“運(yùn)籌學(xué)”的理論、案例、實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué)模式探索

羅晨

[摘 要]運(yùn)籌學(xué)作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，所涉及的知識(shí)理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。該文針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，分析了“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化的教學(xué)方式的意義，探索“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化的教學(xué)方式，該教學(xué)方式從教師角度，加強(qiáng)了教學(xué)的多樣性、系統(tǒng)性、研究性、動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)新性;從學(xué)生角度，經(jīng)歷了理論到案例到實(shí)踐的過(guò)程，從不同角度理解知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

[關(guān)鍵詞]運(yùn)籌學(xué);教學(xué)模式;理論、案例和實(shí)驗(yàn)一體化

[中圖分類號(hào)] G420[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-04-23

一、前言

運(yùn)籌學(xué)是工業(yè)工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，所涉及的知識(shí)理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。當(dāng)前大多數(shù)高校本科生運(yùn)籌學(xué)教學(xué)偏重于數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)及有關(guān)解題算法，而學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力沒(méi)有得到鍛煉和培養(yǎng)[1]。為了進(jìn)一步提高課程教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，擬開展“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化的教學(xué)方式。姚威[2]討論了基礎(chǔ)會(huì)計(jì)課程“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)模式，王保麗[3]討論了勘查技術(shù)和工程專業(yè)的信號(hào)分析與處理課程“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)模式，殷志平[1]討論了“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化在經(jīng)管專業(yè)的教學(xué)方式。盡管已有學(xué)者探討了一些課程“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化，但是不同專業(yè)不同課程的實(shí)施應(yīng)該存在一定區(qū)別，這里主要針對(duì)工業(yè)工程專業(yè)運(yùn)籌學(xué)課程“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)模式。

二、“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)的意義

1.有利于學(xué)科建設(shè)和發(fā)展。針對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程的“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)研究對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才具有重要的意義，對(duì)于提升我國(guó)運(yùn)籌學(xué)研究水平，規(guī)范工業(yè)工程學(xué)科體系，加速工程學(xué)科建設(shè)，具有重要的影響和作用。

2.有利于師資隊(duì)伍建設(shè)。針對(duì)運(yùn)籌學(xué)課程的“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)研究，鼓勵(lì)教師積極創(chuàng)新，可進(jìn)一步培養(yǎng)院校自己的教學(xué)人才隊(duì)伍，收集、設(shè)計(jì)和積累系統(tǒng)性、研究性、動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)新性的案例，不斷充實(shí)和調(diào)整案例庫(kù)，把先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、研究?jī)?nèi)容融入案例教學(xué)中。

3.有利于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)。運(yùn)籌學(xué)課程的“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)方式，讓學(xué)生在接受理論知識(shí)的同時(shí)，通過(guò)案例分析加深知識(shí)的理解，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，并進(jìn)一步應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中，從而培養(yǎng)創(chuàng)新性的工業(yè)工程專業(yè)人才。

4.有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。案例教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生自行組成團(tuán)隊(duì)，針對(duì)一個(gè)特定案例提出有效的解決方案，從而培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí);教師對(duì)多個(gè)團(tuán)隊(duì)的解決方案進(jìn)行評(píng)估和點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)不同團(tuán)隊(duì)間的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，因此“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)內(nèi)的合作和團(tuán)隊(duì)間的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

三、傳統(tǒng)教學(xué)方式的問(wèn)題

目前筆者所在院校工業(yè)工程專業(yè)的運(yùn)籌學(xué)課程主要分為運(yùn)籌學(xué)I和運(yùn)籌學(xué)II兩門課程，兩門課程都為雙語(yǔ)課程，運(yùn)籌學(xué)I主要涉及到線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、圖論等內(nèi)容;運(yùn)籌學(xué)II主要涉及到非線性規(guī)劃、博弈論、排隊(duì)論、決策分析、庫(kù)存理論等內(nèi)容，每個(gè)專題相對(duì)獨(dú)立又存在相關(guān)性。而工業(yè)工程專業(yè)相對(duì)于管理專業(yè)，對(duì)象問(wèn)題大都集中在工業(yè)界，比如如何安排生產(chǎn)線上的機(jī)器、工人、甚至物料運(yùn)輸設(shè)備的問(wèn)題，如何提高生產(chǎn)率的水平問(wèn)題，如何降底生產(chǎn)過(guò)程中的原料和半成品存量的問(wèn)題。如果采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，學(xué)生只能記憶性地了解知識(shí)點(diǎn)，而不能深刻理解知識(shí)點(diǎn);只能培養(yǎng)書面的掌握設(shè)計(jì)能力，不能培養(yǎng)解決工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)能力，因此無(wú)法達(dá)到令人滿意的教學(xué)效果。而在傳統(tǒng)教學(xué)改革過(guò)程中，遇到教學(xué)上的困難和問(wèn)題主要體現(xiàn)為以下幾方面：

1.缺乏針對(duì)性的運(yùn)籌學(xué)案例。運(yùn)籌學(xué)作為一門應(yīng)用學(xué)科，教材中有一些經(jīng)典案例，但是目前現(xiàn)有教材中主要是針對(duì)經(jīng)濟(jì)管理方面的案例，而針對(duì)工業(yè)工程專業(yè)的案例較少，如果完全按照教科書上的案例會(huì)使得教學(xué)內(nèi)容和本專業(yè)的應(yīng)用相脫節(jié)，因此有必要增加工業(yè)工程專業(yè)背景的運(yùn)籌學(xué)案例。

