《運(yùn)籌學(xué)》課程教學(xué)大綱

《運(yùn)籌學(xué)》教學(xué)大綱課程名稱：運(yùn)籌學(xué)英文名稱：OperationalResearch課程編號：F035091172學(xué)分：4總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：64/0課程性質(zhì)：選修課程開課單位：數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院數(shù)學(xué)系基層教學(xué)組織適應(yīng)對象：信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)一、課程簡介運(yùn)籌學(xué)是信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的一門限選的專業(yè)核心課程。它以數(shù)學(xué)為主要工具，尋求由生產(chǎn)、管理和生活中提出的若干問題的最優(yōu)方案，是一門研究優(yōu)化決策的科學(xué)。通過本課程使學(xué)生熟悉一些運(yùn)籌學(xué)的基本模型及其求解原理、方法技巧、主要算法和實(shí)際應(yīng)用，并掌握簡單問題的建模方法。通過學(xué)習(xí)本課程既能為學(xué)生今后工作提供指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐、提高經(jīng)濟(jì)效益的有利工具，又能為學(xué)生攻讀相關(guān)專業(yè)（包括運(yùn)籌學(xué)、信息類、計(jì)算機(jī)專業(yè)、經(jīng)濟(jì)類、管理類等）的碩士研究生，設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程以課堂講授為主，精講多練，注重理論聯(lián)系實(shí)際,各章中平行的內(nèi)容可安排學(xué)生自學(xué)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力得以提高，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和慎密概括的能力，使學(xué)生具有獨(dú)立學(xué)習(xí)和工作的能力。教學(xué)采用板書手寫的方式，考核方式為閉卷考試。課程特點(diǎn)是需要同學(xué)記的知識點(diǎn)比較多，需要多復(fù)習(xí)，課后習(xí)題多做幾遍才能真正理解和掌握。課堂上除了講授本門知識之外，在同學(xué)們注意力不集中的時(shí)候，把課程思政元素融入教學(xué)，會(huì)提到要加強(qiáng)品德修養(yǎng)，要有愛國情懷等等。Operationsresearchisacorecourseofinformationandcomputingscience.Ittakesmathematicsasthemaintooltoseektheoptimalschemeofsomeproblemsraisedinproduction,managementandlife.Itisasciencetostudyoptimaldecision-making.Throughthiscourse,studentswillbefamiliarwithsomebasicmodelsofoperationsresearchandtheirsolutionprinciples,methodsandskills,mainalgorithmsandpracticalapplications,andmasterthemodelingmethodsofsimpleproblems.Thiscoursecannotonlyprovidestudentswithfavorabletoolstoguideproductionpracticeandimproveeconomicbenefitsintheirfuturework,butalsoprovidestudentswithmaster'sstudentsmajoringinrelatedmajors(includingoperationsresearch,information,computer,economy,management,etc.),andlayasolidfoundationfordesigningsystemsoftwareandapplicationsoftware.Thiscoursefocusesonclassroomteaching,focusingonintensiveteachingandmorepractice,andpaysattentiontocombiningtheorywithpractice.Theparallelcontentineachchaptercanbearrangedforstudentstostudyindependently.Throughthestudyofthiscourse,students'abilitytothinkindependentlyandsolveproblemscanbeimproved,andstudents'abstractthinkingandcarefulgeneralizationabilitycanbecultivated