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關鍵詞:運籌學思想;建筑設計;方法分析
運籌學是一種運用數(shù)學方法來優(yōu)化問題的一門學科,通過研究、運用數(shù)學語言對系統(tǒng)進行描述,并建立相應的數(shù)學模型,同時在分析這個模型的基礎上,總結出最優(yōu)模型,并且運用這個模型制定出人、財、物等各個方面最合理的經(jīng)濟方案。隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)的發(fā)展也越來越快,在企業(yè)之間存在很大的市場競爭力,為了總結出建筑過程中的最優(yōu)方案,建筑業(yè)便開始應用運籌學的一些原理來進行建筑設計,它通過對建筑設計中常用的一些金屬或非金屬的材料應用過程,對建筑工程中的進度、質(zhì)量以及人力資源方面進行控制和調(diào)度,從而解決一些建筑設備的更新問題以及工程建設材料的供應問題,想要在激烈的市場競爭中獲得一席之位,企業(yè)不僅僅僅要提高整個工程的施工質(zhì)量,同時要運用運籌學的思想,把握住建筑設計過程中對不同元素的詳細分析,在實現(xiàn)整體質(zhì)量的同時,為整體的實際把關。
1 傳統(tǒng)建筑設計方法存在的缺陷
隨著城市化進程的不斷加快,建筑設計的理念也在不斷的更新,傳統(tǒng)的建筑設計過程,對思想上有很大的局限性,往往是按照簡單的直線型思維進行考慮的,建筑項目的步驟也是根據(jù)項目來設定設計的任務書,然后根據(jù)具體的施工過程進行施工,是設計師在建筑設計上出現(xiàn)了很多不盡合理的地方。有時候也會直接將別人的設計方案據(jù)為己用,生搬硬套,沒有自己的思想在里面。這充分說明了傳統(tǒng)建筑設計方法存在的缺陷。
2 建筑設計方法的運籌學模型
運籌思想被廣泛用于建筑設計的結構、設備等設計內(nèi)容中,在建筑設計方法中,有一個運籌學數(shù)學模型,這個模型指的是計算機三維虛擬模型或者建筑實體的縮尺模型。如果從圖形形象等來看,這實際上就是一個數(shù)學模型,它顯示的是各種圖形和形象之間的關系。采用運籌學數(shù)學建模這種思想,來把實際存在的現(xiàn)象,利用心理活動等,來創(chuàng)造出能夠抓住其所具有的重要特征的數(shù)學模型。在建筑設計中,其設計本質(zhì)主要是空間上的設計,因此,在應用運籌學思想的時候,不能將建筑設計當成復雜的數(shù)學來進行計算,而需要充分發(fā)揮運籌學思想中的分析和解決問題的思想,要重視運用運籌學思想中一些定性和定量分析的方法。這也就是建筑設計方法的運籌學模型,它是廣義上的運籌學模型,只有明白這一點,才能在建筑設計中更有效地利用其定量和定性分析方法,以不斷提高建筑設計各種方法的合理程度和科學程度。
3 基于運籌學思想的建筑設計方法的特點
基于運籌學的建筑設計方法,是在傳統(tǒng)的設計方法中增加了運籌學的數(shù)學模型以及設計效果的評價這兩部分內(nèi)容。由于設計中加入了一個微循環(huán)反饋環(huán)節(jié),因此提高了現(xiàn)代建筑工程設計的分析能力。定性和定量分析結合,使得建筑設計更加合理和客觀,且具有較高的可行性。
第一,雖然基于運籌學思想的建筑設計方法需要依靠計算機來建立三維虛擬模型或者建立建筑實物的縮尺模型,但是實際上它耗費的資金是在投資者可以接受的范圍內(nèi)的,因此,基于運籌學思想的這種建筑設計方法具有較高的經(jīng)濟性,它是借助已有的條件,引入運籌學理論和方法,來優(yōu)化建筑項目的設計。
第二,它能夠保留傳統(tǒng)建筑設計中的優(yōu)點?;谶\籌學思想的建筑設計方法保留了傳統(tǒng)方法中的規(guī)劃、評估等優(yōu)點,也引入了微循環(huán)反饋,以加強建筑設計中的分析應用,為定性定量分析提供了基礎。
第三,在制定建筑設計的計劃時,它即采用建筑學理論,也結合運籌學思想方法,來對建筑設計進行分析,對建筑空間的本質(zhì)因素加以探討,為建筑設計提供較為科學合理的方向。在設計的過程中,采用數(shù)學模型來對其合理性、經(jīng)濟性等各方面進行分析,將可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象進行概括,并對未來狀況加以預測,將運籌學中的數(shù)學方法發(fā)揮到極致,顯著提高設計計劃以及設計方法的科學化水平。在使用建筑之后應該進行評估,并評價其效果,在這些過程中采用層次分析法以及模糊評價法等運籌學思想方法,在評價的時候充分利用了定性定量分析方法,使得決策的準確性大大提高。
第四,建立了建筑模型之后,加強了建筑物形象的生動性,它你能夠更真實更客觀展示在公眾面前,提高了人們對建筑形象的認識。建筑模型的建立,不僅有利于在建筑設計過程中各種藝術形象的及時表達,也有利于在設計時及時體驗各種空間感受,這樣有利于提高設計師對于公眾以及社會需求的認識,并充分運用運籌學方法來對建筑物進行修飾,以不斷優(yōu)化其設計。
4 推進運籌學思想在建筑設計方法中的應用
首先,我們應該從企業(yè)的管理能力以及核心競爭力出發(fā),針對建筑行業(yè)中現(xiàn)有的漏洞,完善體制建設,認識運籌學在建筑行業(yè)使用中的好處,在建設現(xiàn)代化城市的角度上推廣運籌學,并制定詳細的推進路線,實施高效分配和落實,從而推動科技的進步,為建筑業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。
其次,要加大力度進行運籌學人才培養(yǎng)的計劃,建設一支專業(yè)知識優(yōu)良的推廣運籌學的人才,在建筑行業(yè)中,為了推廣運籌學思想的應用,應該在其科技管理部門中成立具有較高專業(yè)水平和素質(zhì)的運籌學應用小組,協(xié)助做好推進工作,在建筑行業(yè)中對運籌學的實際應用進行規(guī)劃和指導,并加強管理協(xié)調(diào)工作,從小范圍嘗試,逐漸擴大。同時根據(jù)各個企業(yè)需求的不同逐步的完善對運籌學應用小組的建設,運用運籌學對各項設計工作進行優(yōu)化,確保留住人才,并建立完整的激勵制度,同時吸引更多的運籌學人才。
隨著世界科技的不斷發(fā)展,運籌學在建筑設計中的應用起到了非常巨大的作用,同時為了更好的推廣運籌學,我們應該加強對建筑行業(yè)信息網(wǎng)絡的運用,開發(fā)新的計算機軟件,采用系統(tǒng)的觀點,抓好建筑工程計算機設計軟件的升級換代。設計軟件不僅要滿足土木工程設計需要,同時要生成對多項建筑種類設計的實物數(shù)據(jù)庫,為以后的工程招標、施工的能夠各項工作的科學管理打下堅實的基礎,同時滿足運籌學在信息領域的多項需要。
結束語
運籌學的應用,完美的取代了傳統(tǒng)的建筑設計模式,不斷的又花了建筑設計,我們應該不斷的加強其在建筑領域中的推廣,為建筑行業(yè)效益的提高作出努力。
參考文獻
[1]趙洪宇.關于建筑設計教學改革的思考[J].高等建筑教育,2002,43(2):85-88.
