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1、 基于WINQSB的管理類專業(yè)運(yùn)籌學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐 運(yùn)籌學(xué)是管理類專業(yè)的一門學(xué)位課,是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課和從事本專業(yè)的科研與工作的必備理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法。它的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。確切的說(shuō),運(yùn)籌學(xué)是應(yīng)用分析、試驗(yàn)、量化的方法,對(duì)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。21世紀(jì),科技進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展提出了培養(yǎng)信息社會(huì)高素質(zhì)人才的要求:不僅要使學(xué)生認(rèn)識(shí)自然規(guī)律、掌握一定的科學(xué)技術(shù)知識(shí),更要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決世紀(jì)問(wèn)題的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)人才過(guò)程中貫穿始終,不可或缺的重要組成部分。這就意味著我們必
2、須對(duì)運(yùn)籌學(xué)原有的教學(xué)體系做全面的思考。一、運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題1、教學(xué)內(nèi)容不恰當(dāng)運(yùn)籌學(xué)包括很多分支,每一個(gè)分支用來(lái)處理不同的問(wèn)題,各分支之間處理問(wèn)題的技巧千差萬(wàn)別,缺乏聯(lián)系,而我校管理類專業(yè)運(yùn)籌學(xué)只安排30或45學(xué)時(shí)。運(yùn)籌學(xué)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。而目前的運(yùn)籌學(xué)教學(xué),在教學(xué)內(nèi)容的選擇、難度的掌控、教學(xué)側(cè)重點(diǎn)等問(wèn)題上并沒(méi)有因此做到“量體裁衣、因材施教”。教學(xué)內(nèi)容的選擇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)的現(xiàn)象。2、教學(xué)方式單一大多數(shù)運(yùn)籌學(xué)教學(xué)仍然是“一本教案,一支粉筆,一塊黑板”的傳統(tǒng)課堂教學(xué)方
3、式。在教學(xué)方法上大多數(shù)采用“教師講,學(xué)生聽(tīng)”的灌輸式教學(xué),教師居于主導(dǎo)地位,學(xué)生則處于被動(dòng)地位,課堂上很少有師生間的互動(dòng),不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏主動(dòng)性,更談不上運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。3、考核方式單一目前運(yùn)籌學(xué)大都采用“期末一張卷”的考核方式。學(xué)生學(xué)完了老師課堂上講的東西,應(yīng)付了考試,拿到了學(xué)分,似乎很正常,根本體現(xiàn)不出運(yùn)籌學(xué)的實(shí)踐性,而且導(dǎo)致很多學(xué)生重視理論知識(shí),而忽視實(shí)踐能力的訓(xùn)練。二、運(yùn)籌學(xué)教學(xué)改革思路1、明確教學(xué)內(nèi)容針對(duì)管理類專業(yè)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的特點(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(guò)對(duì)運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí),能
4、夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的思想、原理和方法,去分析和解決管理工作中存在的大量的最優(yōu)化問(wèn)題,即將教學(xué)重點(diǎn)放在運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域。比如,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(wèn)題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、存儲(chǔ)論、決策論和圖論著重理論聯(lián)系實(shí)際,盡量從學(xué)生以后可能從事的工作出發(fā),找出一些背景新穎、內(nèi)容簡(jiǎn)單的案例,引導(dǎo)學(xué)生如何運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)思想和原理,建立模型,并用軟件包WINQSB求解。此外,特別需要重視的是第一次課對(duì)運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展、分支和作用等內(nèi)容以及軟件包WINQSB的介紹,這對(duì)學(xué)生了解運(yùn)籌學(xué)、弄清楚它的作用和端正學(xué)習(xí)態(tài)度有很大幫助。2、改善教學(xué)方式(1)加強(qiáng)案例教學(xué)運(yùn)籌學(xué)中案例很多,而且有大量成型的案例可以
