運籌學(xué)課程的實踐式教學(xué)探索研究論文

　　【摘要】針對當(dāng)前我國運籌學(xué)教學(xué)存在重理論，輕應(yīng)用、教學(xué)方式老化、缺乏面向?qū)嶋H問題實戰(zhàn)等問題，為了培養(yǎng)并提升學(xué)生運用運籌學(xué)解決實際問題實踐能力，結(jié)合作者的實際教學(xué)經(jīng)驗，提出了實踐式的運籌學(xué)課程教學(xué)的理念，從五個環(huán)節(jié)分析了實踐式運籌學(xué)教學(xué)方法，并進一步給出了運籌學(xué)教學(xué)改革建議。

　　【關(guān)鍵詞】運籌學(xué)教學(xué)方法實踐式教學(xué)

　　【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2016）36-0205-02

　　運籌學(xué)是為優(yōu)化業(yè)務(wù)活動決策提供定量依據(jù)的應(yīng)用科學(xué)，是大學(xué)許多專業(yè)開設(shè)的必修課，提高運籌學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，對培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才具有重要作用。但當(dāng)前運籌學(xué)教學(xué)模式和方法還存在一定程度制約能力型高素質(zhì)人才培養(yǎng)。為了改革運籌學(xué)教學(xué)，有必要梳理當(dāng)前運籌學(xué)教學(xué)存在的突出問題，改進該課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、運籌學(xué)實踐式教學(xué)的必要性

　　1.重理論，輕應(yīng)用

　　運用運籌學(xué)最重要也是最困難的一步是將現(xiàn)實問題做出合適的定義。以往，無論是教材和教學(xué)均將教學(xué)重點集中在了運籌學(xué)模型、算法及其原理上。實際上僅有數(shù)學(xué)模型是不夠的。忽略了培養(yǎng)運用運籌學(xué)解決實際問題的能力，使得學(xué)生深陷于復(fù)雜繁瑣的計算而不善于對所用的模型有正確的認識和判斷。

　　2.教學(xué)方式老化

　　目前運籌學(xué)最常見的教學(xué)方法還是傳統(tǒng)的灌輸式。一種教學(xué)方式是教師在黑板上板書，學(xué)生做筆記，這樣往往導(dǎo)致教學(xué)過于繁瑣，進度偏慢，使得本來應(yīng)用性極強的課程變得枯燥乏味，直接影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另一種是多媒體教學(xué)，但大多數(shù)的課件還是照搬教材內(nèi)容，加上多媒體上課節(jié)奏較快，如果還是按傳統(tǒng)教學(xué)方法來進行，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果反而會更差。因此，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，引入新的教學(xué)方式成為亟待解決的問題。

　　3.缺乏面向?qū)嶋H問題的教學(xué)與實踐

　　運籌學(xué)最大的特點是實踐性強，這就需要教學(xué)有的放矢。筆者曾經(jīng)問卷調(diào)查過多名學(xué)生的學(xué)習(xí)運籌學(xué)的體會，最常見的回答是“會做一些習(xí)題，但是不知道有什么用”，甚至許多學(xué)生在學(xué)了運籌學(xué)之后，認為運籌學(xué)沒有實用價值。這說明學(xué)生即使掌握了運籌學(xué)的基本理論、模型及其求解方法，可是還是沒有運用運籌學(xué)解決實際問題的能力。原因在于，忽略了培養(yǎng)學(xué)生的運籌思維以及應(yīng)用運籌學(xué)解決實際問題的實踐能力。實際上，“講授模型并不等價于講授建模[1]”。一些教師簡單地將運籌學(xué)視為數(shù)學(xué)，偏重于講授數(shù)學(xué)理論與解題技巧，缺少足夠的面向?qū)嶋H案例和項目的教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生分析與解決實際問題能力偏弱，特別是面向?qū)嶋H問題的建模能力相當(dāng)不足。運籌學(xué)是許多專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，因此開展課程的教學(xué)改革具有相當(dāng)?shù)钠惹行院椭匾裕@也成為運籌學(xué)的教學(xué)改革的動機。

二、運籌學(xué)課程的實踐式教學(xué)理念

　　“實踐”字面上具有實行、履行之意。《宋史·理宗紀》提到“…真見實踐，深探圣域，千載絕學(xué)，始有指歸”；實際上，沒有實踐就不會有認識，認識產(chǎn)生于實踐的需要。而運籌學(xué)的發(fā)源和發(fā)展就是出于實踐的需要[2-3]。可以說，實踐既是運籌學(xué)發(fā)展的目的，也是運籌學(xué)教學(xué)的目的。

