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运筹学研究的特点精选(九篇)

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运筹学研究的特点

第1篇:运筹学研究的特点范文

关键词:教学改革;运筹学;教学模式

1引言

随着高校课程改革的推进,高等教育已经把对学生综合素质的提高,实践能力的增强,创新精神,创新意识和创新能力的培养作为首要目标。而随着基础教育新数学课程改革的逐步完善和成熟,必然对高等师范数学教育提出更高的要求。因此传统的教学模式已经不适应现阶段教育的要求。随着高师教育课程改革的深入,不仅高师数学专业课程体系要进行改革,而且各门课程的教学模式,包括教学理念,教学方法和手段,教学内容,可利用的教学资源,以及考核的方式等都要随之改变,从而适应高师数学专业培养目标的要求。而运筹学这门课程是高等师范数学专业的一门专业理论基础课程,是软科学中“硬度”较大的一门学科,兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质,是系统工程学和现代管理科学中的一种基础理论和不可缺少的方法、手段和工具。

2课程的特点

运筹学的特点是:运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题,故其应用不受行业、部门之限制;运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性,最终能向决策者提供建设性意见,并应收到实效;它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。

3现阶段运筹学课程的教学缺陷

目前,在运筹学课程教学过程中,存在以下问题:

(1)教学方法与环境:教学环境及教学活动不能摆脱以课堂为中心,以教师为主体的形式,多媒体教学课件制作质量不高,有的课件只是让书本搬个家,把屏幕当成电子黑板,造成多媒体课件多种感官综合刺激的优势得不到充分体现。现代教育技术是在传统教学和电化教学的基础上进行的教学方法与手段的改造和创新,是根据不同教学内容选择不同的媒体,除拥有电化教学的优点外,提高了课堂讲解的表现力,增加了师生的互动性。现代化教育重视理论联系实际,主张启发式教学,倡导学生的自主学习。但是,在具体的教学过程中也出现了一些问题,最主要的问题是现代教育技术在课堂教学中的效果并不像大家事先所想像的那么理想,以致有的教师对现代教育技术的教学效果提出了质疑,有的教师甚至要放弃这一现代教育手段而继续使用传统的教育方法。

(2)教学内容:按专业课要求讲授运筹学在传统的教学计划中,一般都将运筹学课程归入专业基础课范畴,即认为它是为后续的专业课提供专业基本理论和方法的。这样的理解和安排固然有一定的道理。确实在许多专业的专业课内容中都直接或间接地体现出了运筹学的方法和理论。然而,运筹学虽是一门专业基础课,又有别于一般的专业基础课,它有着十分突出的实践性和实用性特点。因此,从这个角度看,运筹学又是属于专业课范畴的课程,至少具有专业课的性质。

(3)教学实践:运筹学中的许多内容是现代化管理方法的理论基础,而它们往往以计算机软件方式体现。因此,在讲授运筹学的这些内容时,很自然地希望将其与计算机编程方法联系起来,即要有清晰的算法步骤和逻辑关系,要有便于编程的计算方法。目前的运筹学教科书却往往忽视了这一点。

(4)缺乏层次教学:现在运筹学课程仅面向研究生和数学系本科生,其他理工类本科生还没开设最优化方法课程。因此,开展最优化方法课程系列改革,对提高教育教学质量是非常必要的。

4课程的教学改革

针对以上讨论的运筹学课程的特点及目前课程教学的缺陷,结合作者近十年的教学实践,从几个方面对改革的具体措施进行探讨。

4.1教学理念的改革

教学理念改革的关键是教育思想的转变,任何新技术在教学上的应用必然要求教学方法的变革,新的教学方法必须符合新技术条件下的认知规律,运筹类课程的新教学理念的研究与探讨是研究内容之一。

