【摘要】:運(yùn)籌類課程包括軍事運(yùn)籌學(xué)、作戰(zhàn)運(yùn)籌等課程,案例教學(xué)是一種聯(lián)系實(shí)際的啟發(fā)式教學(xué)方法。通過多年的運(yùn)籌類教學(xué)實(shí)踐,總結(jié)了案例教學(xué)在應(yīng)用中需要注意的事項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】:案例教學(xué);運(yùn)籌類課程;實(shí)踐與認(rèn)識(shí)
1 引言
運(yùn)籌類課程包括軍事運(yùn)籌學(xué)、作戰(zhàn)運(yùn)籌學(xué)等課程,運(yùn)籌類課程是應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)理論和方法研究決策優(yōu)化的學(xué)科,該學(xué)科具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。探索把理論教學(xué)和實(shí)踐緊密結(jié)合的教學(xué)方法,對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。幾年來,我們?cè)谶\(yùn)籌類課程教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué),教學(xué)效果好,并獲得學(xué)院教學(xué)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)。
2.運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)案例實(shí)踐的有效途徑
在建設(shè)的過程中,本課程體系更加注重實(shí)際應(yīng)用的操練,也就是建模的教學(xué)。因此,在教學(xué)過程中,通過解決生活生產(chǎn)實(shí)踐中的問題,建模始終穿插其中,建立了模型引出算法,境界算法并求解。如:線性規(guī)劃問題上,如何讓同學(xué)們覺得運(yùn)籌學(xué)跟他們的生活貼近,讓剛接觸運(yùn)籌學(xué)的學(xué)生不是感覺很難懂,并能夠引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,通過實(shí)際問題的而引出建立模型,引出線性規(guī)劃的基本概念,而不是一開始就直接講解抽象的單純形法,是在求解的過程中,理解了基本概念之后,從較容易理解的圖解法和典型方程引入,到單純形法的算法,從而在具體的問題、形象的圖解法中,使學(xué)生達(dá)到抽象的數(shù)學(xué)算法。
3 運(yùn)籌類課程案例教學(xué)的教學(xué)過程
案例教學(xué)過程包括準(zhǔn)備階段、組織階段和總結(jié)講評(píng)階段。
準(zhǔn)備階段包含教師準(zhǔn)備和學(xué)生準(zhǔn)備。教師的準(zhǔn)備主要有:一是結(jié)合上課內(nèi)容及教學(xué)目的,選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)陌咐?。二是擬定思考題或討論題。思考題或討論題能把運(yùn)籌的基本理論、概念和方法與案例相結(jié)合,題目有邏輯性和層次感,由淺到深。學(xué)生的準(zhǔn)備主要有:提前預(yù)習(xí)教師課前下發(fā)的案例,通過閱讀和思考,準(zhǔn)備回答案例后面的問題,為案例討論做準(zhǔn)備。[1]在運(yùn)籌類課程中,每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容與某個(gè)案例相對(duì)應(yīng)。
組織階段基本形式,一般要分組討論,每個(gè)小組會(huì)形成一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和看法,然后派代表發(fā)言。案例討論是案例教學(xué)的核心。在這個(gè)過程中,學(xué)生圍繞思考題或討論題把所有可能出現(xiàn)的問題都全面的弄清楚,然后如何來解決,用什么方法,方法的好處和不足等等。教師要較好的駕馭課堂局面,認(rèn)真傾聽學(xué)生的發(fā)言,善于發(fā)現(xiàn)和捕捉發(fā)言中亮點(diǎn),要使案例討論的過程貫穿以學(xué)生為中心[2];當(dāng)學(xué)生討論出現(xiàn)冷場時(shí),應(yīng)適時(shí)進(jìn)行啟發(fā),打破僵局;當(dāng)學(xué)生議題脫離主題時(shí),應(yīng)及時(shí)調(diào)整引入正題。
總結(jié)講評(píng)是案例教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。運(yùn)籌類案例往往有最優(yōu)的答案,教師肯定案例討論中學(xué)生取得的成績和優(yōu)點(diǎn),指出存在的不足與問題,并闡述自己對(duì)這些問題的看法,闡明案例涉及的相關(guān)的理論知識(shí)和方法。
4 運(yùn)籌類課程案例教學(xué)的教學(xué)方式