　　實踐式教學(xué)是針對傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法而提出的。傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)以教師為中心，以講解、板書和其他媒體方式向?qū)W生灌輸知識，其弊端廣受詬病。實踐式教學(xué)則以學(xué)生為中心，教師利用情境、協(xié)作、實際再現(xiàn)、會話等手段，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生面向?qū)嵺`探索知識、應(yīng)用知識，教師擔(dān)任實踐過程的組織者和促進者。學(xué)生和教師的角色及其作用與“填鴨式”教學(xué)截然不同，甚至發(fā)生了翻轉(zhuǎn)。運籌學(xué)的實踐式教學(xué)應(yīng)做到以下幾點：

　　1.改變“運籌學(xué)是數(shù)學(xué)”的教學(xué)觀念，建立運籌學(xué)建模藝術(shù)理念。

　　由于運籌學(xué)模型時一種數(shù)學(xué)模型，因此許多人（包括許多運籌學(xué)專任教師）認為，運籌學(xué)的運用總是要根植于數(shù)學(xué)的分析計算。因此側(cè)重于各種運籌學(xué)模型的求解方法授課。然而在建立運籌學(xué)數(shù)學(xué)建模過程中，認識被研究對象運行過程是建模的源頭，只有通過恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)定義才能由現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)換到數(shù)學(xué)問題，才有建立運籌學(xué)模型的可能。正如Morris指出的，除了模型求解，問題定義、模型構(gòu)造、模型驗證及解決方案實施等主要步驟，運籌學(xué)建模更多的是一種藝術(shù)，而不是一種理論[1]。因此，運籌學(xué)教學(xué)應(yīng)將教學(xué)重心放在如何建立運籌學(xué)模型上，縱觀國內(nèi)外優(yōu)秀的運籌學(xué)課程與教材[3-4]，無不如此。

　　2.改變“大量做題”的教學(xué)觀念，構(gòu)建問題探索式教學(xué)理念

　　許多學(xué)生甚至是教師認為，只要記住了運籌學(xué)中相關(guān)概念與算法，能夠正確解出運籌學(xué)習(xí)題就算合格完成教學(xué)任務(wù)。適當(dāng)?shù)淖鲱}是有必要的，它有助于理解運籌學(xué)模型及求解方。但是，運籌學(xué)教學(xué)的最終目的是幫助學(xué)生建立運籌思維，提高應(yīng)用運籌學(xué)解決實際問題的能力。雖然大量做題能提高運籌學(xué)解題技巧，但本質(zhì)上屬于對老問題的陳法套用，難以幫助學(xué)生應(yīng)用運籌學(xué)解決問題的能力。因此，需要通過營造面向?qū)嶋H問題的探索式氛圍，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實際問題、分析實際問題、提出假設(shè)、解決實際問題以及檢驗結(jié)論的過程。

　　3.改變“滿堂灌”式的單向授課方式，建立對話式的教學(xué)模式

　　創(chuàng)造以學(xué)生為主體的對話式教學(xué)氛圍。要改變“滿堂灌”式的單向授課過程，鼓勵學(xué)生直接而主動地表達運籌學(xué)學(xué)習(xí)中的困惑，通過引導(dǎo)與啟發(fā)形成學(xué)生主動提問題、主動交互式的對話教學(xué)模式。這需要鼓勵學(xué)生提問、老師設(shè)置問題來不斷增強學(xué)生的參與積極性。為此，作者準備了大量的產(chǎn)生運籌學(xué)各分支萌芽的`各種現(xiàn)實需求的歷史材料，通過幻燈片、視頻等再現(xiàn)當(dāng)初某些運籌學(xué)分支的提出背景，讓學(xué)生身歷其境地面對當(dāng)時的困難，向?qū)W生提問解決這些問題的思路與方法，引導(dǎo)學(xué)生相互提問和交流，使學(xué)生自己得出教材上各種運籌學(xué)模型的思想和數(shù)學(xué)表達。在這一過程中，筆者將問題交給學(xué)生，邀請他們在課堂上積極地思考、參與并為了他們自己的觀點辯論，并協(xié)助學(xué)生用數(shù)學(xué)語言寫出運籌學(xué)模型。