考核方式的改革等方面進(jìn)行探討，以便提高教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】管理運(yùn)籌學(xué) 研究性教學(xué)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.0【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1006－9682（2009）05－0041－02

運(yùn)籌學(xué)是近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新興應(yīng)用學(xué)科，它廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法，解決實(shí)際中提出的管理決策問(wèn)題，為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)。運(yùn)籌學(xué)的特點(diǎn)是應(yīng)用系統(tǒng)的、科學(xué)的、數(shù)學(xué)的方法，通過(guò)建模、檢驗(yàn)和求解數(shù)學(xué)模型而獲得最優(yōu)決策的科學(xué)。運(yùn)籌學(xué)廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，涉及空運(yùn)、水運(yùn)、公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸?shù)??？者\(yùn)問(wèn)題涉及飛行航班和機(jī)組人員服務(wù)時(shí)間安排。水運(yùn)有船舶、港口裝卸設(shè)備的配置和船到港后的泊位安排。公路運(yùn)輸除了公路貨運(yùn)車(chē)運(yùn)營(yíng)調(diào)度外，還有公路客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和分析。鐵路運(yùn)輸方面包括鐵路編組站作業(yè)組織、列車(chē)運(yùn)行調(diào)整優(yōu)化、區(qū)段能力的計(jì)算等。管理運(yùn)籌學(xué)課程是交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主干課程，也是所有專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課中難度較大的一門(mén)課程。該門(mén)課程對(duì)于交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)不同于數(shù)學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)，其主旨在于運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法去分析和解決交通運(yùn)輸管理中的問(wèn)題，而不是單純學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)理論本身。管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的目的就是要使學(xué)生掌握運(yùn)籌學(xué)理論的基本思想方法，掌握各種定量模型及其求解方法，為今后運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)理論解決實(shí)際交通運(yùn)輸管理問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

研究性教學(xué)是在教學(xué)中以學(xué)生為中心，教師與學(xué)生的合作、學(xué)生與學(xué)生的合作，由學(xué)生主導(dǎo)而進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的新的課堂教學(xué)方法。這種教學(xué)方法把學(xué)生位于教學(xué)活動(dòng)的中心，是學(xué)習(xí)活動(dòng)的關(guān)鍵角色，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

管理運(yùn)籌學(xué)不同于純數(shù)學(xué)課程，模型的求解并不代表問(wèn)題的解決，還需要考慮許多因素，這又要求在教學(xué)中不能片面地追求學(xué)生數(shù)學(xué)能力的提高，而要培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。研究性教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不拘泥于課本，不墨守成規(guī)，鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力和主觀能動(dòng)性，獨(dú)立思考，大膽探索，提出自己的新觀點(diǎn)、新思路和新方法。

一、合理安排教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)增加案例分析和課堂討論。

運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，然而目前管理運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)還停留在傳統(tǒng)的模式上，把學(xué)生當(dāng)作消極被動(dòng)裝填知識(shí)的對(duì)象，大量灌輸現(xiàn)成的定義、公式及定理之類(lèi)的知識(shí)，強(qiáng)迫學(xué)生接受和記憶相關(guān)內(nèi)容，缺乏對(duì)運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題方法的講授。這樣，學(xué)生只記住了一些基本理論、模型及其求解方法，對(duì)其背景及來(lái)龍去脈了解不多，當(dāng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，顯得茫然無(wú)措、無(wú)從下手，也感覺(jué)不到管理運(yùn)籌學(xué)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

管理運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容一方面需要一定的數(shù)學(xué)理論支撐，另一方面又與問(wèn)題背景與應(yīng)用實(shí)踐密切相關(guān)，這就要求課程教學(xué)中必須兩方面并重，數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)的內(nèi)容必不可少，同時(shí)必須讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和掌握典型問(wèn)題的分析及建模的技巧，這樣為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程，并在以后的實(shí)踐中靈活運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的知識(shí)和理論解決實(shí)際問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)干交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)，學(xué)習(xí)一些基本的計(jì)算方法和原理是必要的，但是不能陷于復(fù)雜繁瑣的算法之中，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)該轉(zhuǎn)移，“用運(yùn)籌學(xué)工具解決管理決策問(wèn)題”的根本思想貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)運(yùn)籌學(xué)只是工具，解決實(shí)際問(wèn)題才是目的。教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容就從數(shù)學(xué)定義、定理及其推導(dǎo)到分析實(shí)際問(wèn)題、建立優(yōu)化模型和尋找求解方法上。

