運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式與教學(xué)方法

時間:2022-11-09 09:35:49

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運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式與教學(xué)方法

[摘要]運(yùn)籌學(xué)課程能培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力、綜合運(yùn)用知識的能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。基于這種能力的提升,文章提出運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式創(chuàng)新途徑:構(gòu)建立體化的課堂教學(xué)模式,構(gòu)建“課堂+車間”“課堂+基地”開放式的教學(xué)模式;同時提出采用實例導(dǎo)入、課堂討論、案例分析相結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行理論教學(xué),采用上機(jī)實驗、數(shù)學(xué)建模進(jìn)行實踐教學(xué)的教學(xué)新模式。

[關(guān)鍵詞]運(yùn)籌學(xué);教學(xué)模式;教學(xué)方法;綜合能力

運(yùn)籌學(xué)既是一門管理類的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)類課程,它不僅從科學(xué)管理的思想來啟迪學(xué)生思維,讓學(xué)生思考問題的切入點和切入角度,也從數(shù)學(xué)方法上來提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,它是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代應(yīng)用最為廣泛的學(xué)科之一。正像其名稱一樣,它“運(yùn)籌帷幄之中,決勝千里之外”,是綜合統(tǒng)籌考慮問題所涉及的所有因素,經(jīng)過縝密的系統(tǒng)分析,最后做出在現(xiàn)有條件下的最優(yōu)決策。學(xué)生如果能很好地掌握這門課程的方法和精髓,將有利于其統(tǒng)籌管理。

一、基于運(yùn)籌學(xué)課程的能力培養(yǎng)

運(yùn)籌學(xué)課程從以下幾個方面培養(yǎng)學(xué)生的能力素質(zhì):1.發(fā)現(xiàn)問題的能力。通過運(yùn)籌學(xué)課程的學(xué)習(xí),應(yīng)用優(yōu)化的視角和思維去發(fā)現(xiàn)身邊的可以進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化的管理問題,如針對工廠的生產(chǎn)問題,學(xué)習(xí)過運(yùn)籌學(xué)知識的員工就會去考慮應(yīng)該如何改進(jìn)工藝流程、改進(jìn)投料方式、改進(jìn)產(chǎn)品組合等,這樣一方面可以節(jié)省企業(yè)的資源,另一方面可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。2.解決問題的能力。如果只會發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,而不能成功地解決問題或給出解決問題的方案,那也是徒勞的。運(yùn)籌學(xué)課程的核心內(nèi)容就是教會學(xué)生很多解決問題的方法,如對于生產(chǎn)問題可以建立線性規(guī)劃或非線性規(guī)劃模型,并結(jié)合相應(yīng)的算法給出最優(yōu)解決方案;對于物流管理中的配送中心的選址問題,則可以建立整數(shù)規(guī)劃模型進(jìn)行求解,等等。運(yùn)籌學(xué)提供若干實際問題的模塊(如最優(yōu)生產(chǎn)模塊、最優(yōu)投資模塊、最優(yōu)選址模塊、最優(yōu)人員安排模塊、最優(yōu)調(diào)度模塊、網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化模塊、最優(yōu)資源分配模塊、方案評價與選擇模塊、預(yù)測模塊等),可以用以解決不同的實際問題。3.綜合運(yùn)用知識的能力。運(yùn)籌學(xué)涉及的管理問題往往不是單一的學(xué)科能夠解決的問題,而是一個系統(tǒng)工程問題。如大型的企業(yè)生產(chǎn)問題就是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題,其涉及企業(yè)管理、運(yùn)營與控制、調(diào)度問題等,需要綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識、運(yùn)籌學(xué)知識、企業(yè)管理知識、供應(yīng)鏈知識、計算機(jī)知識、系統(tǒng)工程知識等來解決。這樣一個生產(chǎn)計劃問題若能得到很好的解決,則會為企業(yè)節(jié)約大量的資源,帶來巨大的利潤,同時也這鍛煉了學(xué)生綜合運(yùn)用各種知識解決問題的能力。4.團(tuán)隊協(xié)作能力。在實際應(yīng)用中,運(yùn)籌學(xué)面臨的問題都是大型的復(fù)雜問題,憑一個人單槍匹馬是難以完成的,需要多人通力協(xié)作才能完成。如著名的蘭德公司很多項目都是由企業(yè)家、管理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、軍事運(yùn)籌學(xué)家、理論物理學(xué)家、天體物理學(xué)家、應(yīng)用物理學(xué)家、測量學(xué)家、指揮將軍等共同合作完成的。5.創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是通過長期的實踐,反復(fù)在實踐中淬煉,在實踐中脫穎而出的。學(xué)生或員工在解決大型運(yùn)籌學(xué)問題時,要綜合運(yùn)用各種知識,讓各種思想進(jìn)行碰撞,從而找出新的思想、新的點子和新的方法。只要學(xué)生能夠參與到一個大型的運(yùn)籌學(xué)案例的研究中,就會對問題有非常深入的思考,通過各種知識的綜合運(yùn)用,結(jié)合解決問題的目標(biāo)需要,很容易得出新的想法、新的點子和新的算法。而學(xué)生通過長期的訓(xùn)練,則能夠掌握科學(xué)研究創(chuàng)新的一般規(guī)律和一般方法,從而提升創(chuàng)新能力[1-2]。