5、借鑒。每講一個(gè)分支都精選背景新穎、內(nèi)容簡(jiǎn)單的典型案例,先進(jìn)行案例分析;再介紹相應(yīng)定義、定理和算法,使學(xué)生更容易理解枯燥艱深的理論;最后再運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)思想、原理和方法解決開始的案例。這樣不僅可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,使學(xué)生積極主動(dòng)的參與到案例的討論之中,在討論中找出解決問(wèn)題得方法,在思考中調(diào)動(dòng)和運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí),還可以使知識(shí)得到綜合運(yùn)用,強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合,提高學(xué)生分析與解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。 (2)合理使用多媒體運(yùn)籌學(xué)的特點(diǎn)是“五多一少”,即“表格多、圖形多、模型多、算法多、案例多、理論推導(dǎo)少”,因此運(yùn)籌學(xué)教學(xué)非常適宜用多媒體輔助教學(xué)。我們可以制作表格清晰、美觀,圖形色彩鮮明、可視性強(qiáng),效
6、率高,信息量大的多媒體課件,從而克服傳統(tǒng)教學(xué)中教師把大量時(shí)間花費(fèi)在制表、畫圖中,效率低下、課堂信息量少的缺陷。另外,可以用多媒體介紹基本理論、演示例題和布置課后作業(yè),即節(jié)省了時(shí)間,又保證了學(xué)生課后復(fù)習(xí)有所依據(jù)。但是,信息量的增大容易對(duì)學(xué)生進(jìn)行“填鴨式“教學(xué),因此要特別注意師生互動(dòng),講課要有激情。同時(shí),對(duì)于邏輯推理較強(qiáng)的內(nèi)容,教師板書加上學(xué)生記筆記的教學(xué)形式,其效果要遠(yuǎn)好于用屏幕一屛屏講解的效果,因此必須合理的使用多媒體教學(xué)。(3)增加上機(jī)實(shí)驗(yàn)適應(yīng)運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)上機(jī)實(shí)驗(yàn)課與理論教學(xué)課的有效結(jié)合,正確界定上機(jī)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、時(shí)間和進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)完美搭配與協(xié)調(diào)。由于運(yùn)籌學(xué)主要解決復(fù)雜系統(tǒng)的各種最優(yōu)化
7、問(wèn)題,涉及的變量非常多,約束條件非常復(fù)雜,因而實(shí)際的運(yùn)籌學(xué)模型往往非常龐大,手工計(jì)算求解基本不可行,必須借助計(jì)算機(jī)才能完成問(wèn)題的求解。此時(shí),通過(guò)穿插進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn),將軟件包WINQSB介紹給學(xué)生,使學(xué)生從大量的繁瑣計(jì)算中解脫出來(lái),將精力放在建立模型、熟悉算法和分析優(yōu)化上,以進(jìn)一步鞏固理論課上所學(xué)的基本原理與知識(shí),無(wú)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(wèn)題:該問(wèn)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)果出錯(cuò),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)習(xí)運(yùn)籌學(xué)課程的積極性。
8、如果利用軟件包WINQSB求解,只需2-3分鐘就可求出結(jié)果,而且準(zhǔn)確無(wú)誤。尤其是當(dāng)變量個(gè)數(shù)、約束條件個(gè)數(shù)再增加,計(jì)算量會(huì)成倍的增加,用手工計(jì)算可能是無(wú)法完成的事情。同時(shí),用軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬,這種學(xué)習(xí)本身就是一種創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)。 3、改革考核方式傳統(tǒng)的卷面考試并不能全面考察學(xué)生對(duì)專業(yè)技能的掌握情況,因此必須采用多種考核并舉的方式。將傳統(tǒng)的閉卷考試的單一考試方式改為了實(shí)驗(yàn)報(bào)告、機(jī)試加筆試的考核方式,其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告的題目是和課堂內(nèi)容有關(guān)的一個(gè)小案例,考察學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力;機(jī)試以開卷的方式,考察熟練應(yīng)用軟件WINQSB的能力;筆試為閉卷考試,考察學(xué)生運(yùn)籌學(xué)的基本理論。這種考試方式一方面避
9、免了高分低能情況的發(fā)生,另一方面也引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中注重實(shí)踐能力的培養(yǎng),而不僅僅是得高分。學(xué)生普遍反映比較滿意,并對(duì)數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽產(chǎn)生了濃厚的興趣。三、結(jié)束語(yǔ)從最近兩年的教學(xué)情況來(lái)看,采取以上措施,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)的興趣有了很大提高,很多學(xué)生由原來(lái)的被動(dòng)學(xué)習(xí),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(wèn)題,尋求運(yùn)籌學(xué)中已學(xué)的方法,加以解決。也有同學(xué)成功參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽并獲獎(jiǎng)。當(dāng)然改還有許多問(wèn)題值得深思,如能否讓學(xué)生到企業(yè)中去,看有沒(méi)有實(shí)際的問(wèn)題可以用運(yùn)籌學(xué)的方法加以解決?天津工業(yè)大學(xué)“師生合作”數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)課題(2010-SZH-073)資助Reference1
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