管理專(zhuān)業(yè)運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)探討

摘要: 本文針對(duì)管理專(zhuān)業(yè)運(yùn)籌學(xué)課程特點(diǎn)，在教學(xué)內(nèi)容選擇、課堂及課后作業(yè)環(huán)節(jié)的教學(xué)方法上進(jìn)行了一些探索，討論了如何在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力和運(yùn)籌學(xué)軟件工具使用能力。實(shí)踐證明，這些教學(xué)實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞: 管理專(zhuān)業(yè)運(yùn)籌學(xué)教學(xué)研究

運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)應(yīng)用科學(xué)，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)際中提出的專(zhuān)門(mén)問(wèn)題，為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)[1]。運(yùn)籌學(xué)是我校管理專(zhuān)業(yè)本科生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和方法解決現(xiàn)代管理優(yōu)化決策問(wèn)題的能力。近些年來(lái)，為了提高教學(xué)效果，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，我們著力從以下幾方面做了一些教學(xué)探索工作。

一、根據(jù)培養(yǎng)特色，精選教學(xué)內(nèi)容

我校管理專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)是以理工科為依托，以技術(shù)管理為特色，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)和應(yīng)用能力較強(qiáng)的管理人才?？紤]到生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、質(zhì)量管理和物流供應(yīng)鏈管理等專(zhuān)業(yè)對(duì)運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的要求及規(guī)定的課時(shí)限制，我們選擇了運(yùn)籌學(xué)中線性規(guī)劃、運(yùn)輸問(wèn)題、整數(shù)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡(luò)分析和存儲(chǔ)論等作為教學(xué)內(nèi)容?？紤]到技術(shù)管理對(duì)掌握應(yīng)用軟件的需求，我們安排了以熟悉常用運(yùn)籌學(xué)軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。在具體講授過(guò)程中，突出安排后續(xù)專(zhuān)業(yè)方向方面的案例及數(shù)學(xué)模型，注重選取有充分代表性的案例，使運(yùn)籌學(xué)教學(xué)內(nèi)容更好地服務(wù)于學(xué)生以后專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)。

二、運(yùn)用科學(xué)教學(xué)方法，改進(jìn)課堂教學(xué)

1.發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

在教學(xué)過(guò)程中，教師要充分發(fā)揮學(xué)生的積極性，讓學(xué)生變被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)提出問(wèn)題和想方設(shè)法解決問(wèn)題。在課堂教學(xué)中貫徹以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)。比如，在講授運(yùn)輸問(wèn)題表上作業(yè)法之前，教師可讓學(xué)生寫(xiě)出運(yùn)輸問(wèn)題的線性規(guī)劃模型的一般式，然后思考如何得到一個(gè)基礎(chǔ)可行解和如何使用單純形法來(lái)求解最優(yōu)解。這些做法有助于學(xué)生理解以后講的表上作業(yè)法。在講授過(guò)程中，教師可提出表上作業(yè)法中的退化問(wèn)題在單純形法中的表現(xiàn)是什么，來(lái)促使學(xué)生主動(dòng)思考和加深理解掌握表上的作業(yè)法。

2.充分利用多媒體教學(xué)手段，提高教學(xué)效果。

使用多媒體手段可以將抽象的教學(xué)內(nèi)容以圖文并茂的形式清晰地展示出來(lái)，并可同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)，使學(xué)生更易接受所學(xué)內(nèi)容。針對(duì)運(yùn)籌學(xué)中大量的算法教學(xué)內(nèi)容，在PPT中巧妙使用動(dòng)畫(huà)方式，一方面可以使算法每步內(nèi)容的動(dòng)態(tài)顯示和講解同步進(jìn)行。比如求解線性規(guī)劃問(wèn)題的圖解法和單純形表法、運(yùn)輸問(wèn)題表上作業(yè)法、整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題的分枝定界法等都使用了這種多媒體方式進(jìn)行教學(xué)，收到了良好的教學(xué)效果。另一方面，由于使用多媒體教學(xué)，老師可從大量的板書(shū)中解放出來(lái)，可有效增大授課信息量，更加關(guān)注學(xué)生對(duì)講授內(nèi)容理解情況。通過(guò)增加例題數(shù)量，學(xué)生會(huì)加深對(duì)內(nèi)容的理解，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

三、設(shè)計(jì)布置多層次的作業(yè)，鞏固拓展教學(xué)成果

為了鞏固和加深學(xué)生對(duì)講授內(nèi)容的理解，提高把知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的能力，設(shè)計(jì)多類(lèi)型多層次的作業(yè)是有效手段。根據(jù)培養(yǎng)能力目標(biāo)由低到高把作業(yè)分成三個(gè)層次:(1)鞏固題型:精選教材中的習(xí)題，通過(guò)這些習(xí)題使學(xué)生鞏固所學(xué)的內(nèi)容。(2)案例題型:選擇一些實(shí)際案例，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)運(yùn)籌學(xué)方法解決這些實(shí)際問(wèn)題。比如，講完線性規(guī)劃問(wèn)題的單純形方法后，我們給出了某一鋼管公司主生產(chǎn)計(jì)劃編制問(wèn)題，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)需求，生產(chǎn)能力約束和原材料約束，考慮不同型號(hào)和規(guī)格的鋼管的市場(chǎng)價(jià)格和成本，如何計(jì)劃它們的產(chǎn)量以最大化公司的毛利潤(rùn)。這些作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)學(xué)以致用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。(3)小論文:學(xué)生自愿組成若干課題小組，老師指定一些領(lǐng)域，如生產(chǎn)計(jì)劃、庫(kù)存管理、物流選址、產(chǎn)品配送、設(shè)備維修等，讓學(xué)生自己搜集案例材料，每個(gè)小組成員根據(jù)自身特長(zhǎng)進(jìn)行分工，分別調(diào)研和采集數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)算法、編程實(shí)現(xiàn)、撰寫(xiě)論文。整個(gè)過(guò)程中大家相互討論，通力合作，以小論文形式完成作業(yè)。然后以課堂報(bào)告的方式回答老師和同學(xué)們的提問(wèn)和質(zhì)疑，通過(guò)綜合評(píng)判給出優(yōu)良中差的等級(jí)成績(jī)。這種作業(yè)形式把課堂教學(xué)有效地?cái)U(kuò)展到課外學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力。

