高校運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方法改革探討

潘珠

摘要：本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)組織形式以及教學(xué)方法手段等方面，對目前運(yùn)籌學(xué)課程建設(shè)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上對運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行了探討，期望達(dá)到提高學(xué)生綜合能力和促進(jìn)課程發(fā)展的目的。

關(guān)鍵詞：運(yùn)籌學(xué)；教學(xué)形式；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）32-0162-02

一、引言

20世紀(jì)50年代后期，運(yùn)籌學(xué)在中國開始興起并得到了快速的發(fā)展。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，我國高校經(jīng)濟(jì)管理類、工程管理類、工業(yè)工程類等專業(yè)的本科生和研究生教育大多開設(shè)了這門課程，并進(jìn)行了相關(guān)的課程平臺和資源庫建設(shè)，取得了一定的成就。然而，運(yùn)籌學(xué)研究的過程包括了形成問題、構(gòu)造模型、提出解案、進(jìn)行檢驗(yàn)、建立控制，直至付諸實(shí)施為止的所有環(huán)節(jié)，這種研究過程完整性的特點(diǎn)決定了僅通過傳統(tǒng)的教學(xué)方法去學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)課程是達(dá)不到教學(xué)效果的目的。因此，有必要對高校運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方法改革做進(jìn)一步探討。

二、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中的現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)內(nèi)容的交叉性和綜合性較強(qiáng)。一個完整的運(yùn)籌學(xué)學(xué)科體系包括了線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃等多個分支，其涉及到的內(nèi)容涵蓋了多方面和多領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用特性。同時，運(yùn)籌學(xué)與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、管理科學(xué)等學(xué)科有著非常緊密的聯(lián)系，學(xué)科之間相互交叉、融合發(fā)展。運(yùn)籌學(xué)課程具有的這些特性，在實(shí)際教學(xué)中，由于課程設(shè)置和教學(xué)課時的限制，也是對如何根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案要求選取教學(xué)內(nèi)容和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣上提出一個很大的挑戰(zhàn)。

2.教學(xué)目標(biāo)定位不明確。合理的教學(xué)目標(biāo)定位是教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)和基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時，只是一味強(qiáng)調(diào)運(yùn)籌學(xué)課程中的概念、算法、公式、原理，偏重于知識目標(biāo)，忽視了實(shí)踐教學(xué)。雖然學(xué)生學(xué)會了大量的算題，但在分析并解決實(shí)際問題的能力上并未有所體現(xiàn)。這種定位也恰恰違背了運(yùn)籌學(xué)課程以學(xué)生為主體，服務(wù)于社會的教學(xué)要求。例如“運(yùn)輸問題”模塊，將教學(xué)目標(biāo)只定位為“要求學(xué)生掌握求解最優(yōu)調(diào)運(yùn)方案的表上作業(yè)法”，忽略了對自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，缺乏對物品運(yùn)輸在不同情況的改進(jìn)與優(yōu)化問題上進(jìn)一步探究的過程。

3.教學(xué)組織形式單一。我國高校運(yùn)籌學(xué)課程普遍采用班級授課制，以海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，物流管理4+0應(yīng)用型本科專業(yè)采用64課時平行班授課。多數(shù)以灌輸知識為主的傳統(tǒng)授課模式，教學(xué)組織形式比較單一。老師花費(fèi)的時間多，而收到的效果甚微。另外，由于內(nèi)容多和課時少的局限，教師在課堂教學(xué)之外對學(xué)生的個性化輔導(dǎo)投入力度不夠，對不同層次的學(xué)生無法做到兼顧，且對學(xué)生合作討論重視不足，未能改變以往“老師教，學(xué)生學(xué)”的學(xué)習(xí)模式。

4.教學(xué)方法手段不夠創(chuàng)新。目前，運(yùn)籌學(xué)課程講授方法仍然以“一個黑板+一塊粉筆+一張嘴”的方式為主，再輔以多媒體。比如在講授“最短路算法”項(xiàng)目模塊時，只是把諸多的基本概念和各種算法的解題步驟推導(dǎo)給學(xué)生，忽視與學(xué)生間的互動，更缺乏對學(xué)生進(jìn)行深層次的啟發(fā)和挖掘，從而使得學(xué)生對知識的理解和掌握只停留在感性認(rèn)識的程度，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法以基礎(chǔ)理論知識的傳授為主，對案例教學(xué)和計(jì)算機(jī)教學(xué)等創(chuàng)新教學(xué)手段缺乏足夠的重視，往往會造成學(xué)生學(xué)習(xí)倦怠，認(rèn)為“學(xué)不致用、學(xué)無所用、學(xué)非所用”的現(xiàn)狀。

