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工程管理專業具有工程與管理復合的特點,注重理論與實踐的結合,致力于培養實踐能力強的技能性、應用型人才,強調教學內容理論與實踐相結合,提出多種教學手段,著重提高學生發現與解決問題的能力。一方面,運籌學作為工程管理專業的專業基礎必修課,必須有效支持工程管理專業的培養目標。另一方面,運籌學的系統方法有助于培養工程管理專業人才的整體思維能力。運籌學以系統的整體觀念為核心,通過多學科的綜合,有助于培養和提高管理人員解決實際問題的能力。
二、教學中存在的問題
運籌學的理論與方法不同于高等數學、線性代數等基礎數學課程,它不是簡單的數學計算,而是綜合應用數學、經濟學、管理學、物理學、化學等多學科的理論與方法,運用系統思想解決實際問題。
(一)教學目的不明確
工程管理專業的人才培養目標是符合行業、企業標準的應用型人才,課程體系建設標準是建設內容具有針對性、應用性突出的優質課程。而目前運籌學的教學仍然存在重視理論教學、忽略應用研究的現象,最終導致教學中注重公式和算法的講解,很少將實際案例引入課堂教學,課堂教學亦如此,使得學生只會按已有題型計算,不善于探究所學知識在實際問題中的應用。
(二)教學內容安排不夠合理
本校工程管理專業運籌學是擁有較多分支及方法的專業基礎課程,也是工程管理專業考研的專業課。目前,計劃僅有32學時,對于運籌學的學習要求是不夠的,需要有效安排教學內容,突出重點,精選例題,并適當增加理論學時及實驗學時。
(三)教學方法不夠靈活
運籌學的教學方法仍停留在傳統的以講授為主,教學手段不夠靈活,教學方式單一、互動性差,學生僅僅學到書本的理論與例題,沒有延伸性的知識。
(四)實踐教學環節不足
本校工程管理專業仍采用理論教學,缺乏實踐環節,學生僅掌握建模方法進行手工計算,并未進行計算機實踐練習,不能利用軟件求解模型,降低了課程應用的操作能力。線性規劃中單純形法和運輸問題僅能解決變量較少的情況,變量較多的情況必須借助計算機軟件求解。
(五)缺乏適用的教材
教材理論性、邏輯性較強,重點介紹相關理論與模型,缺乏實際案例的介紹與討論,也沒有相關軟件的方法,且對學生的數學基礎要求較高,許多同學看到教材中復雜的公式及推理就已開始畏難,后續學習信心缺失。
(六)成績考核不科學
考查仍采用筆試,缺乏對綜合能力的考核,僅能考查學生對基本理論與方法的掌握水平,不能評定學生對運籌學方法的掌握水平。
三、教學改革建議
(一)明確教學目的
通過學習使學生掌握系統分析方法,樹立整體觀念,解決工程管理實踐中遇到的優化決策問題。運籌學教學應結合人才培養目標和課程體系建設的要求,重視運籌學思想的應用及實例教學,使學生掌握解決實際問題的能力。
(二)合理安排教學內容
根據工程管理專業的培養方案及課程體系,合理安排教學內容。工程管理專業注重培養技能型、應用型專業人才,除了講授運籌學的基礎教學內容,更應側重于理論知識在工程實踐中的應用研究,在教學中應增加與專業發展相關的前沿知識的介紹,拓寬知識面,提高學生的科研創新能力。
(三)改進教學方法
1.加強案例教學。
介紹管理科學中的大量成熟的運籌學應用案例,鼓勵學生參與課堂討論,提高學生興趣,對成功案例進行分析,總結成功經驗。提出實際管理案例,引導學生采用運籌學的理論與方法解決,培養學生的系統思維能力。如線性規劃方法可應用在鋼筋下料、土石方調運等方面;博弈論可應用在工程招投標、工程質量管理、工程風險管理、工程監理等方面。
2.簡化理論推導。