四、加強(qiáng)運(yùn)籌學(xué)建模能力培養(yǎng)

從教學(xué)實(shí)踐上看，盡管現(xiàn)在的管理類(lèi)運(yùn)籌學(xué)教材注重了從管理學(xué)應(yīng)用的角度來(lái)闡述運(yùn)籌學(xué)的基本概念、理論和方法，但是運(yùn)籌學(xué)建模過(guò)程分析、建模能力培養(yǎng)上仍需加強(qiáng)。建立數(shù)學(xué)模型是學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)方法和其實(shí)際應(yīng)用的橋梁，是培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想、分析和洞察能力的重要途徑和手段。我們可通過(guò)以下手段著力培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)籌學(xué)的建模能力。

1.建立案例庫(kù)。

我們把后續(xù)專(zhuān)業(yè)課需要運(yùn)籌學(xué)方法解決的問(wèn)題，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼砑庸ぷ鳛榘咐?。如生產(chǎn)運(yùn)作中的車(chē)間作業(yè)調(diào)度問(wèn)題可以設(shè)計(jì)為整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題的案例。供應(yīng)鏈物流管理中選址問(wèn)題，在工廠、配送中心和零售商組成的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)中，如何安排貨流路線問(wèn)題都可以作為線性規(guī)劃問(wèn)題的案例。

結(jié)合科研工作來(lái)設(shè)計(jì)一些應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)方法的案例。比如，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“集成原材料供應(yīng)、作業(yè)調(diào)度和產(chǎn)品配送的供應(yīng)鏈問(wèn)題研究”中，制造商和零售商的合作收益分配問(wèn)題可以設(shè)計(jì)為用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法求解的案例。

這些案例需要學(xué)生首先建立問(wèn)題的運(yùn)籌學(xué)模型，然后運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法求解。通過(guò)這些案例的設(shè)計(jì)，學(xué)生豐富了建模的素材，為培養(yǎng)建模能力做好了案例準(zhǔn)備。

2.強(qiáng)調(diào)建模過(guò)程教學(xué)。

在課堂教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的建模能力培養(yǎng)。在講解基本概念和方法時(shí)，盡量通過(guò)實(shí)際例子引入。在習(xí)題課中，圍繞建模的基本要素和特征，對(duì)案例進(jìn)行分析，逐步展開(kāi)建模過(guò)程。比如在講解建立線性規(guī)劃模型的案例時(shí)，抓住線性規(guī)劃的三個(gè)要素——決策變量、資源約束和決策目標(biāo)，然后據(jù)此來(lái)分析三要素在實(shí)際例子中指的是什么，明確之后再具體分析如何描述資源約束的數(shù)量關(guān)系，以及決策變量和優(yōu)化目標(biāo)之間的數(shù)量關(guān)系等。在布置的作業(yè)中，適當(dāng)使用一些設(shè)計(jì)的案例以鍛煉學(xué)生的建模能力。

3.建立課外建模興趣小組。

對(duì)于稍微復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的建模，僅靠課堂教學(xué)是不夠的。學(xué)生自愿參加建模興趣小組，建模內(nèi)容圍繞講授的運(yùn)籌學(xué)內(nèi)容展開(kāi)。組織定期輔導(dǎo)，倡導(dǎo)同學(xué)們勇于思考、積極討論;鼓勵(lì)開(kāi)放式建模，一個(gè)問(wèn)題可以建立多種模型?！皶?shū)到用時(shí)方恨少”，實(shí)踐表明這種課外活動(dòng)方式有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)的積極性，促進(jìn)了課堂教學(xué)，訓(xùn)練了學(xué)生獨(dú)立思考和初步解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

五、注重軟件工具使用能力培養(yǎng)

運(yùn)籌學(xué)方法的求解過(guò)程一般比較繁瑣。學(xué)生掌握一種軟件工具，可極大地?cái)U(kuò)展求解實(shí)際問(wèn)題模型的能力。特別是考慮到我校管理專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，應(yīng)要求學(xué)生熟練掌握一種運(yùn)籌學(xué)計(jì)算軟件。我們選擇了Matlab軟件平臺(tái)，安排了實(shí)驗(yàn)課時(shí)。通過(guò)布置作業(yè)，學(xué)生不僅熟練掌握Matlab優(yōu)化工具箱中一些函數(shù)的正確調(diào)用，而且編程實(shí)現(xiàn)一些運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化算法。學(xué)生對(duì)Matlab及其優(yōu)化工具箱的熟練使用，有效促進(jìn)了運(yùn)籌學(xué)理論和方法的教學(xué)。

運(yùn)籌學(xué)是管理專(zhuān)業(yè)重要的基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容多，應(yīng)用性強(qiáng)，學(xué)生掌握難度大。我們旨在提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生綜合解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在教學(xué)內(nèi)容選擇、課堂教學(xué)方法改進(jìn)、課后作業(yè)內(nèi)容設(shè)計(jì)及現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段使用等方面上進(jìn)行了一些探索，注重了學(xué)生建模能力的培養(yǎng)和軟件工具使用的教學(xué)。這些教學(xué)實(shí)踐極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)的興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

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