王德運
[摘要]文章從法國工程師院校運籌學課程設置、教學方法、考核方式和學生實習等方面對法國工程師學校中運籌學教學模式進行了探析。運籌學作為工科院校中一門重要的技術基礎課,在國內外高校中廣泛開設,法國工程師院校中對這一課程的內容設置、教學方式和實習安排上能夠根據企業(yè)的需求不斷作出調整,保證教學內容與社會需求良好銜接。與之相比,中國高校內的運籌學教育卻存在不夠重視學生綜合素質的培養(yǎng)、教學與企業(yè)實際需求脫節(jié)等問題,影響了教學效果?;谝陨蠈Ρ龋袊咝鹊倪\籌學教學可適當借鑒法國高校中該課程教學方法中的長處,促進我國運籌學教學的發(fā)展。
[關鍵詞]法國工程師院校 運籌學 教學模式
[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2014)10-0083-02工程師教育是法國獨有的高等教育體系,為法國培養(yǎng)了大量的社會精英和領軍人才。從某種程度上說,這種精英型高等教育模式為法國成為世界科技強國打下了堅定的知識基礎。運籌學作為一門重要的基礎性課程在法國高校內也廣為開設,但由于教學理念、目標等差異致使其教學模式和我國高校內該課程的教學模式有顯著差異。因此,我國高校可在分析比較中法兩國高校間運籌學教學差別的基礎上,適當借鑒其先進的教學模式,揚長避短,促進我國運籌學教育的發(fā)展。
一、運籌學先行課程的設置
運籌學是以管理決策問題為實際背景,以數學模型和定量分析方法為主要工具,其核心思想就是實現系統(tǒng)的最優(yōu)化。學習該課程之前需要具備一定的相關學科知識,比如:高等數學、經濟學、計算機應用基礎、管理學等,并且至少要掌握一種計算機編程語言。因此,在法國工程師院校中,該課程的開設往往放置在工程師二年級階段。需要強調的一點是,在法國工程師院校中,對計算機編程能力的掌握屬于先行課程中非常重要的一項內容。其原因在于,當前社會的信息量處于爆炸式增長階段,問題的復雜程度也呈直線式上升,僅僅靠人力計算已無法解決大規(guī)模的社會實踐問題,因此必須在掌握好基本優(yōu)化理論的基礎上,能夠使用計算機幫助計算,完成優(yōu)化任務。
而在國內高校的運籌學教學過程中,學生的編程能力普遍不高,嚴重影響了學生使用運籌學中的理論解決實際問題的能力,這一問題的出現與高校對該課程的教學要求和課程安排有重要的關系。因此對比后我們可以看出,運籌學的教學應該分為基本的兩步:(1)理論學習:在這一過程中,主要學習一些經典的優(yōu)化理論;(2)應用學習:通過熟練地掌握計算機編程語言,借助于計算機強大的處理能力解決優(yōu)化問題,獲得問題的解決。上述運籌學教學的兩個過程,缺一不可,互相促進。
二、運籌學課程內容的設置和考核方法
運籌學課程內容的設置受制于學生專業(yè)的劃分,不同的專業(yè)所學習的運籌學內容應有所不同并各有側重。
為了督促學生學習并檢驗學生的學習效果,應該采用多種方式考核運籌學課程的教學情況,在法國工程師院校中,普遍采用如下方式考核:平時作業(yè)(10%)+上課情況(10%)+實踐問題分析(包括上機考核)(25%)+期末考試(55)。上述考核方式既考核了課程的理論知識,又兼顧了理論向實踐轉化能力的培養(yǎng)。值得一提的是,在法國,絕大多數用于考核的實踐問題都是來自于現實生活中各行各業(yè)的實際問題,考核也沒有統(tǒng)一的標準,只要學生可以得到比現行結果更具說服力且符合邏輯的結果就算符合要求。這種教學和考核方式成為法國工程師院校教學模式的一大特色。反觀國內高校該課程的考核方式,大多數未采用“實踐問題分析”和“上機考試”這兩項,一定程度上割裂了“學習”與“應用”這兩個基本功能之間的聯系。
三、運籌學的教學方法
(一)自編教材