二、基于能力提升的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式創(chuàng)新

突出以能力訓(xùn)練為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為目標(biāo),以能力提高為宗旨的人才培養(yǎng)模式,圍繞這種人才培養(yǎng)模式來設(shè)計所有的教學(xué)和實踐環(huán)節(jié)。

(一)構(gòu)建立體化的課堂教學(xué)模式

課堂教學(xué)是傳授知識的主要途徑,在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,我們可以使課堂“活起來”“動起來”,構(gòu)建包括實例導(dǎo)入、案例教學(xué)、課堂研討、項目引導(dǎo)式大作業(yè)教學(xué)、實踐教學(xué)等相結(jié)合的立體化的教學(xué)模式,即在一個課堂中靈活地使用這幾種教學(xué)方法。如講授線性規(guī)劃模塊時可以引入一個自行車企業(yè)的生產(chǎn)計劃,讓學(xué)生了解企業(yè)根據(jù)市場需求預(yù)測,要規(guī)劃每個月的生產(chǎn)量、庫存量、預(yù)期交貨量等,正常生產(chǎn)應(yīng)該如何安排;然后改變問題的一些條件,如需求量擴(kuò)大,需要加班生產(chǎn)或者是倒班生產(chǎn),進(jìn)而引發(fā)學(xué)生的課堂研討,學(xué)生可以即時回答,也可以通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,對問題進(jìn)行深入的思考,從而使一個簡化的問題逐漸與實際問題相接軌;再通過到實際自行車生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研,與自行車生產(chǎn)企業(yè)的原料部門、設(shè)計部門、生產(chǎn)部門等進(jìn)行訪談,了解企業(yè)的真實生產(chǎn)情況,進(jìn)一步修改初始的生產(chǎn)計劃問題,修改參數(shù)或增加更加符合實際的約束條件,使其變成一個生產(chǎn)計劃的典型案例。這種案例不僅可以用于教學(xué),而且還可以直接服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)。也可以進(jìn)行項目引導(dǎo)式大作業(yè)教學(xué)。很多應(yīng)用項目就是運(yùn)籌學(xué)知識的一個集成運(yùn)用,如大型港口的集裝箱調(diào)度問題,這既是一個大型的課題,也是一個運(yùn)籌學(xué)知識和其他學(xué)科知識綜合集成應(yīng)用的問題。對于繁忙的港口而言,裝卸貨物都具有固定的路線,裝卸貨物的窗口時間也是固定的,但是貨船是可以隨機(jī)到達(dá)的,因此需要根據(jù)港口的貨物吞吐量和港口的物理布局預(yù)先設(shè)計出集裝箱運(yùn)輸?shù)淖顑?yōu)路線,以最大限度地提高生產(chǎn)效率,節(jié)約運(yùn)輸成本。這本身就是一個港口管理的項目,這個項目有時需要幾個月甚至1~2年才能完成,港口對這個項目也會有一定的資金投入[3]。在教學(xué)時特別是針對研究生和博士生的教學(xué),可以直接以該項目作為案例,將學(xué)生帶入課題研究中,并且可以將學(xué)生分為若干個小組,每個小組解決一個子問題,組合起來就能形成課題的解決方案。這種方式能讓學(xué)生覺得他所學(xué)的知識馬上就能用于解決實際問題,并且能將知識變成財富,會最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

(二)構(gòu)建構(gòu)建“課堂+

車間車間”“課堂+基地基地”開放式的教學(xué)模式利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢,可以在課堂和車間之間進(jìn)行視頻切換教學(xué)??梢韵鹊狡髽I(yè)車間錄制一段小視頻,在課堂上播放,讓學(xué)生身臨其境地看到企業(yè)的整個生產(chǎn)流程,這利于學(xué)生理解建模的原理,看到所學(xué)知識的用武之地,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。也可以邀請企業(yè)家走進(jìn)課堂,介紹企業(yè)的經(jīng)營運(yùn)轉(zhuǎn)情況、企業(yè)的戰(zhàn)略思考,以及企業(yè)急于需要解決的問題,將企業(yè)的問題與運(yùn)籌學(xué)模塊知識聯(lián)系起來,提供解決思路和方法,從而進(jìn)一步開拓學(xué)生的視野。還可以讓學(xué)生走出課堂,到生產(chǎn)管理部門等實踐基地調(diào)研和學(xué)習(xí),有的是到基地學(xué)習(xí),有的是到科技園區(qū)學(xué)習(xí)等,讓學(xué)生真正走進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)中,去發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實生產(chǎn)中存在的可以進(jìn)一步優(yōu)化的問題,這些問題可以是流程優(yōu)化,可以是工藝優(yōu)化,還可以是供應(yīng)鏈優(yōu)化、采購優(yōu)化等。讓學(xué)生走出課堂,時間可以安排在學(xué)期初和學(xué)期末,安排在學(xué)習(xí)之初是為了讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題,帶著問題回到課堂學(xué)習(xí);安排在學(xué)習(xí)末是由于學(xué)生已經(jīng)積累了一個學(xué)期的知識,可以用這些知識綜合集成,去解決企業(yè)生產(chǎn)管理中存在的問題[4-7]。

