常浩娟 吳 瓊 劉 波
(石河子大學信息科學與技術(shù)學院,新疆 石河子832003)
運籌學是將數(shù)學建模方法與工程思想和管理思想相結(jié)合,通過建模、檢驗和求解數(shù)學模型等定量分析方法,研究和解決管理、經(jīng)濟和工程技術(shù)中的實際問題,從而為決策者提供科學決策方法和量化工具的一門較為綜合的學科。隨著運籌學應用的廣泛性逐漸增強,無論在理工類還是經(jīng)濟管理類專業(yè)教學中,運籌學都呈現(xiàn)出重要的地位?!哆\籌學》課程的屬性決定了其教學活動既要重視運籌學的基本理論和方法,提高學生運用運籌學方法構(gòu)建優(yōu)化決策模型的能力,又要培養(yǎng)學生具備解決優(yōu)化問題的實踐能力。
《運籌學》是信息管理與信息系統(tǒng)及相關專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課,是一門跨學科、多分枝、理論與實際緊密聯(lián)系的課程。運籌學的分支包括線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、目標規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡模型、存儲論、排隊論、對策論、排序與統(tǒng)籌方法、決策分析、動態(tài)規(guī)劃、預測、搜索論、隨機服務理論和可靠性理論等。它具有定量分析、最優(yōu)性、實用性、多分支性和以計算機為工具的求解問題。其教學目標是:通過本課程的學習,培養(yǎng)學生的優(yōu)化思想和邏輯思維能力;掌握管理過程中的相關建模、求解以及最優(yōu)解或滿意解的運用等優(yōu)化技術(shù);通過實驗教學,培養(yǎng)學生的動手能力和解決實際問題的能力。
目前,多數(shù)專業(yè)《運籌學》課程的教學以理論教學為主,主要要求學生掌握包括線性規(guī)劃、圖論與網(wǎng)絡分析、博弈論、決策分析等分枝的經(jīng)典理論部分,強調(diào)要求學生掌握數(shù)學理論知識,及手動計算解題的技巧能力。實驗和實踐教學環(huán)節(jié)相對薄弱,不能夠使學生很好的遵循學以致用的,應用運籌學的技術(shù)和方法可以解決越來越多的實際問題,諸如信息系統(tǒng)的設計與管理、生產(chǎn)計劃、市場營銷以及各種應急服務系統(tǒng)的設計與管理等問題。
我院信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)《運籌學》的實驗教學普遍存在的問題主要有以下幾個方面:
(1)實驗教學方式單一,不能充分調(diào)動學生學習的積極性,非常不利于創(chuàng)新思維培養(yǎng)。目前運籌學實驗教學模式主要以演示性和基礎實驗教學為主。演示性實驗主要是教師介紹電子表格軟件如EXCEL或者WINQSB軟件中各個算法模塊的基本應用方法;并且采用以驗證性實驗為主的基礎實驗法,給學生提供算法模型和實驗指導,實驗結(jié)果是確定和已知的,學生在實驗內(nèi)容與實驗方法設定好的條件下做“完形填空”,機械地按照實驗步驟完成實驗內(nèi)容。這種教學方法還是過去的填鴨式的,學生學習被動,沒有什么創(chuàng)新的過程和內(nèi)容,對部分理解能力和動手能力強的學生來說,過于簡單,打擊了他們的積極性,導致他們逐漸產(chǎn)生倦怠和厭煩。如此一來,既沒有達到教學目的,也不利于提升學生的自主學習能力與創(chuàng)新能力。
(2)實驗手段不合理,沒有體現(xiàn)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特色,同時沒有充分挖掘?qū)W生的學習自主性。實驗課程中采用的主要實驗手段是借助EXCEL或者WINQSB軟件進行模型的分析。信管專業(yè)是一個交叉學科,目前在信息科學與技術(shù)學院這個大環(huán)境中,有部分經(jīng)濟管理類的課程,此外計算機科學的專業(yè)知識占較大比重,對于部分學生來說EXCEL或者WINQSB軟件的應用相對簡單,學生的計算機專業(yè)知識沒有充分發(fā)揮和利用,比如編寫程序進行算法的代碼實現(xiàn)等。
(3)實驗教學考核困難,形式單一。受到目前實驗教學方式和方法的限制,實驗內(nèi)容采取的考核方式主要是通過筆試的試卷中10-15分的實驗操作方法的試題進行測試,這對于實驗效果的考核完全沒有代表性,并且對教學效果的考核沒有什么價值和參考意義。
針對當前信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)《運籌學》實驗教學中存在的主要問題,我們從以下幾個方面進行改進:
(1)理論教學內(nèi)容、方法的補充和完善。為了提高實驗教學質(zhì)量,理論教學在內(nèi)容和方法上也要做出調(diào)整和補充。在理論課堂教學中,除了經(jīng)典運籌方法和理論模型的講解外,從實際問題出發(fā),精選具有充分的代表性、源于實際問題的典型案例,通過案例分析過程:提出問題、找到合適的解決方法,運用方法切實解決問題,并作結(jié)論和總結(jié)等,引導學生對實際問題的分析。通過詳實和完整的案例分析,讓學生掌握的運籌學分析問題和處理問題的方式方法,構(gòu)建從理論學習到實踐應用的完整思路和框架。
(2)實驗方法和手段的多樣化和靈活性。采取靈活多變的實踐教學方式,這里根據(jù)學生的情況,主要考慮采用兩種方式,第一種是對于傾向于喜歡計算機技術(shù)的學生,注重培養(yǎng)使用LINDO/INGO/MATLAB或C語言等軟件來解決計算問題,進行算法的代碼實現(xiàn)和應用。利用這些軟件工具,把教材上的重要算法、經(jīng)典案例,通過編程加以實現(xiàn),并進行實際操作訓練。同時也注重鼓勵學生不要拘泥于課本上的算法與思維,努力嘗試新方法,開拓新思路,提高自己的創(chuàng)造性思維能力。第二種是對于傾向于方法應用的學生,考慮從實際問題的解決入手。在基本的運算方法和工具如WINQSB熟練掌握的情況下,結(jié)合一些實際問題進行應用,從問題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決和總結(jié)等各個環(huán)節(jié)逐步展開研究,最終形成一個完整的案例分析報告。整個過程可以培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力,促進理論應用于實踐,使學生更全面的掌握和運用運籌學知識。
從學科特點和學生的差異性著手,進行分類實驗教學,不僅可以激發(fā)學生的學習熱情和積極性,同時也可以提高學生的創(chuàng)新意識和思維。
(3)鼓勵學生參加數(shù)學建模大賽、SRP項目或大學生創(chuàng)業(yè)等實踐活動,給學生提供指導,提高學生實踐能力。鼓勵和支持學生參加校內(nèi)外相關的實踐活動,可以讓學生更深入的掌握運籌學理論和方法。在運籌學的學習過程中,信管專業(yè)的學生根據(jù)專業(yè)知識結(jié)合我校圖書館現(xiàn)狀,申報《基于數(shù)據(jù)包絡分析(DEA)的高校圖書館績效評價及研究》的SRP項目獲得立項。項目從高校圖書館服務教學科研的角度,運用運籌學中經(jīng)典的線性規(guī)劃方法:數(shù)據(jù)包絡分析方法(DEA)對大學圖書館投入產(chǎn)出情況進行評價,分析圖書館資源配置效率,對如何促進資源優(yōu)化,提高資源使用效率起到積極作用。在項目的申報和執(zhí)行過程中,學生的積極性和主動性很高。通過類似的活動,能夠使學生綜合應用多種專業(yè)知識,激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造思維,同時也對學生的團隊意識、協(xié)調(diào)和溝通能力起到積極作用。
(4)考核方式的完善和補充。鑒于實驗方法和手段的變化,在課程考核過程中,一方面加大實驗考核比重,另一方面注重過程和結(jié)果的共同考核。過程考核主要是階段性的研究進展、質(zhì)量的考評,結(jié)果考核注重內(nèi)容的完整性和總體質(zhì)量的評價。對于算法實現(xiàn)和編碼的同學,主要看算法編碼能否使用,參數(shù)變化的適應性和穩(wěn)定性;對于應用性的報告分析類的考核,注重研究報告的完整性,可行性和有效性。綜合來說,考核的目的是起到檢測學生知識掌握和應用的能力,同時反饋教學效果和質(zhì)量,此外也可以提高學生的綜合素質(zhì),如協(xié)作精神,創(chuàng)新思維等。
《運籌學》是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的核心課程之一,應用范圍廣泛,是現(xiàn)代科學計算和管理學科中的基礎理論和不可缺少的方法、手段與工具。運籌學作為一門用來解決實際問題的學科,在處理千差萬別的各種問題時,一般有以下幾個步驟:確定目標、制定方案、建立模型、制定解法,所以實驗和實踐環(huán)節(jié)是課程的重要組成部分,是相關理論方法能否掌握的關鍵,并有重要的現(xiàn)實意義。本文結(jié)合多位老師的教學經(jīng)驗,信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的特點,以及運籌學理論和實驗教學現(xiàn)狀,分析了運籌學實驗教學的不足,提出了實驗教學的改革思路與改革措施,為全面提高運籌學的教學水平與教學質(zhì)量提供參考。
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