管理運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)考慮到學(xué)科體系的完整性，既要為學(xué)生打好理論基礎(chǔ)，又要突出培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。做到教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，注重選擇具有代表性的典型例題與案例，使它們能基本覆蓋主要教學(xué)內(nèi)容。在講解這些經(jīng)過(guò)精心選擇和設(shè)計(jì)的典型例題和案例的過(guò)程中，逐步地使學(xué)生掌握運(yùn)籌學(xué)基本理論方法及其應(yīng)用。運(yùn)籌學(xué)中很多理論方法涉及數(shù)學(xué)證明和推導(dǎo)，有些證明過(guò)程還比較抽象，學(xué)生感覺(jué)難度很大。但是，實(shí)際上抽象的定義、定理及證明都有著其直觀形象的背景，可以通過(guò)講解直觀而簡(jiǎn)單的典型例子，減少學(xué)生對(duì)抽象邏輯的畏難情緒，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

運(yùn)籌學(xué)的分支較多，許多分支的獨(dú)立性也很強(qiáng)，但都涉及到問(wèn)題的提出、模型的建立及其求解方法等方面。因此，在課堂教學(xué)中，適當(dāng)增加案例的討論，在討論中找出解決問(wèn)題的方法，使知識(shí)得到綜合運(yùn)用，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。運(yùn)籌學(xué)的案例有很多，案例的選取直接影響到教學(xué)效果的好壞，所以在選擇案例時(shí)，根據(jù)本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，選取啟發(fā)性強(qiáng)、實(shí)際應(yīng)用方面的典型案例。同時(shí)還要鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，引導(dǎo)學(xué)生搜集相關(guān)資料，圍繞案例主題進(jìn)行討論。另外，運(yùn)籌學(xué)博大精深，課時(shí)又有限，所以要合理安排時(shí)間，使理論部分與案例分析融會(huì)貫通，以達(dá)到能活學(xué)活用的教學(xué)效果。

二、有效地采用多種教學(xué)形式

管理運(yùn)籌學(xué)既有數(shù)學(xué)類(lèi)學(xué)科的特點(diǎn)，又有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景，所以適合采取研究性教學(xué)模式，把課堂講授、課堂討論、案例教學(xué)及優(yōu)化軟件的應(yīng)用等有機(jī)地結(jié)合在一起。如對(duì)運(yùn)籌學(xué)基本概念的理解，就可采用課堂討論的形式，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的探索性。通過(guò)討論典型案例，讓學(xué)生借助所學(xué)的理論知識(shí)，分析和提出合理假設(shè)，建立模型和求解模型，然后把所建立的模型及其求解方法應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。另外，還可使學(xué)生明白運(yùn)籌學(xué)還有很多有待于進(jìn)一步深入研究的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)與看法，增強(qiáng)他們的研究意識(shí)，使他們養(yǎng)成在研究問(wèn)題中學(xué)習(xí)知識(shí)。

管理運(yùn)籌學(xué)課程是交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)放在理解問(wèn)題的思路、建模、算法及解決實(shí)際問(wèn)題上。利用抽象的數(shù)學(xué)理論，花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)推導(dǎo)運(yùn)籌學(xué)的定理，將管理運(yùn)籌學(xué)變?yōu)椤斑\(yùn)籌數(shù)學(xué)”，不僅學(xué)生的收獲不大，而且降低他們學(xué)習(xí)的興趣和積極性。因此，在安排教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，盡量弱化抽象的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明過(guò)程，盡量用簡(jiǎn)單的典型例子來(lái)說(shuō)明有關(guān)模型和求解方法。而且，要鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極思考，盡量當(dāng)堂學(xué)當(dāng)堂掌握，強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，使學(xué)生能夠利用運(yùn)籌學(xué)的思想分析問(wèn)題，利用計(jì)算機(jī)作為工具來(lái)解決問(wèn)題。

課堂教學(xué)主要采取多媒體的教學(xué)方式，但應(yīng)該少量結(jié)合傳統(tǒng)的板書(shū)。板書(shū)是傳統(tǒng)的教學(xué)方式。板書(shū)的特點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容展開(kāi)的節(jié)奏是根據(jù)講授的節(jié)奏進(jìn)行的，因而比較清晰。然而，運(yùn)籌學(xué)解題表格多，步驟復(fù)雜，計(jì)算量大，因而板書(shū)量非常大。如果全部采用板書(shū)教學(xué)，那么花在板書(shū)上的時(shí)間占的比重就很大，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)會(huì)因此而浪費(fèi)掉許多時(shí)間，而很難保證正常教學(xué)計(jì)劃的完成，更談不上開(kāi)展研究性教學(xué)。與傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)相比，多煤體課堂教學(xué)不僅有利于提高教學(xué)質(zhì)量和效果，而且能加快教學(xué)速度，加深理解教材的深度。然而單純采用多媒體教學(xué)，信息量增大，特別是對(duì)于一些重點(diǎn)及難點(diǎn)部分的問(wèn)題，缺乏逐步的推導(dǎo)過(guò)程，節(jié)奏上比較難把握，學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)上的疲勞和理解上的困難。

