運籌學課程教學改革應做到因材施教論文
運籌學課程教學改革應做到因材施教論文
摘要：運籌學課程改革不能搞“一刀切”， 從內容選取、講授深度和實踐應用三個方面提出運籌學課程教學應根據學生的能力素質、專業需求以及人才培養目標做到因材施教。
關鍵詞：運籌學； 教學改革； 因材施教；
運籌學課程是應用數學、經濟管理、交通運輸、軍事指揮等多個專業的一門專業基礎課， 對培養學生定量分析意識、系統最佳化意識和邏輯思維能力發揮著重要作用。近年來， 許多院校為了提高教學質量， 對運籌學課程進行了一定力度的改革， 也取得了一些成效， 但也出現了為改革而改革， 同一院校的多個專業採用同一種課程改革方案的現象。每個專業的培養目標都有著較大差異， 運籌學課程改革不能搞“一刀切”， 應根據學生的專業需求和人才培養目標做到因材施教。
1 運籌學課程特點
1。1 學時少， 內容多
運籌學課程學時較少， 一般本科專業的課時大概在30—60學時之間， 但是內容分支卻很多。運籌學經過多年的發展， 各領域的實際問題歸結為不同型別的數學模型， 構成了運籌學的各個分支， 包括線性規劃、非線性規劃、整數規劃、動態規劃、目標規劃、圖與網路、排隊論、儲存論、搜尋論、決策論、對策論等經典模組[1]， 同時還包括後期興起的一些智慧最佳化演算法。
1。2 多學科交叉
運籌學起源於二戰期間的軍事問題， 最早的運籌研究小組由生理學家、數學物理學家、天體物理學家和軍事人員構成， 具有鮮明的多學科交叉特點。二戰以後運籌學開始推廣到經濟管理領域， 綜合應用了經濟學、管理學、數學、物理學、計算機等學科的科學技術理論和方法， 著眼於解決實際問題， 為人們提供最優決策服務， 是多學科交叉的一門學科。
1。3 數學基礎要求高
運籌學是以數學為主要工具對實際問題進行定量分析和最佳化的一門學科， 運籌學課程中的`概念抽象、數學公式多、理論性強， 因此， 對學習者的數學功底要求較高， 涉及到的數學基礎主要包括高等數學、線性代數及機率論等。
1。4 實踐應用性強
運籌學是一門應用性非常強的學科， 它廣泛應用於工業、農業、交通、經濟、管理、軍事等不同領域。運籌學的一些分支， 如規劃論、排隊論、儲存論、圖論等， 都來自於實踐的總結和歸納， 相應地， 這些分支形成系統的理論後， 同樣也在實踐應用中發揮著作用。
以上運籌學課程特點導致了不同專業的運籌學課程在教學目的和教學內容上應有所區分。教師應在充分把握教學物件特點和人才培養目標的基礎上， 重點在內容選取、講授深度和實踐應用上做到因材施教。
2 教學內容選取上因材施教
運籌學課時少， 內容分支多。教學時不可能做到面面俱到， 應根據專業需求和人才培養目標選取適當的內容模組。
2。1 結合專業需求選取教學內容
高校中有很多專業開設“運籌學”課程， 但所學內容並沒有結合專業所需， 而是根據運籌學基本知識體系講解的， 由於課時限制， 大部分內容沒有辦法講解得面面俱到， 很多與本專業相關的內容無法講解透徹。因此， 各個專業應結合專業需求合理選取教學內容， 使運籌學課程在有限的學時內發揮最大效用。例如， 管理專業的教學內容應選擇線性規劃、對偶理論、運輸問題、整數規劃、動態規劃以及決策論等側重於管理決策的模組。工業工程專業強調綜合提高勞動生產率、降低生產成本、使生產系統處於最佳狀態。因此， 在教學內容設定上應側重於線性規劃、動態規劃、圖論、儲存論、排隊論、決策論和對策論等在實際生產中對生產計劃問題、庫存問題等各個環節能起到重要支撐的理論。交通運輸專業根據其專業需求應選取線性規劃、圖論、排隊論、對策論等內容模組， 重點解決本專業的物資調運、車輛排程、高速公路收費站服務檯設計與管理問題。軍事運籌學教學內容選取則應側重於統籌法、搜尋論、戰鬥損耗分析、決策論、對策論等與軍事領域相關的內容模組。運籌學教學內容選取應緊密結合所學專業， 從解決本領域的實際問題出發， 與專業主幹課程緊密結合， 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。