關鍵詞:信息與計算科學專業(yè);運籌學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)33-0091-02
運籌學是近40年來發(fā)展起來的一門新興學科。它的目的是為行政管理人員在做決策時提供科學的依據(jù)。因此,它是實現(xiàn)管理現(xiàn)代化的有力工具。運籌學在生產(chǎn)管理、工程技術、軍事作戰(zhàn)、科學實驗、財政經(jīng)濟以及社會科學中都得到了極為廣泛的應用[1,2]。我校的信息與計算科學專業(yè)隸屬于信息與數(shù)學學院,運籌學一直被定為專業(yè)必修課列入培養(yǎng)方案,有多年的教學歷史。筆者在運籌學課程的教學過程中,探索適應信息與計算科學專業(yè)培養(yǎng)目標和學生特點的教學方法,積累了一些想法并付諸于實踐,取得了一定的效果。
一、信息與計算科學專業(yè)和運籌學的特點及關系
信息與計算科學專業(yè)是以信息領域為背景,數(shù)學與信息、管理相結合的交叉學科專業(yè)。該專業(yè)培養(yǎng)的學生具有良好的數(shù)學基礎,能熟練地使用計算機,初步具備在信息與計算科學領域的某個方向上從事科學研究,解決實際問題,設計開發(fā)有關軟件的能力。畢業(yè)生適合到企事業(yè)單位、高科技部門、高等院校、行政管理和經(jīng)濟管理部門,從事科研、教學和計算機應用軟件的開發(fā)和管理工作,也可以繼續(xù)攻讀信息與計算科學及相關學科的碩士學位。運籌學的基本特點是:(1)運籌學已被廣泛應用于工商企業(yè)、軍事部門、民政事業(yè)等研究組織內(nèi)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)問題,故其應用不受行業(yè)、部門之限制。(2)運籌學既對各種經(jīng)營進行創(chuàng)造性的科學研究,又涉及到組織的實際管理問題,它具有很強的實踐性,最終能向決策者提供建設性意見,并應收到實效。(3)它以整體最優(yōu)為目標,從系統(tǒng)的觀點出發(fā),力圖以整個系統(tǒng)最佳的方式來解決該系統(tǒng)各部門之間的利害沖突。對所研究的問題求出最優(yōu)解,尋求最佳的行動方案,所以它也可看成是一門優(yōu)化技術,提供的是解決各類問題的優(yōu)化方法。(4)多分支。運籌學的主要分支包括:線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡分析、存儲論、排隊論、對策論等。結合信息與計算科學專業(yè)特點以及上述運籌學特點,筆者認為信息與計算科學專業(yè)學生學習運籌學的目的是綜合各學科知識,利用運籌學的方法來對實際問題進行定量的分析和建模,同時牢固掌握各種優(yōu)化算法,并能利用各種編程工具將優(yōu)化算法予以實現(xiàn),從而達到提高學生解決實際問題的能力。
二、傳統(tǒng)教學中存在的問題及改進措施
運籌學作為信息與計算科學的專業(yè)必修課程,能夠為信息與計算科學的培養(yǎng)目標提供有效支持。但是實際教學效果,卻往往達不到預期的效果。下面將針對傳統(tǒng)運籌學教學過程中存在的問題提出一些改進的方法。
1.教學目的的改進。由于我校信息與計算科學專業(yè)隸屬于信息與數(shù)學學院,導致在傳統(tǒng)的運籌學教學中,存在重理論與分析、輕應用與實現(xiàn),即僅重視數(shù)學模型的構造以及解的存在性分析,而忽略了模型的有效求解,加之信息與計算科學專業(yè)學生本身動手能力不強,導致很多同學在運籌學的學習過程中進入了“運籌數(shù)學”層面[3]。筆者認為,運籌學教學應該是理論與實踐相結合,算法是運籌學的重要組成部分,也是運籌學的精髓,但是僅僅注重構造數(shù)學模型和算法的設計,而忽略算法的編程實現(xiàn)是不可取的。運籌學的教學應該使學生在熟悉運籌學各類問題的基礎上,重點培養(yǎng)學生分析問題,根據(jù)實際問題建立恰當?shù)臄?shù)學模型,并利用編程軟件編程求解各種實際問題的能力。最大限度地發(fā)揮運籌學對學生各方面素質(zhì)和能力的提升,應該成為信息與計算科學專業(yè)運籌學教學的目的。
2.教學內(nèi)容的改進。傳統(tǒng)的運籌學教學內(nèi)容是以典型問題為依據(jù)來引出運籌學的各類問題的數(shù)學模型,并著重研究問題的求解算法以及算法的靈敏度分析。這些內(nèi)容對于數(shù)學基礎較好的信息與計算科學專業(yè)學生而言,學習起來并不是十分的困難。然而,由于運籌學的內(nèi)容比較豐富,學習的課時有限,不可避免地導致忽略了運籌學的實踐教學環(huán)節(jié)。這對于提高學生的動手能力是極為不利的[4]。根據(jù)上面教學目的的改進措施,筆者在運籌學的教學過程中將教學重點放在有關數(shù)學規(guī)劃的算法設計章節(jié),突出講解算法的設計思路,并要求學生將傳統(tǒng)的算法,如單純形算法、分支定界算法、最速下降法等進行編程實現(xiàn)。該項措施能夠保證在有限的教學課時內(nèi),充分發(fā)揮學生的能動性,不但掌握了運籌學的精髓部分,同時提高了學生的動手能力,真正提升學生運籌學的應用能力。
3.教學方法的改進。運籌學是以數(shù)學分析為主要的工具,如果在運籌學的教學中,教師按部就班,平鋪直敘,忽視案例教學,就會讓學生覺得運籌學與數(shù)學分析、高等代數(shù)一樣,學習起來枯燥乏味,從而失去了運籌學的本質(zhì)特征。針對上述情況,筆者在運籌學的教學過程中,對運籌學的教學方法的改進做了如下嘗試:①加強案例教學。在每一章開始的部分,利用經(jīng)濟管理的實際問題,引出需要講解的內(nèi)容,引導學生利用所學的知識嘗試解決該實際問題,而不是利用書本上較為抽象的例子給出講解內(nèi)容。該項措施提高了學生學習運籌學的興趣,培養(yǎng)了獨立解決實際問題的能力。②鼓勵學生參與教學。傳統(tǒng)的課堂教學以教師的講授為主,學生極少參與課堂教學。結合運籌學的教學目的,筆者在運籌學的教學過程中積極鼓勵學生參與課堂教學,發(fā)表自己的觀點和想法。對于提出有創(chuàng)新性想法的同學,在期末考試時給予一定的額外加分。實踐證明,該項措施切實提高了學生參與課堂教學的積極性,課堂氛圍也有極大的改觀。③加強實踐教學環(huán)節(jié)。實踐教學是運籌學教學的核心組成部分。筆者在運籌學的教學過程中對實踐教學劃分為兩個部分:其一是要求學生將數(shù)學規(guī)劃的有關算法進行編程實現(xiàn),編程工具的選擇上以C++為主,Matlab為輔,同時嚴格驗收過程;其二是組織學生以小組為單位,自行選擇相關實際問題作為研究課題,完成問題描述、數(shù)據(jù)分析、數(shù)學建模以及選擇合適的運籌學方法求解數(shù)學模型。這樣,讓學生真正體驗到運籌學在實際應用上的完整流程,同時培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作精神。④完善課后答疑。作為運籌學的初學者,學生不可能很快掌握運籌學的理論與方法。筆者所在學院為該課程配備了一名輔導教師,專門負責課后答疑以及實踐環(huán)節(jié)的指導工作,使學生的疑問能夠得到及時的解決。
4.加強與相關課程的聯(lián)系。運籌學是信息與計算科學的專業(yè)必修課,針對信息與計算科學專業(yè)的專業(yè)特點,其教學需要學生牢固掌握數(shù)學分析、高等代數(shù)的相關理論與方法。因此,為了學生能夠較好地學習運籌學,需要在運籌學相關章節(jié)講授之前與相關專業(yè)課程進行有效的銜接,將運籌學的教學自然融入到整個課程體系。如線性規(guī)劃的單純形方法教學,要和高等代數(shù)中線性方程數(shù)的求解方法相結合;無約束優(yōu)化問題的教學要和數(shù)學分析的極值條件相結合;有約束優(yōu)化問題的教學要和數(shù)學分析中的Lagrange方法相聯(lián)系;圖論的教學要和離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結構中的相關章節(jié)相聯(lián)系等等。
總之,不能將運籌學的教學與信息與計算科學專業(yè)的整個課程體系相割裂,而是在運籌學的教學過程中,積極引導學生將所學章節(jié)與相關課程進行聯(lián)系,從而強化運籌學在整個教學體系中的重要性。
三、教學改革效果分析
經(jīng)過近四年的運籌學教學改革,取得了良好的效果。(1)學生對運籌學的學習興趣得到了極大的提高,該點可以從學生上課的精神狀態(tài)、完成作業(yè)以及考試情況得到體現(xiàn)。(2)極大提高了學生動手能力。通過運籌學實踐教學環(huán)節(jié),學生的動手能力得到了極大的提高,據(jù)不完全統(tǒng)計,信計專業(yè)有近30%的畢業(yè)生從事IT行業(yè),受到了用人單位的好評。每年都有IT行業(yè)的公司到本院來招聘信計專業(yè)的畢業(yè)生。(3)每年信息與計算科學專業(yè)的畢業(yè)生有近10%考取985高校的碩士研究生。畢業(yè)生良好的綜合素質(zhì)得到了復試專家的一致好評。
在以后的運籌學教學過程中,我將對運籌學課程的考核方式、學生競賽等方面進行積極的嘗試,爭取能夠取得更大的成績。
參考文獻:
[1]《運籌學》教材編寫組.運籌學[M].第四版.北京:清華大學出版社,2012.
[2]胡運權.運籌學基礎及應用[M].北京:高等教育出版社,2011.
[3]歐陽瑞,陳春華.在運籌學教學中要體現(xiàn)數(shù)學建模思想[J].長春教育學院學報,2011,(27).
[4]蔡天鳴.信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)運籌學教學改革研究[J].都市家教,2012,(9).
【關鍵詞】信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè);運籌學;教學改革
一、引言
運籌學是20 世紀新興的學科之一,近年來,運籌學作為一門學科,在理論和應用方面,無論就廣度還是深度來說都發(fā)展很快。1998年教育部頒布的《本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》中,將運籌學課程列為經(jīng)濟管理專業(yè)的主干課程。
信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)(以下簡稱信管專業(yè))是管理科學與工程下的一個二級學科,我校的信管專業(yè)隸屬于信息工程學院,運籌學一直被定為專業(yè)基礎必修課列入培養(yǎng)方案,有多年的教學歷史。我在運籌學課程的教學過程中,探索適應信管專業(yè)培養(yǎng)目標和學生特點的教學方法,積累了一些想法并進行了嘗試,取得了初步的效果。
二、信管專業(yè)和運籌學的特點及關系
