運籌學(xué)教學(xué)改革的實踐與認(rèn)識

吳秀峰+劉浩

摘 要 針對我校學(xué)生基礎(chǔ)知識和學(xué)習(xí)能力的實際狀況，本文從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式四個方面具體闡述了作者在實際教學(xué)過程中的嘗試與探索，總結(jié)了在教學(xué)改革中的實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞 運籌學(xué) 數(shù)學(xué)模型 教學(xué)理念 教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

The Practice and Understanding of Operations

Research Teaching Reform

WU Xiufeng， LIU Hao

（Institute of Medical Engineering and Technology， Xinjiang Medical University， Urumqi， Xinjiang 830011）

Abstract The actual situation of our students the basic knowledge and learning ability， this article from four aspects of teaching philosophy， teaching content， teaching methods and assessment methods specifically addressed in the actual teaching process of the attempt and exploration， summed up in the teaching reform practical experience.

Key words operation research； mathematical model； teaching philosophy； teaching content

運籌學(xué)是近40年來發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，是一門依照給定條件和目標(biāo)從眾多方案中選擇最佳決策方案的應(yīng)用科學(xué)。自誕生以來，運籌學(xué)在軍事、工農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和社會問題等多個領(lǐng)域得到了廣泛的重視和應(yīng)用。尤其是在管理學(xué)科領(lǐng)域，運籌學(xué)的發(fā)展為管理理論和管理實踐的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，它是實現(xiàn)管理現(xiàn)代化的有力工具。①為了適應(yīng)現(xiàn)代化醫(yī)學(xué)管理的需要，最近幾年在我國許多醫(yī)學(xué)院校中相繼建立了一些管理和工程等系或?qū)I(yè)，并且都開設(shè)了運籌學(xué)這門課程。其主要目的就是為醫(yī)院的行政管理人員在做決策時提供科學(xué)的依據(jù)。

應(yīng)用運籌學(xué)去處理問題時有兩個重要的特點：一是從全局的觀點出發(fā)；二是通過建立模型，如數(shù)學(xué)模型或模擬模型，對于需要求解的問題給出合理的決策。在建立模型和求解過程中，往往要用到一些數(shù)學(xué)方法與技巧。②正因為運籌學(xué)與最優(yōu)化方法所涉及到的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識比較多，理論推導(dǎo)也比較復(fù)雜，對醫(yī)學(xué)院校的管理與工程專業(yè)的學(xué)生來說，普遍存在以下兩個問題：一是學(xué)生自身數(shù)學(xué)底子相對比較薄弱，從而對運籌學(xué)產(chǎn)生畏懼心理，大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用運籌學(xué)的興趣；二是目前國內(nèi)的有關(guān)運籌學(xué)的教學(xué)內(nèi)容，多半偏重于數(shù)學(xué)方法的論證，求解過程比較復(fù)雜和繁瑣。針對以上兩個問題，我們的教學(xué)團(tuán)隊對此課程進(jìn)行了以下幾方面的改革與嘗試。實踐證明這種改革的成效是顯著的，它不僅調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且從不同程度上滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。

1 更新教學(xué)理念，貫徹以應(yīng)用為主導(dǎo)的教學(xué)方針

由于我校承擔(dān)運籌學(xué)課程的老師都是學(xué)數(shù)學(xué)出身的，在對教學(xué)內(nèi)容的處理上，受傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的影響，教學(xué)中難免會把數(shù)學(xué)知識傳播的連續(xù)性和邏輯推理的嚴(yán)密性作為重點，比較偏重理論和解題方法的講解，忽視了實踐能力與解決實際問題能力的培養(yǎng)，所以在學(xué)生的眼里，運籌學(xué)就是一些抽象的概念和繁瑣的定理，課堂上沒有任何互動，學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度比較消極，這種老套的教學(xué)理念最終導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)運籌學(xué)無用論的思想。在這種狀況下，我們開始反思這種教學(xué)思路，嘗試著改變這種教學(xué)理念。

針對我校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，考慮到運籌學(xué)與最優(yōu)化方法理論性及應(yīng)用性密切結(jié)合的特征，我們首先實現(xiàn)了以數(shù)學(xué)理論為重點到以數(shù)學(xué)應(yīng)用為重點的思想轉(zhuǎn)變，對運籌學(xué)的部分知識進(jìn)行精講，淡化繁瑣的理論推導(dǎo)過程，注重培養(yǎng)學(xué)生運用原理及其方法解決實際問題的能力。設(shè)立各種實際問題，課堂上增加互動環(huán)節(jié)，組織學(xué)生參與討論，讓學(xué)生在掌握知識的同時，感受到運籌學(xué)并不單純是一個公式或一個符號，它是一種解決問題的工具，運用它可以解決許多現(xiàn)象和奧秘。

實踐證明，觀念的轉(zhuǎn)變不僅使學(xué)生受益匪淺，而且授課教師也從中得到了很大的提高。為了準(zhǔn)備好一節(jié)課，往往需要授課教師事先準(zhǔn)備好許多的素材，并從中提煉出精華。授課教師的思考重點不再是如何推導(dǎo)定理，如何給出計算公式，相反，想得更多的則是應(yīng)該設(shè)計什么樣的實際問題來引入新課，如何引導(dǎo)學(xué)生分析問題，如何運用運籌學(xué)的知識解決問題，如何在計算機(jī)上得到最優(yōu)決策，如何評價不同決策的好與壞。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生學(xué)會了思考問題，對同一個問題也能從不同角度、用不同的方法解決實際問題，學(xué)生的出勤率高了，課上睡覺的學(xué)生少了，參與討論和發(fā)言的學(xué)生多了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到很大的改觀。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，整合知識體系