三、基于能力提升的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方法創(chuàng)新

運(yùn)籌學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)知識分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神??梢圆捎脤嵗龑?dǎo)入、課堂討論、案例分析相結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行理論教學(xué);也可以采用上機(jī)實驗、數(shù)學(xué)建模的方式進(jìn)行實踐教學(xué)。

(一)實例導(dǎo)入

針對運(yùn)籌學(xué)中比較抽象、深奧的基本知識與基本理論,采用案例導(dǎo)入的教學(xué)方法,通過一個小型的實際例子,如產(chǎn)品生產(chǎn)計劃、項目投資計劃,將問題導(dǎo)入,以激發(fā)和調(diào)動學(xué)生解決問題的欲望;然后循序漸進(jìn)、深入淺出地引出有關(guān)概念和方法,使學(xué)生在解決實際問題的過程中牢固掌握概念和方法。

(二)課堂研討

課堂研討是讓學(xué)生從知識的被動接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c者和積極探索者,是活躍課堂氣氛的有效教學(xué)方法。在運(yùn)籌學(xué)的每一個主要章節(jié)末尾均可組織一次課堂討論。課堂研討的主題事先布置,然后學(xué)生以小組形式根據(jù)主題查閱資料,組織材料,并到課堂上進(jìn)行匯報,以深入了解和牢固掌握該章節(jié)的基本模型和方法的應(yīng)用。教師還可充分利用網(wǎng)絡(luò),建立相應(yīng)的學(xué)習(xí)平臺,如QQ學(xué)習(xí)群或微信群,專業(yè)的教學(xué)輔助APP、學(xué)習(xí)通、雨課堂、教學(xué)通等,隨時發(fā)起課堂研討,引發(fā)學(xué)生積極參與討論[8]。

(三)案例分析

運(yùn)籌學(xué)的模型和方法是面向應(yīng)用的,也是學(xué)生以后在工作中解決實際問題的基本工具。一般來說,只有實踐才能領(lǐng)會運(yùn)籌學(xué)其中的奧妙,才能牢固地掌握其知識。因此,對于每一類典型的模型和方法,可選擇經(jīng)典案例,采用多媒體方式圖文并茂地向?qū)W生進(jìn)行案例分析,介紹相關(guān)模型和方法的基本原理、基本步驟,讓學(xué)生確實看到該模型和方法在解決實際問題中的作用;然后,再布置一個類似的案例,要求學(xué)生以小組形式進(jìn)行案例調(diào)查、案例分析和案例報告。通過親自動手操作,學(xué)生不僅熟練掌握了運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)模型和方法解決實際應(yīng)用問題的流程,而且學(xué)會了文獻(xiàn)檢索、分析問題、解決問題的方法,深刻體會到用科學(xué)知識解決實際問題的妙處。

(四)數(shù)學(xué)建模

數(shù)學(xué)建模是一種很好的實戰(zhàn)訓(xùn)練。針對一個來自于實際中的管理問題,如供應(yīng)鏈中配送中心的選址問題、材料切割問題、郵路規(guī)劃問題、快件投遞問題等,可讓學(xué)生3個人組成一組,首先需要將這樣一個開放式的管理問題提煉為一個數(shù)學(xué)問題或計算機(jī)問題;然后需要查閱豐富的資料,到實地調(diào)研,進(jìn)一步厘清所要解決的問題和要達(dá)到的目標(biāo);再進(jìn)行建模,設(shè)計程序進(jìn)行求解;但是這時還沒有結(jié)束,學(xué)生還需要對問題進(jìn)行延展分析,例如是否能推廣到一般情況,或者如果剔除問題中設(shè)定的苛刻條件,方案應(yīng)該如何改進(jìn)等。數(shù)學(xué)建模的3位學(xué)生,有的負(fù)責(zé)建模,有的負(fù)責(zé)撰寫論文,有的負(fù)責(zé)設(shè)計算法,他們密切配合,努力奮戰(zhàn)三天,最終交出一篇類似學(xué)術(shù)論文的答卷。這是一個全方位的訓(xùn)練,有的學(xué)生認(rèn)為三天的訓(xùn)練所收獲的甚至超過四年大學(xué)生活學(xué)到的知識和技能。數(shù)學(xué)建模一方面能從技能上對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn),培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)籌安排工作任務(wù)與時間的能力、分析問題與解決問題的能力、科研與創(chuàng)新能力、計算機(jī)使用與寫作能力、文獻(xiàn)檢索與文獻(xiàn)閱讀的能力;另一方面,能從思想道德素質(zhì)上對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神、敢想敢干的精神,鍛煉學(xué)生敢于面對挫折與失敗的勇氣、敢于否定自己與戰(zhàn)勝自己的勇氣。