信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)具備現(xiàn)代管理學理論基礎、計算機科學技術知識及應用能力,掌握系統(tǒng)思想和信息系統(tǒng)分析與設計方法以及信息管理等方面的知識與能力,能在國家各級管理部門、工商企業(yè)、金融機構、科研單位等部門從事信息管理以及信息系統(tǒng)分析、設計、實施管理和評價等方面的高級專門人才。本校的信管專業(yè)學生的培養(yǎng)目標是成為既懂技術又懂管理的企事業(yè)單位信息化建設急需的復合人才。
運籌學的基本特點是:多學科交叉性、應用性、最優(yōu)性和多分支。
(1)多學科交叉性。運籌學具有多學科交叉性的特點,綜合應用經(jīng)濟學、管理學、數(shù)學、物理學、化學等學科的科學方法,這些學科相互滲透,綜合應用。
(2)應用性。運籌學是一門應用科學,它起源于二戰(zhàn)期間的軍事問題,二戰(zhàn)以后應用于經(jīng)濟管理領域。
(3)最優(yōu)性。運籌學強調(diào)最優(yōu)決策。運籌學則提供了以數(shù)量化為基礎的方法,尋求各種實際問題的最優(yōu)方案,大大提高了信息管理的水平,增強了決策的科學性。
(4)多分支。運籌學包括各個分支,主要有:線性規(guī)劃、目標規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡分析、存貯論、排隊論、對策論等。
結合本校的信管專業(yè)特點及上述運籌學特點,我認為信管專業(yè)學生學習運籌學的目的是綜合各學科的知識,利用運籌學的方法來對實際問題進行定量的分析和建模,掌握一定的算法,并能運用計算機工具對問題進行求解,以達到使生活、生產(chǎn)和管理等方面的各類問題獲得最優(yōu)解決。
三、傳統(tǒng)教學中存在的問題及改進措施
從前面的分析可以看出,運籌學作為信管專業(yè)的基礎課程,能夠為信管專業(yè)的培養(yǎng)目標提供有效支持。但是實際教學效果,有時卻達不到預期的水平,下面針對傳統(tǒng)教學過程中存在的問題提出了一些改進的想法。
1.教學目的的改進
傳統(tǒng)的運籌學教學,仍然存在重理論、輕應用的傾向,教學的目的在于讓學生理解和掌握運籌學的各類算法。結果是過分偏重數(shù)學,而不是應用,加上信管專業(yè)學生本身數(shù)學功底不深,致使很多同學在學習過程中產(chǎn)生畏懼心理,甚至放棄學習。
我認為運籌學的教學應該是理論和實踐相結合,算法是運籌學的重要組成部分,是運籌學思想的精髓,完全放棄算法學習不可取,完全將運籌學變成算法課也不可取,應該使學生在熟悉運籌學各類問題的基礎上,重點培養(yǎng)學生分析問題,根據(jù)問題類型建立數(shù)學模型的能力,能用一些經(jīng)典算法求解簡單問題,并能用運籌學的軟件求解復雜問題。用經(jīng)典算法的思想來開拓學生的思維,用運籌學軟件的使用來提高學生的應用能力,最大限度地發(fā)揮運籌學對學生各方面素質(zhì)和能力提升的作用。
2.教學內(nèi)容的改進
傳統(tǒng)的運籌學教學內(nèi)容以典型問題為依據(jù)來引出運籌學的各類問題的模型,并著重分析數(shù)學模型的形式,算法和模型中參數(shù)的變化。這些內(nèi)容的學習需要具備相當?shù)臄?shù)學基礎,對于本身數(shù)學基礎不佳的我校信管學生來說很容易產(chǎn)生畏難情緒,時間一長會產(chǎn)生厭學心理,進而導致學習效果不佳。
根據(jù)上面教學目的的改進措施,我在運籌學的教學過程中將教學重點放在問題的分析和建模中。在講解算法時,我也突出講解算法的設計思路,并積極引導學生來改進經(jīng)典算法。在理論學習之余,我校的運籌學課程還安排了專門的實踐教學內(nèi)容,在實踐課中,學生通過學習運籌學軟件的使用,例如Excel的規(guī)劃求解工具、WINQSB、LINGO,使學生能靈活運用計算機工具來解決一些復雜的運籌學問題,真正提升學生的運籌學的應用能力。
3.教學方法改進
運籌學以數(shù)學為主要工具,一些理論和算法比較復雜,講解難度較大,如果教師按部就班,平鋪直敘,較少結合案例,就會讓學生覺得枯燥乏味,晦澀難懂,從而喪失學習動力,影響教學效果。
針對上述情況,我在運籌學的教學過程中,對運籌學的教學方法進行了如下的嘗試:
(1)加強了加強案例教學。給出大量經(jīng)濟管理中的問題,引導學生用運籌學的理論和方法去解決,提高學生學習的興趣,培養(yǎng)學生的思維能力。
(2)加強互動,鼓勵學生參與教學,發(fā)表自己的觀點與想法。
(3)在實踐教學環(huán)節(jié),我組織學生以小組為單位,自行選擇實際問題作為研究課題,并通過小組成員的合作完成問題的數(shù)據(jù)收集,問題的詳細描述,以及選擇合適的運籌學方法來建立問題的模型,并用運籌學軟件來求解問題。這樣,讓學生真正體驗到運籌學在實際中應用的完整過程,并且培養(yǎng)了學生的團隊合作能力。
(4)通過建立運籌學的課程網(wǎng)站,為學生提供了良好的課余學習環(huán)境,以及豐富了學生和老師之間的課外交流渠道。在課程網(wǎng)站中為學生提供了豐富的教學資源,并且設置專門的學生在線答疑功能,老師或其他同學都可以回答。通過課程網(wǎng)站的使用還可以完成課后作業(yè)的布置和在線批改,豐富了學生完成課后作業(yè)的途徑。
4.與相關專業(yè)課的結合
國內(nèi)院校在設計信管專業(yè)課程體系時,一般是在傳統(tǒng)的經(jīng)濟管理課程基礎上,拼合統(tǒng)計、運籌和信息技術等課程?,F(xiàn)實情況就是許多課程簡單堆砌,缺乏緊密配合,運籌學的教學也經(jīng)常會與相關專業(yè)課脫節(jié)。
所以應注意在教學內(nèi)容上使運籌學與相關專業(yè)課的有效銜接,將運籌學的教學自然地融入整個專業(yè)課程體系。如運籌學中圖論的教學,要和數(shù)據(jù)結構、離散數(shù)學中的有關章節(jié)相結合;網(wǎng)絡計劃中的關鍵路線法,對后繼課程項目管理有很大的價值;網(wǎng)絡計劃的優(yōu)化部分討論有限資源的合理分配,這一思想在生產(chǎn)管理課程中也有所體現(xiàn);存貯論直接指導ERP中庫存訂貨點的管理??傊堰\籌學和各相關專業(yè)課有機結合起來,才能促進運籌學的教學和信管專業(yè)的建設。
四、改革效果分析和總結
經(jīng)過近一年的運籌學教學改革,初步取得了一定的成果,學生對運籌學的學習興趣逐漸提高,學習效果也有所改進,從學生完成的作業(yè)和考試情況來看都有所提高。在以后的教學過程中,我還將對課程的考核方式,學生的課外興趣小組的組織以及學生競賽方面進行積極的探索和嘗試。爭取使運籌學在信管專業(yè)的學生中成為一門受歡迎的課程。
參考文獻:
[1]胡運權.運籌學教程[M].北京:清華大學出版社,2003
[2]胡運權.運籌學基礎及應用[M].北京:高等教育出版社,2011
[3]歐陽瑞,陳春華.在運籌學教學中要體現(xiàn)數(shù)學建模思想[J].長春教育學院學報,2011(27)
關鍵詞 運籌學實驗教學 教學模式 實驗內(nèi)容 實驗考核
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A
1引言
運籌學是一門應用科學,在我國管理百科全書中的定義為:“運籌學是應用分析、試驗、量化的方法,對經(jīng)濟管理系統(tǒng)中人力、物力、財力等資源進行統(tǒng)籌安排,為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案,以實現(xiàn)最有效的管理”。它是一門定性分析與定量方法相結合的綜合應用科學,廣泛應用現(xiàn)有的教學方法、軟件技術和計算機等工具,解決實際中提出的專門問題,為決策者選擇最優(yōu)或較優(yōu)決策提供定量依據(jù)。
國內(nèi)高等院校運籌學課程最初主要開設在數(shù)學等理工類專業(yè),比較注重讓學生掌握運籌學的原理和模型算法,對學生的數(shù)學水平和邏輯推理能力要求很高。 但對于財經(jīng)類專業(yè)學生來說, 開設運籌學課程的目的主要是要求他們了解運籌學理論的主要思想,并能靈活運用運籌學方法去分析和解決財經(jīng)管理中的實際問題。而實驗教學正是能夠充分體現(xiàn)這一教學目標,同時也是實現(xiàn)這一教學目標的重要手段。抓好運籌學的實驗教學意義重大。
財經(jīng)類專業(yè)的學生與一般理工類專業(yè)學生的學習模式和習慣都有較大差異。傳統(tǒng)運籌學在建立、求解模型的過程中不可避免地要進行復雜的運籌學理論的證明以及算法的講解,這很容易使得一些財經(jīng)類專業(yè)的學生產(chǎn)生畏難心理,喪失信心,失去學習動力。
因此,在運籌學理論教學過程中引入實驗教學,在強調(diào)運籌學基本理論、方法教學的同時,增設上機實驗內(nèi)容,可以突出學生利用運籌學思想分析問題、利用計算機作為工具來解決問題的能力培養(yǎng),真正體現(xiàn)從管理實際出發(fā),把運籌學看作一種解決實際問題的方法來學習。
運籌學實驗教學可以讓學生應用所學理論方法解決本專業(yè)相關問題,在應用中理解消化吸收理模型與算法,培養(yǎng)學習熱情和進一步鉆研的興趣。通過實驗教學,可以使學生能夠運用運籌學的思想、原理、方法去分析和解決實際工作中存在的大量最優(yōu)化問題,有助于提高學生獨立解決實際問題、管理決策及科研能力。
因此,實驗教學對于財經(jīng)類專業(yè)學生學習并掌握這門課的基本理論方法和技巧有重要作用。
2財經(jīng)類專業(yè)運籌學實驗教學普遍存在的問題分析
在實際教學過程中,高校財經(jīng)類專業(yè)運籌學實驗教學普遍存在共性問題,運籌學課程強調(diào)“定量與優(yōu)化”,對于財經(jīng)類專業(yè)還需要強調(diào)“理論與實踐相結合”、“理論與專業(yè)知識”相結合,但是目前運籌學課程實驗教學過程中對這些特點的把握仍略顯不足,歸納起來有以下幾點:
2.1課程教學模式單一,實驗教學重視程度不夠
運籌學的教學方法仍然停留在傳統(tǒng)的粉筆加黑板板書或幻燈片播放的模式上,教學內(nèi)容主要是對于概念的解釋、定理公式的的推導證明、手工計算分析,運籌學的數(shù)學推理成分很重,對于運籌學的應用及分析問題、解決問題方法的講授偏少,缺乏實踐性環(huán)節(jié)。這樣的教學模式雖然有利于學生掌握運籌學各分支的基本理論,基本模型以及模型求解方法,但是忽略了運籌學模型“來自實踐、用于實踐”的學科發(fā)展脈絡,忽視模型方法以及結論的經(jīng)濟學管理學解釋,由于缺乏實際問題建模分析應用的實驗教學過程,學生在學完后缺乏應用運籌學解決專業(yè)問題的興趣和能力,最終運籌學課程的價值沒有得到充分發(fā)揮。
2.2實驗教學內(nèi)容古老陳舊單調(diào),缺乏吸引力
