工程管理類專業(yè)運(yùn)籌學(xué)課堂教學(xué)改革探討

張亞陽

(集美大學(xué) 理學(xué)院,福建 廈門361021)

工程管理類專業(yè)運(yùn)籌學(xué)課堂教學(xué)改革探討

張亞陽

(集美大學(xué) 理學(xué)院,福建 廈門361021)

文章通過對(duì)運(yùn)籌學(xué)特點(diǎn)的概括,結(jié)合工程管理類專業(yè)人才培養(yǎng)的要求,分析了運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中存在的主要問題,從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面對(duì)課堂教學(xué)工作提出了改革方案。

運(yùn)籌學(xué);教學(xué)改革;工程管理專業(yè)

運(yùn)籌學(xué)是工程管理類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,這門學(xué)科是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來的一門新興學(xué)科,其主要目的是為管理者提供決策目標(biāo)和數(shù)量分析的工具,確切地說,運(yùn)籌學(xué)是應(yīng)用分析、實(shí)驗(yàn)、量化的方法,對(duì)經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)中的人、財(cái)、物等有限資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排,為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案,以實(shí)現(xiàn)最有效的管理。因?yàn)檫\(yùn)籌學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,而目前運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)仍然停留在傳統(tǒng)的模式上,過分注重定義的解釋,定理的證明,缺乏應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)的原理、方法,去分析和解決實(shí)際問題的訓(xùn)練,因而培養(yǎng)出來的學(xué)生普遍存在“眼高手低”的通病。很多學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的基本理論和求解方法掌握得很好,但每當(dāng)遇到實(shí)際問題的時(shí)候,卻顯得茫然無措,不知從何下手,運(yùn)籌學(xué)的真正實(shí)用價(jià)值不能得到很好的體現(xiàn)。因此如何進(jìn)行運(yùn)籌學(xué)課堂教學(xué)改革,是擺在每個(gè)從事運(yùn)籌學(xué)教學(xué)工作者面前必須深思的問題。

一、運(yùn)籌學(xué)的特點(diǎn)

(一)系統(tǒng)的整體優(yōu)化

運(yùn)籌學(xué)不是對(duì)每一個(gè)決策行為孤立進(jìn)行評(píng)價(jià),而是把它同系統(tǒng)內(nèi)所有其它重要的相互作用結(jié)合起來作出評(píng)價(jià),把相互影響的各方面作為一個(gè)統(tǒng)一體,從總體利益的觀點(diǎn)出發(fā),尋找一個(gè)優(yōu)化協(xié)調(diào)的方案。例如一個(gè)企業(yè)的經(jīng)營管理是由許多子系統(tǒng)組成的,包括生產(chǎn)、銷售、供給、財(cái)務(wù)、技術(shù)等,各個(gè)子系統(tǒng)工作的好壞直接影響到企業(yè)經(jīng)營管理的好壞,但各子系統(tǒng)的目標(biāo)往往不相一致,生產(chǎn)部門為提高產(chǎn)量希望盡可能擴(kuò)大生產(chǎn);銷售部門為滿足為滿足不同用戶的需求,希望增加產(chǎn)品的花色種類;財(cái)務(wù)部門希望加速資金周轉(zhuǎn)、減少產(chǎn)品庫存,以降低成本。作為一個(gè)企業(yè)決策管理者,必須要從企業(yè)的總體利益出發(fā),對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的利益做到統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)發(fā)展。

(二)多學(xué)科的交叉

運(yùn)籌學(xué)廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和方法,為人們提供最優(yōu)決策服務(wù),是多學(xué)科交叉的一門學(xué)科,自20世紀(jì)40年代產(chǎn)生以來,經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)成為具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、完善的結(jié)構(gòu)體系,并形成了一系列的分支,包括數(shù)學(xué)規(guī)劃、存貯論、排隊(duì)論、決策論、對(duì)策論、圖論與網(wǎng)絡(luò)等。它綜合應(yīng)用了經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的方法,并將它們相互交叉、相互滲透、綜合應(yīng)用。例如一個(gè)企業(yè)的有效管理可能涉及到來自不同領(lǐng)域、具有不同經(jīng)驗(yàn)和技能的專家,由于這些專家來自不同的學(xué)科領(lǐng)域、有著不同的工作經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn),因而在選定和探索解決問題的途徑時(shí),各學(xué)科的協(xié)調(diào)配合可為企業(yè)決策者提供最優(yōu)方案開辟廣闊的空間。

