運籌學課程教學改革應(yīng)做到因材施教論文
摘要：運籌學課程改革不能搞“一刀切”， 從內(nèi)容選取、講授深度和實踐應(yīng)用三個方面提出運籌學課程教學應(yīng)根據(jù)學生的能力素質(zhì)、專業(yè)需求以及人才培養(yǎng)目標做到因材施教。
關(guān)鍵詞：運籌學； 教學改革； 因材施教；
運籌學課程是應(yīng)用數(shù)學、經(jīng)濟管理、交通運輸、軍事指揮等多個專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課， 對培養(yǎng)學生定量分析意識、系統(tǒng)優(yōu)化意識和邏輯思維能力發(fā)揮著重要作用。近年來， 許多院校為了提高教學質(zhì)量， 對運籌學課程進行了一定力度的改革， 也取得了一些成效， 但也出現(xiàn)了為改革而改革， 同一院校的多個專業(yè)采用同一種課程改革方案的現(xiàn)象。每個專業(yè)的培養(yǎng)目標都有著較大差異， 運籌學課程改革不能搞“一刀切”， 應(yīng)根據(jù)學生的專業(yè)需求和人才培養(yǎng)目標做到因材施教。
1 運籌學課程特點
1。1 學時少， 內(nèi)容多
運籌學課程學時較少， 一般本科專業(yè)的課時大概在30—60學時之間， 但是內(nèi)容分支卻很多。運籌學經(jīng)過多年的發(fā)展， 各領(lǐng)域的實際問題歸結(jié)為不同類型的數(shù)學模型， 構(gòu)成了運籌學的各個分支， 包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、目標規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)、排隊論、存儲論、搜索論、決策論、對策論等經(jīng)典模塊[1]， 同時還包括后期興起的一些智能優(yōu)化算法。
1。2 多學科交叉
運籌學起源于二戰(zhàn)期間的軍事問題， 最早的運籌研究小組由生理學家、數(shù)學物理學家、天體物理學家和軍事人員構(gòu)成， 具有鮮明的多學科交叉特點。二戰(zhàn)以后運籌學開始推廣到經(jīng)濟管理領(lǐng)域， 綜合應(yīng)用了經(jīng)濟學、管理學、數(shù)學、物理學、計算機等學科的科學技術(shù)理論和方法， 著眼于解決實際問題， 為人們提供最優(yōu)決策服務(wù)， 是多學科交叉的一門學科。
1。3 數(shù)學基礎(chǔ)要求高
運籌學是以數(shù)學為主要工具對實際問題進行定量分析和優(yōu)化的一門學科， 運籌學課程中的`概念抽象、數(shù)學公式多、理論性強， 因此， 對學習者的數(shù)學功底要求較高， 涉及到的數(shù)學基礎(chǔ)主要包括高等數(shù)學、線性代數(shù)及概率論等。
1。4 實踐應(yīng)用性強
運籌學是一門應(yīng)用性非常強的學科， 它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、經(jīng)濟、管理、軍事等不同領(lǐng)域。運籌學的一些分支， 如規(guī)劃論、排隊論、存儲論、圖論等， 都來自于實踐的總結(jié)和歸納， 相應(yīng)地， 這些分支形成系統(tǒng)的理論后， 同樣也在實踐應(yīng)用中發(fā)揮著作用。
以上運籌學課程特點導(dǎo)致了不同專業(yè)的運籌學課程在教學目的和教學內(nèi)容上應(yīng)有所區(qū)分。教師應(yīng)在充分把握教學對象特點和人才培養(yǎng)目標的基礎(chǔ)上， 重點在內(nèi)容選取、講授深度和實踐應(yīng)用上做到因材施教。
2 教學內(nèi)容選取上因材施教
運籌學課時少， 內(nèi)容分支多。教學時不可能做到面面俱到， 應(yīng)根據(jù)專業(yè)需求和人才培養(yǎng)目標選取適當?shù)膬?nèi)容模塊。
2。1 結(jié)合專業(yè)需求選取教學內(nèi)容
高校中有很多專業(yè)開設(shè)“運籌學”課程， 但所學內(nèi)容并沒有結(jié)合專業(yè)所需， 而是根據(jù)運籌學基本知識體系講解的， 由于課時限制， 大部分內(nèi)容沒有辦法講解得面面俱到， 很多與本專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容無法講解透徹。因此， 各個專業(yè)應(yīng)結(jié)合專業(yè)需求合理選取教學內(nèi)容， 使運籌學課程在有限的學時內(nèi)發(fā)揮最大效用。例如， 管理專業(yè)的教學內(nèi)容應(yīng)選擇線性規(guī)劃、對偶理論、運輸問題、整數(shù)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃以及決策論等側(cè)重于管理決策的模塊。工業(yè)工程專業(yè)強調(diào)綜合提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、使生產(chǎn)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。因此， 在教學內(nèi)容設(shè)置上應(yīng)側(cè)重于線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、圖論、存儲論、排隊論、決策論和對策論等在實際生產(chǎn)中對生產(chǎn)計劃問題、庫存問題等各個環(huán)節(jié)能起到重要支撐的理論。交通運輸專業(yè)根據(jù)其專業(yè)需求應(yīng)選取線性規(guī)劃、圖論、排隊論、對策論等內(nèi)容模塊， 重點解決本專業(yè)的物資調(diào)運、車輛調(diào)度、高速公路收費站服務(wù)臺設(shè)計與管理問題。軍事運籌學教學內(nèi)容選取則應(yīng)側(cè)重于統(tǒng)籌法、搜索論、戰(zhàn)斗損耗分析、決策論、對策論等與軍事領(lǐng)域相關(guān)的內(nèi)容模塊。運籌學教學內(nèi)容選取應(yīng)緊密結(jié)合所學專業(yè)， 從解決本領(lǐng)域的實際問題出發(fā)， 與專業(yè)主干課程緊密結(jié)合， 注重運用所學知識去解決實際問題， 為學生進一步從事該方向的學習和研究打下基礎(chǔ)。