由于法國工程師教育的目標是培養(yǎng)動手能力和解決問題能力,培養(yǎng)能滿足社會需求的復合型人才,因此,其教材應緊跟時代的步伐。基于上述原因,在法國高校中,教材大多是教師自行編寫,且緊貼社會需求。而且,一門運籌學課程的教學通常由幾位教師共同完成,比如基本理論部分如線性規(guī)劃、目標規(guī)劃等內容由數學基礎深厚的教師講授,動態(tài)規(guī)劃、分枝定界法、仿生算法等優(yōu)化算法由編程能力強的教師講授以傳授給學生如何將算法用計算機語言實現的能力,而生產管理、運輸管理和存儲管理則由具有相關管理經驗的教師甚至是工廠內部的工程師來講授,這種教學分工方法可以很大程度上提高運籌學課程的教學效率。而在我國,目前還基本上是一個教師負責一門課程,而且為了避免增加備課的任務,任課教師選擇的教材也往往比較固定,甚至十年都不更新,致使教學和社會需求嚴重脫節(jié)。
(二)案例教學法
案例教學法在法國工程師院校的運籌學教學過程中是最常使用的一種方法。在課程每個經典問題的教學過程中,教師幾乎都用一個幾乎完全來自于實際問題的案例作為引例對教學內容進行引導。這種教學方式可以極大地激發(fā)學習者的興趣,調動其主觀能動性。
(三)模型討論教學
現實生活中存在著許多等待我們解決的問題,然而學習者往往感覺到,現實中需要解決的而能夠被解決的問題,已經被解決;而對于剩下的一些問題,要么是解決不了,要么是無意義。通過模型討論教學的目的,主要是使學習者通過對前人的模型構建過程的學習,了解辨識問題、解決問題的過程,掌握解決問題的方法;真正地體驗如何將所學過的知識應用于實踐。
(四)模型算法推理教學
從現實問題抽象出理性的數學模型只是解決這個問題的第一步,我們還必須給出該模型的算法,最好是解析解;因此,在完成現實問題的模型化之后,我們還要使學習者掌握如何運用所學過的數學知識來對模型進行算法設計和推導其解析解。
此外,還有一些其它的重要的教學方法,如多媒體課件教學、算法編程教學和運籌學算法軟件包實習操作等等。
其整個運籌學的教學方法和手段遵循了從實踐到理性,再到實踐的反復循環(huán)與檢驗的過程,具有較強的科學性。上述方法間的互補關系可用圖1表示。
四、學生實習
在法國工程師院校中,實習占據了課程教學活動的大量時間,而且所有的實習活動都是和實際生產生活密切相連的。例如在法國貝爾福—蒙貝利亞技術大學中,其生產管理類專業(yè)的學生學制為兩年,共分為四個學期,其中第二和第四個學期屬于實習期,學生必須自己尋找正規(guī)的公司或者企業(yè)去親身體驗、感受,找到“所學”和“所需”之間的差距,然后第三個學期再回到學校將找到的這種差距彌補上,最后在第四個學期再次通過實習去驗證自己的學習效果。這種間斷式的教學實習的方式可以很好地幫助學生認識到自己學到的知識是否是社會所需要的,并且可以讓學生在參與社會實踐的過程中了解到社會的真正需求,然后重新回到學校以這些需求為目標,更好地學習基本理論知識,之后再次接受檢驗。而我國高校中目前的學生實習主要安排在大學四年級的第二學期,時間短,且目標不明確,基本上處于“走過場”的階段,不能夠對教學起到較好的補充作用。
五、總結
通過對法國工程師院校中運籌學課程教學過程中先行課程的設置、教學方法、考核方式和學生實習的介紹與分析,可以得出如下啟示:
第一,合理地設置運籌學課程的先行課程,其中需要著重強調的是學生編程能力的培養(yǎng)。
第二,要及時更新運籌學的教材,鼓勵多位具有不同專長的教師共同承擔該課程的教學任務,并根據專長編寫適當的教材。
第三,運用多種教學方法來激發(fā)學生的學習興趣,特別是案例教學法。需要強調的是案例內容最好是來源于實際的生產實踐問題。
第四,在教學過程中的每一步驟都要強調動手能力的培養(yǎng)以及和社會需求的聯系,把握好“學生所學”與“社會所需”之間的緊密聯系。
第五,將目前的學生實習安排劃分為幾個分離的階段,讓學生自己去發(fā)現社會的需求,然后帶著需求去學習,不斷地接受社會實踐的檢驗。
[參考文獻]
[1]黃福濤.外國高等教育史[M].上海:上海教育出版社,2003.
[2]熊華軍.法國高等工程教育改革的特點及其啟示[J].現代教育科學,2004,(6):21-23.
[3]張澎.法國高等工程教育體系探析[J].現代企業(yè)文化,2009,(15):200-201.
[責任編輯:雷艷]