目前的教學實踐中,雖然一些教師認識到實驗教學的重要性,并設計了一些實驗教學內(nèi)容,但是實驗的內(nèi)容往往古老陳舊,不能與當前社會生產(chǎn)生活的實際緊密結合,缺乏新意和吸引力。另外由于財經(jīng)類專業(yè)學生計算機基礎差異較大,缺乏通用的實驗教學軟件和實驗教材,教師往往只能根據(jù)學生素養(yǎng),就低不就高,只能介紹比較簡單的優(yōu)化軟件去處理較為抽象簡單的問題。實驗教學內(nèi)容單調(diào)乏味,使得學生做實驗應付差事,把題目中的參數(shù)輸入應用軟件,得到了結果,并不分析模型和結果的應用價值和實踐意義。
2.3 財經(jīng)類專業(yè)運籌學課程課時偏少,無法擠出足夠的實驗時間
財經(jīng)類運籌學教材以講述理論為主,需要高等數(shù)學、線性代數(shù)與概率論數(shù)理統(tǒng)計為其基礎,對數(shù)學基礎要求較高,而財經(jīng)類專業(yè)文理兼收,學生的數(shù)學基礎差距較大。如果對于基礎理論的講解過于粗陋,學生對于復雜有難度的模型必然不知所云,很難理解思想精華,因此,理論講解如果大幅壓縮時間則不可能有良好效果。財經(jīng)類專業(yè)運籌學課程的學時通常只有48學時或者32學時,大部分教師在課時如此之短的狀況下,只有壓縮實驗教學時間,甚至只能要求學生課下自己動手學習軟件和進行相關實驗。
2.4運籌學實驗教學考核存在困難
財經(jīng)類專業(yè)運籌學實驗課的成績不容易考核,這是實驗教學開展困難的阻力因素之一。目前的教學實踐缺乏對于學生學習效果的一套客觀、細致、公平的實驗考核標準。尤其是對學生解決綜合的復雜優(yōu)化問題能力的考核,是運籌學實驗教學的一個難點問題。
綜上所述,財經(jīng)類專業(yè)運籌學實驗教學中的這些現(xiàn)實問題,嚴重影響著運籌學實驗教學的效果,限制了對學生分析、解決實際問題能力的塑造。
3關于改進財經(jīng)類專業(yè)運籌學實驗教學效果的探討
3.1對教學大綱再設計,重新修訂課程教學內(nèi)容,因材施教,增加實驗教學時間
運籌學作為一門解決優(yōu)化問題的基礎課程,涉及到線性規(guī)劃以及對偶理論、動態(tài)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡、排隊論、存儲論、決策分析、模擬與預測等問題,內(nèi)容龐雜而且難度較大。而財經(jīng)類專業(yè)學生普遍存在數(shù)學基礎不牢,計算機操作應用能力較弱的特點,因此,必須在教學大綱上面要進行縝密的設計,分類教學,對于不同學時的課堂,結合學生基礎和專業(yè)需要,合理安排理論講授內(nèi)容,例如,對于32學時課堂,在講解單純性方法的理論前提時,只要說明思想即可,減少證明時間。最終目的是在保證理論教學效果的條件下擠出必要的實驗教學時間。
3.2更新實驗內(nèi)容,提升學生動手解決專業(yè)實際問題的能力
興趣是最好的引導,要讓學生認識到課程實驗對其專業(yè)學習以及未來工作的作用。教師可以結合運籌學前沿,介紹一些最新的發(fā)展動態(tài),使學生認識到自身專業(yè)的最新發(fā)展大多都廣泛地運用了運籌學的工具,激發(fā)學生動手采用運籌學模型方法解決專業(yè)問題。
具體到實驗內(nèi)容,第一要考慮到大部分財經(jīng)類專業(yè)學生計算機基礎較差,計算機軟件的使用以及編程能力較弱,因此要結合學生實際采用不同的優(yōu)化軟件來教學。軟件教學,使教師在課堂教學中可以簡化一些復雜的理論推導過程,節(jié)省課時,改善教學互動,并專注于學生解決問題能力的培養(yǎng)。根據(jù)筆者的教學實踐,根據(jù)不同計算機編程基礎的學生可以采用管理科學家、EXCEL、lingo、matlab等不同的軟件。第二,驗內(nèi)容分為教師演示引導和學生操作兩類。教師引導實驗以介紹優(yōu)化軟件基本操作和經(jīng)典理論模型求解為主,學生操作實驗以進行與其專業(yè)相關的實際案例建模分析為主。第三,成立運籌應用小組,筆者實際教學中,組織學生以3-4人為一組,引入大型復雜的優(yōu)化建模,并要求撰寫數(shù)學建模報告。該形式促進了學生處理復雜問題的能力,鍛煉了團隊合作精神,從而為將來工作學習中解決實際高維復雜問題打好能力基礎。
3.3實驗教學考核形式多樣化、評價指標要具體可行
筆者教學實踐中考核方式主要有軟件應用、經(jīng)典模型軟件求解、大型復雜優(yōu)化問題建模等部分。軟件應用主要考核語句語法操作以及編程熟練程度,經(jīng)典模型軟件求解主要考核將理論模型解出并進行經(jīng)濟學管理學專業(yè)解釋。大型復雜優(yōu)化問題建模主要考核學生綜合運用運籌學模型的能力,考察解決實際問題的模型抽象、數(shù)據(jù)提取、模型求解、模型應用的綜合能力。每一個部分都要提交實驗報告,最后歸總打分確定實驗成績。
本文受到中南財經(jīng)政法大學實驗教學項目“運籌學實驗課程教學中外比較研究”資助。
參考文獻
[1] 胡運權.運籌學教程(第四版)[M].北京:清華大學出版社,2010.
[2] 呂一兵.信息與計算科學專業(yè)運籌學教學改革研究[J],教育教學論壇,2013(3):91-92.
關鍵詞:運籌學;數(shù)學建模;數(shù)學實驗;計算軟件
中圖分類號:G642
文獻標識碼:A
運籌學是用定性與定量分析結合的方法來研究現(xiàn)實世界系統(tǒng)運行規(guī)律的一門學科。其通過提出具有共性的模型,尋求解決模型的方法,幫助管理者選擇最優(yōu)決策方案,以達到經(jīng)濟有效地配置人力、物力和財力的目標。運籌學這門課程所要求的數(shù)學基礎面比較廣,而且面對各類問題所使用的方法也各不相同。工業(yè)工程專業(yè)的學生,由于數(shù)學知識面不寬,基礎也不夠扎實,所以針對這些專業(yè)的運籌學教學就應該減少嚴格的理論證明過程,多增加實踐應用的學習。為改變運籌學實驗學時很少的現(xiàn)狀與解決運籌學課程具有的理論推導與實際應用之間的矛盾,有必要進行運籌學結合數(shù)學實驗的教學實踐改革。
改革實踐大致可依循這樣的方向進行:①在課堂教學中,指導學生掌握運籌學的理論知識和基本方法;②引導學生了解未來工作崗位上的實際需求,在實驗中將所學的理論融會貫通,具備較強的分析解決問題的能力;③指導學生熟練掌握運籌學領域的通用計算軟件,了解學習該領域正在推廣的運籌學算法;④引導學生了解運籌學學科理論和實踐的發(fā)展趨勢,鍛煉良好的專業(yè)理論研究能力和實踐創(chuàng)新能力。通過以上四個方向促使運籌學教學向更深層次發(fā)展,以便更好地落實運籌學教學的目標與規(guī)劃。為了培養(yǎng)學生的“優(yōu)化”意識、決策能力、建模能力和解決實際問題的能力,可開設下列三種類型的實驗:
一、設計性實驗
運籌學教學過程中,最主要的問題是如何在各種約束條件下對目標進行決策優(yōu)化。比如線性規(guī)劃問題、動態(tài)規(guī)劃問題、整數(shù)規(guī)劃問題等,各類問題的算法又不盡相同。初學者在學習過程中,往往會將各種方法混淆錯亂從而導致計算出現(xiàn)錯誤偏差。有些方法計算過程冗長、復雜而且抽象,學生很難短時間理解掌握。如果設計一些簡單的數(shù)學實驗,結合Matlab、Lingo軟件編程計算,既可以大大減少計算量,也能讓學生在設計編程中更好地理解和掌握算法。設計性實驗“單純型法模型運算程序的設計”目的在于使學生掌握單純型法的運算原理,培養(yǎng)學生熟練運用Matlab語言編程的能力,同時了解Matlab軟件的最優(yōu)化工具箱中的線性規(guī)劃函數(shù)的具體功能及其使用方法。
二、綜合性實驗
“運籌學計算軟件的應用”綜合性實驗目的在于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決問題的能力。對于課程中的一些應用性較強的問題,學生通過自主學習或團隊合作,查閱資料獲取數(shù)據(jù)、背景資料、理論算法等,結合已有的運籌學知識或方法,利用通用的優(yōu)化軟件有創(chuàng)造性地完成實驗。比如,在學習“圖論與網(wǎng)絡分析”這一部分的內(nèi)容時,可以結合當下最熱門的共享經(jīng)濟的概念,針對大家都關心的一些議題,讓學生自組團隊,提出自己對共享經(jīng)濟的理解和設計。學生在完成實驗的過程中,即可以接觸到更多層面的專業(yè)知識,又能增強自身的動手能力、協(xié)作能力,也能將理論與實際有機地結合起來,更好地掌握社會發(fā)展的脈絡。
三、課程設計
為了解決運籌學課程學時少與運籌學應用性強這對矛盾,較好的解決辦法是在工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中添加“運籌學課程設計”實踐教學環(huán)節(jié),在一周的課程時間內(nèi)學生有充裕的時間做調(diào)研,引導學生發(fā)現(xiàn)日常生產(chǎn)生活中的實際問題,比如交通問題、排隊問題、銷售問題等,利用已有的方法資料,將這些問題抽象出來并形成數(shù)學模型。運用所學的運籌學及其他學科知識,編輯程序,分析數(shù)據(jù),利用計算機軟件的強大運算能力,獲得優(yōu)化后的結果或者給出解決問題的方法。如此既能提高學生的學習興趣和學習積極性,提升整體的教學效果,又能鍛煉學生綜合解決問題的能力,為將來的工作就業(yè)打下更好的基礎。
四、結語
近幾年來,通過在部分班級進行試點實踐,設計少量操作性較強的實驗,大部分學生都能積極主動地參加實驗,在知識綜合運用、學生能力培養(yǎng)方面都獲得了較好的效果。希望以此能為大學數(shù)學類課程的改革起到積極的促進作用。
參考文獻:
[1]胡運權.運籌學教程[M].北京:清華大學出版社,2012.
論文[關鍵詞]運籌學;管理科學;數(shù)學模型;實踐教學
1引言
產(chǎn)生戰(zhàn)爭時期的運籌學如今在經(jīng)濟、生產(chǎn)、管理等領域的應用日益廣泛.經(jīng)過近幾十年的發(fā)展,運籌學的分支幾乎擴展到生產(chǎn)實踐、管理科學的各個領域,是現(xiàn)代管理科學的基礎理論和重要方法及工具.它是抽象的數(shù)學理論和實踐相結合的“橋梁”,它既為從事應用領域研究的人們提供了完整的數(shù)學方法,又為從事數(shù)學理論研究的人們展現(xiàn)了廣闊的應用前景.
運籌學是數(shù)學的一個重要分支,其核心是研究優(yōu)化的理論和方法,是數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)必修課;同時運籌學又以定量分析的方法研究管理、生產(chǎn)實踐等領域的問題,將系統(tǒng)思想、工程思想和管理思想相結合,應用數(shù)學的方法,通過建立數(shù)學模型、求解數(shù)學模型解決實際應用問題,為決策者提供定量化的分析結果,輔助決策.運籌學是現(xiàn)代管理科學的理論基礎之一,因此也是經(jīng)濟、管理等專業(yè)的主干課程.在運籌學教學中,應該根據(jù)管理類專業(yè)和應用數(shù)學專業(yè)的不同專業(yè)特點、學生知識基礎等情況區(qū)別對待,切實達到應有的教學目的和效果.
2培養(yǎng)目標及教學目的比較
1.專業(yè)培養(yǎng)目標的比較.
