基于混合教學(xué)法的運籌學(xué)課程教學(xué)改革探究

趙東偉

摘 要：為解決運籌學(xué)在傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生學(xué)習(xí)主動性缺乏、學(xué)習(xí)效率不高、實踐應(yīng)用能力弱的問題，本文以講授運籌學(xué)課程的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及評價方式等方面分析運籌學(xué)課程教學(xué)中存在的學(xué)習(xí)“痛點”，開展“線上（在線教學(xué)）”+“線下（傳統(tǒng)教學(xué)）”的混合式教學(xué)實踐，從課前階段、課中階段、課后階段等三個方面對運籌學(xué)課程教學(xué)改革進行探索。實踐反饋表明，混合教學(xué)改革可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率和專業(yè)成績，同時還培養(yǎng)及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和對運籌學(xué)的積極性和主動性。

關(guān)鍵詞：運籌學(xué) 教學(xué)改革 課程思政 混合教學(xué)法

1 引言

運籌學(xué)作為高校交通運輸、工商管理、物流管理、信息與計算科學(xué)等專業(yè)的必修課程，在軍事、政治、管理、經(jīng)濟、工程技術(shù)等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用[1]。該課程以高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計為基礎(chǔ)，具有知識體系復(fù)雜、抽象性強、學(xué)習(xí)難度大的特點，且在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中存在著理論與實際脫軌、“填鴨式”教學(xué)、考核方法單一等問題，已經(jīng)不能培養(yǎng)具有真正專業(yè)素養(yǎng)和主動學(xué)習(xí)的應(yīng)用型人才[2-3]。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出了諸如：MOOC視頻、翻轉(zhuǎn)課堂、微課等諸多借助互聯(lián)網(wǎng)在線教育的新教學(xué)模式，其特點為：不限時間、不限場地，內(nèi)容多樣，資源共享，重復(fù)性強。這種新型教學(xué)模式將使傳統(tǒng)教學(xué)中“滿堂灌”的現(xiàn)象得到徹底改變，但教師必須在教學(xué)實踐中進行有效的指導(dǎo)和監(jiān)督，否則會導(dǎo)致教學(xué)效果偏離預(yù)期[4-5]。因此，開展“線上（線上教學(xué)）+線下（傳統(tǒng)教學(xué)）”的混合式教學(xué)實踐，以交通運輸類專業(yè)運籌學(xué)教學(xué)為研究對象，從而改善傳統(tǒng)教學(xué)只重視學(xué)生考試分數(shù)多少的弊端，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)積極性。達到培養(yǎng)具有專業(yè)實踐能力應(yīng)用型人才的目的。

2 《運籌學(xué)》課程教學(xué)“痛點”分析

本文以鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院交通運輸專業(yè)為例，本專業(yè)每個年級有90人左右，運籌學(xué)課程安排在大三上學(xué)期授課，選用教材為：由機械工業(yè)出版社出版，武漢理工大學(xué)熊偉主編《運籌學(xué)（第3版）》，課程主要包括線性規(guī)劃模型、對偶理論模型、運輸和指派問題、網(wǎng)絡(luò)模型、網(wǎng)絡(luò)計劃、存儲論以及決策論等相關(guān)內(nèi)容。

（1）教學(xué)內(nèi)容。

運籌學(xué)課程分為理論和實踐兩大部分，共56個學(xué)時：包括48個學(xué)時的理論教學(xué)和8個學(xué)時的實驗教學(xué)。運籌學(xué)整個模塊的理論知識比較復(fù)雜難懂，數(shù)學(xué)公式和定理的推導(dǎo)比較枯燥無味，學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容知識的積極性和主動性隨著上課時間的增加而逐漸下降，因而對知識點的掌握不能完全透徹，教學(xué)效果也不能達到預(yù)期。另外，運籌學(xué)教材版本眾多，雖然教材的主要章節(jié)和知識點基本相同，但不同教材側(cè)重點大相徑庭，理論深度和應(yīng)用案例的設(shè)計不能高度契合交通運輸行業(yè)的實際問題。在理論課結(jié)束后會統(tǒng)一組織學(xué)生在機房進行實驗，但由于大部分的實驗是集中進行的，并不能與之前所學(xué)知識案例融為一體，導(dǎo)致學(xué)生并不能有效的解決交通運輸專業(yè)領(lǐng)域的實際問題。