4.2现代化教学技术应用的改革

运筹学课程教学大纲规定的内容,其基本理论和方法既有规范和统一的形式,又有很强的程式化、结构化特点,比较适合于制作统一的教学软件系统,以作为对现有书本教材的重要补充,达到提高教学效果的目的。因此制作电子课件,建设课程网站,丰富教学资源,建设以满足学生自主学习、辅助教师教学为目标的运筹课程的网上教学资源。

4.3教学实践的改革

运筹学中的许多内容往往以计算机软件方式体现。因此,在讲授运筹学的这些内容时,很自然地希望将它们与计算机编程方法联系起来,在数学系运筹学课程在优化方法之后便于编写的相应的计算方法,让学生利用所学的运筹知识和方法通过编程计算去解决实际问题。

4.4教学内容的改革

结合我校的专业特点,选取有特色的优化问题应用案例,将理论和实际紧密结合,将教师科研中最新的优化实例融入教学,优化案例要具有代表性,以突出培养学生分析问题和解决实际应用能力。

5.结论

本文探讨了运筹学课程教学改革的一些措施。在今后的教学过程中,我们必须不断摸索,不断探求,不断尝试新的教学方法,新的教學手段,不断调整教学内容,从而完善教学模式,提高教学质量,培养合格教育人才。

参考文献: 

[1]施光燕,钱伟懿,庞丽萍.优化方法[M].一五规划教材,高等教育出版社,2007. 

第2篇:运筹学研究的特点范文

[论文摘要]本文对运筹学教学中存在的一些问题进行分析,并就运筹学的教学目的、教学内容、教学形式等方面进行探讨,提出相应的改革思路和措施。

运筹学作为一个学科出现以来,特别是20世纪50年代以来,运筹学的研究与实践在我国得到深入发展,在工程、管理、经济等领域都发挥了重大的作用,并作为一门课程逐渐成为管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理、经济、金融等专业的基础课程之一。然而,由于运筹学知识的综合性及内容上的数学复杂性,使得这一课程的教学表现出强烈的自身特色。结合几年来十几次运筹学教学的体会,对运筹学的教学方法进行一个粗浅的分析,以供探讨。

一、注重其发展背景及现实意义的讲授

二、注重其“学科交叉、多分支”的特点

应该说“学科交叉、多分支”是运筹学作为一门课程的重要特色,也是教学过程中需要认真处理、仔细推敲的一个关键问题。多学科交叉使得运筹学表现出知识结构和思维方式上的复杂性——既具有数学学科的理论特性又具有应用学科的自身特性、既具有理工学科的定量特性、又具有人文学科的分析特性、既追求“完美”又注重“实用”。作为授课教师而言要始终把握运筹学的这一特点,做到对发展现状的较好跟踪,注重对学生启发性引导;做到对授课对象的仔细区分,既包括对学生学历的区分又包括对学生专业的区分,对学生学历的区分主要体现在知识内容、授课学时、授课方式、课程要求等环节,而对学生专业的区分则主要体现在理学、工学和经管专业在知识深度与广度上的差异以及在理论和应用上的差异。而多分支特性则要求授课教师在授课过程中对各个分支有针对性的选择并能够做到对该分支理论及应用的充分把握。

三、注重“案例教学、实验教学”的综合运用

案例教学与实验教学在运筹学教学中的运用主要在于对学生综合能力的培养。“案例教学”一方面可以在课程讲授过程中起到引导的作用,既可做到由浅入深、又可在较大程度上激发学生的学习兴趣,为接下来的深入做好铺垫;另一方面,又可在知识的运用上起到较好的教学效果,既激发学生的知识运用的兴趣又加深对知识理论的理解。“实验教学”既是对理论教学和案例教学的细化又是对学生动手能力的有效引导手段,特别是对学生脚踏实地的学习态度是一个较好的锤炼,同时也对学生长期以来单纯的“分数为上”的学习方式是一个有效的冲击。正是基于上述考虑,笔者认为在运筹学的讲授过程中要充分重视“案例教学”和“实验教学”的运用,充分考虑二者在运筹学教学过程中比重和搭配问题。