一般地,管理專業(yè)要培養(yǎng)掌握堅實的專業(yè)基本理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識,具有從事專業(yè)領域決策、管理和研究工作能力的人才.學生畢業(yè)后主要在企業(yè)、政府管理、經(jīng)濟研究等部門工作.
應用數(shù)學專業(yè)要培養(yǎng)學生具備扎實的數(shù)學基礎和一定的理論研究能力;在強調(diào)基礎知識的前提下,強調(diào)理論與實踐相結合,培養(yǎng)學生分析問題、運用數(shù)學方法解決實際問題的能力;熟練的計算機應用能力.充分體現(xiàn)“寬口徑,厚基礎,多選擇”的培養(yǎng)理念,適應社會需求多樣化和學生興趣與發(fā)展方向個性化的要求.學生畢業(yè)后應能在科研、經(jīng)濟等部門從事研究或在生產(chǎn)經(jīng)營及管理部門從事實際應用、開發(fā)研究和管理工作.
2.運籌學教學目的的比較.
雖然很多專業(yè)都需要學習運籌學,但各專業(yè)的培養(yǎng)目標不同決定運籌學教學的目的必然不同.
運籌學作為現(xiàn)代管理科學的基礎理論之一,是現(xiàn)代管理科學不可缺少的方法、手段和工具.管理專業(yè)的學生通過運籌學知識的學習和訓練,目的是開發(fā)和啟迪學生的獨立思考能力和創(chuàng)造能力,培養(yǎng)其運用系統(tǒng)的思想、定量分析的方法解決生產(chǎn)、管理等實際應用方面的問題,學生運用數(shù)學的工具和邏輯判斷方法,來研究系統(tǒng)中人、財、物的組織管理、籌劃調(diào)度等問題,使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益.通過運籌學的學習可以提高管理者的素質(zhì),提高管理的質(zhì)量.
這些學生畢業(yè)后多數(shù)是從事生產(chǎn)實踐等方面的管理工作,而非優(yōu)化理論的研究工作,因而從其任職的需要來說,運籌學學習的重點應放在應用性方面.
運籌學是數(shù)學的一個重要分支,經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展,已經(jīng)形成了比較完備的學科知識體系.對應用數(shù)學專業(yè),通過運籌學課程的教學,目的是讓學生掌握這門學科有關的基本理論,打好扎實的理論基礎;另一方面,運籌學畢竟是一門應用性學科,學生還應學會用數(shù)學模型的方法解決實際應用中的優(yōu)化問題,這也是運籌學的精髓所在.
3運籌學教學內(nèi)容與重點的分析
1.管理專業(yè)運籌學課程應側重應用.
根據(jù)以上分析,加之一般管理類學生數(shù)學基礎較弱,對于基礎理論部分感到晦澀難懂,興趣不大.因此,這類專業(yè)的運籌學教學應以應用為主,重點介紹各種類型的運籌模型和求解模型的計算軟件,要求學生掌握數(shù)學模型的建立、優(yōu)化思想、求解(計算機求解)及對解的經(jīng)濟分析和評價.數(shù)學模型方法是定量化、科學化決策的重要工具.
運籌學的各個分支都是在研究不同領域的實際應用中逐步發(fā)展起來的,因此運籌學的方法幾乎涵蓋各個領域的管理決策問題,例如制定生產(chǎn)計劃、規(guī)劃交通網(wǎng)絡、設計產(chǎn)品參數(shù)、控制工藝過程、預報經(jīng)濟增長、確定投資方案等都可以用適當?shù)臄?shù)學模型表示并加以解決.因此應讓學生充分了解模型的類型、不同模型的特點與應用,以便今后將運籌學方法運用到實際中去解決問題,可以使得管理更加科學、有效.這部分內(nèi)容是學生今后進一步學習專業(yè)課以及從事經(jīng)濟管理工作要用到的基礎知識,所以要求學生要深刻理解、準確把握,并側重理論聯(lián)系實際的應用.
管理專業(yè)運籌學課時一般都不多,因此可以選擇線性規(guī)劃、對偶理論、運輸問題、整數(shù)規(guī)劃及動態(tài)規(guī)劃等基本內(nèi)容進行講授.還有一些難度較大的內(nèi)容(如排隊論、存儲論等),根據(jù)課時情況可作簡單介紹,通過典型案例,讓學生了解其實際應用.當在實際中確實碰到這類問題時可通過具有不同知識結構的人員通過團隊合作的方式加以解決.
2.數(shù)學專業(yè)運籌學課程應理論、應用并重.
雖然運籌學是一門應用性較強的學科,但它有相應的理論基礎,而且這是一門比較年輕的學科,其理論還在不斷地發(fā)展完善之中.理論來自實踐,還要回到實踐中去,實際應用要在相應的理論指導下進行,因此運籌學的理論也很重要.
數(shù)學專業(yè)的學生與管理專業(yè)的學生相比,他們的數(shù)學基礎較好,邏輯思維的能力較強,因此理科的學生應該掌握這門課程的有關理論知識,可以為今后從事理論研究打下基礎.
另一方面,理科的學生通常存在重理論、輕應用的現(xiàn)象,而將理論應用于實踐,轉化成實際的生產(chǎn)力或經(jīng)濟效益才是理論研究的目的,否則只能是紙上談兵.事實上,通過實踐中的應用,還可以發(fā)現(xiàn)新的問題,在解決新問題的過程中又可以豐富理論、發(fā)展理論.因此學生除了學習有關的理論外,還應該注重聯(lián)系實際的應用,避免眼高手低.在當前嚴峻的就業(yè)形勢下,應用型人才是非常受歡迎的.應用數(shù)學專業(yè)在課時較充足的情況下,學生的數(shù)學基礎較好,除了前面提到的管理專業(yè)所講授的基本內(nèi)容外,還可以講授難度稍大的排隊論、存儲論等內(nèi)容.
3.計算機應用能力的培養(yǎng).
計算機技術的發(fā)展日新月異,計算機的使用也已滲透到社會生產(chǎn)、生活的各個方面,實踐中的很多問題都要借助于計算機來解決,計算機在求解數(shù)學模型方面也有著強大的功能,是不可或缺的角色.因此在求解運籌學模型方面,除了掌握不同模型的求解思想和方法,還要結合實驗教學,介紹求解運籌學模型的數(shù)學軟件,如LINDO,LINGO,MATHEMATICA等.給學生提供上機實踐,使學生學會使用有關的數(shù)學軟件求解數(shù)學模型.
實踐教學在以往的運籌學教學中常常是薄弱環(huán)節(jié),但在當前的就業(yè)形勢、計算機技術的發(fā)展水平等形式下,通過實踐教學,培養(yǎng)學生解決實際問題的意識和能力是非常重要的一方面.實踐教學中,通過分小組讓學生解決一些實際應用當中的問題,不但可以提高學生學習運籌學的興趣,讓他們感覺到能夠?qū)W以致用;另外還可以培養(yǎng)合作研究的團隊精神,這也是他們將來在工作中不可缺少的一種素質(zhì)要求.當然,管理專業(yè)的學生多偏文科,因此軟件編程能力相對弱一些,而應用數(shù)學專業(yè)的理科學生在這方面要強一些,因此可以根據(jù)學生的實際情況,選擇難度適當?shù)膽眯詥栴}讓學生解決.而無論文科還是理科的學生,要想真正學會一門編程語言,都不僅僅是通過課堂所學就足夠的,但實踐教學可以起到拋磚引玉的作用.
(一)運籌學
運籌學是上世紀40年代開始形成的一門學科,起源于二戰(zhàn)期間英、美等國的軍事運籌小組,主要用于研究軍事活動。二戰(zhàn)后,運籌學主要轉向經(jīng)濟活動的研究,研究活動中能用數(shù)字量化的有關運用、籌劃與管理等方面的問題,通過建立模型的方法或數(shù)學定量方法,使問題在量化的基礎上達到科學、合理的解決,并使活動系統(tǒng)中的人、才、財、物和信息得到最有效的利用,使系統(tǒng)的投入和產(chǎn)出實現(xiàn)最佳的配置。運籌學的研究內(nèi)容非常廣泛,根據(jù)其研究問題的特點,可分為兩大類,確定型模型與概率型模型。其中確定型模型中主要包括:線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡和動態(tài)規(guī)劃等;概率型模型主要包括:對策論、排隊論、存儲論和決策論等。
(二)物流學
物流作為一門科學也是始于二戰(zhàn)期間,美國根據(jù)當時軍事的需要,對軍火的運輸、補給和存儲等過程進行全面的管理,并首次使用了“LogisticsManagement”一詞。其后對于物流的概念不斷演變發(fā)展,內(nèi)容也逐漸完善。我國在2001年8月1日開始實施的國家標準《物流術語》中對物流作了如下規(guī)定:物流即物品從供應地向接收地的實體流動過程,根據(jù)實際需要,將運輸、存儲、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實施有機的結合。
(三)運籌學與物流學
運籌學與物流學作為一門正式的學科都始于二戰(zhàn)期間,從一開始,兩者就密切地聯(lián)系在一起,相互滲透和交叉發(fā)展。與物流學聯(lián)系最為緊密的理論有:系統(tǒng)論、運籌學、經(jīng)濟管理學,運籌學作為物流學科體系的理論基礎之一,其作用是提供實現(xiàn)物流系統(tǒng)優(yōu)化的技術與工具,是系統(tǒng)理論在物流中應用的具體方法。二戰(zhàn)后,各國都轉向快速恢復工業(yè)和發(fā)展經(jīng)濟,而運籌學此時正轉向經(jīng)濟活動的研究,因此極大地引起了人們的注意,并由此進入了各行業(yè)和部門,獲得了長足發(fā)展和廣泛應用,形成了一套比較完整的理論,如規(guī)劃論、存儲論、決策論和排隊論等。而戰(zhàn)后的物流并沒像運籌學那樣引起人們及時的關注,直到上世紀60年代,隨著科學技術的發(fā)展、管理科學的進步、生產(chǎn)方式和組織方式等的改變,物流才為管理界和企業(yè)界所重視。因此,相比運籌學,物流的發(fā)展滯后了一些。不過,運籌學在物流領域中的應用卻隨著物流學科地不斷成熟而日益廣泛。
二、運籌學在物流領域中主要應用的概況
