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运筹学软件在经管类运筹学教学中的实践体会

时间:2022-03-22 11:05:47 浏览次数:

[摘 要]本文总结了经管类运筹学课程特点以及传统教学中的不足,探讨了运筹学教学中引入软件教学的必要性,分析了软件教学中应注意的问题,指出了软件教学的优势,认为引入软件教学是运筹学教学改革的突破口。

[关键词]运筹学 软件 教学 实践

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)22-0060-03

运筹学作为一门以决策支持为目标,以定性分析与定量方法相结合,为决策者选择最优或较优决策提供理论依据的交叉学科,其理论与方法已广泛应用于人事管理、经济管理、军事科学、社会科学等领域,受到了国际范围的普遍关注与重视。我国在1998年将运筹学确定为经济、管理等专业的主干课程之一,越来越多的专业开设了运筹学课程。但由于运筹学课程特点、教学方法的不足以及经管类学生的特征,运筹学教学效果不理想,运筹学教学有待改善。笔者以自身的教学体会,发现利用运筹学软件辅助运筹学教学,可以改善运筹学教学。

一、经管类运筹学课程特点及教学中的问题

(一)经管类运筹学课程的特点

依据运筹学的理论与方法体系,以及经管类专业的特点,可以看出经管类运筹学课程有以下几个特点:

1.应用性。经济管理类专业主要培养应用型人才,面对的是现实中的实际问题,运筹学本身也是从解决实际问题引发出来并上升为一门学科体系。因此,经济管理类运筹学课程具有很强的实际应用背景。经管类专业学生在今后的现实中,会面对生产计划、运输问题、库存管理、决策方法、设备更新、项目评价与选择等问题,掌握这些问题的基本解决方法是非常必要。

2.理论性。任何一门学科都有其自身的理论体系,运筹学来源于实践,但高于实践,已经形成了相对完备的理论体系和体系结构以及完善的科学方法,如数学规划、图与网络,存储论、排队论、对策论、决策论、可靠性理论等。经济管理类运筹学课程以实际问题为背景,介绍了基本的理论体系,这些基本理论是解决实际问题的方法论。

3.综合性。现代管理强调定量分析,运筹学正是为管理提供定量分析的依据。运筹学综合应用数学、系统科学、信息技术与经济管理等学科的方法与理论,解决实际问题。运筹学的综合性体现在两个方面:一是解决问题方法的综合性,在实际问题的解决中,系统全面考虑问题的各个因素,寻求合理的数学模型,采用恰当的计算技术非常关键;二是研究内容与理论体系的综合性,现实生活的各个领域,普遍存在资源限制下的优化等问题,这些问题解决丰富了运筹学理论体系,提供了新的运筹方法。经济管理类运筹学课程从实际问题出发,介绍了运筹学方法在实际中的运用,具有较强的综合性。

(二)运筹学教学中的问题

1.重理论,轻实践。传统的经管类运筹学偏重于理论与解题技巧的讲授,忽视或者轻视实践环节。部分教师热衷于公理、定理的证明与演绎,迷恋于数学方法的精巧,注重运筹学的理论教学,在实践教学环节投入的课时较少,导致学生的学习与实践脱节,使学生对理论理解不深入,只能生硬地套用公式应考与作业,不能灵活地应用运筹学方法与理论解决实际问题。

2.教学方法单一,教学效果不理想。传统的运筹学教学采用的手段是板书,以理论推导为主,教学信息少,课堂效率低。随着多媒体教学的兴起,又过度依赖多媒体教学,教学信息量大,速度较快,教学方法还是传统的满堂灌,缺乏启发、提问、交流、实践等互动式教学,学生缺乏足够的时间消化、吸收课堂讲授内容,更不用说灵活应用相应知识解决实际问题。