四、注重教学方式的运用

随着教育技术的飞速发展,多媒体教学在课堂教学中运用越来越普遍,它在一定程度上提高了教学的质量和教学率,同时又带来相应的弊端。尤其是多年的高校扩招和运筹学课程的普遍适用性使得多数运筹学课程为大课教学,这就促使教师为了避免后排学生看不清而几乎抹去了板书的运用。所以,在大班化的背景下,板书与多媒体的矛盾始终是运筹学教学中一个难以解决的问题。

五、注重对考核方式的研究

考核作为学习过程中的一个重要环节,其设计的好坏对整个教学质量有着重要影响。在传统的考试方式中,往往过多得强调知识点的掌握情况,而在一定程度上忽视了应用能力的培养。所以,不仅要在教学过程中注重“案例教学”和“实验教学”的运用,又要注重对学生实践能力方面的考核,不仅包括学生对分析能力、动手能力的考核,还要包括对学生探索精神和探索能力的考核。基于此,笔者认为在运筹学考核过程中“专题考核”和“研究论文”都可作为传统考核方式的重要补充。

第3篇:运筹学研究的特点范文

【关键词】运筹学;交通运输管理;实际

随着科技和社会的不断发展,运筹学作为一门以解决实际问题为主的学科,已经渗入到了很多领域上,尤其是在农业、工业和社会生活中被人们广泛的应用。在进行运筹学的教学中,虽然它属于软科学的中的一种,只是通过理论知识进行研究,但是由于它存在比较强的逻辑思维,在人们学习形成了很大的阻碍。运筹学是系统工程学和现代管理学中的一种基础理论和不可缺少的方法和手段,目前运筹学已被应用到各个管理行业中,对我国现代化的社会建设有着十分重要的作用。

1.运筹学概论

运筹学又被称之为作业研究,是指以应用数学和形式科学的跨领域研究,利用像是统计学、数学模型和算法等方法,去寻找复杂问题中的最佳或近似最佳的解答。它经常用于解答生活中的各种复杂的问题,帮助人们在生活中找到一个属于自己的答案。对于运筹学知识的研究我们主要采用的实分析、矩阵论等方法进行研究,以便挖掘更多的知识。

我们在运用运筹学在处理各种不同的问题时,一般都是采用确定目标、制定方案、建立模型、制定解法这四个方面入手,运用科学的理论来分析问题的实质,这样的处理方案,把复杂的问题瞬间简单化,从而方便人们的解决。所以正是由于,在解决问题是有着系统、全面的分析方法,我们才在各个方面,广泛的运用运筹学。而且在学习中,也有着许多专业和运筹学密不可分,例如应用数学、工业工程、计算机技术等都和运筹学有着密切的联系。

在我国古代,运筹学就开始运用在人们的社会中,但是当时却少一种比较系统全面的分析,人们只能把运筹学通过一种思想传递的方式,在社会中进行运用和传播。当时人们对于运筹学的理解还比较片面,而且涉及范围也比较狭窄,主要就是运用在战争中而对于运筹学的真正发展,那还是在20世纪40年代,那时候运筹学的思想主要是英国和美国提出并用于社会的发展当中,而真正引入我国的时候,是20世纪50年代末。对当时来说这些先进的思想是我国社会主义发展所需要的,因此在通过科学家们的努力下,现在已经建立了一个系统全面的运筹体系,对社会的发展和经济的建设有着重要的意义。

2.运筹学的特点

对运筹学特点的分析,是运筹学发展、前进和开展新思想的唯一方法。目前我们归纳的特点有以下几点:

2.1主要使用数学方法

运筹学在教学和与数学有着密切的联系,在人们对运筹学进行学习时我们不仅要求人们要有比较强的逻辑思维,还要有着一定的数学基础。在对运筹学进行定义的时候,我们就把数学方案作为协助运筹学发展的一件工具。而且这门应用科学在实际操作中也需要,许多数学提供的信息和技巧,才能使其发挥出最大的效率。