（2）教學(xué)方法。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要是教師在課堂利用PPT+板書的方式進行講授，授課方式相對單一，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)，“填鴨式”教學(xué)形式依然存在[6]。在上課過程中，教師通過使用PPT展示本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，雖然增加了知識信息量，但呈現(xiàn)較快使得大多數(shù)學(xué)生并不能跟上老師的思路，學(xué)生也喪失了獨立思考、創(chuàng)新等能力。另外，從整個學(xué)期的授課過程來看，學(xué)生對于這門課積極性不高，將實際問題抽象成線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型、對偶模型、運輸模型的能力較弱，各種分支領(lǐng)域解決問題的算法比較晦澀難懂。大多數(shù)學(xué)生只是為了應(yīng)付考試，不知道學(xué)習(xí)這門課程對于交通運輸領(lǐng)域有何作用，可能等到考試結(jié)束之后相關(guān)知識也就隨之而去[7]。最后，部分教師沒有充分時間去了解每位學(xué)生的個體差異性，在授課時采用小組討論的方式，由于教學(xué)內(nèi)容的難度和課時限制，導(dǎo)致學(xué)生參與度并不高。

（3）教學(xué)評價。

大部分高校的《運籌學(xué)》課程考核方式為閉卷考試，最終成績由三部分組成：平時成績、實驗成績和考試卷面成績。其中平時成績以考勤、課堂表現(xiàn)、測驗等為主，占總分的10%，實驗成績期以考勤、課堂表現(xiàn)、實驗報告等為主，占總分的20%，期末考試題型以選擇題、判斷題、填空題、計算題、綜合應(yīng)用題為主，占總分的70%。雖然總成績按照這種方法可以一定程度上考量學(xué)生掌握運籌學(xué)相關(guān)知識的程度，但不能全面的評價學(xué)生應(yīng)用到本領(lǐng)域解決實際問題的能力，并且大部分學(xué)生為了考試及格，期末之前會采用臨時抱佛腳，死記硬背，突擊復(fù)習(xí)的方式應(yīng)付考試，導(dǎo)致運籌學(xué)的教學(xué)評價還是不夠全面，也不能真實反映學(xué)生的綜合能力[8]。

3 基于混合教學(xué)法的《運籌學(xué)》課程教學(xué)改革

為了解決傳統(tǒng)運籌學(xué)課程存在的問題，以講授運籌學(xué)課程的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，基于“線上（在線教學(xué)）”+“線下（傳統(tǒng)教學(xué)）”的混合式教學(xué)模式（如圖1所示），從課前階段、課中階段、課后階段等三個方面對運籌學(xué)課程教學(xué)改革進行探索。

（1）課前階段。

課前階段主要是教師在上課前確定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教法方法、了解學(xué)生基本情況的準(zhǔn)備階段。教學(xué)目標(biāo)可以從素質(zhì)、知識、能力等三方面明確：素質(zhì)方面主要培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，如永攀高峰、團隊合作、正確的人生觀和價值觀等；知識方面要求學(xué)生掌握運籌學(xué)中線性規(guī)劃中各種問題的基本概念、模型構(gòu)建原理以及求解方法，以及利用 WinQSB、Lingo、Matlab軟件嘗試解決交通運輸領(lǐng)域的實際問題案例；能力方面要求學(xué)生具有利用不同的運籌學(xué)算法解決實際問題的能力，培養(yǎng)具有真正專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型人才。教師在講述本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容前，可將核心知識點制作成20分鐘內(nèi)的微課視頻，讓學(xué)生對本節(jié)課所學(xué)知識脈絡(luò)有清晰的認知，并設(shè)置一些課前思考的題目，選取本節(jié)課重、難點的MOOC資源上傳到教學(xué)平臺和搭建在線交流平臺上。采取搶答和分組討論的方式，調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，在引導(dǎo)全體學(xué)生觀看視頻資源、完成相應(yīng)教學(xué)要求和課后小作業(yè)的同時，循序漸進地使學(xué)生對各章節(jié)的重難點進行掌握，同時可以采取隨機點名、課前簽到、課中點名、不能倍速等方式約束掛網(wǎng)不聽課現(xiàn)象的發(fā)生。最后根據(jù)在線討論、視頻觀看次數(shù)、作業(yè)反饋情況真正了解學(xué)生的薄弱點，進而制定更具有針對性的教學(xué)內(nèi)容。