3.学生缺乏学习兴趣。在经管类运筹学的教学中,学生的学习兴趣一直是一个需要关注的问题。传统的经管类运筹学教材以讲述理论为主,注重阐述完整的理论体系,需要高等数学、线性代数与概率论为基础,对学生的数学基础要求较高。而经管类专业的学生却与该要求存在明显的差距。首先,我国高等教育的大众化,以及地区教育质量的差异,导致学生基础差距较大;其次,经管类专业文理兼收,学生的数学基础差距较大。在这样的背景下,以讲解运筹学理论为主的授课方式明显脱离了实际。同时,运筹学计算量大且繁琐,运筹学方法体系多,采用理论讲解的教学方式会使相当多的学生对运筹学产生恐惧心理,面对这些形形色色的符号与抽象的数学公式,自然感到运筹学的学习索然无味,学习效果可想而知。

4.考核方法单一,有失公平性。目前运筹学考核方法单一,大部分是以闭卷考试的方法判定优劣,考核的内容是一些理论公式及简单的应用,缺乏实践环节与实际能力的判定,导致学生为应付考试死记硬背,扼杀创造性,有失公平性。

二、运筹学软件教学的必要性

传统的经管类运筹学教学存在许多不足,导致运筹学教学效果不理想。笔者在运筹学教学中引入软件教学,改变课堂教学方式,达到了减轻学生学习负担,激发学生学习兴趣的教学效果。

(一)加强运筹学软件教学,是经管类学科发展的要求

定量化分析是当今解决经济管理问题的主要方法,量化分析离不开信息技术与计算方法,掌握并能应用一种软件解决现实问题已经成为经管类学生的一项基本要求。在运筹学教学中,加强软件教学,有助于培养学生利用计算软件处理数据,分析和解决实际问题的能力,同时,也适应了经管类学科发展的要求。

(二)加强软件教学,可以激发学习兴趣

运筹学具有较强的理论性,计算量大且繁琐,经管类学生对这些理论性强、计算繁复的数学演绎有一种天生的厌恶心理,不愿意自学与课后复习。软件教学注重基本理论与实际背景,舍弃了繁杂的数学演绎,加强了直观性,可以克服学生的恐惧心理。软件教学暗合了当今学生对信息技术的喜好,通过课堂演示与课后练习,使学生在享受计算机技术带来的愉悦中,认识到运筹学的学习不是一件困难的事情,同时,也体会到运筹学解决实际问题的巨大潜力,激发学生对未知事物的好奇心,提升学生的学习兴趣。

(三)加强软件教学,可以减轻教学负担,提高教学效果

在运筹学教学中,注重软件教学,教师在课堂教学中可以简化或省略一些复杂的理论推导,从而节省时间与精力,专注于学生解决问题能力的培养,克服以往运筹学教学中费力不讨好的窘境;软件教学可以化繁为简,有利于学生专注于基本理论的掌握,舍弃数学理论的演绎,有更多时间与精力进行实际能力的训练,提高学习效果;此外,软件教学可以改善教学互动,加强课后实践。

(四)加强软件教学,可以改变考核方式,提升公平性

学生的天赋与特长、爱好各有千秋,单纯的闭卷考试没有考虑这些差异,对部分学生有失公平。软件教学,可以提供不同的考核方式,比如在课堂提问环节中,因为不需要复杂的数学演绎,只要了解问题的本质,建立恰当的数学模型,利用软件求解,可以通过学生演示,从而评判学生的运筹学学习状况;课后实验报告、课后具体案例报告等等都可以成为评判学生能力的依据,这就克服了片面性,从而提升了公平性。

三、运筹学软件教学应考虑的问题

要提高软件教学的质量与教学效果,在软件教学方面,笔者认为要考虑以下几个问题。

(一)选择适合的运筹学软件

运筹学软件有几十种之多,每种软件有其自身的特点与不足。比如常用的Excel、Lingo、Matlab、WinQSB等软件,Excel灵活性好,且可借助Excel的其他工具作进一步分析,但要求熟悉工作表函数;Lingo、Matlab具有运算速度快,精度高、灵活性好,适用于大规模规划问题求解,但要求会编写代码;WinQSB具有操作简便,能给出中间步骤和图形,但要求规范,灵活性差。所以,要依据专业与学生实际情况,选择运筹学教学软件。本着减轻学习负担、提高学习兴趣的目的,依据经管类学生与经管类运筹学教学要求,笔者认为选择WinQSB较为恰当,这是因为该软件教学可以再现运筹学基本理论,可以通过寓理论教学于软件教学中,同时考虑经管类学生计算机软件知识以及数学知识的实际情况,认为牺牲一些灵活性,多考虑规范性,更有利于运筹学的教与学。