(三)模型方法的應(yīng)用

運(yùn)籌學(xué)一開始就有強(qiáng)烈的實(shí)踐性和應(yīng)用性,具體表現(xiàn)為,通過對(duì)問題建立模型,然后輸入各種數(shù)據(jù)資料,分析各種因素同系數(shù)目標(biāo)之間的因果關(guān)系,從而確立一整套邏輯的分析問題的程序方法,為管理者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù),并根據(jù)實(shí)際情況檢驗(yàn)問題結(jié)果,進(jìn)行靈敏度分析,以便更好地應(yīng)用于實(shí)踐。

二、運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

(一)教學(xué)內(nèi)容不恰當(dāng)

運(yùn)籌學(xué)課程包括若干分支,而教學(xué)時(shí)數(shù)有限,運(yùn)籌學(xué)課堂教學(xué)不可能涉及各個(gè)分支,并且不同層次、不同專業(yè)、不同類型的類型人才培養(yǎng)目標(biāo)不盡相同,學(xué)生素質(zhì)及知識(shí)結(jié)構(gòu)也存在差異,因而要求運(yùn)籌學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容的選擇、難度的掌控、教學(xué)側(cè)重點(diǎn)等一系列問題上應(yīng)做到因材施教。目前在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容的選擇帶有一定的隨意性和盲目性,甚至存在著教學(xué)內(nèi)容因人而設(shè)或因教材而設(shè)的現(xiàn)象。

(二)教學(xué)方法不科學(xué)

現(xiàn)階段運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)大多還是采用傳統(tǒng)的講授法,老師和學(xué)生把大量的精力投入到定義解釋和定理的推導(dǎo),以及手工演算的培訓(xùn)上,而運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用和分析問題、解決問題的方法講授的太少,而且大多數(shù)運(yùn)籌學(xué)老師還是采用傳統(tǒng)的“粉筆加黑板”的授課方式,系統(tǒng)且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行數(shù)學(xué)推理和傳授解題技巧,學(xué)生花了大量的時(shí)間和精力在解題方法與技巧上,對(duì)如何提高實(shí)踐能力投入的時(shí)間很少,因此培養(yǎng)出的學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)理論、模型及其求解方法可能有很好的掌握,但如何利用所學(xué)的知識(shí)去分析和解決實(shí)際問題,許多學(xué)生仍然是茫然無措,不知從何下手。

(三)教學(xué)目的不明確

運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)目的應(yīng)明確定位在對(duì)基本概念、基本原理的理解和掌握以及對(duì)基本方法的應(yīng)用上,通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生能夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的基本思想、方法、原理去分析和解決實(shí)際工作中存在的問題。目前,很多運(yùn)籌學(xué)的教材存在著重理論、輕應(yīng)用的傾向,教師在講授這門課程的時(shí)候,由于受到教材的局限,理論講授得太多,實(shí)際應(yīng)用的例子講得太少。

(四)教與學(xué)信息的反饋不及時(shí),師生互動(dòng)不強(qiáng)

在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師講授的時(shí)間太長,相應(yīng)留給學(xué)生思考的時(shí)間太短,學(xué)生可能有問題也沒有時(shí)間解決,并且教師除授課外,與學(xué)生的聯(lián)系很少,學(xué)生可能在課后自學(xué)和做課后練習(xí)中隨時(shí)會(huì)遇到各種問題,因無法及時(shí)與老師交流而使問題堆積,使得后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)越加困難。

三、工程管理類教學(xué)改革的思路

(一)根據(jù)教學(xué)目的確定教學(xué)內(nèi)容

運(yùn)籌學(xué)是由很多分支組成,其涵蓋的內(nèi)容非常豐富,不同辦學(xué)層次、專業(yè)背景、學(xué)校類型的人才培養(yǎng)目標(biāo)不同,學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)存在差異,因而在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,應(yīng)考慮專業(yè)特點(diǎn)。