,sothatstudentshavetheabilitytostudyandworkindependently.Theteachingadoptsthemethodofwritingontheblackboardandhandwriting,andtheexaminationmethodisclosedbookexamination.Thecharacteristicsofthecoursearethatstudentsneedtoremembermoreknowledgepoints,reviewmore,anddomoreexercisesafterclasstoreallyunderstandandmaster.Inadditiontoteachingthisknowledgeinclass,whenthestudentsarenotfocused,integratingtheideologicalandpoliticalelementsofthecourseintotheteachingwillmentiontheneedtostrengthenmoralcultivation,havepatriotismandsoon.二、課程目標(biāo)1.理解和掌握比較常見的、比較基礎(chǔ)的運(yùn)籌學(xué)模型的解決方法，學(xué)會(huì)比較常用的單純形法，以及求解的步驟等。強(qiáng)化科學(xué)倫理教育，注重科學(xué)思維方法訓(xùn)練和科學(xué)精神培養(yǎng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。2.理解和掌握對偶理論，學(xué)會(huì)比較常用的對偶單純形法，靈敏度分析中的各個(gè)條件發(fā)生變化時(shí)，解的變化，以及掌握解的步驟等。3.能夠把所學(xué)的內(nèi)容應(yīng)用到運(yùn)輸問題等實(shí)際問題中，并能使學(xué)生在相關(guān)的實(shí)踐中提高解決問題的能力。Understandandmasterthecommonandbasicmethodsforsolvingoperationsresearchmodels,learnthecommonlyusedsimplexmethod,andthestepsforsolving.Strengthenscientificethicseducation,focusontrainingscientificthinkingmethodsandcultivatingscientificspirit,improvestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblems,andstimulatetheirpatriotismandmissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.Understandandmasterthedualtheory,learnthecommonlyuseddualsimplexmethod,thechangesinsolutionswhenvariousconditionsinsensitivityanalysischange,andmasterthestepsofsolving.Beingabletoapplythelearnedcontenttopracticalproblemssuchastransportation,andenablingstudentstoimprovetheirproblem-solvingskillsthroughrelevantpractice.三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：知識要求具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，掌握信息科學(xué)、計(jì)算科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本理論和基本知識。課程目標(biāo)2畢業(yè)要求2：能力要求能運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識解決某些科研或生產(chǎn)中的實(shí)際問題。課程目標(biāo)3畢業(yè)要求3：素質(zhì)要求具有較好的數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)專業(yè)素養(yǎng)，具有正確的人生觀、價(jià)值觀和道德觀，愛國、誠信、友善、守法，具有高度的社會(huì)責(zé)任感；具有良好的心理素質(zhì)和積極的人生態(tài)度。課程目標(biāo)1四、課程教學(xué)安排課程共有4項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1緒論愛國教育222線性規(guī)劃及單純形法職業(yè)教育24243線性規(guī)劃的對偶理論與靈敏度分析科學(xué)精神培養(yǎng)22224運(yùn)輸問題——1616合計(jì)6464教學(xué)安排緒論教學(xué)要求：熟悉運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)模型。