(二)软件教学要兼顾理论与应用

在运筹学教学中,要充分认识到传授理论知识还是运筹学教学中的主要环节,软件教学是运筹学教学的辅助手段,不能从一个极端——只注重理论教学走向另一个极端:认为软件教学可以包打天下。在教学中,要合理安排软件教学时间,设计软件教学的时机,做到软件教学与理论教学的平衡。笔者针对不同的问题,设计不同的软件教学,比如对线性规划问题,首先提出问题,介绍软件求解方法,在软件演算过程中,归纳总结基本理论;而在图与网络问题时,首先介绍理论,然后再应用软件教学演示理论结果。对学生提问、交流时,既考虑理论部分,也对软件演示结果提问。

(三)加强课堂演示与课后练习

经管类运筹学课程出发点是培养实践能力,课堂实验是其中重要的环节。在课堂实验时,应讲清楚具体案例建模的运筹学思想、软件求解的过程、结果解释等,要求学生能演示其他类似案例,提供实验报告。除了实验课外,应在平时教学中,抽取部分教学时间,演示运筹学软件的作用。此外,由于运筹学课程知识量大,仅仅依赖课堂学习与实践,学生难以理解并吸收基本理论与方法;同时,运筹学软件的灵活应用也离不开不断的练习,因此,加强运筹学课后练习与实践,不仅可以消化理论知识,还可以提高计算机软件应用能力。

四、结语

经管类运筹学对经管类专业学生来说是一门难度极大的课程,既涉及深奥的数学理论、冗繁的演算过程,还与纷繁复杂的实际问题紧密相连,许多学生对运筹学怀有恐惧心理,缺乏学习兴趣。在运筹学教学中,引进软件教学,较好地将理论与实践结合起来。软件教学简化了理论推导,避免了冗繁的数学演算,使教师讲授理论知识时直观明了,学生学习也不是那么枯燥无味,调动了学生学习的积极性,培养了学生学习运筹学的兴趣。运筹学软件教学,优化了考核方式,提升了公平性。此外,引入运筹学软件教学,使学生在运筹学理论学习与实践应用之间搭建了一座桥梁,提高了实际问题的解决能力,提升了综合素质,真正达到了学以致用的目的。

经过近几年的软件教学实践,学生学习运筹学的积极性有所提高,改变了对运筹学的恐惧心理,学习效果有了明显提高。在软件教学中,应该注意一些基本的问题,如选择适合学生特点与课程要求的教学软件,改变传统的教学观念与教学方法,软件教学与理论教学的平衡,以培养学生问题解决能力为出发点,设计软件教学等。

总之,在运筹学教学中,引入软件教学,适应了时代与学科发展的要求,有利于教学效果的提升,软件教学不但是运筹学教学改革的突破口,也是培养学生创新思维、提升理论与实践相结合能力的一条重要途径。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 《运筹学》教材编写组.运筹学(修订版)[M].北京:清华大学出版社,1990.

[2] 胡运权.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,2003.

[3] 韦福雷,胡彩梅.理论与实践互动的经管类运筹学教学体系研讨[J].实验室研究与探索,2011,(2).

[4] 张明,王文文.Matlab在经管类运筹学教学中的探索与实践[J].大学教育,2012,(7).

[5] 关文中.基于WinQSB的运筹学实验指导[DB/OL].Http://blog.sina.com.cn/guanwenzhong.

[责任编辑:左 芸]

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