課程教學改革研究論文
一、運籌學學科特點
運籌學是應用分析、試驗、量化的方法,對經濟管理系統中的人力、物力、財力等資源進行統籌安排,為決策者提供有依據的最優方案,以實現最有效的管理其核心是研究優化的理論與方法。運籌學內容豐富、分支眾多,已經形成了三個不同的發展領域:運籌學應用、運籌學科學和運籌學數學教育部1998年頒布的“本科專業目錄和專業介紹”中,將運籌學課程列為經濟、管理專業的主干課程。運籌學課程已逐漸成為應用數學、管理科學、工程管理、系統科學、信息管理、計算機、機械制造、交通運輸等專業的基礎課程之一。因此運籌學課程必須既能滿足理工類專業的教學需要,又能兼顧經管類等專業的要求。
運籌學具有以下幾個特點:
(1)定量分析。運籌學使用各種數學工具和邏輯判斷方法,對實際問題中提煉出來的模型進行定量分析, 為管理和決策提供定量化的決策支持。
(2)最優性。所謂最優,包含兩方面的含義:一是從空間上來講,尋求整體最優;二是從時間上來講,尋求全過程最優。
(3)實用性。運籌學是一門實踐性很強的學科。運籌學廣泛應用于經濟、管理、工程優化設計、工程優化控制、計算機和信息系統、城市規劃和管理、資源綜合利用, 環境治理等。
(4) 多分支性。由于運籌學是面向實際問題的,因此運籌學形成了很多分支,而且還在不斷的向前發展。運籌學的分支包括線性規劃、整數規劃、非線性規劃、目標規劃、圖與網絡模型、存儲論、排隊論、對策論、排序與統籌方法、決策分析、動態規劃、預測、搜索論、隨機服務理論和可靠性理論等。
(5)以計算機為工具求解問題。由于實際問題通常變量較多,運用運籌學理論手工解決實際問題時,計算工作量非常大,且常常容易出現錯誤, 因此應該借助于計算機工具求解。實際上,計算機技術的快速發展,為運籌學的進一步發展以及在實踐中的應用都起到了促進作用。
二、教學現狀分析
目前,本校的運籌學課程授課對象為理科專業(包括數學與應用數學、統計學專業)、管理學科專業(包括管理科學、工程管理、房地產經營管理、市場營銷、物流管理、工商管理、金融管理專業)以及工科專業(信息管理與信息系統、金融工程專業)的本科大學生。理工科專業學生是理科生源,管理類專業中除部分專業為文科生源,其余專業又為文理生源兼有。相比而言,理科生源學生數學基礎較好,文科生源的數學基礎相對較差,如何做到在同一時空內,讓學生們都能認識、理解、領會和掌握該門課程,并能實現理論和實踐的結合,從而解決實際問題,真正達到這門課程的學習目的,需要在教學過程中做一些嘗試與改革。目前,我校在運籌學課程教學過程中往往容易出現以下一些普遍存在的問題和不足:
1、學生學習的積極性不高,厭學現象較普遍。隨著年齡的增長,大學生學習動機的功利性日益增強,只對他們認為有用的課程感興趣,而對其它課程則僅僅追求達到學分要求。學習的主動參與性不夠,課堂氣氛不夠活躍,很難主動和教師形成互動,整體學習效果一般。他們將學習重點放在對課本知識的死記硬背上,甚至連計算方法和步驟也采用死記的方法。
2、教學方法的科學性有待加強。運籌學是一門實用性課程,很多老師在授課時,采用傳統的板書講授法,教學手段不夠靈活,信息量少,如講解線性規劃中的單純形方法時,一節課畫一張單純形表,解一道迭代三次的題目時間可能就不夠用了,教師只在黑板上孤立的畫表格,學生在課堂上被動接受,師生互動性差,教與學信息反饋不及時,很難提高學生的興趣和調動學生學習的積極性。
3、實驗教學和案例分析重視不夠。由于大部分教師是重點高校數學專業出身,在給本科生上運籌學課程時,過多注重定義的解釋,定理的推導,手工演算的培訓上,對應用運籌學的理論、方法分析問題、解決問題講授不多,從而造成學生對運籌學的基本理論、模型求解方法多有較好的掌握,但當運用所學知識去分析和解決實際問題時,卻都顯得茫然無措。很少有運用運籌學解決實際問題的案例,不會用運籌學優化軟件(如lingo、lindo、mathematic、matlab等)求解最基本的運籌優化問題,更難去解決實際問題。
4、課程考核方法比較單一。通常是以學生平時作業加期末考試成績作為考核學生學習運籌學課程效果的考核方式,導致學生只會套用書上算法,機械的進行手工計算,忽視了運籌學課程培養學生解決實際問題的能力的目的,偏離了運籌學的本質。
三、教學改革建議
1、分專業教學,體現專業特色。
不同的專業,需要不同的運籌學知識,應根據專業培養目標和專業特點明確教學目的,分類設置教學內容,科學設計教學方法,并有所側重,如應用數學專業更應強調運籌學數學和運籌學科學,在教學過程中應側重算法的證明和原理推導,還應具有一定的編寫計算機程序解決問題的能力,使他們掌握運籌學的基本優化理論和優化方法,掌握課程各主要分支的模型、基本概念與理論、主要算法及其應用;經管類專業運籌學更應強調運籌學應用和運籌學科學,教學目的重點應放在學生對基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的應用上,使學生通過運籌學課程的學習,能夠運用運籌學的思想、原理、方法分析和解決問題同時加強實踐教學,采取多種靈活多變的實踐方式,解決實際應用領域中的某些實際問題,為學生進一步從事該方向的學習與研究工作打下堅實的基礎。
2、對教學手段、方式進行改革。
(1)采用啟發式教學。