對于教材中較長篇幅論證的理論,講解時要進行歸納,側重理論的應用性,避免過分強調公式推導過程,而應側重于模型的建立和應用。如第一堂課通過講述古代文獻中體現運籌學思想的案例,引起學生學習運籌學的興趣;通過運籌學思想的應用實例,使學生認識到課程的重要性。運籌學課程內容多,邏輯性強,教師一定要深入淺出,注重條理,突出重點。再如,講解單純形法中松弛變量、剩余變量、人工變量的區別時,應注意結合三種變量的經濟含義,讓學生在理解的基礎上區分三種變量的含義與作用。在講解單純形法四種解的判別中要注意歸納總結,將單純形法的原理與解的判別結合起來,有助于學生理解和掌握解的判別標志。
3.多媒體教學。
合理運用多媒體教學,可有效減少理論推理和公式推導時間,重點突出運籌學的應用。課件中要突出案例等實際問題的主體地位,弱化理論論證、公式推導、數學計算等,著重闡述解決問題的思路與方法,提高教學效果。
4.進行輔導答疑。
對章節重難點及易混易錯點當面答疑,及時了解學生對重難點的掌握情況,并針對大部分學生的疑惑和作業中的典型錯誤等進行系統講解,彌補學生的知識薄弱點。
5.啟發式教學。
教學過程中提出實際問題,讓學生自行思考、分析解題思路,親自動手建立相應模型,運用計算機軟件等手段求解,對涉及到的問題展開討論。如模型建立的假設、問題目標的理解、目標條件的分析、模型的建立、求解的步驟及方法、結果的討論等,教師適當引導,必要時給予解釋說明,讓學生掌握解決問題的整體思路,最后可讓學生以課題報告的形式做出系統全面的分析。
(四)加強實踐環節
開展教學實驗課程,選擇較成熟的教學軟件如LINDO,LINGO,WINQSB,EXCEL,鼓勵學生運用軟件編程解決問題,利用計算機代替手工計算,提高動手能力。鼓勵學生參加全國大學生建模大賽,實現理論學習與解決問題相結合,提高對知識的運用能力。
(五)加強適用教材建設
工程管理專業優勢特色專業建設目標中提出建立并創新“素質優良、能力一流”的理論與實踐一體化的課程體系。編寫適合工程管理特色專業的運籌學教材,要重點強調相關理論方法與工程管理和實際生活的結合,增加案例分析;突出運籌學分析和解決問題的思路與方法,理清問題的解決思路,量化相關數據,建立數學模型,運用軟件求解,側重方法的應用與結果分析。
(六)推行科學的考核方式
在考核方式上,將傳統考查課本知識點的筆試形式改為課堂分組討論、軟件應用、案例作業、課程設計等綜合考查方式,突出工程管理專業的運籌學教學目的。考核內容應圍繞工程管理專業方面的知識重點展開,結合工程管理實際問題進行專題研究。
四、結語
[論文摘要]本文對運籌學教學中存在的一些問題進行分析,并就運籌學的教學目的、教學內容、教學形式等方面進行探討,提出相應的改革思路和措施。
運籌學作為一個學科出現以來,特別是20世紀50年代以來,運籌學的研究與實踐在我國得到深入發展,在工程、管理、經濟等領域都發揮了重大的作用,并作為一門課程逐漸成為管理科學、系統科學、信息技術、工程管理、物流管理、經濟、金融等專業的基礎課程之一。然而,由于運籌學知識的綜合性及內容上的數學復雜性,使得這一課程的教學表現出強烈的自身特色。結合幾年來十幾次運籌學教學的體會,對運籌學的教學方法進行一個粗淺的分析,以供探討。
一、注重其發展背景及現實意義的講授