運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展領(lǐng)域,更應(yīng)強(qiáng)調(diào)發(fā)展運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用和運(yùn)籌學(xué)科學(xué)。我們也認(rèn)為:管理類運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué),應(yīng)該著重放在運(yùn)籌學(xué)基本原理的理解、基本方法的掌握以及基本模型的應(yīng)用上。使學(xué)生通過運(yùn)籌學(xué)課程的學(xué)習(xí),能夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的原理、方法、模型去分析、解決管理、現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題。
根據(jù)以上教學(xué)目的,針對(duì)教學(xué)大綱中的內(nèi)容,我們采取了在理論知識(shí)的課堂教學(xué)過程中,穿插運(yùn)用多種教學(xué)手段、并且加入課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。
1.引導(dǎo)式教學(xué)
引例介紹:針對(duì)運(yùn)籌學(xué)中比較抽象、深?yuàn)W的基本知識(shí)與基本理論,我們對(duì)一種新模型、新方法的介紹總是從一個(gè)淺顯易懂的實(shí)際案例開始,如產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃、運(yùn)輸問題、指派問題等,首先將要解決的問題導(dǎo)入,以激發(fā)和調(diào)動(dòng)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(shí)際問題的過程中牢固掌握概念和方法。
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)生今后工作中解決實(shí)際問題的基本工具。因此,對(duì)于每一類典型的模型和方法,我們從經(jīng)典案例集中選擇、或者結(jié)合書本上較大型的、難度適中的案例,詳細(xì)的講解、分析相關(guān)模型的選擇、運(yùn)用和方法的基本原理、步驟,讓學(xué)生確實(shí)看到該模型和方法在解決實(shí)際問題中的作用;然后,再布置一個(gè)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(bào)告。
2. 立體化教學(xué)
在課堂教學(xué)之余,我們還注重將運(yùn)籌學(xué)教學(xué)從第一課堂延伸至第二課堂,使學(xué)生能夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的理論和方法,解決管理中的實(shí)際問題。帶領(lǐng)學(xué)生積極參加科學(xué)研究項(xiàng)目,在完成過程中體會(huì)問題來源、數(shù)據(jù)收集、理論分析、建立模型、模型求解、模型應(yīng)用的運(yùn)籌學(xué)解決問題的主線。
3.信息技術(shù)教學(xué)
(1)網(wǎng)上教學(xué)資源的共享
目前課堂教學(xué)全部采用課堂講授、多媒體與在線教學(xué)相結(jié)合的講授方式,使學(xué)生可以更直觀地理解教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在運(yùn)籌學(xué)課程網(wǎng)站上,學(xué)生可以看到教學(xué)大綱、教案、課件、習(xí)題、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、參考資料、教學(xué)錄像、歷年考試試卷和答案等內(nèi)容,學(xué)生可以隨時(shí)上網(wǎng)學(xué)習(xí)和下載,通過網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)方式(網(wǎng)絡(luò)課件、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論),學(xué)生可以在課外自主學(xué)習(xí),提高了教學(xué)質(zhì)量。
(2)運(yùn)籌學(xué)算法軟件包的掌握
運(yùn)籌學(xué)算法軟件包的實(shí)習(xí)操作屬于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。在這類實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,我們借助于Lindo軟件、MATLAB語言,使學(xué)生掌握已有算法軟件包的成果,提高研究和解決問題的速度與效率。
由于運(yùn)籌學(xué)主要是用于解決復(fù)雜大系統(tǒng)的各種優(yōu)化問題,涉及的變量個(gè)數(shù)多、約束條件雜、數(shù)字計(jì)算繁瑣,因而實(shí)際的運(yùn)籌學(xué)模型往往非常龐大,手工計(jì)算已是不可能,必須借助于計(jì)算機(jī)才能得到問題的解。