運籌學作為一門實踐應用的科學,已被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運輸業(yè)、民政事業(yè)、軍事決策等組織,解決由多種因素影響的復雜大型問題。目前,在物流領域中的應用也相當普遍,并且解決了許多實際問題,取得了很好的效果。以下總結一些當前運籌學在物流領域中應用較多的幾個方面。
(一)數(shù)學規(guī)劃論
數(shù)學規(guī)劃論主要包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃。研究內(nèi)容與生產(chǎn)活動中有限資源的分配有關,在組織生產(chǎn)的經(jīng)營管理活動中,具有極為重要的地位和作用。它們解決的問題都有一個共同特點,即在給定的條件下,按照某一衡量指標來尋找最優(yōu)方案,求解約束條件下目標函數(shù)的極值(極大值或極小值)問題。具體來講,線性規(guī)劃可解決物資調(diào)運、配送和人員分派等問題;整數(shù)規(guī)劃可以求解完成工作所需的人數(shù)、機器設備臺數(shù)和廠、庫的選址等;動態(tài)規(guī)劃可用來解決諸如最優(yōu)路徑、資源分配、生產(chǎn)調(diào)度、庫存控制、設備更新等問題。
(二)存儲論
存儲論又稱庫存論,主要是研究物資庫存策略的理論,即確定物資庫存量、補貨頻率和一次補貨量。合理的庫存是生產(chǎn)和生活順利進行的必要保障,可以減少資金的占用,減少費用支出和不必要的周轉環(huán)節(jié),縮短物資流通周期,加速再生產(chǎn)的過程等。在物流領域中的各節(jié)點:工廠、港口、配送中心、物流中心、倉庫、零售店等都或多或少地保有庫存,為了實現(xiàn)物流活動總成本最小或利益最大化,大多數(shù)人們都運用了存儲理論的相關知識,以輔助決策。并且在各種情況下都能靈活套用相應的模型求解,如常見的庫存控制模型分確定型存儲模型和隨機型存儲模型,其中確定型存儲模型又可分為幾種情況:不允許缺貨,一次性補貨;不允許缺貨,連續(xù)補貨;允許缺貨,一次性補貨;允許缺貨,連續(xù)補貨。隨機型存儲模型也可分為:一次性訂貨的離散型隨機型存儲模型和一次性訂貨的連續(xù)型隨機存儲模型。常見的庫存補貨策略也可分為以下四種基本情況:連續(xù)檢查,固定訂貨量,固定訂貨點的(Q,R)策略;連續(xù)檢查固定訂貨點,最大庫存的(R,S)策略;周期性檢查的(T,S)策略以及綜合庫存的(T,R,S)策略。針對庫存物資的特性,選用相應的庫存控制模型和補貨策略,制定一個包含合理存儲量、合理存儲時間、合理存儲結構和合理存儲網(wǎng)絡的存儲系統(tǒng)。
(三)圖(網(wǎng)絡)論
自從上世紀50年代以后,圖論廣泛應用于解決工程系統(tǒng)和管理問題,將復雜的問題用圖與網(wǎng)絡進行描述簡化后再求解。圖與網(wǎng)絡理論有很強的構模能力,描述問題直觀,模型易于計算實現(xiàn),很方便地將一些復雜的問題分解或轉化為可能求解的子問題。圖與網(wǎng)絡在物流中的應用也很顯著,其中最明顯的應用是運輸問題、物流網(wǎng)點間的物資調(diào)運和車輛調(diào)度時運輸路線的選擇、配送中心的送貨、逆向物流中產(chǎn)品的回收等,運用了圖論中的最小生成樹、最短路、最大流、最小費用等知識,求得運輸所需時間最少或路線最短或費用最省的路線。另外,工廠、倉庫、配送中心等物流設施的選址問題,物流網(wǎng)點內(nèi)部工種、任務、人員的指派問題,設備更新問題,也可運用圖論的知識輔助決策者進行最優(yōu)的安排。
(四)排隊論
排隊論也稱隨機服務理論,主要研究各種系統(tǒng)的排隊隊長、等待時間和服務等參數(shù),解決系統(tǒng)服務設施和服務水平之間的平衡問題,以較低的投入求得更好的服務。排隊現(xiàn)象現(xiàn)實生活中普遍存在,物流領域中也多見,如工廠生產(chǎn)線上的產(chǎn)品等待加工,在制品、產(chǎn)成品排隊等待出入庫作業(yè),運輸場站車輛進出站的排隊,客服務中心顧客電話排隊等待服務,商店顧客排隊付款等等。根據(jù)系統(tǒng)排隊的服務設施數(shù)量、系統(tǒng)容量、顧客到達時間間隔的分布、服務時間的分布等特征,可分為(M/M/1/∞),(M/M/1/k),(M/M/1/m),(M/M/s/∞),(M/M/s/k),(M/M/s/m)幾種不同的情況,不同情形套用相應的模型可以求解。
(五)對策論、決策論
對策論也稱博弈論,對策即是在競爭環(huán)境中做出的決策,決策論即研究決策的問題,對策論可歸屬為決策論,它們最終都是要做出決策。決策普遍存在于人類的各種活動之中,物流中的決策就是在占有充分資料的基礎上,根據(jù)物流系統(tǒng)的客觀環(huán)境,借助于科學的數(shù)學分析、實驗仿真或經(jīng)驗判斷,在已提出的若干物流系統(tǒng)方案中,選擇一個合理、滿意方案的決斷行為。如制定投資計劃、生產(chǎn)計劃、物資調(diào)運計劃、選擇自建倉庫或租賃公共倉庫、自購車輛或租賃車輛等等。物流決策多種多樣,有復雜有簡單,按照不同的標準可化分為很多種類型,其中按決策問題目標的多少可分為單目標決策和多目標決策。單目標決策目標單一,相對簡單,求解方法也很多,如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等。多目標決策相對而言復雜得多,如要開發(fā)一塊土地建設物流中心,既要考慮設施的配套性、先進性,還要考慮投資大小問題等,這些目標有時相互沖突,這時就要綜合考慮。解決這類復雜的多目標決策問題現(xiàn)行用的較多的,行之有效的方法之一是層次分析法,一種將定性和定量相結合的方法。
三、運籌學在物流領域中的進一步應用與發(fā)展
前面介紹了目前運籌學理論在物流領域中應用較多的幾個方面,下面對其在物流領域中的進一步運用和發(fā)展作了一些思考。
(一)運籌學理論結合物流實踐
雖然運籌學的理論知識很成熟,并在物流領域中的很多方面都有實用性,可現(xiàn)行許多物流企業(yè),特別是中、小型物流企業(yè),并沒有重視運籌學理論的實際應用,理論歸理論,遇到實際問題時許多還是憑幾個管理者的主觀臆斷,并沒有運用相關的數(shù)學、運籌學知識加以科學的計算、論證、輔助決策。因此,對于當前許多企業(yè)、部門,應該加強對管理者、決策者的理論實踐教育,使之意識到運籌學這門有用的決策工具。
(二)擴大運籌學在物流領域中的應用范圍
現(xiàn)行的運籌學知識在物流領域中的應用主要集中在以上的幾個方面,運籌學作為一門已經(jīng)比較成熟的理論,應該讓其在物流領域中的發(fā)揮更大的作用,進一步探索,盡量把物流領域中數(shù)字模糊化、量化不清的方面數(shù)字化、科學化,運用運籌學的知識準確化、優(yōu)化。
(三)把運籌學知識融合在其他物流管理軟件中
把運籌學在物流領域中應用的知識程序化,編制成相應的軟件包,使得更多不懂運籌學知識的人也能運用運籌學的軟件輔助決策。目前運籌學的軟件比較多,但是具體到物流領域中應用的還寥寥無幾,因此針對物流領域中常用的運籌學軟件應大力開發(fā)。另外,把運籌學的部分功能融合在其他物流管理軟件中,也是一個很好的發(fā)展方向,能引起管理者和主管部門的重視,提高企業(yè)的管理水平,取得比較好的經(jīng)濟效益。
(四)立足物流現(xiàn)實,改進運籌學理論應用不足之處
運籌學的理論雖然在物流領域中應用很多,并在某些領域演繹出了許多經(jīng)典的模型和公式,但其中有些模型是基于一些假設條件基礎之上的,和實際生活中的情形相差很大。如存儲論中的一些模型,Q、R、S、T都是一個精確的值,而現(xiàn)實生活中由于需求的變化獨立于人們的主觀控制能力之外,因此在數(shù)量和時間上一般無法精確,其隨機性和不確定性使得庫存控制變得復雜。因此隨著理論的日益成熟和對實際情況的了解,對其不足之處應加以改進和完善。
五、結語
物流學主要研究物流過程中各種技術和經(jīng)濟管理的理論和方法,研究物流過程中有限資源,如物資、人力、時間、信息等的計劃、組織、分配、協(xié)調(diào)和控制,以期達到最佳效率和效益,而現(xiàn)代物流管理所呈現(xiàn)的復雜性也不是簡單算術能解決的,以計算機為手段的運籌學理論是支撐現(xiàn)代物流管理的有效工具。物流業(yè)的發(fā)展離不開運籌學的技術支持,運籌學的應用將會使物流管理更加高效。
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1引言
古樸的運籌學思想可以追溯到古代先秦時期。我們運籌學的先驅(qū)從《史記》“運籌于帷幄之中,決勝于千里之外”一語中摘取“運籌”兩字作為這門學科的名稱,既顯示其軍事起源,也表明其樸素的思想早已出現(xiàn)在幾千年前的中國。但世上公認的運籌學學科起源于二次世界大戰(zhàn)期間,英、美等國的軍事部門為戰(zhàn)爭需要而成立的一些研究小組的活動。其熱點是集中多個學科領域的科研人員,對某一特定問題進行全面、系統(tǒng)的分析,提出提高某武器系統(tǒng)效率的操作方法和執(zhí)行策略。第二次世界大戰(zhàn)結束后,運籌學的研究方法在理論上得到全面發(fā)展。作為一種重要的管理決策分析工具,運籌學的應用領域也從軍事部門迅速向工商、管理和工業(yè)部門轉移。運籌學是研究各種廣義資源的運用、籌劃以及相關決策等問題的近代新興學科。在我國已有五十多年歷史,其目的是根據(jù)問題的需求,通過數(shù)學的分析和運算,做出綜合性的、合理的優(yōu)化安排,以便更有效地發(fā)展有限資源的效益。“運籌學”名稱最早于1938年出現(xiàn)在英國,當時稱之為“OperationalResearch”,1942年美國開始從事這項研究工作,稱之為“OperationsResearch”。運籌學的發(fā)展、運籌學在各領域的廣泛應用、運籌學的定量分析對于解決實際問題的思路及其特點,適合當今社會發(fā)展對高級管理決策人才的迫切需要。本課程是工商管理類專業(yè)重要的專業(yè)基礎課,也是一門實踐性和應用型很強的學科。21世紀,科技進步與社會發(fā)展提出了培養(yǎng)信息社會高素質(zhì)人才的要求,高等教育改革不斷深化,《管理運籌學》課程教學面臨新的挑戰(zhàn),必須重新對課程原有的教學體系和教學方法進行全面的審視和思考。