因此，有效的教學(xué)方式應(yīng)該是將多媒體輔助教學(xué)與板書(shū)教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)包括案例分析使用多媒體教學(xué)，而對(duì)于推導(dǎo)性、論證性以及概念上的差別等則利用板書(shū)教學(xué)，這樣，既可避免大量重復(fù)，節(jié)省時(shí)間，加快教學(xué)速度，也可使問(wèn)題更清楚、生動(dòng)，同時(shí)，還能使學(xué)生站在較高的層次上理解知識(shí)，把握知識(shí)的起點(diǎn)和層次。

三、增加課堂教學(xué)中教師與學(xué)生的互動(dòng)

教學(xué)過(guò)程中缺乏教師與學(xué)生的相互溝通是運(yùn)籌學(xué)乃至其它數(shù)學(xué)類(lèi)課程的共性。研究性教學(xué)主張學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，而教師的主要任務(wù)在于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。學(xué)生應(yīng)該始終是主動(dòng)的、積極的，強(qiáng)調(diào)理解、運(yùn)用及發(fā)揮，并通過(guò)學(xué)習(xí)活動(dòng)使學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力得到發(fā)展。在教學(xué)過(guò)程中，要確立學(xué)生的主體地位，強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的能動(dòng)作用。改變“教師教學(xué)生學(xué)”的單一傳授過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)表達(dá)運(yùn)籌學(xué)學(xué)習(xí)中的感受與體會(huì)，增加互動(dòng)環(huán)節(jié)。將以“灌輸”為主的課程教學(xué)改為以“引導(dǎo)”為主。相應(yīng)地教師的主要精力放在有針對(duì)性的輔導(dǎo)和課堂設(shè)計(jì)上，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上積極思考、敢于發(fā)言，形成一種研討辯論式的課堂氛圍，讓學(xué)生在這樣的氛圍中逐步養(yǎng)成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度和獨(dú)立思考的良好習(xí)慣。鼓勵(lì)學(xué)生多提問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，使學(xué)生養(yǎng)成學(xué)習(xí)中的“懷疑”精神和獨(dú)立思考的習(xí)慣。這樣，使得學(xué)生在課堂教學(xué)中始終處于積極探索的主動(dòng)狀態(tài)，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)新意識(shí)。要改變那種認(rèn)為學(xué)生記住了運(yùn)籌學(xué)中相關(guān)概念與算法、能夠把課后習(xí)題計(jì)算正確就完成了教學(xué)任務(wù)的觀點(diǎn)，要對(duì)思維活躍、經(jīng)常提出問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行表?yè)P(yáng)，形成學(xué)生競(jìng)相提出問(wèn)題和提供解決問(wèn)題的思路。

四、增加優(yōu)化軟件應(yīng)用方面的教學(xué)內(nèi)容

現(xiàn)在很多管理、數(shù)學(xué)類(lèi)軟件都有求解優(yōu)化問(wèn)題的功能模塊。在實(shí)際遇到的大型優(yōu)化問(wèn)題，很難用人工計(jì)算和求解，但大多數(shù)都可以用計(jì)算機(jī)求解。所以，在課堂教學(xué)中有必要講解如何用計(jì)算機(jī)求解運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題。比如，在課堂教學(xué)中用實(shí)例講解怎樣用最廣泛使用的辦公軟件Excel來(lái)求解簡(jiǎn)單的運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題，怎樣用CPLEX求解復(fù)雜的大規(guī)模優(yōu)化問(wèn)題。