針對(duì)工程管理專業(yè)的特點(diǎn),其教學(xué)目的應(yīng)定位在對(duì)課程基本概念、基本原理的理解,以及對(duì)基本方法的掌握和運(yùn)用上,使學(xué)生通過運(yùn)籌學(xué)課程學(xué)習(xí),能夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的思想、原理、方法,去分析和解決工程管理工作中存在大量的最優(yōu)化問題,即將教學(xué)重點(diǎn)放在運(yùn)籌學(xué)的運(yùn)用領(lǐng)域。2008、2009年度我們精心設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容,對(duì)線性規(guī)劃及其對(duì)偶理論著重講解其原理和方法,對(duì)運(yùn)輸問題、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、存貯論、圖論著重理論聯(lián)系實(shí)際,盡量從工程管理專業(yè)的學(xué)生以后可能從事的工作出發(fā),找出一些實(shí)際問題,引導(dǎo)學(xué)生如何運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的思想、原理,將它轉(zhuǎn)化為一個(gè)可以利用運(yùn)籌學(xué)的方法解決的問題。例如 ,有一個(gè)這樣的問題 ,有 8 種藥品 a、b、c、d、e、f、g、h要放進(jìn)存貯室保管,出于安全原因,下列各種藥品不能貯在同一室內(nèi) af、ac、ah、ef、eg、gh、hb、hd、bd、fg、dc、fb、gc、ed、gd,問貯存這8種藥品至少需要多少間貯藏室?對(duì)于以后從事物流、倉貯管理的學(xué)生來說,這個(gè)問題就是一個(gè)可能要面對(duì)的實(shí)際問題。

(二)改善教學(xué)方法

1.應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。改變過去傳統(tǒng)單一的“傳授式”教學(xué)方法,將啟發(fā)式、討論式等多種靈活生動(dòng)的教學(xué)方法應(yīng)用到教學(xué)之中,通過具有啟發(fā)式的例題,對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟迪,引發(fā)其思考,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生只有對(duì)運(yùn)籌學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣,學(xué)習(xí)才能有主動(dòng)性和積極性,也才能不斷地觀察、思考和想象。例如,在講授產(chǎn)銷平衡的運(yùn)輸問題這部分內(nèi)容的時(shí)候,可以先讓學(xué)生知道運(yùn)輸問題實(shí)際上是一個(gè)線性規(guī)劃問題。引導(dǎo)學(xué)生建立該問題的數(shù)學(xué)模型,從這個(gè)模型中可以看出,隨著產(chǎn)地、銷地的增加,變量的個(gè)數(shù)會(huì)成倍地增加,如果運(yùn)用傳統(tǒng)的單純形法去解決的話,是非常麻煩的,有沒有更快捷的方法呢?從而引出表上作業(yè)法。這樣不僅集中了學(xué)生的注意力,而且增強(qiáng)了學(xué)生的求知欲,還可以進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考另一個(gè)問題,當(dāng)產(chǎn)銷不平衡時(shí),如何解決?這樣步步深入,環(huán)環(huán)相扣,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)方法的同時(shí),還領(lǐng)會(huì)到了數(shù)學(xué)的美妙之處。

2.在教學(xué)中加強(qiáng)教與學(xué)的互動(dòng)。傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往容易忽視教與學(xué)的互動(dòng),而現(xiàn)代教學(xué)方法主要是挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力,從學(xué)生學(xué)習(xí)主體出發(fā),使學(xué)生處于再發(fā)現(xiàn)的地位。為此在運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中,教師可以提出一些學(xué)生力所能及的問題。如對(duì)某個(gè)問題的思考,某個(gè)定理或結(jié)論的證明,可以先讓學(xué)生去探索,放開學(xué)生的手腳,讓學(xué)生充分融入到課堂中來,這樣不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,還可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程內(nèi)容的理解和掌握。例如,在講授單純形法的進(jìn)一步討論這一節(jié)時(shí),可以設(shè)計(jì)一些小問題,如當(dāng)目標(biāo)函數(shù)為最小時(shí),怎么辦?當(dāng)約束條件出現(xiàn)“小于等于”或“等于”時(shí),怎么辦?顯然出現(xiàn)這些問題時(shí),僅用已學(xué)的方法是不夠的。讓學(xué)生通過思考這些問題,從而達(dá)到對(duì)人工變量法和兩階段法的理解,進(jìn)而加深對(duì)單純形法的理解。

