基于创新人才培养的“运筹学”课程教学模式探析

时间:2022-03-22 11:07:33 来源:网友投稿

摘要: 在分析“运筹学”课程内容及特点的基础上,提出了基于培养创新人才培养的教学模式。对该门课程教学过程中重点难点处理,教学实验的设置与要求进行了详细的分析。对实施后的教学效果进行了分析与探讨。

Abstract: A teaching model of Operational Research is proposed on the base of analysis of the content and characteristics of the course.The detailed analysis is made on the dealing with the key and difficult and the experiment of the course.The teaching effect is presented and the result is researched.

关键词: 教学模式;教学效果;运筹学

Key words: teaching model;teaching effect;operational research

中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)28-0184-02

0 引言

培养创新型人才始终是高等教育所追求的主要目标。培养学生的创新能力就要强化教育的创新意识,重视创新教育。对于学生而言,只有会学习,才能创造。而学生主动获取知识、解决问题的能力,是创新精神和创造能力的重要基础之一。正如陶行知老师所言“教师的责任不在教,而在教学生学”。因此,从每一门课出发,如何通过教学的有效实施,实现学生从知识的容器转变成为教学的主体,把教学过程变成“教学做合一”的过程就显得很重要[1]。因为在大学本科阶段主要接受的是以课堂授课为主的教育,因此课程教学模式的改革与创新对培养具有创新型能力的人才具有重要意义。

1 课程内容与特点

运筹学课程是管理科学与工程及物流工程、交通运输等专业的专业基础课程。课程的内容分包括线性规划、动态规划、目标规划、决策论、对策论、存储论等几个主要分支。运筹学学科的主要作用是为管理者(部门)提供定量的决策支持,尤其是线性规划部分,在几乎所以的管理领域都可以得到有效地应用,如运输配送中车辆的配置、路径的优化;生产管理中生产计划的制定;人力资源的管理及营销管理等。应用运筹学解决问题时的主要步骤包括问题分析、建立模型、问题求解及接的检验与控制等。运筹学学科主要是以建立数学模型为主要手段来辅助解决管理中的决策问题。在应用时,首先需要对管理中的信息进行收集和处理,并形成问题,在此基础上建立相应上的数学模型,而对于很多分支问题的求解,都有不同的算法,所以该们课程的学习对于大多数同学来说,具有一定的难度。虽然现在已经有很多软件可以对问题进行求解,但若想真正应用运筹学解决实际问题,还是需要掌握各个分支的模型特点及其相应的解法的。运筹学是为管理者提供定量的决策依据的一门学科,因此运筹学学科伴随着管理技术与方式的进步而不断发展。正是由于这样一个特点使得该门课程的学习不像其他的纯理论课程的学习那么枯燥。虽然算法的掌握对学生比较困难,但由于可以解决管理中的实际问题,也会让学生从中找到一些成就感。

2 课程教学方案

以往的运筹学教学中,基本是课堂上单一的讲授教学,考试方法为单一的闭卷考试,课堂上少有师生间的互动活动[2-3]。一门课程下来,老师完成了课本上的教学内容,学生学完了老师课堂上讲的东西,但并没有真正实现运筹学课程的宗旨,即运用所学到的运筹学知识解决管理中的实际问题,同时在学生的毕业论文阶段也没有有效的利用这门学科,解决物流规划以及物流资源或流程优化的问题。因此为了改变这一状况,需要尝试一下真正让学生有所收获的教学方法。

2.1 教学重点的微观调整 作为物流工程及交通运输专业的学生,运筹学教学的主要目的使学生通过运筹学课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理、方法去分析和解决物流或交通管理工作中存在的大量的最优化问题,即将教学重点放在运筹学应用领域和运筹学科学领域,而不应放在运筹学数学方面。即管理类运筹学课程的教学目的,应该着重在运筹学基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的应用上。为了结合专业特色安排教学内容,确定教学目的。从实际应用情况来看,线性规划、整数规划、目标规划、动态规划等运筹学分支在物流管理及交通运输管理上应用都较广,应作为专业必须学习的内容。考虑到在物流工程专业的相关课程中存储论、排队论的内容都已经有涉及,同时又兼顾到学生在物流系统规划中的需要,将网络分析与优化及决策论部分作为主要内容进行讲解。此外在教学中要强调运筹学在管理中的实际决策弄够考虑到哪些因素,不能考虑到哪些因素,都要向学生进行强调,使得学生对于实际问题的解决有一个全面的认识,而不是以偏概全。作为工科专业的学生,运筹学教学中需要的数学基础他们虽然基本具备的,但对于每一分支基本算法的基本思想学生掌握起来还是有一定难度。因此对于理论性非常强的知识,采取以现实生活中的实际问题引入、建立数学模型,然后结合例题进行相关理论和方法的讲授,这样对教学内容进行整合,学生就很容易理解运筹学的基本内容及其原理。例如在讲解线性规划的一般形式之前,先讲解两个实际生活中的例子,并把例题的模型列出来,然后结合例题中的数据来讲解线性规划模型中的各个参数。学生很容易理解模型中的一些基本概念。