（2）課中階段。

傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容主要是教師圍繞教學(xué)大綱、教學(xué)進度計劃和教材進行灌輸式教學(xué)，但由于運籌學(xué)涉及的分支內(nèi)容比較復(fù)雜，在解決不同的分支問題時，需要用不同的復(fù)雜算法來求解，導(dǎo)致大部分學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，對所學(xué)的模型、算法起到什么作用也不了解，更談不上對學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。采用混合式教學(xué)模式，在課中階段主要解決較為抽象晦澀的知識點以及課前階段出現(xiàn)的典型問題，教師在講解時可以穿插古代運籌學(xué)故事和現(xiàn)代科學(xué)工作者對運籌學(xué)做出突出貢獻的生平軼事，通過角色扮演、小組討論、經(jīng)典案例辨析等方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新、持之以恒的正確價值取向和科學(xué)研究精神；對教學(xué)學(xué)時和核心知識點的實驗學(xué)時進行合理分配，將實驗學(xué)時平均分配到各章節(jié)，做到講練結(jié)合，有利于運籌學(xué)基礎(chǔ)知識的加深掌握，有利于學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，提高專業(yè)成績；可引入國內(nèi)外交通領(lǐng)域前沿的發(fā)展動態(tài)，利用WinQSB、Lingo、MATLAB軟件構(gòu)建模型、求解、優(yōu)化等方法解決復(fù)雜的工程問題案例，將產(chǎn)業(yè)背景與課程教學(xué)緊密融合，讓學(xué)生相信運籌學(xué)的重要性與實用性，著重培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐與創(chuàng)新能力。

（3）課后階段。

課后階段主要是教師全方位考核學(xué)生對運籌學(xué)知識運用的實際能力，并根據(jù)評價結(jié)果做出下一步教學(xué)計劃?？偝煽兂顺Ｓ玫钠綍r成績+實驗成績+期末成績組成外，還需要結(jié)合學(xué)生的知識掌握水平、實踐應(yīng)用水平、學(xué)習(xí)態(tài)度表現(xiàn)、團體合作、身心健康狀況等多方面進行測試?；诨旌辖虒W(xué)法的教學(xué)模式，可以根據(jù)課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容在學(xué)前、學(xué)中的不斷調(diào)整和完善，進而建立更加客觀、科學(xué)、多元的考核評價體系，將過程性考核與結(jié)課考核科學(xué)緊密的結(jié)合。如圖2所示，過程性考核包括：考勤，作業(yè)，課堂表現(xiàn)，章節(jié)測試，課程視頻觀看情況按照權(quán)重進行綜合打分。結(jié)課考核包括：上機操作建模、求解交通運輸行業(yè)實踐案例+多種題型組合的閉卷考試。

4 結(jié)語

本文分析了傳統(tǒng)運籌學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價等方面的現(xiàn)狀，提出“線上（線上授課）”+“線下（傳統(tǒng)授課）”的混合式教學(xué)模式。運籌學(xué)課程教學(xué)改革從課前階段教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的重構(gòu)、課中階段教學(xué)內(nèi)容的重難點分析、課后階段多樣化考核標(biāo)準(zhǔn)體系的完善等三個方面進行了探索?；旌鲜浇虒W(xué)模式經(jīng)過一年的實踐證明，得到了廣大學(xué)生的一致好評，從而在培養(yǎng)真正具有專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型人才的同時，達到了有效提高學(xué)員學(xué)習(xí)效率和專業(yè)成績的探索目的。

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