(五)大作業(yè)實訓(xùn)

大作業(yè)通常突破常規(guī)作業(yè)涉及知識面窄,題目過于簡化,條件過于規(guī)范的特點,要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識及當(dāng)前現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)問題選題,查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,收集數(shù)據(jù),設(shè)計模型、求解模型,并對模型及求解結(jié)果進(jìn)行分析與評價,解釋經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象或揭示經(jīng)濟(jì)規(guī)律。在課程結(jié)束前1~2周,可集中安排1~2次課堂研討。每個小組將自己的大作業(yè)主要思路、主要結(jié)論及遇到的主要問題,或仍未解決的問題向全體同學(xué)匯報,全體同學(xué)首先要評價這個大作業(yè)的水平與質(zhì)量(作為評分的主要依據(jù)),然后共同討論、共同出謀劃策來解決未能解決的問題。這樣,一是培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)和利用文獻(xiàn)的能力;二是培養(yǎng)了學(xué)生融會貫通、綜合運(yùn)用知識的能力;三是培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力;四是培養(yǎng)了學(xué)生的寫作能力和講授能力;五是增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識;六是教會了學(xué)生創(chuàng)新的基本思路與基本方法;七是激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新興趣;八是培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。

(六)上機(jī)實踐

運(yùn)籌學(xué)的算法是非常復(fù)雜的,特別是對于大型的實際問題,涉及上千個變量,上百個約束,那是必須要依賴于專業(yè)的運(yùn)籌學(xué)軟件才能完成的運(yùn)算,所以在課堂學(xué)習(xí)時就必須教會學(xué)生使用相關(guān)的運(yùn)籌學(xué)軟件。相對簡單一點的問題可以直接應(yīng)用Excel電子表格完成,復(fù)雜一點的問題可以應(yīng)用LINGO或LINDO軟件進(jìn)行求解,或應(yīng)用MATHEMATIC編程求解。LINGO、LINDO或MATHEMATIC軟件有專屬的建模規(guī)則和編程語言。運(yùn)籌學(xué)的每個模塊(如有線性規(guī)劃模塊、運(yùn)輸問題模塊、整數(shù)規(guī)劃模塊、目標(biāo)規(guī)劃模塊、動態(tài)規(guī)劃模塊、網(wǎng)絡(luò)計劃模塊等)完成以后,均可以安排一次上機(jī)實踐。上機(jī)實踐一方面可以進(jìn)一步鞏固學(xué)生的課程理論知識,另一方面又為解決大型項目做好基礎(chǔ)鋪墊,還可以讓課堂形式多樣化,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,提升學(xué)生解決問題的能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]梁冬梅.運(yùn)籌學(xué)課程理實一體化創(chuàng)新教學(xué)模式研究[J].物流工程與管理,2018(5):173-174.

[2]李晶浦,徐進(jìn).高級運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式創(chuàng)新探索[J].中國輕工教育,2017(3):64-68.

[3]孟曉華.應(yīng)用型本科運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)模式改革與創(chuàng)新[J].科教文匯,2016(8):43-45.

[4]陳家焱,洪濤,周娟,等.以案例庫建設(shè)為載體的運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)改革[J].大學(xué)教育,2019(8):31-33.

[5]陳紅兵,王三福.運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)改革與實踐[J].教育教學(xué)論壇,2019(42):125-126.

[6]于晉臣,邢育紅,孟艷雙,等.數(shù)學(xué)建模思想有效融入運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的研究[J].教育現(xiàn)代化,2019(51):42-43.

[7]史金飛,鄭鋒,邵波,等.能力導(dǎo)向的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新:南京工程學(xué)院項目教學(xué)迭代方案設(shè)計與實踐[J].高等工程教育研究,2020(2):106-112+153.

[8]張民生,王秀海,洪波,等.促進(jìn)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力提升的特色教學(xué)模式探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù),2017(3):105-107+150.

作者:劉滿鳳 徐野 溫倩 單位:江西財經(jīng)大學(xué)信息管理學(xué)院 江西財經(jīng)大學(xué)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院