運籌學作為一門應用科學,既不同于數學等經典學科,又不同于普通的應用學科,這一點可以從其發展背景中略見一斑。從運籌學的早期的發展來看,它可追溯到1914年提出的軍事運籌學中的蘭徹斯特(Lanchester)戰斗方程、1917年丹麥工程師愛爾朗(Er-lang)在哥本哈根電話公司研究電話通信系統時提出的排隊論的先驅者、20世紀20年代初提出的存儲論最優批量公式等等。這些發展背景的介紹有助于學生對于這一學科的重要性、學科的特點、以及其中問題的解決思路都會起到非常重要的作用。所以,作為運籌學課程的講授人員,要把不應在課程緒論的講授中一帶而過,而是要在講授過程中讓學生有所體悟。
二、注重其“學科交叉、多分支”的特點
應該說“學科交叉、多分支”是運籌學作為一門課程的重要特色,也是教學過程中需要認真處理、仔細推敲的一個關鍵問題。多學科交叉使得運籌學表現出知識結構和思維方式上的復雜性——既具有數學學科的理論特性又具有應用學科的自身特性、既具有理工學科的定量特性、又具有人文學科的分析特性、既追求“完美”又注重“實用”。作為授課教師而言要始終把握運籌學的這一特點,做到對發展現狀的較好跟蹤,注重對學生啟發性引導;做到對授課對象的仔細區分,既包括對學生學歷的區分又包括對學生專業的區分,對學生學歷的區分主要體現在知識內容、授課學時、授課方式、課程要求等環節,而對學生專業的區分則主要體現在理學、工學和經管專業在知識深度與廣度上的差異以及在理論和應用上的差異。而多分支特性則要求授課教師在授課過程中對各個分支有針對性的選擇并能夠做到對該分支理論及應用的充分把握。
三、注重“案例教學、實驗教學”的綜合運用
案例教學與實驗教學在運籌學教學中的運用主要在于對學生綜合能力的培養。“案例教學”一方面可以在課程講授過程中起到引導的作用,既可做到由淺入深、又可在較大程度上激發學生的學習興趣,為接下來的深入做好鋪墊;另一方面,又可在知識的運用上起到較好的教學效果,既激發學生的知識運用的興趣又加深對知識理論的理解。“實驗教學”既是對理論教學和案例教學的細化又是對學生動手能力的有效引導手段,特別是對學生腳踏實地的學習態度是一個較好的錘煉,同時也對學生長期以來單純的“分數為上”的學習方式是一個有效的沖擊。正是基于上述考慮,筆者認為在運籌學的講授過程中要充分重視“案例教學”和“實驗教學”的運用,充分考慮二者在運籌學教學過程中比重和搭配問題。
四、注重教學方式的運用
隨著教育技術的飛速發展,多媒體教學在課堂教學中運用越來越普遍,它在一定程度上提高了教學的質量和教學率,同時又帶來相應的弊端。尤其是多年的高校擴招和運籌學課程的普遍適用性使得多數運籌學課程為大課教學,這就促使教師為了避免后排學生看不清而幾乎抹去了板書的運用。所以,在大班化的背景下,板書與多媒體的矛盾始終是運籌學教學中一個難以解決的問題。
五、注重對考核方式的研究
考核作為學習過程中的一個重要環節,其設計的好壞對整個教學質量有著重要影響。在傳統的考試方式中,往往過多得強調知識點的掌握情況,而在一定程度上忽視了應用能力的培養。所以,不僅要在教學過程中注重“案例教學”和“實驗教學”的運用,又要注重對學生實踐能力方面的考核,不僅包括學生對分析能力、動手能力的考核,還要包括對學生探索精神和探索能力的考核。基于此,筆者認為在運籌學考核過程中“專題考核”和“研究論文”都可作為傳統考核方式的重要補充。
總之,教學內容、教學方式、教學媒介、考核方式都是運籌學授課教師始終需要認真思考的問題。不僅如此,還要綜合考慮自身高校的教學特點,特別是該課程在專業體系中作用的考慮以及該校教學管理部門的課程管理特點。該文僅僅是筆者一點粗淺體會,不足深論,僅供參考。
[參考文獻]
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【關鍵詞】運籌學;教學研究;課程建設