2工商管理專業(yè)《管理運籌學》課程教學中存在的問題
當前的工商管理專業(yè)《管理運籌學》課程教學主要存在以下問題:
一是教學目的不明確,教學方式單一。多數(shù)講授《管理運籌學》課程的教師是學數(shù)學出身,缺乏必要的工程技術和管理知識,使得目前《管理運籌學》教學普遍存在著偏重教學理論與解題技巧的傳授,將《管理運籌學》當作一門純數(shù)學學科進行教學。這與工商管理專業(yè)培養(yǎng)要求相脫節(jié),學生在學習過程中感受不到《管理運籌學》在管理中的應用。在教學方式上,也一直延用傳統(tǒng)單一的傳授方式,當學生運用所學知識去分析和解決實際問題時,顯得茫然無措,無從下手。
二是學生學習興趣不濃厚?!豆芾磉\籌學》研究問題的基本手段是建立數(shù)學模型,并較多地運用各種教學工具。學習《管理運籌學》課程,需要有良好的數(shù)學基礎;其前期必修課程包括微積分、線性代數(shù)、概率論、概率論與數(shù)理統(tǒng)計。可以說《管理運籌學》是軟科學中“硬度”較大的一門學科,兼有邏輯的數(shù)學和數(shù)學的邏輯的性質(zhì)。工商管理類專業(yè)的學生絕大多數(shù)是文科生源,不少學生害怕數(shù)學。比如線性規(guī)劃的單純形法及對偶理論,要想完全領會其原理,需要大量運用線性代數(shù)的工具進行推理,因而非常抽象。在課時總體壓縮的背景下,教師要在較短時間內(nèi)講授完抽象數(shù)學原理的推導,學生聽不懂只好放棄這門課程的學習,進而也打擊了學生學習《管理運籌學》的興趣。
三是教學內(nèi)容不恰當?!豆芾磉\籌學》課程包括若干分支,而教學時數(shù)有限,因而《管理運籌學》教學不可能囊括所有分支。目前在《管理運籌學》課程的教學中,教學內(nèi)容的選擇存在一定的隨意行和盲目性,甚至存在教學內(nèi)容因人而設或因教材而設的現(xiàn)象。
四是教學方法不科學。主要表現(xiàn)在講授方法單一,教學手段不靈活。老師講,學生聽,學生缺乏思考及案例的討論,掌握知識不能做到融會貫通,更不能做到靈活應用,考試方法、考試內(nèi)容傳統(tǒng),對于學生學完課程是否能夠運用《運籌學》來解決實際問題,教室較少顧及。
五是實踐教學環(huán)節(jié)薄弱。如果在《管理運籌學》教學中缺少足夠的實踐環(huán)節(jié),學生在學習中即使掌握了《管理運籌學》的建模方法和手工運算能力,但在遇到一些變量較多的數(shù)學模型時,也只能一籌莫展。由于缺少上機實踐機會,學生不能利用相應軟件求解模型,從而大大降低了課程應用的可操作性。
3《管理運籌學》課程教學創(chuàng)新實踐改革的必要性
人類社會正在經(jīng)歷從資本經(jīng)營到知識經(jīng)濟時代的轉移,知識經(jīng)濟的迅速發(fā)展將引起教育內(nèi)容和教學方法的重大變化。根據(jù)知識經(jīng)濟對企業(yè)管理模式產(chǎn)生的重大影響,應該對管理科學模型方法課程的教學內(nèi)容、教學手段、教學方法和教學目標不斷進行改革和創(chuàng)新。強化學生的創(chuàng)新意識,主動預見變化、適應變化、管理變化,并根據(jù)內(nèi)容和外部環(huán)境不斷更新觀念,設計未來;重視信息,學會與人合作,講究團隊精神;重視素質(zhì)教育,培養(yǎng)復合型人才;掌握領導科學,提高管理能力;增加社會實踐,改革教學模式;教學以培養(yǎng)學生建模和解決實際問題的能力為主線;要求學生掌握相關軟件操作,接觸企業(yè)決策試驗;培養(yǎng)學生信息檢索能力,組織小組研讀論文,培養(yǎng)學生具備初步的理論研究能力;課外關注應用案例,引導培養(yǎng)其對課程的興趣愛好;并最終以大型作業(yè)的形式進行知識的綜合運用與總結提高。社會經(jīng)濟的發(fā)展向《管理運籌學》提出了嚴峻的挑戰(zhàn),很多實際問題,如風險管理、沖突分析、多目標決策以及對未來變化的預測和駕馭等,都迫切需要分析研究和解決,而按照傳統(tǒng)的教學計劃和方法,學生沒有機會接觸《管理運籌學》這些新的分支。《管理運籌學》內(nèi)容豐富多彩,可以分成數(shù)學理論、建立模型、計算機軟件的重點都放在討論有限的數(shù)學理論方面,因而學生在有限的數(shù)學計劃學時內(nèi)無法學習了解《管理運籌學》形形的模型和算法,從而使學生對許多實際問題缺乏聯(lián)想。在科學技術迅速發(fā)展,知識激增的情況下,教師不僅要向?qū)W生傳授知識,更重要的是要幫助學生提高獲取知識的能力,特別是觀察、聯(lián)想、思考、銳意創(chuàng)新等方面的能力。對于《管理運籌學》這門多學科交叉的課程,如果教師在教學時只按傳統(tǒng)的方法向?qū)W生灌輸一些概念、理論和方法,就會降低學生的學習積極性,以至達不到《管理運籌學》教學的目的。隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步,社會更需要復合型管理人才,《管理運籌學》以其內(nèi)容豐富、覆蓋面寬、應用范圍廣和多學科交叉性等特點,為學生提供管理和決策技能,提供解決實際問題的途徑和方法?!豆芾磉\籌學》教學體系和方法應隨著教學對象和社會發(fā)展的變化而進行適時調(diào)整和革新。#p#分頁標題#e#
4PBL教學法概述
PBL的全稱是“Problem-BasedLearning”,即以問題為基礎的學習法,由美國的神經(jīng)病學教授Barrow于1969年在加拿大的麥克馬斯特大學首創(chuàng)。PBL的基本熱點是以教師為引導,以學生為中心,通過解決問題來學習。在PBL的學習方法中,學生由知識的被動接受者轉變?yōu)榍笏髡?,同時在實踐PBL過程中養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的學習技能,對其終身教育具有深遠影響。PBL教學法在西方國家得到廣泛的推廣和應用,而在我國則處于實驗性探索階段。我院對2006級工商管理專業(yè)學生實驗性地實施了PBL教學法,收到了較好的效果。比較而言,我們認為PBL教學法既是一種比較先進的教學方法和理念,也是和我國目前所倡導的素質(zhì)教育的教育思想和目標相一致的。
PBL教學法的優(yōu)點可概括為:(1)強調(diào)學生學習能力的培養(yǎng),使學生在學習過程中,通過查找所需的信息源,培養(yǎng)終身學習的能力;(2)充分發(fā)揮學生學習的主動性,使學生的學習按需要來驅(qū)動;(3)有利于培養(yǎng)學生解決問題的能力和自學能力;(4)加強了各學科間的聯(lián)系,同時避免了學科間不必要的重復,有利于學生將不同學科信息進行綜合;(5)密切了師生間、同學間的關系,培養(yǎng)了學生人際交流、溝通和合作共事的能力。
PBL教學法的特點為:(1)以重能力培養(yǎng)代替重知識傳授;(2)以綜合課代替以學科為基礎的課程;(3)以學生為中心代替以教師為中心:(4)以小組討論代替班級授課;(5)以“提出問題、建立假設、收集資料、論證假設、總結”的五段教學法代替“組織教學、復習舊課、上新課、鞏固新課、布置作業(yè)。”鑒于這些特點,世界上許多國家,尤其是發(fā)達國家有相當一部分商學院都在應用這一教學方法。而且實踐表明,這一教學方法在商學教育領域中的應用非常成功,正如美國哈弗大學校長ToslesonD教授所說,“PBL教學法是一種有效果的和高效率的教學方法”。
5基于PBL教學法的《管理運籌學》課程教學改革與實踐的思考
綜上所述,改革《管理運籌學》課程的“學方法,應該從突出課程的應用型入手。這樣,PBL教學法就特別適合應用于《管理運籌學》的課程教學中。依據(jù)PBL教學法的基本理論,全面改革該課程的各個教學環(huán)節(jié),重新整合各個知識點,提出以問題為基礎的《管理運籌學》課程啟發(fā)式教學法,必將能夠解決現(xiàn)實教學中存在的問題,顯著地改善教學效果。
(1)教材的選用應根據(jù)PBL教學法的特點選擇合適的教材。我們更換了原有的教材,新教材以教案為中心,突出實際問題的提出、分析和解決方法,強化計算機的應用,弱化數(shù)學理論的推導。雖然新教材并不是為PBL教學法設計的,但其教學理念與PBL教學法同出一轍,為順利實施PBL教學法奠定了基礎。同時,我們針對教材中存在不足,還自編了部分教學內(nèi)容。
(2)問題的設計。設計問題是PBL教學法的基礎。在傳統(tǒng)的教學過程中,教學內(nèi)容與實際嚴重脫節(jié)。教學中所提的問題僅僅是為了組織教學,說明相關的數(shù)學理論。而PBL教學法則從實際問題出發(fā)來組織教學,將數(shù)學理論隱含在解決實際問題的過程中,從而達到讓數(shù)學理論服務于培養(yǎng)學生解決實際問題能力的目的。因此,每個問題的提出都應該有明確的目的和要求,要與生活和科學實踐的真實情景聯(lián)系,與教學要求的基本概念、基本結論和基本方法聯(lián)系;問題還應具有一定的復雜性和難度,能夠激發(fā)學生的探索精神,鍛煉學生的團隊合作精神。問題主要涉及生產(chǎn)計劃、銷售計劃、運輸計劃、投資計劃、設備管理和存貯策略等管理領域。