根據(jù)教學(xué)的需要，可以安排若干次的上機(jī)實(shí)踐課。通過(guò)上機(jī)實(shí)踐課與課堂講授的有效結(jié)合，讓上機(jī)實(shí)踐課緊跟理論教學(xué)課與案例教學(xué)的進(jìn)度，使學(xué)生對(duì)理論講授和案例分析得到最及時(shí)的實(shí)踐，以期達(dá)到完美協(xié)調(diào)的教學(xué)效果。借助上機(jī)實(shí)踐，學(xué)生可以對(duì)實(shí)際問(wèn)題建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)算和分析。對(duì)運(yùn)籌學(xué)數(shù)學(xué)模型的表達(dá)、運(yùn)算和分析能力是學(xué)生在該課程學(xué)習(xí)過(guò)程中必須要掌握的一個(gè)重要技巧。通過(guò)這樣的教學(xué)安排，不僅改變了以往教學(xué)中滿(mǎn)堂灌的弊端，使學(xué)生在掌握已學(xué)算法的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)使用優(yōu)化軟件，還能提高研究和解決問(wèn)題的速度與效率，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的能力。

五、改變考核辦法，注重平時(shí)環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的考核方式主要依據(jù)單一的閉卷考試，也就是通常的期末考試，整門(mén)課程的學(xué)習(xí)成績(jī)主要憑最終兩個(gè)小時(shí)的卷面成績(jī)。對(duì)于運(yùn)籌學(xué)來(lái)說(shuō)，若考核理論與方法，則離不開(kāi)大量費(fèi)時(shí)的計(jì)算，若考核解決實(shí)際管理問(wèn)題的能力，也需要大量的時(shí)間進(jìn)行分析、建模和求解，期末考這種單一的考核方式，受時(shí)間所限，所出的考題就受到了很大的限制，并不能真實(shí)反映出學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的真實(shí)把握程度。因此，貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的有效考核方式不僅能科學(xué)地反映出學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)效果，還能在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

為此，整個(gè)考核可以分為四個(gè)環(huán)節(jié)。每次課根據(jù)當(dāng)次課堂教學(xué)內(nèi)容布置課后作業(yè)，作為學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論部分各章節(jié)學(xué)習(xí)情況的衡量。案例分析可以課堂討論，最終以案例分析報(bào)告的形式提交，討論情況和報(bào)告質(zhì)量作為評(píng)價(jià)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題能力的依據(jù)。上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)習(xí)題和案例中建立的模型用優(yōu)化軟件進(jìn)行求解，這一部分的完成情況評(píng)價(jià)學(xué)生的動(dòng)手能力。期末考試閉卷進(jìn)行，作為對(duì)基礎(chǔ)理論的掌握和分析問(wèn)題能力的綜合考核。這四部分各自所占的比例，可以根據(jù)教學(xué)情況具體分配。通過(guò)這種全面的考核方法，一方面督促每個(gè)學(xué)生通過(guò)完整的學(xué)習(xí)過(guò)程全面深入地掌握該課程的基礎(chǔ)知識(shí)與基本原理，另一方面給予學(xué)生充分展示分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力的機(jī)會(huì)，從而避免一次考試定成績(jī)的弊端，能有效地引導(dǎo)學(xué)生由注重被動(dòng)地接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅乩斫夂蛣?chuàng)新。

總之，交通運(yùn)輸類(lèi)專(zhuān)業(yè)管理運(yùn)籌學(xué)教學(xué)應(yīng)采取研究性教學(xué)方法，根據(jù)本專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，注重選擇和講解典型例子和案例，適當(dāng)增加上機(jī)實(shí)踐課等，靈活地采取多種教學(xué)形式，使學(xué)生學(xué)到更加豐富的理論知識(shí)及其應(yīng)用，也使得課堂教學(xué)更加精彩和有趣。

參考文獻(xiàn)

1 李蘇北、姜英姿、張紅雷.運(yùn)籌學(xué)課程建設(shè)與改革實(shí)踐研究［J］.大學(xué)數(shù)學(xué)，2005（5）

2 羅桂榮、原海英.運(yùn)籌學(xué)教學(xué)改革與探索［J］.理工高教研究，2005（24）

3 孫喜梅、楊兆升.從交通需求看運(yùn)籌學(xué)的學(xué)科建設(shè)［J］.高教研究與實(shí)踐，2003（2）

4 《運(yùn)籌學(xué)》教材編寫(xiě).運(yùn)籌學(xué)（第三版）.清華大學(xué)出版社，2005.6

5 ［加］Peter C. Bell著.管理科學(xué)（運(yùn)籌學(xué)）：戰(zhàn)略角度的審視.機(jī)械工業(yè)出版社，2000

6 F.S. Hillier G.J. Lieberman， Introduction to Operations Research， McGraw-Hill（機(jī)械工業(yè)出版社影印），1995

7 S. Littlechild M. Shutler， Operations Research in Management， Prentice Hall， 1991