因此,在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中,我們事先布置題目,要求學(xué)生用Lindo軟件、MATLAB語言中的系統(tǒng)函數(shù)計(jì)算大型的實(shí)際問題。這種教學(xué)方法一方面可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)到的知識(shí)學(xué)以致用,著重分析問題、建立模型,另一方面可以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。通常,我們要求學(xué)生用Lindo軟件完成線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃的實(shí)際題,而MATLAB語言作為補(bǔ)充,用來完成圖論、動(dòng)態(tài)規(guī)劃中的問題。
(3)模型算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
雖然目前已經(jīng)有運(yùn)籌學(xué)的算法軟件包,我們?nèi)匀辉谡n內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)安排了算法編程練習(xí)。我們引導(dǎo)學(xué)生,從已經(jīng)建立的模型出發(fā),在熟練掌握方法計(jì)算步驟的基礎(chǔ)上,運(yùn)用所學(xué)過的數(shù)學(xué)知識(shí),對(duì)計(jì)算過程進(jìn)行嚴(yán)密的數(shù)理邏輯推理,解決算法設(shè)計(jì);繼而選用學(xué)生自己掌握最好的一門計(jì)算機(jī)編程語言,實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法,求得解析解。目前,我們嘗試的運(yùn)籌學(xué)自編算法包括:單純形法、最短路、最小費(fèi)用最大流、整數(shù)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、決策論等。
這種教學(xué)方法將運(yùn)籌學(xué)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用與以往所學(xué)的高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)相結(jié)合,給學(xué)生創(chuàng)造了運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識(shí)解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì),讓學(xué)生體會(huì)到所學(xué)知識(shí)的有用性,使學(xué)生完成由理性——實(shí)踐——再理論——再實(shí)踐的學(xué)習(xí)過程。
5 運(yùn)籌類課程應(yīng)用案例教學(xué)需要注意的事項(xiàng)
5.1運(yùn)籌類案例是決策型案例
決策型案例教學(xué),采用采用在案例中隱含問題,圍繞著發(fā)現(xiàn)問題、分析問題展開教學(xué)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生在分析問題中尋找解決問題方法,提高學(xué)生探索性思維能力。運(yùn)籌類課程是應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)理論和方法研究決策優(yōu)化的學(xué)科。針對(duì)同一實(shí)際問題,采用不同決策方法,會(huì)得出不同的方案。例如,運(yùn)籌類課程中的《某某比賽安保保障方案之爭》案例就是決策型案例,爭論的焦點(diǎn)就是采用哪種定量分析方法。
5.2運(yùn)籌類案例具有真實(shí)性特點(diǎn)
教學(xué)案例必須是真實(shí)事例。案例的選擇與提煉必須是第一手資料,否則就失去教學(xué)以及分析問題和解決問題的意義。例如,運(yùn)籌類課程中的《某某比賽安保保障方案之爭》案例具有典型性和真實(shí)性,與課程相應(yīng)的知識(shí)對(duì)應(yīng),教學(xué)效果很好。
5.3 注重運(yùn)籌類案例矛盾點(diǎn)的把握
在案例編寫過程中,案例情境的描寫是為了反映實(shí)際問題與矛盾,為啟發(fā)學(xué)生思維、探索方法提供形象的研究要素。案例要有矛盾有交鋒,才能在教學(xué)中使學(xué)生產(chǎn)生思想撞擊。因此在編寫運(yùn)籌類案例過程中,矛盾點(diǎn)的把握,主要要找準(zhǔn)定量方法不同這個(gè)切入點(diǎn),深入挖掘矛盾點(diǎn),精心設(shè)計(jì)矛盾點(diǎn),在案例教學(xué)過程中,巧妙激活矛盾點(diǎn)。例如,在案例《某某比賽安保保障方案之爭》中設(shè)計(jì)矛盾點(diǎn):每個(gè)領(lǐng)導(dǎo)為什么要求采用他們的方案?他們的方案的好處是什么?哪種方案既能完成任務(wù),有節(jié)省人力財(cái)力?爭論的問題什么?方案在發(fā)現(xiàn)威脅安保目標(biāo)的對(duì)策措施中;應(yīng)用哪些定量分析方法?某某部署調(diào)整效能評(píng)估方法是如何應(yīng)用的?