(3)學習活動的設計。學習活動主要包括以下幾方面:①組建團隊。根據(jù)自愿原則,由學生組成2-3人的研究團隊,團隊中各成員根據(jù)自身的特長在問題分析、數(shù)學理論、計算機應用、論文撰寫等方面進行分工合作。②選題。每個團隊根據(jù)自身的特點和興趣,從老師提出的多個實際問題中,選擇其中的兩個問題進行研究。③查閱文獻、學習數(shù)學理論。每個團隊在確定研究的問題后,通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書館、現(xiàn)場調(diào)查、咨詢相關業(yè)務專家等方法獲取和研究相關文獻資料。團隊成員通過討論的方法對問題進行分析研究,在解決問題的過程中,學習所涉及的數(shù)學理論和數(shù)學方法,為解決問題奠定基礎。④建立數(shù)學模型。根據(jù)問題的類別確定相應的數(shù)學方法,在合理的假設和抽象歸納的基礎上,運用數(shù)學理論和方法建立數(shù)學模型。⑤求解數(shù)學模型。通過計算機編程求解數(shù)學模型,可以訓練學生的計算機應用能力,為在今后工作中更好地運用計數(shù)機打好基礎。⑥撰寫論文。問題解決后,要求撰寫論文,對解決問題的過程進行總結。除了包括數(shù)學模型的建立和求解必要內(nèi)容外,還要寫出研究和學習過程中存在的問題和體會。⑦課堂報告。各個團隊在課堂上要向全體同學報告自己的研究成果,老師和其它同學通過提問及質(zhì)疑的方式參加討論。⑧總結。學生根據(jù)報告過程中發(fā)現(xiàn)的問題,完善和修改論文,最后提交給老師。這些論文將作為平時成績計入考試成績中。
(4)體會。盡管PBL教學法在《管理運籌學》課程教學中的應用才剛剛開始,還處在積累經(jīng)驗的過程中,但是已經(jīng)顯示了其在培養(yǎng)學生自主學習能力和解決實際問題嫩鐵拐李方面的顯著優(yōu)勢。這一教學方法的改革也受到學生的廣泛歡迎。學生在研究問題的過程中表現(xiàn)出非常積極的態(tài)度,論文撰寫認真細致,課堂討論發(fā)言積極,普遍反映收獲很大。總之,通過一學期的教學實踐,我們認為:將PBL教學法應用于《管理運籌學》課程教學中,對切實提高教學質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。
關鍵詞:應用型人才培養(yǎng);運籌學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)01-0092-02
運籌學是高等學校工程管理、交通運輸?shù)葘I(yè)的基礎課程之一。其內(nèi)容豐富且實用性很強,掌握其思想方法對學生今后的學習和工作均有很大幫助,且運籌學教學對提高大學生素質(zhì)教育、提高學生解決實際問題的能力等方面都具有重要作用,因此探討運籌學的教學方法和實踐具有重要意義。尤其是在國內(nèi)工科院校運籌學教學改革的大背景下,在工科院校向應用技術型大學轉型過程中,為踐行“有理論基礎,更強調(diào)實踐能力”的教學理念,筆者結合工科院校學生的專業(yè)背景和實際水平,制定了以為專業(yè)服務為核心的《運籌學》課程標準,探索適合工科院校學生的運籌學教學模式。
本次教學改革以交通運輸專業(yè)為試點,研究《運籌學》課程標準制定,探索適合交通運輸專業(yè)學生的運籌學教學模式,目的是使運籌學教學展示出它應有的魅力,體現(xiàn)運籌學“從實踐中來,到實踐中去”的應用特色,真正讓學生能夠用運籌學的知識和方法來解決專業(yè)學習中遇到的實際問題,寓學科知識于專業(yè)能力培養(yǎng)之中,最終提升學生的專業(yè)素質(zhì)。
一、運籌學教學過程中存在的問題
(一)學生反映本門課程不好學,與學生專業(yè)結合度不高,學生學習興趣不高
一方面,由于學習運籌學需要先修的數(shù)學課程較多,如高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等,很多學生在學習過程中感到基礎知識缺乏,容易知難而退。另一方面,運籌學作為一門公共課,授課內(nèi)容與學生所學專業(yè)沒有密切聯(lián)系,學生很難學以致用,學習的目的往往是為應付考試,普遍學習興趣不高。
(二)學生難以掌握學習方法
運籌學中一些問題的分析和解決方法與傳統(tǒng)學科大不相同,如分支定界法,割平面法,動態(tài)規(guī)劃以及圖論和網(wǎng)絡流等方面內(nèi)容的學習,不同于數(shù)學,更不同于一般社會科學的方法和思路,所以學生的學習方法和思維方式不能迅速轉過來。
(三)學生主動學習意識薄弱
長期以來,在傳統(tǒng)教育思想影響下,通常把教師當作教學的主體,把學生當作客體,過分強調(diào)教師的權威性,在一定程度上忽視了學生作為學習主體的存在。
過分強調(diào)了知識的灌輸,而忽視了師生之間的互動,這樣的形式削弱了學生主動參與學習的積極性,導致學生知識掌握不牢固,一定程度上影響了教學效果。
(四)學生兩極分化現(xiàn)象嚴重,學困生難以融入課堂
同一個班級的學生學習興趣、學習欲望、學習成績有很大的差別,學習習慣不良、成績落后的學生人數(shù)逐年增加。在運籌學的課堂上,數(shù)學底子薄、注意力不集中的學生很容易脫離課堂教學節(jié)奏,最后放棄學習,淪為學困生。
(五)學習效果評價手段單一
教學效果的評價一般采用傳統(tǒng)閉卷筆試的考試方式,其中尤以期終考試卷面成績?yōu)橹?,導致學生將學習重點放在對知識的死記硬背上,難以將其“活學活用”。
二、本次改革的手段、創(chuàng)新點
(一)明確教學目標,改革教學內(nèi)容
本次課程標準制定及教學改革分專業(yè)進行,目的是寓各學科知識于專業(yè)能力培養(yǎng)之中。因此,運籌學課程標準制定及教學改革以“緊密聯(lián)系學生所學專業(yè),引導學生在理解運籌學基本理論和方法的基礎上提升學生的實踐應用能力”為教學目標,教學內(nèi)容緊密聯(lián)系學生所學專業(yè),在傳承經(jīng)典運籌學知識的基礎上,去掉了優(yōu)化理論推導證明以及純粹作為計算手段的算法,引入Lingo軟件作為求解模型的工具,并深入研究交通運輸專業(yè)各課程的需求,增加了與交通運輸專業(yè)聯(lián)系密切的運籌學問題。
(二)教學過程中引入與學生實際生活、專業(yè)密切相關的案例
案例教學可以適當減輕難度,激發(fā)學生的學習興趣。因此,筆者在教學過程中引入了交通運輸專業(yè)常見管理問題的案例。例如:司機的排班問題,地鐵車站的人員排班問題,運輸問題,站點、設備廠房等的選址問題,最優(yōu)路徑選擇問題等,引導學生運用運籌學的理論方法分析管理中的實際問題。
(三)通過引導學生解決身邊的問題,培養(yǎng)其學以致用的能力
運籌學很多教學內(nèi)容與學生實際生活密切相關。教學過程中,在向?qū)W生介紹基礎知識、例題之后,引導他們探索書本之外的解題思路和方法,鼓勵他們探索用所學知識解決身邊的問題。例如,在學習最大流問題的課堂上,完成基本問題和算法的學習之后,詢問學生是否碰到過可以用最大流方法解決的實際問題。同學們踴躍發(fā)言,用身邊的問題、專業(yè)的實例與教學內(nèi)容相結合,將抽象的最大流變得可以理解與接受。
(四)講課過程注重師生互動,逼著學困生融入課堂,給績優(yōu)生一個展示能力的機會
1.課堂上經(jīng)常隨機提問,讓學生回答問題。問題一般比較簡單,以達到提高學生自信,讓學生感受到學習樂趣的目的。通過隨機提問,可以帶給學生壓力,逼著每個同學都認真聽課。
2.課前設計一些有難度的問題,鼓勵學生自告奮勇地回答問題,及時發(fā)現(xiàn)并表揚答題過程中的閃光點,讓學生在學習過程中有一種成功的體驗。
(五)通過分組討論,提交小組報告等形式培養(yǎng)學生的團隊合作精神
實際問題的解決往往需要多學科知識,培養(yǎng)學生的團隊合作精神應該貫穿于各個教學環(huán)節(jié)。運籌學從全局出發(fā),研究的是系統(tǒng)最優(yōu)化問題,所涉及問題的領域是多學科的,所用方法是交叉的,綜合的。運籌學的這一特點決定了運籌學教學應該注重培養(yǎng)學生的團隊合作精神。
課堂上提出稍有難度的問題,組織學生分組討論,以培養(yǎng)學生合作解決問題的意識。
與專業(yè)課教師合作,歸納一些學生感興趣的可以用運籌學方法解決的專業(yè)問題。將這些問題作為課后大作業(yè)布置,讓學生每3人組成一個小組,分工合作,通過查閱資料、小組討論、調(diào)查研究、建立模型、編程求解、撰寫論文,最終提交小組研究報告,在解決問題過程中培養(yǎng)他們堅韌不拔、團結合作的精神。
(六)改變考核方式
多元化的考核方法,可以引導學生從應試學習向提高知識應用能力的方向轉變。采用小組課程報告、課堂表現(xiàn)、作業(yè)與筆試相結合的考核方式,綜合考察學生掌握知識的情況與應用知識的能力。提交小組課程報告的方式不僅能夠考察學生應用運籌學基本理論解決較復雜實際問題的能力,而且也反映了學生溝通與合作的能力,這部分成績占總成績的20%;根據(jù)課堂聽課認真程度、回答問題的積極性、分組討論時的表現(xiàn)等評分,可以激勵學生認真上好每節(jié)課,避免期末突擊學習應付考試,這部分成績占總成績的10%。以后會逐漸增大這兩部分考核內(nèi)容在總成績中所占比重。
三、取得的效果
(一)學生的學習積極性有了明顯的改善,聽講態(tài)度有了非常大的改變,出勤率明顯提高
上課睡覺、玩手機的現(xiàn)象得到改善,課堂氣氛活躍,尤其是一些原來不太聽講的學生也開始積極想辦法解決問題。
(二)學生在解決問題、分工協(xié)作過程中培養(yǎng)了互助精神,增強了團隊意識
(三)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力明顯增強
有些學生積極參加學校組織的數(shù)學建模競賽,并在這一過程中主動使用工具書、教科書,充分利用圖書館、計算機網(wǎng)絡,獨立查閱文獻資料,收集各種必要的知識信息。有些學生會主動找老師討論實際生活中、專業(yè)學習中碰到的問題,試圖用運籌學的方法解決。
四、存在的不足
教學改革是個長期、循序漸進的過程,本階段改革仍存在不少需要完善的地方。主要表現(xiàn)在:平時成績在總評中所占比重還偏低,以后會繼續(xù)探索對學生學習有更大激勵性的考核機制,繼續(xù)增加平時成績在總評成績的比例,增加實踐操作技能的考試,繼續(xù)完善案例庫,增加更多與學生專業(yè)密切相關的案例。
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