3.適當(dāng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。由于運(yùn)籌學(xué)主要是用于解決系統(tǒng)的各種最優(yōu)化的問題,可能涉及的變量多,約束條件復(fù)雜,因而計(jì)算量非常大,因此利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),無論是對(duì)運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,還是對(duì)運(yùn)籌學(xué)教學(xué)本身,都有非常重要的意義。例如,用單純形法求解線性規(guī)劃問題

該問題有三個(gè)變量,如果學(xué)生不用計(jì)算機(jī),至少要20分鐘算出結(jié)果,但很容易由于一個(gè)數(shù)字計(jì)算錯(cuò)誤造成整個(gè)計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤,這不僅增加學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān),而且還會(huì)在一定程度上打擊學(xué)生學(xué)生運(yùn)籌學(xué)課程的積極性,如果利用軟件Lin-G o、LinDo求解,只需2-3分鐘時(shí)間就可求出結(jié)果,而且準(zhǔn)確無誤。尤其是當(dāng)變量的個(gè)數(shù)、約束條件的個(gè)數(shù)再增加,計(jì)算量會(huì)成倍地增加,用手工計(jì)算可能是無法完成的事情。因此利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不僅可以增強(qiáng)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且也是運(yùn)籌學(xué)學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在要求。

4.加強(qiáng)課外輔導(dǎo)。建立定期課外輔導(dǎo)制度,可以加強(qiáng)師生的聯(lián)系,及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題,在幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)困難的同時(shí),可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

四、結(jié)論

從最近的教學(xué)情況來看,采取上述改革措施,教學(xué)效果取得了明顯的進(jìn)步,學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)的興趣有了很大的提高,很多學(xué)生由原來的被動(dòng)學(xué)習(xí),即只會(huì)對(duì)書本的定義的解釋、定理的證明、計(jì)算步驟的記憶,轉(zhuǎn)化為現(xiàn)在的主動(dòng)學(xué)習(xí),在對(duì)書本知識(shí)的理解、掌握的基礎(chǔ)上,能夠結(jié)合自己的專業(yè)特點(diǎn),找出一些實(shí)際問題,尋求運(yùn)籌學(xué)中已學(xué)的方法,加以解決。當(dāng)然改革永無止境,它只有起點(diǎn),沒有終點(diǎn),還要許多問題值得深思,如對(duì)現(xiàn)行的考核方式能否作一下調(diào)整?能否讓學(xué)生到企業(yè)中去,看有沒有實(shí)際的問題可以用運(yùn)籌學(xué)的方法加以解決?我相信,只有我們不斷地努力,運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)改革一定會(huì)取得豐碩的成果。

[1]胡運(yùn)權(quán),郭耀煌.運(yùn)籌學(xué)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003.

[2]胡運(yùn)權(quán).運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2008.

[3]徐利治等.數(shù)學(xué)方法論教程[M].南京:江蘇教育出版社,1992.

[4]胡紅萍,胡紅莉.運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J].中北大學(xué)出版社(社科版),2005,(2):84-85.

[5]楊茂盛,孔凡樓,張 煒.以科研促進(jìn)運(yùn)籌學(xué)教學(xué)改革與探索[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(社科版),2006,(6):52-54.

[6]張 輝.運(yùn)籌學(xué)教學(xué)方法探討[J].中國石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報(bào),2008,(1):85-86.

[7]余 躍,王婷婷.在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維[J].吉林省教育學(xué)報(bào)學(xué)院,2007,(2):27-29.

[責(zé)任編輯:李志清]