自20世紀50年代以來,運籌學的研究與實踐在我國得到長足的發展,在工程建設、企業管理、科研規劃以及國民經濟發展的其他方面都發揮了巨大的作用。運籌學作為工程設計和現代化管理的理論基礎在管理類各專業以及計算機應用、系統工程、建筑經濟管理等專業的教育中也起著十分重要的作用。因此,作為一門優化決策的學科,運籌學在我國高校中受到了前所未有的重視,許多學校對運籌學課程都安排了充足的學時以視重視。運籌學課程逐漸成為管理科學、系統科學、信息技術、工程管理、物流管理等專業的基礎課程之一。
然而,運籌學是一門實踐性很強、數學味很濃的學科。傳統的運籌學教學模式過于注重定義的解釋,定理的推導,手工演算的培訓,缺乏運籌學分析問題、解決問題的方法講授,學生普遍覺得運籌學難學,培養出的學生也普遍存在“學而不知其用”的通病。因此,筆者認為,在運籌學的教學上,應注意以下四個方面的問題,以利于學科知識的講授和進一步推廣。
一、注重運籌學學習必要性的論述
運籌學區別于其他科學,如:數學、物理、生命科學等,有其特定的研究對象,有自成系統的基礎理論,以及相對獨立的研究方法和工具。運籌學是使用科學的方法去研究人類對各種資源的運用、籌劃活動的基本規律,以便發揮有限資源的最大效益,來達到總體全局優化的目標。它的方法和實踐已在科學管理、工程技術、社會經濟、軍事決策等方面起著重要的作用,已產生并將繼續產生巨大的經濟效益和社會效益。因此,運籌學應該成為高素質人員和有意成為高素質人員的必修課之一。
另外,和古老而又富于生命力的數學、物理、生命科學等相比較,運籌學顯然是一門年輕的新興科學。近代運籌學的興起可以追溯到二十世紀初期,但其概念和方法的系統提出卻是在第二次世界大戰期間。我國的運籌學研究從上世紀50年代后期才開始。運籌學的發展與社會科學、技術科學和軍事科學的發展緊密相連。時至今日,運籌學己經成為工程與管理學科不可缺少的基礎性學科。因此,從學科發展趨勢來看,運籌學是一門大有潛力可挖的新興科學。
作為運籌學課程的講授人員,在課程伊始就應特別強調本課程學習的必要性,而不應把它當作課程緒論的一小部分,一帶而過,講授人員應充分認識到上述兩點,并讓學生樹立必修意識。
二、強調“系統集成、學科交叉、講求效益”的觀點
應該說“系統集成、學科交叉、講求效益”的觀點,在近代運籌學產生之初就已經確立。近代運籌學的軍事背景是上述觀點的最好佐證。我國運籌學的先驅錢學森先生也一再強調樹立上述觀點的重要性。他在會見有關人員時,曾多次語重心長地提到,實踐中所遇到的問題都帶有綜合性,如果各人只從本專業出發,往往帶有局限性。因此,應該提倡學科交叉之間的相互交流與討論,學科的發展,離不開互相交叉、互相作用和互相借鑒。因此,運籌學教學人員要以身作則,鼓勵并帶領學生加強與相關學科的合作,共同研討,實現共贏。
在“系統集成、學科交叉”的問題上,筆者認為,運籌學的講授和學習人員,應與工程、技術等多個學科的人員通力合作、密切協同,以社會客觀需求為牽引,技術發展為推動力,明確目的任務,并且運用運籌學理論和方法解決實際問題,促進學科建設與創新,努力尋求管理理論與科學決策的突破。為此,運籌學的講授人員應在教學過程中大力倡導“努力鉆研現代科學技術,掌握先進的方法和手段,改進傳統的單純定性分析的思維習慣。”至于“講求效益”的觀點,更是不言而喻的了。應當說,運籌學學科的產生、建設與創新,就是以追求社會效益和經濟效益的定量分析為其重要特色的,這也是運籌學與其他學科的重要區別。與此同時,由于我國經濟所面臨的資源高消耗和高物流成本的實際情況,“講求效益”的問題更顯得格外突出。我國在相當長的一個時期里,在綠色GDP方面將承受巨大的壓力。追求資源優化的運籌學在這方面應發揮重要的作用,運籌學教學應為作用的發揮提供應有的教學功能服務。