教學(xué)內(nèi)容：了解運(yùn)籌學(xué)的概況；熟悉運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)模型。重點(diǎn)難點(diǎn)：運(yùn)籌學(xué)的數(shù)學(xué)模型。思政元素：講授著名數(shù)學(xué)家蘇步青的案例，激發(fā)學(xué)生愛國情懷。著名數(shù)學(xué)家蘇步青早年留學(xué)日本，1931年獲得博士學(xué)位。日本不少名牌大學(xué)以高薪聘請他，但他想到出國留學(xué)是為了祖國掌握科學(xué)，就一一辭謝，毅然回國?；貒螅谡憬髮W(xué)執(zhí)教，一連四個(gè)月領(lǐng)不到工資，窮得連飯都難吃飽，而當(dāng)時(shí)日本的帝國大學(xué)還答應(yīng)他保留半年的工資。貧賤難移愛國心，蘇步青毫無再去日本之意?？谷諔?zhàn)爭爆發(fā)后，日本帝國大學(xué)又打電報(bào)，請他前去任教。出于民族大義，他一口回絕道：“我要留在自己的祖國。祖國再窮，我也要為她奮斗，為她服務(wù)！線性規(guī)劃及單純形法教學(xué)要求：掌握圖解法，了解單純形法原理，掌握單純形法的計(jì)算步驟。教學(xué)內(nèi)容：線性規(guī)劃問題；可行域與基本可行解；單純形方法；初始解。重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握單純形法。思政元素：講授居里夫人，曹雪芹，陳金水，周總理的案例，對學(xué)生進(jìn)行職業(yè)教育。居里夫人的實(shí)驗(yàn)室條件極差，夏天，因?yàn)轫斉锸遣ＡУ?，里面被太陽曬得像一個(gè)烤箱；冬天，又冷得人都快凍僵了。居里夫人克服了人們難以想像的困難，為了提煉鐳，他們辛勤地奮斗著。居里夫人立即投入提取實(shí)驗(yàn)，她每次把20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋熔化，連續(xù)幾小時(shí)不停地用一根粗大的鐵棍攪動(dòng)沸騰的材料，而后從中提取僅含百萬分之一的微量物質(zhì)。曹雪芹晚年貧病交困，在北京西村時(shí)，“蓬牖茅椽，繩床瓦灶”，“舉家食粥酒常賒”。在這樣的困境中，他仍然勤奮寫作《紅樓夢》，披閱10載，增刪5次，真是“字字看來皆是血，十年辛苦不尋?！薄！都t樓夢》問世已200余年，成為我國古典文學(xué)的光輝巨著，也是世界文化藝術(shù)的瑰寶。陳金水出生于錢塘江畔，從氣象學(xué)院畢業(yè)后，他只身來到青藏高原，單槍匹馬建起了世界上最高的氣象觀察站。這里的環(huán)境十分惡劣，終年積雪，空曠無人；由于低壓，他吃不到煮熟的飯；由于寸草難生，他吃不到新鮮的蔬菜；由于缺氧，他患上了心血管疾病。然而，陳金水絲毫沒有動(dòng)搖他獻(xiàn)身祖國氣象事業(yè)的決心，在這里一蹲就是30年，印證了他的一句肺腑之言：我的一切屬于祖國的氣象事業(yè)。“文革”期間，有一次，周總理連續(xù)工作了三個(gè)晝夜，當(dāng)天晚上又安排了七個(gè)會(huì)，累得病又犯了，疼痛難忍，就站起來用椅背頂住腹部，繼續(xù)耐心地聽大家匯報(bào)。參加會(huì)議的同志請總理坐下，總理低聲說:“我不能坐，一坐下就會(huì)睡著了?！笨偫硭诘狞h支部看到總理的身體十分虛弱，便以支部的名義作了一個(gè)決議，要總理增加休息時(shí)間?？墒?，對這個(gè)決議，總理往往執(zhí)行得不好。大家又寫了一張告示，貼到總理的門上，要他嚴(yán)格執(zhí)行支部決議，注意休息?？偫砜春笮χf:“我老了，剩下的時(shí)間不多了，要更加抓緊時(shí)間為黨工作?！本€性規(guī)劃的對偶理論與靈敏度分析教學(xué)要求：能夠熟練寫出線性規(guī)劃問題的對偶問題；掌握對偶問題的基本性質(zhì)；掌握對偶單純形法；掌握靈敏度分析；掌握參數(shù)線性規(guī)劃。教學(xué)內(nèi)容：線性規(guī)劃問題的對偶問題；對偶問題的基本性質(zhì)；對偶單純形法；靈敏度分析；參數(shù)線性規(guī)劃。重點(diǎn)難點(diǎn)：對偶單純形法，靈敏度分析和參數(shù)線性規(guī)劃。思政元素：講授居里夫人研究放射性物質(zhì)的案例，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神培養(yǎng)。居里夫人研究放射性物質(zhì)，摧殘了自己的健康。她最后死于惡性貧血癥。她一生創(chuàng)造、發(fā)展了放射科學(xué)，長期無畏地研究強(qiáng)烈放射性物質(zhì)，直至最后把生命貢獻(xiàn)給了這門科學(xué)。她一生中，共得過包括諾貝爾獎(jiǎng)等在內(nèi)的10種著名獎(jiǎng)金，得到國際高級學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)頒發(fā)的獎(jiǎng)?wù)?6枚；世界各國政府和科研機(jī)構(gòu)授予的各種頭銜多達(dá)100多個(gè)。但是她一如既往地那樣謙虛謹(jǐn)慎。偉大的科學(xué)家愛因斯坦評價(jià)說：“在我認(rèn)識的所有著名人物里面，居里夫人是唯一不為盛名所顛倒的人?！敝Z貝爾為研究炸藥，自己和助手多次負(fù)傷，弟弟炸死。運(yùn)輸問題教學(xué)要求