根據(jù)醫(yī)學(xué)院校管理和工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計劃與目標(biāo)，我們主要制定了以下三個單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容：即線性規(guī)劃（包括整數(shù)規(guī)劃、運輸問題和目標(biāo)規(guī)劃）、動態(tài)規(guī)劃和圖與網(wǎng)絡(luò)分析。并將教學(xué)的重點放在運籌學(xué)相關(guān)模塊思想方法的介紹和軟件的使用上，側(cè)重指導(dǎo)學(xué)生如何將實際問題轉(zhuǎn)化為運籌學(xué)問題；如何建立數(shù)學(xué)模型；如何利用計算機(jī)求解；如何正確解讀計算機(jī)輸出的信息；如何根據(jù)計算機(jī)所提供的信息解決實際問題等方面。

在教學(xué)過程中打破僅僅局限于一本教材細(xì)致講解的教學(xué)模式，為了增加課程的生動性，適當(dāng)加入與該課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的新進(jìn)展、新方法、新成果，讓學(xué)生參與課堂教學(xué)，鼓勵學(xué)生暢所欲言，發(fā)表自己的觀點與想法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組討論，并組織學(xué)生進(jìn)一步探究各組的決策是否為最優(yōu)化策略。endprint

3 教學(xué)方法的改革與創(chuàng)新

在教學(xué)方法上，我們主要在以下三個方面進(jìn)行了不同程度的嘗試與改革。

3.1 發(fā)展以醫(yī)學(xué)案例為主的教學(xué)模式

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，我們采用了以案例為主的教學(xué)方法，并且選擇的案例盡可能地與醫(yī)院管理有關(guān)，即設(shè)立一個以醫(yī)院管理為背景的實際問題，通過對問題的深入分析，引出運籌學(xué)的方法與理論，最終解決所提出的問題。同時為了引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會處理同樣的問題，將學(xué)生分成若干組，每組自擬一個題目，并以小論文的形式將各組的解決方案與預(yù)期效果進(jìn)行交流與總結(jié)。通過這種教學(xué)方法，使學(xué)生能夠真正投入到分析問題、尋找解決方案的過程中，大大提高了學(xué)生分析和解決實際問題的能力。

3.2 引進(jìn)現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，重視教學(xué)手段的創(chuàng)新

運籌學(xué)問題一般涉及到的信息量比較大，因此在教學(xué)過程中適當(dāng)?shù)匾攵嗝襟w輔助教學(xué)，不僅有利于提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，而且可以減少教學(xué)難度，加深學(xué)生對教材的理解深度。同時，我們也注意到運籌學(xué)問題一般分析性較強(qiáng)，思維要求較高，如果長時間使用多媒體會使學(xué)生產(chǎn)生上課的疲勞感，使課堂的學(xué)習(xí)氣氛變得有些壓抑，從而影響到學(xué)生上課的質(zhì)量。因此，在實際教學(xué)中，我們采用的是多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

3.3 充分利用計算機(jī)

由于在求解過程中，往往需要進(jìn)行繁瑣的計算，包括求解和圖形處理等等，這些都可以充分發(fā)揮計算機(jī)的作用。為此在教學(xué)過程中，我們有意識地將常見的數(shù)學(xué)軟件有針對地介紹給學(xué)生，比如Matlab求解方法，③Excel軟件求解，④鼓勵學(xué)生自己動手編程來解決問題。這樣不僅使學(xué)生切身感受到運籌學(xué)與計算機(jī)的緊密結(jié)合，同時也增強(qiáng)了學(xué)生的計算機(jī)的應(yīng)用能力。

4 改變傳統(tǒng)的考試模式，科學(xué)評價學(xué)生成績

傳統(tǒng)的閉卷考試方式，無法全面衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為此，我院在考試評價上做了適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，具體分為三個方面的考核，即實踐能力、上機(jī)能力和理論方法。實踐能力主要是指學(xué)生（以小組為單位）在每各環(huán)節(jié)中完成課題的能力和解決問題的綜合能力。上機(jī)能力是指學(xué)生能否用一種或幾種軟件對一個問題進(jìn)行求解，并對結(jié)果進(jìn)行合理解釋。理論方法主要側(cè)重考察學(xué)生對運籌學(xué)方法的掌握程度。這種考試模式取得了滿意的效果，學(xué)生普遍反映比較滿意。

5 結(jié)束語

運籌學(xué)是一門擁有極高應(yīng)用價值的綜合性技術(shù)學(xué)科，近幾年的教學(xué)實踐與教學(xué)改革，使我們的一線老師在業(yè)務(wù)素養(yǎng)上得到了很大的提高，學(xué)生的實踐能力也得到了穩(wěn)固提升。今后我們還需在教學(xué)中不斷探索新的方法，提高我院的教學(xué)質(zhì)量。

基金項目：新疆醫(yī)科大學(xué)科研創(chuàng)新基金，XJC201237；新疆醫(yī)科大學(xué)科研創(chuàng)新基金，XJC2012136

注釋

① 運籌學(xué).運籌學(xué)[M].清華大學(xué)出版社有限公司，1990.

② 何麗紅，陳士成.管理運籌學(xué)課程的教學(xué)改革與實踐[J].79-81.

③ 運籌學(xué)與最優(yōu)化MATLAB編程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

④ 向葉.實用運籌學(xué)上機(jī)實驗指導(dǎo)與解題指導(dǎo)[M].中國人民大學(xué)出版社，2007.endprint