2。2 結(jié)合人才培養(yǎng)目標選取教學內(nèi)容
每個專業(yè)的人才培養(yǎng)目標都不盡相同， 運籌學課程的教學內(nèi)容還應(yīng)結(jié)合各專業(yè)的人才培養(yǎng)目標進行設(shè)置。數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學等理科專業(yè)要求學生具備扎實的數(shù)學基礎(chǔ)和一定的理論研究能力， 在強調(diào)基礎(chǔ)理論的前提下， 注重理論與實踐相結(jié)合， 培養(yǎng)學生運用運籌學模型解決實際問題的能力。因此， 在教學內(nèi)容設(shè)置上應(yīng)更偏向于理論研究， 內(nèi)容設(shè)計應(yīng)更加系統(tǒng)化、理論化。而對于非數(shù)學專業(yè)的學生則應(yīng)突出運籌學的實踐應(yīng)用功能。例如， 管理專業(yè)的人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)掌握堅實專業(yè)基本理論和系統(tǒng)專業(yè)知識， 具有從事專業(yè)領(lǐng)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， 而非優(yōu)化理論的研究工作[2]。因此， 運籌學教學內(nèi)容應(yīng)更側(cè)重于實踐方面， 結(jié)合各專業(yè)人才培養(yǎng)目標多設(shè)置與專業(yè)密切相關(guān)的實驗課程， 培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
3 講授深度上做到因材施教
運籌學的每個分支內(nèi)容都可獨立成冊， 把每個分支講解透徹是不現(xiàn)實的， 教師應(yīng)根據(jù)學生的能力素質(zhì)和專業(yè)需求在理論講授深度上做到因材施教。應(yīng)用數(shù)學專業(yè)的學生數(shù)學基礎(chǔ)較好， 邏輯思維能力較強， 而且以后從事理論研究的機會較大， 因此， 對于數(shù)學專業(yè)來說， 在教學過程中應(yīng)系統(tǒng)講授運籌學的基本知識， 注重理論推導(dǎo)的嚴謹性， 講清運籌方法的基本原理及涉及的相關(guān)運籌思想， 同時， 也要加強實踐練習， 培養(yǎng)學生在實踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題， 解決問題的創(chuàng)新能力。而對于非數(shù)學專業(yè)學生來說， 由于這部分學生的數(shù)學基礎(chǔ)較弱， 對運籌學課程的學習易產(chǎn)生恐懼畏難心理， 在授課過程中可弱化公式、定理的推導(dǎo)， 突出概念的直觀解釋， 多從形象的幾何角度出發(fā)， 降低學生的理解難度。教學效果應(yīng)以達到會運用相應(yīng)模型解決本專業(yè)實際問題為佳， 著重培養(yǎng)學生的工程化思維。
4 實踐應(yīng)用上因材施教
實踐應(yīng)用是運籌學課程的精髓， 實際教學中應(yīng)發(fā)揮好實驗課對理論課的輔助作用。運籌學課程的實踐運用包括兩方面：一是模型求解軟件的使用， 二是相關(guān)專業(yè)的科研項目研究。同樣， 運籌學課程教學在實踐應(yīng)用上也要做到因材施教。使用模型求解軟件一方面能夠解決復(fù)雜的模型求解問題， 使學生將更多的精力放在構(gòu)建模型上；另一方面可以讓學生體驗到解決實際問題的成就感， 提高學習興趣。用于運籌學模型求解的軟件有很多， 例如， MATLAB， LINGO， EX—CEL， WINQSB等。在這些模型求解軟件中， MATLAB和LINGO對學生的編程能力稍高些， WINQSB和EXCEL比前者更易上手。因此， 編程能力較差的學生可以通過學習WINQSB和EXCEL軟件來求解模型， 編程能力較強的學生可以運用MATLAB和LINGO編寫程序， 在此過程中還可進一步加深對運籌學相關(guān)算法的理解。
讓學生參與到科研項目研究中不僅可以提前讓學生了解本專業(yè)所要研究解決的問題， 而且能夠鍛煉學生的理論水平和實踐能力。教師可從本專業(yè)的科研項目中篩選出與運籌學教學內(nèi)容緊密相關(guān)的部分進行案例教學， 并根據(jù)學生所擅長的知識將學生分成多個小組， 通過小組合作的方式， 共同完成建立模型和模型求解的任務(wù)， 鼓勵學生不要拘泥于傳統(tǒng)的算法和思維， 主動開拓新方法， 培養(yǎng)學生學以致用的創(chuàng)新能力。
參考文獻
[1]《運籌學》教材編寫組。運籌學 （修訂版） [M]。北京：清華大學出版社， 1990。
[2]劉偉。管理專業(yè)與數(shù)學專業(yè)運籌學課程教學比較與分析[J]。大學數(shù)學， 2010， 26 （3） ：11—13。
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