2.2 教学手段的有效选择 多年以来,教学中引入多媒体技术,采用计算机辅助教学成为提高教学效率的有力手段。利用多媒体课件进行课堂教学,能有效地增大授课信息量,节省有效时间,方便了老师也方便了学生。但近几年来很多老师对于多媒体技术的过分依赖也导致了课堂教学质量的下降,经常会有这样的声音,说老师上课知识照着课件念一遍,虽然这可能只是个别现象,但也提醒我们,好的技术如果要能有效的利用,才能真正的服务于我们的教学。运筹学教学中多媒体技术可以说起了很重要的作用,因为大量的计算、案例、习题的讲解如果全靠板书即浪费了时间有时也达不到生动形象的效果。因此此用多媒体辅助教学后无论是在求解方法上,还是在解决实际问题方面,都使学生得到了足够的训练,对锻炼学生解决实际问题的能力以及培养学生的创新思维都具有重要意义。

但多媒体技术教学有一些弊端,尤其是对于理科的教学,对于定理的内容、基本的概念可以通过幻灯片来显示,但是对于定理的推导、例题的讲解,如果还是利用幻灯片一闪而过的显示,学生还没有明白上一页所讲的内容,下一页的内容已经翻过来了,这样学生就跟不上教师的思路了,长此以往学生对于这门课程就失去兴趣了。因此对于定理的证明,对于例题的讲解还是利用黑板进行一步一步的推导,进行具体的演算,学生才能真正理解定理的内容,才能把分析过程与学生思路的进展很好的结合起来。多媒体技术与传统板书的优势互补是提高教学效率提高教学效果的好方法。

2.3 实践环节的科学设置 实践教学目的是指导学生运用所学的物流运筹学知识和一系列建模仿真手段对复杂的物流系统进行规划、设计和过程优化。实验作为一个教学实践环节,不仅能帮助学生加深对基本概念的理解和方法技巧性的运用,提高学生解决问题的综合能力,同时创造了教师与学生进行授课效果与听课效果交流的机会[4-5]。一方面,它使学生能够在课堂上将前面所学的知识全面系统地进行总结,并将自己在听课过程中不能理解的内容在习题课上得到理解;另一方面,它使教师能够及时有效地掌握教学效果,了解学生学习运筹学课程中存在哪方面的问题,在上课时能够有的放矢地调整教学内容和教学进度,使教学的深度、广度和进度为多数学生所接受。

本课程实践环节主要包括两个方面。首先是实验教学的设置。在本环节中,老师收集并编辑了几十个涉及运筹学教学中几个主要分支的案例,做到一个班的学生中每人一例,使学生学会独立思考问题与解决问题。学生需要完成建立模型、软件求解、解的分析与讨论几个环节。对于运筹学应用软件,因为有几个不同的软件都可以应用,所以不便于购买所有相关的资料,为此编制了实验指导手册,将软件的使用方法包含在其中,这样提高了软件的学习效率,也方便了教学。在本环节中,特意增加了解的分析与讨论,引导学生思考本决策中除了可以考虑进的定量因素,还有哪些因素也会影响决策,但没有考虑进来的,使学生对于解决的问题有了一个更为全面的认识,而不是仅仅局限于解决的问题中的思考。

为了增加学生团队意思,提高对于大型问题的解决能力,在教学过程中,将学生分成几个小组,解决一些大的案例问题,因为问题中涉及的因素较多,有时甚至需要自己提炼问题,然后再进行求解,学生要经过很多次探讨分析才能够完成任务。该环节内容主要靠课下完成,持续六七周的时间,作为平时考核的一部分。大型案例的实践旨在提高学生解决问题的能力,提高团队精神及提高学习运筹课程的兴趣,同时也为毕业论文的顺利完成奠定基础。

3 教学效果评价

表1给出了物流工程专业与交通运输专业的成绩分布情况。从两个专业学生成绩的统计来看,实施教学思路与教学程序改革后,优秀学生的比率有逐年提高的趋势,不及格以下的学生比率则逐年降低,较为突出的是原来考试中只得几分的现象,现在已经连续两届没有再出现,因此总体上,学生的成绩分布情况得到了改善。从课堂上学生听课的状态上也明显可以看出学生对本门课程的兴趣得到提高。实践证明,教师本人不断提高教学能力,树立良好的个人形象,让那个学生从心底现接受教师,能把更多的学生留在课堂。本人一贯坚持让学生在课堂上不仅能够学到知识,而且能够得到美的享受,以独具特色的人格魅力吸引和感化学生。得到了学生的认可后,本人也能够更加热情、自信的投入教学,从而更更够调动学生的积极性,得到一个良性的循环。同时,由于运筹学中的很多分支在物流方案规划以及评价中得到了很多的应用,在有效安排了实践环节之后,学生在毕业设计阶段解决问题的能力得到了很大的提高,这些从指导老师的切身体会中得到了检验。

参考文献:

[1]沈红卫等.围绕“双学”基于“双效”探索课程教学方法改革[J].中国大学教学,2010(11):54-55.

[2]张洁.物流管理本科专业运筹学教学研究[J].人才,2010(1):81-83.

[3]王天虹等.在运筹学教学中培养学生运筹决策能力的实践与思考[J].科教文汇,2010(2):38-39.

[4]周虹宇等.运筹学理论与实践教学改革的研究[J].科技创新导报,2010(2):172.

[5]浆智凯.浅谈运筹学教学[J].重庆科技学院学报2010(24):176-177.

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