學生的學習態度直接影響教學質量,因此在教學過程應積極發揮學生的主體作用,如采用啟發式教學,充分發揮學生的聰明才智,激發他們的學習熱情。例如在講解整數規劃的分支定界法時,對于舉例求解約束條件只有兩個的例子時,可以選兩個層次不同的同學當堂練習,啟發學生用圖解法求解,從而鼓勵學生舉一反三,暢所欲言,充分發表自己的觀點與想法。
(2)改革教學手段,運用最新科技成果,突出應用性。
傳統教學模式的板書時間,對學生來說也是一段休息、思考準備的時間,但有時顯得單調和低效、課堂信息量少,而且可觀性差。對于運籌學這類內容豐富、信息量大、推理和運算復雜的綜合性學科的教學活動,還應該充分應用現代化教學手段,通過與現代化教育技術的組合應用,實現運籌學課程教學的優化須借助多媒體、互聯網等最新現代教育技術手段,并充分利用網絡教學資源加強對學生進行交互式教育,使學生及時了解運籌學發展動態,領悟新思路、掌握新方法,增強運籌學課程的前瞻性和應用性。應用這些最新科技成果輔助教學可以大大提高教學效率,增加學生接觸實際問題的機會,提高解決實際問題的能力,使教學更好地為實際應用服務。
(3)改進教學方式。
變傳統單一的課堂講授為課堂講授、專題講座、計算機實驗、參與社會實踐等多種形式相結合。舉辦專題講座能較好地開闊學生的視野,使學生了解運籌學的發展方向與前沿動態,為培養具有全球化視野的國際性人才打下基礎;開展計算機實驗可培養學生創新能力,這主要是通過創建計算機能識別的運籌學模型、編寫運籌學算法程序和運用計算軟件去求解模型這三個環節去實現;參與社會實踐則能增強學生的實踐能力,讓學生運用所學運籌學知識去解決實際問題,在社會生產實踐的活動中接受檢驗,使學生親身感受學習本課程的實踐需要和社會價值,在實踐中增長見識和才干、獲得成就感。
(4)建立多種聯系方式和學習平臺。
建立基于校園網的交互式網絡平臺以學校的校園網絡為基礎,建立起師生交互式的網絡交流平臺,教師將電子教案和其他教學資源放在網絡系統里,供學生查閱、復習或下載。充分利用現代科技技術,給學生任課教師的聯系方式,通過qq,e—mail等現代科技技術加強聯系,及時解答學生在學習中遇到的問題,激發學生的興趣。
3、加大案例分析和建模培訓力度。
單純的講解教材中的基本理論和例題,會給學生造成一種錯覺:運籌學在理論上很完美,但不能解決實際問題。因此, 在教學的過程中需加強案例教學。案例教學具有以下鮮明特點:第一,目的性。第二,真實性。第三,結果的優化性。加強案例教學,可以加深學生對運籌學概念的理解與應用;加強案例教學有利于學生創造性能力的培養;通過案例教學,可以提高學生們動用所學知識和方法分析問題的能力、合作共事的能力和溝通交流的能力。
一年一度的全國大學生數學建模競賽是全國高校規模最大的課外科技活動之一,而數學建模的主要方法都來自于運籌學的內容。目前來說,建模競賽幾乎受到了所有高校的高度重視,我校從組隊參加全國大學生數學建模競賽以來,雖然取得了不錯的成績,但是和兄弟院校相比還有一定的差距。因此教師可以結合本校實際,將數學建模帶入課堂,適當介紹建模競賽的歷年考題,鼓勵學生積極參加各級競賽,通過競賽來帶動運籌學的教學。
4、改變考核方式。
考試是檢測教學效果和促進教學的一種有力手段,但是傳統考試方式考核的只是理論知識與解題技巧,而運籌學的考核重點應該是學生的優化意識和解決實際問題的能力。所以,與其他課程相比,運籌學的考核方式應該是開放的、多樣化的。課程的考核方式應當既要體現學生對基本知識的掌握能力,還要突出學生的實踐能力與創新意識,因此在成績考核方面應當包括基礎知識考核、實踐能力考核、創新能力考核等方面。基礎知識考核用來加強學生對基本理論、算法的理解及應用,主要是通過學生對每堂課的課后習題作業的完成情況來考察;實踐能力考核主要考核學生初步的數學建模、應用運籌學理論解決簡單實際問題的能力,要求學生做幾道應用型的題目,并且只建模不必非求出解;創新能力考核主要是通過布置幾道優化方面的數學建模案例,引導學生用學過的優化方法求解,不僅要建立數學模型,還要能運用相關優化軟件求解出精確的結果。
5、適當介紹分支由來和現今理論前沿。
不同的運籌學分支有各自的特點和經典方法,如線性規劃的單純形法、非線性規劃的kuhn—tucker條件,對策論的劃線法,這些經典方法都有著各自的創始人和來龍去脈,通過對各分支名人和歷史的介紹有助于學生把握運籌學的發展史,從宏觀上對運籌學各個分支有整體的認識。同時,通過名人的介紹還有助于開闊學生視野,提高學習興趣,活躍課堂氣氛,提高教學效果。
四、結束語
運籌學的主要目的是在決策時為管理人員提供科學依據,是實現有效管理、正確決策和現代化管理的重要方法之一。隨著我國高等教育改革的不斷深化,要求在教學中提高學生運用運籌學解決具體問題的實踐能力。我們相信通過對運籌學課程教學做一系列的改革,針對不同專業的學生,設置不同的教學目的和教學內容,采用不同的教學方法和教學手段,將教師的主導作用、學生的主體作用以及現代教學技術的輔助作用緊密結合起來,使學生能既掌握基本的理論與方法, 又具有較強的實際應用能力,取得令人較滿意的教學效果。
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