三、增強運籌學案例教學重要性的認識,提高案例教學的課時比例
事實上,運籌學擔負著訓練、培養學生對管理和經濟系統中的問題進行系統地、定量地分析和決策的能力,因此對運籌學案例教學的認識應給予充分的重視。
首先,運籌學案例中所包含的有效數據和無效數據、規范數據和部分不規范數據,巧妙的數據陷阱,對訓練、培養學生的數據資料識別能力、分析和整理的能力,以及對有效數據的敏感性,都有非常重要的作用。
其次,為了培養學生應用運籌學的知識,分析、解決實際的管理問題,最重要的一步就是建立運籌學模型,而運籌學案例就能夠圍繞這一目的。培養學生對建立模型所要求的重要因素,即決策變量的選擇、環境約束條件的分析、決策目標的確定三大要素的深入分析的能力和創造性的思維。
第三,運籌學的目的是要定量地處理實際問題,然而,實際問題往往具有復雜性和多樣性。一個合適的案例不僅能引導學生對正確求解運籌學模型方法的選擇,而且還具有培養學生對計算結果進行合理性、可行性分析的特點,從而使學生對所確定的決策方案在實施過程中可能出現的問題進行分析、推斷。
正是基于上述三點,筆者認為,作為運籌學的講授人員,應充分重視自身案例教學能力的培養和提高,在運籌學的教學過程中應格外注重案例教學,在學時分配上應給與適當的傾斜,這既有利于培養學生對運籌學的學習興趣,也有利于學生分析問題、解決問題能力的提高。
四、謹慎引用多媒體教學手段
應該說,現代教育技術的飛速發展,教學多媒體化是一種趨勢,在課堂教學中扮演著重要的角色,在一定程度上對提高教學質量和教學效率有十分重要的作用。但是,我們也應該清醒地認識到目前運籌學多媒體教學的不足之處。
多年的高校擴招致使教室成了大禮堂,多媒體的基本構件投影屏幕越做越大,為了保證兩邊的學生均能看到教學內容,屏幕也只能掛在中間,幾乎遮蓋了整個黑板,這種現象在高校已是普遍現象。但多媒體并不能完全代替黑板、圖像、聲音、演示等功能是多媒體教學的強項,部分定理的證明、例題的講解等則更需黑板來實現。在小班化教學未實現之前,遮蓋黑板與需要黑板之間的矛盾是運籌學教學多媒體化不可逾越的一道坎。
其次,部分教師為了讓運籌學的多媒體課件更能吸引學生的注意力,在多媒體課件中引入了大量的影音資料,有時難免會出現教學課件娛樂化的傾向,喧賓奪主的課件時有出現;亦有部分教師未能正確處理好多媒體和老師之間的正確關系。讓計算機成了課堂的主角,學生成了觀眾,而老師成了電腦操作員,計算機的輔助教學變成了主宰教學。
另外,很多教師往往沉浸于多媒體教學數字化技術帶來的信息量大、快速便捷的優勢之中,更有甚者將之等價于授課效率高,水準高,卻忽視了學生高強度、長時間集中精力的困難,所以多媒體教學的實際效率與其效益(主要是指學生攝取的知識量)未必同步增長。因此,對于重點、難點偏多且連續的章節,應多采用傳統教學模式,讓學生利用板書時間,作短時間的整理停頓和思考準備,調整思維進入下一個知識點。
因此,筆者認為,在運籌學教學中,書寫不方便(如案例資料)、書寫表達不直觀(如圖論與網絡)、在本次教學開始時對上次教學的溫習、運籌學問題的計算機求解等情況下,多媒體教學手段適宜使用,否則應格外謹慎。
參考文獻
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