三、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方法改革的思考

1.案例教學(xué)法。首先，要求學(xué)生“吃透”教學(xué)知識內(nèi)容，這是實(shí)施案例教學(xué)法的基礎(chǔ)。學(xué)生可通過向教師提出問題、成立學(xué)習(xí)互助小組、開展合作討論等方式加深對知識的理解。其次才是引入和設(shè)計(jì)具體的案例。案例要突出鮮明，具有一定的應(yīng)用性。例如，對于海南省物流管理應(yīng)用型本科專業(yè)來說，引導(dǎo)學(xué)生探討Dijkstra算法在農(nóng)產(chǎn)品物流體系中運(yùn)輸問題的應(yīng)用價值，如何去實(shí)現(xiàn)成本最小，時間最少的目標(biāo)。這樣，讓學(xué)生充分體驗(yàn)整個探究思考的過程，強(qiáng)化了學(xué)生對Dijkstra算法的掌握，又學(xué)習(xí)了如何應(yīng)用知識來進(jìn)行有限資源的優(yōu)化配置，真正做到“學(xué)以致用”。同時，鼓勵學(xué)生到具體的生產(chǎn)管理部門收集問題，既可以激發(fā)學(xué)生對知識的挑戰(zhàn)欲，也能不斷完善課程教學(xué)內(nèi)容。最后，建立課程評價和反饋體系，讓學(xué)生經(jīng)歷求知過程后有所收獲，對后學(xué)的學(xué)習(xí)不斷保有興趣和動力。因此，考試不是唯一的方法，考核方式是機(jī)動靈活的，可以采用成果匯報，、論文等形式。

2.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法。以往學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)課程基本上是通過教師課堂講授，自己課后練習(xí)來完成?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代下，信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到方方面面，在這樣的大背景下翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)運(yùn)而生?！胺D(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）”，是顛覆了傳統(tǒng)“老師教，學(xué)生學(xué)”的方式，創(chuàng)新了人才培養(yǎng)模式，重構(gòu)了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，如下表1所示。

雖然翻轉(zhuǎn)課堂充分發(fā)揮了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)型，但這種主動學(xué)習(xí)需要借助于課程網(wǎng)絡(luò)平臺和教學(xué)精心錄制的一系列模塊化微視頻等教學(xué)資源。短期來講，由于上課課時等因素的限制，運(yùn)籌學(xué)課程任課教師投入的時間和經(jīng)理遠(yuǎn)比傳統(tǒng)授課方式要多，學(xué)生如何長久保持學(xué)習(xí)熱情來課前“內(nèi)化”原本掌握困難、計(jì)算量大的知識等問題仍需進(jìn)一步探討。但作為長期課程建設(shè)，將“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)法應(yīng)用于運(yùn)籌學(xué)課程，給課程發(fā)展帶來了新的思路和方向。

3.計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。由于運(yùn)籌學(xué)問題的結(jié)題過程相對比較冗長，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難免心存煩躁。通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能更好的，理解教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果，也能提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用能力，增加自己的職業(yè)節(jié)能。應(yīng)用于運(yùn)籌學(xué)課程的計(jì)算機(jī)軟件常見的有：Matlab、Lingo/Lindo、Excel、Winqsb、管理運(yùn)籌學(xué)等軟件。

以Lingo/Lindo軟件在運(yùn)輸問題教學(xué)中的應(yīng)用為例，通常的求解方法是表上作業(yè)法，該方法包括建立初始方案、檢驗(yàn)、調(diào)整、再次檢驗(yàn)等多個步驟，過程比較煩瑣，也容易出錯?？紤]Lingo/Lindo軟件的應(yīng)用，要求學(xué)生先構(gòu)建運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型，在新打開的Lingo/Lindo軟件窗口可按照軟件語法直接輸入模型，點(diǎn)解工具欄上的“solve（求解）”按鈕，也可將模型的決策變量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件和原始數(shù)據(jù)等通過程序代碼的編寫，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)語言，得到與表上作業(yè)法一樣的結(jié)果，但計(jì)算機(jī)執(zhí)行命令很快，求解結(jié)果一步到位。然后，學(xué)生將結(jié)果進(jìn)行分析輔助決策并生成上機(jī)實(shí)驗(yàn)報告。這種方便快捷的計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使以往學(xué)生認(rèn)為的枯燥無味的大規(guī)模復(fù)雜運(yùn)籌問題的學(xué)習(xí)變得生動有趣。

4.游戲教學(xué)法?！坝螒蚪虒W(xué)法”，就是將游戲和教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來。以運(yùn)籌學(xué)課程為例，教師課前要做好充分的準(zhǔn)備，根據(jù)相關(guān)知識點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的游戲環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)要與教學(xué)內(nèi)容相銜接，安排合理。比如動態(tài)規(guī)劃多階段最優(yōu)化問題可以設(shè)計(jì)“火柴棒”游戲、網(wǎng)絡(luò)分析最短路問題可以設(shè)計(jì)“渡河游戲”、博弈論問題可以設(shè)計(jì)“數(shù)字游戲”“石頭剪刀布游戲”等。教師要明確游戲教學(xué)的目的。游戲不是為了游戲而游戲，游戲的根本目的還是教學(xué)。一堂寶貴的課堂花費(fèi)在游戲上的時間不宜過長，整門課程使用游戲教學(xué)的頻率也不宜過多，始終讓學(xué)生保持對游戲的好奇和新意。

四、結(jié)束語

在具體的教學(xué)實(shí)踐中，還需要對運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方法的改革繼續(xù)進(jìn)行深入的探索。比如，案例教學(xué)法對選取的教學(xué)案例有一定的要求，要有教師的全面剖析和點(diǎn)評，還要讓學(xué)生真正體驗(yàn)到所學(xué)的運(yùn)籌學(xué)理論在解決實(shí)際問題中起到的作用。“翻轉(zhuǎn)課堂”這一全新教學(xué)模式的完成，僅僅依靠任課教師的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要專業(yè)課程課題組、學(xué)校層面等的支持與配合。計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法則要求學(xué)生先進(jìn)行一些先修課程的學(xué)習(xí)，如計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等。另外，在游戲教學(xué)法中，學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生之間的溝通顯得尤為重要。

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