2。2 結合人才培養目標選取教學內容
每個專業的人才培養目標都不盡相同， 運籌學課程的教學內容還應結合各專業的人才培養目標進行設定。數學與應用數學等理科專業要求學生具備紮實的數學基礎和一定的理論研究能力， 在強調基礎理論的前提下， 注重理論與實踐相結合， 培養學生運用運籌學模型解決實際問題的能力。因此， 在教學內容設定上應更偏向於理論研究， 內容設計應更加系統化、理論化。而對於非數學專業的學生則應突出運籌學的實踐應用功能。例如， 管理專業的人才培養目標是培養掌握堅實專業基本理論和系統專業知識， 具有從事專業領域決策、管理和研究工作能力的人才， 學生畢業後主要在企業、政府管理、經濟研究等部門工作， 而非最佳化理論的研究工作[2]。因此， 運籌學教學內容應更側重於實踐方面， 結合各專業人才培養目標多設定與專業密切相關的實驗課程， 培養應用型人才。
3 講授深度上做到因材施教
運籌學的每個分支內容都可獨立成冊， 把每個分支講解透徹是不現實的， 教師應根據學生的能力素質和專業需求在理論講授深度上做到因材施教。應用數學專業的學生數學基礎較好， 邏輯思維能力較強， 而且以後從事理論研究的機會較大， 因此， 對於數學專業來說， 在教學過程中應系統講授運籌學的基本知識， 注重理論推導的嚴謹性， 講清運籌方法的基本原理及涉及的相關運籌思想， 同時， 也要加強實踐練習， 培養學生在實踐應用中發現問題， 解決問題的創新能力。而對於非數學專業學生來說， 由於這部分學生的數學基礎較弱， 對運籌學課程的學習易產生恐懼畏難心理， 在授課過程中可弱化公式、定理的推導， 突出概念的直觀解釋， 多從形象的幾何角度出發， 降低學生的理解難度。教學效果應以達到會運用相應模型解決本專業實際問題為佳， 著重培養學生的工程化思維。
4 實踐應用上因材施教
實踐應用是運籌學課程的精髓， 實際教學中應發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：一是模型求解軟體的使用， 二是相關專業的科研專案研究。同樣， 運籌學課程教學在實踐應用上也要做到因材施教。使用模型求解軟體一方面能夠解決複雜的模型求解問題， 使學生將更多的精力放在構建模型上；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。用於運籌學模型求解的軟體有很多， 例如， MATLAB， LINGO， EX—CEL， WINQSB等。在這些模型求解軟體中， MATLAB和LINGO對學生的程式設計能力稍高些， WINQSB和EXCEL比前者更易上手。因此， 程式設計能力較差的學生可以透過學習WINQSB和EXCEL軟體來求解模型， 程式設計能力較強的學生可以運用MATLAB和LINGO編寫程式， 在此過程中還可進一步加深對運籌學相關演算法的理解。
讓學生參與到科研專案研究中不僅可以提前讓學生了解本專業所要研究解決的問題， 而且能夠鍛鍊學生的理論水平和實踐能力。教師可從本專業的科研專案中篩選出與運籌學教學內容緊密相關的部分進行案例教學， 並根據學生所擅長的知識將學生分成多個小組， 透過小組合作的方式， 共同完成建立模型和模型求解的任務， 鼓勵學生不要拘泥於傳統的演算法和思維， 主動開拓新方法， 培養學生學以致用的創新能力。
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。管理專業與數學專業運籌學課程教學比較與分析[J]。大學數學， 2010， 26 （3） ：11—13。