5.4注重運(yùn)籌類案例思考討論題的設(shè)計(jì)
思考討論題是為了引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生案例作業(yè)和課堂討論而專門設(shè)置的問題,也是編寫者提示學(xué)生在閱讀、學(xué)習(xí)和分析該案例時(shí)應(yīng)思考的主要問題。有些屬于思考題,主要起引導(dǎo)學(xué)生閱讀和學(xué)習(xí)案例的作業(yè),在案例教學(xué)課堂討論階段不一定要展開討論;有些屬于討論題,主要起引導(dǎo)學(xué)生分析和研討案例作用,引發(fā)研討和爭鳴,在案例教學(xué)課堂討論階段必須展開討論。
在確定思考討論題時(shí),要明確其主要功能、基本關(guān)系和應(yīng)避免的錯(cuò)誤。主要功能一般具有三大功能:緊扣主題,點(diǎn)明方向;聚焦矛盾,激發(fā)思考;引導(dǎo)分析,拓寬想象。思考討論題至少應(yīng)具備這三大功能中的一項(xiàng)。其次,處理好與案例主題的關(guān)系,處理好與案例基本矛盾的關(guān)系,處理好教學(xué)目的與教學(xué)用途的關(guān)系,處理好案例分析思路的關(guān)系。
例如案例《某某比賽安保保障方案之爭》圍繞“應(yīng)用某某部署調(diào)整效能評(píng)估方法計(jì)算結(jié)果確定某某保障方案”這一主題,共設(shè)計(jì)了三個(gè)思考討論題。問題一:你傾向于采用哪一種方案,為什么?問題二:采用你的方案在發(fā)現(xiàn)威脅安保目標(biāo)的對(duì)策措施中,應(yīng)用了哪些定量分析方法?某某部署調(diào)整效能評(píng)估方法是如何應(yīng)用的?問題三:你認(rèn)為“某某比賽安保保障任務(wù)”對(duì)類似任務(wù)的完成有什么啟示?其中第一個(gè)側(cè)重于思考題,后兩個(gè)是典型的討論題。此案例主要反映了以下基本矛盾:某某如何部署能夠發(fā)現(xiàn)威脅安保目標(biāo);每種方案完成任務(wù)情況與是否節(jié)省人力財(cái)力。案例的三個(gè)思考討論題,也是這些基本矛盾的表現(xiàn)和展開。以第二個(gè)思考討論題為例,分析路徑:在擬制某某比賽安保保障方案時(shí),如何應(yīng)用定量分析方法進(jìn)行部署調(diào)整;如何將定性和定量相結(jié)合,提高效能,完善保障方案。分析要點(diǎn)?;居^點(diǎn):發(fā)現(xiàn)威脅安保目標(biāo)的對(duì)策措施中,要應(yīng)用定量分析方法;規(guī)章制度;定量和定性相結(jié)合。討論關(guān)節(jié)的:發(fā)現(xiàn)威脅安保目標(biāo)的對(duì)策措施不同;應(yīng)用不同定量分析方法;探索制定某某比賽安保保障方案的基本規(guī)律。
結(jié)束語
通過數(shù)年的案例教學(xué)探索和實(shí)踐,凡是在運(yùn)籌類課程教學(xué)中采用案例教學(xué)的班級(jí),學(xué)生對(duì)教師的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)高,課程結(jié)業(yè)考試成績較高,可見案例教學(xué)是提高運(yùn)籌類課程教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。
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作者簡介:王海林(1964- ),男,漢族,籍貫:陜西寶雞,單位:空軍預(yù)警學(xué)院一系,研究方向:運(yùn)籌學(xué)。