2.缺乏將運(yùn)籌學(xué)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。目前國(guó)內(nèi)高校運(yùn)籌學(xué)教學(xué)主要采用課堂式教學(xué)為主，以理論教學(xué)為主，而對(duì)于實(shí)際問(wèn)題應(yīng)用較少關(guān)注。盡管一些學(xué)生通過(guò)課堂知識(shí)，但是一旦遇到實(shí)際問(wèn)題，無(wú)從下手的狀態(tài)，這主要因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，不能提供給學(xué)生實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)。同時(shí)，運(yùn)籌學(xué)是一門工具類學(xué)科，若不能通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的鍛煉就不能完全掌握運(yùn)籌學(xué)這個(gè)有效工具。

3.缺乏綜合的教學(xué)考核方式。目前運(yùn)籌學(xué)教學(xué)方式比較單一，教學(xué)手段不靈活，考核方式單一，主要以閉卷考試為主，導(dǎo)致學(xué)生不能擺脫應(yīng)試方式，不能更好地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性。

四、“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)的實(shí)施探索

1.針對(duì)性案例的收集與整理。案例的選擇應(yīng)當(dāng)從案例教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和專業(yè)特點(diǎn)來(lái)選擇.要適應(yīng)學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平，同時(shí)貼合專業(yè)特色。首先，案例的選擇要注意科學(xué)性、典型性、啟發(fā)性和探索性，這樣才能引起學(xué)生感情上的共鳴。吸引學(xué)生進(jìn)入到案例情景中去，從而促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)的結(jié)合。其次，案例的選擇要注意專業(yè)特點(diǎn)，教學(xué)案例應(yīng)具備專業(yè)特色，從而有利于學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的整合和思維能力的全面發(fā)展，最好能結(jié)合實(shí)際科研問(wèn)題和企業(yè)面臨問(wèn)題，例如課題組項(xiàng)目涉及到裝配件的裝配關(guān)系可以用圖的形式表示出來(lái)，有助于基于圖優(yōu)化裝配序列，從而豐富教學(xué)內(nèi)容，以此為教學(xué)案例，讓學(xué)生們學(xué)習(xí)到與之相關(guān)的知識(shí)。

2.上機(jī)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)分為上機(jī)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)。上機(jī)實(shí)驗(yàn)主要對(duì)理論模型的求解，基于求解軟件例如Lingo、Matlab等求解線性和非線性優(yōu)化問(wèn)題。上機(jī)實(shí)驗(yàn)注重求解過(guò)程，而實(shí)踐實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整理分析、模型建立、過(guò)程求解等綜合能力。實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的選題很重要，需要考慮以下幾點(diǎn)：首先，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)應(yīng)和理論知識(shí)掛鉤，不能脫節(jié)，否則實(shí)踐實(shí)驗(yàn)的意義削弱;其次，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)應(yīng)是可實(shí)施的且實(shí)施方式不難達(dá)到，這是實(shí)踐實(shí)驗(yàn)實(shí)施的關(guān)鍵;最后，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是引出學(xué)生興趣的，這樣才能促進(jìn)學(xué)生積極開展。目前，我系所采用的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)是分析食堂高峰期打菜窗口的排隊(duì)情況，進(jìn)而改進(jìn)排隊(duì)方式，就往屆學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能在數(shù)據(jù)采集、分析、建模等各個(gè)環(huán)節(jié)都是存在問(wèn)題，但是通過(guò)小組討論分析簡(jiǎn)化，每個(gè)組都能提出自己獨(dú)到的見解。

3.以理論知識(shí)為基礎(chǔ)、案例分析為核心、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為應(yīng)用的課堂討論。課堂討論是“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，也是難度大且容易出問(wèn)題的環(huán)節(jié)，其成功與否取決于教師的引導(dǎo)能力和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在課堂討論中，教師和學(xué)生分別扮演著不同的角色，發(fā)揮著不同的作用。通過(guò)師生之間、發(fā)言人與點(diǎn)評(píng)人之間、組織者與參與者之間的多層次交流，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的最佳效果。首先導(dǎo)師應(yīng)該能夠引導(dǎo)發(fā)言人將問(wèn)題描述清楚，使得其他同學(xué)能夠明白發(fā)言人的想法，其次，教師要對(duì)發(fā)言人的信息進(jìn)行去粗取精、去偽存真的加工，精準(zhǔn)點(diǎn)評(píng)發(fā)言內(nèi)容，并由表及里將問(wèn)題發(fā)掘出來(lái)，且設(shè)計(jì)一些具有啟發(fā)性的模糊問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生去思考，發(fā)掘他們的創(chuàng)造性智慧;最后，教師引導(dǎo)學(xué)生就問(wèn)題討論、辨析。只有這樣，才能很好掌控課堂的發(fā)展，啟發(fā)學(xué)生的思考。

五、結(jié)論

“理論+案例+實(shí)驗(yàn)”一體化的教學(xué)方式從教師角度，加強(qiáng)了教學(xué)的多樣性、系統(tǒng)性、研究性、動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)新性;從學(xué)生角度，經(jīng)歷了理論到案例到實(shí)踐的過(guò)程，從不同角度理解知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

參考文獻(xiàn)

[1]殷志平.理論、案例、實(shí)驗(yàn)一體化教學(xué)模式在經(jīng)管專業(yè)“運(yùn)籌學(xué)”教學(xué)中的實(shí)施路徑[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，034 （003）：103-105.

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