2.2以优化思想为核心

运筹学主要就是以最简单的方法对实际科学,做出最优化的判断,以最优化的方法,来解决人们生活中的问题,这样往往会使得人们在社会中得到最大的收益。由于运筹学以这样的思想为核心,因此这就让运筹学形成了一门独特而又严谨的科学。

2.3多学科交叉

运筹学思想广泛解决不同学科领域的问题。解决实际中提出的决策问题,为决策者选择理想方案提供科学依据,同时它综合运用心理学、经济学、化学、物理学、计算机科学和工程技术等学科的理论及方法。既提供量化因素,也进行定性分析,最终能向决策者提供建设性意见,并收到实效。

2.4 应用性

我国在1956年曾用过“运用学”的名词,到1957年正式定名为运筹学。不管是最初仅应用在军事上,还是到最后应用到社会经济等各个领域,运筹学都是扮演着“工具”的角色。运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性。运筹学从来自于企业和生活的实际案例出发,了解事实,理清问题结构,对问题进行量化,建立数学模型,运用运筹学软件求解,最终服务于实际生活。

2.5多分支性

运筹学经过半个多世纪的发展,已经成为具有坚实的理论基础,完善的结构体系,严谨的科学方法的学科。并已有众多分支学科,包括数学规划、图论与网络、排队论、存贮沦、决策论、对策论、设备维修更新理论、搜索论、可靠性理论等。而且每一个分支在实际生活中已经渗透多个领域,得到广泛使用。

3.运筹学在交通运输中的理论体现及应用

3.1教学规划论

数学规划论可以处理成千上万个约束条件和变量的大规模线性规划问题。研究内容与生产活动中有限资源的分配有关,在组织生产的经营管理活动中,具有极为重要的地位和作用。包括线性规划、整数规划、动态规划、应用规划、目标规划等。从解决技术问题的最优化,到工业、农业、商业、交通运输业以及决策分析部门都可以发挥作用。具有适应性强,应用面广,计算技术比较简便的特点。具体地讲,线性规划可解决交通运输系统中物资调运、配送和人员分派等问题。我国曾经利用线性规划理论进行水泥、粮食和钢材的合理调运,取得了较好的经济效益;动态规划可用来解决诸如最优运输路径、资源分配、运输凋度、库存控制、设备更新等同题;应用规划论典型的例子就是“运输问题”,即将数量和单位运价都是给定的某种物资从供应站运送到消费站,在满足供销平衡的同时。定出流量与流向,达到总运输成本最小。应用规划论还可以解决运输系统中合理选址、车辆调度、货物配装、物流资源(人员或设备)指派、投资分配等问题。

3.2图论

图论是一个古老的但又十分活跃的分支,在物流中的应用非常显著。其中最明显的应用体现在运输问题,比如城市间的物资调运、车辆调度时运输路线的选择等。运用了图论中的最小生成树、最短路、最大流、最小费用等知识,可求得运输所需时间最少、路线最短、费用最省的路线等一系列实际问题。另外,运用图论的知识绘制铁路运输系统线路图、公路网的设计和分析、市内公共汽车路线的选择和行车时刻表的安排、出租汽车的词度和停车场的设立等,可辅助决策者进行最优的安排。

3.3排队论

排队论主要研究各种系统的排队队长、等待时间和服务等参数,解决系统服务设施和服务水平之问的平衡问题。以较低的投入求得更好的服务。现实生活中排队现象普遍存在,如运输站车辆进出站的排队,商店顾客排队付款、客服中心顾客电话排队等待服务等。交通领域中也有多见。在高速公路收费站服务台的设计与管理中运用排队论进行定量分析,运用排队论知识对其进行优化和设计,并建立速公路收费站服务台与工作人员的配备模型,对避免盲目确定收费亭建设规模大小,提高收费站服务台的服务和管理水平,降低运营成本等方面发挥重要作用。

3.4对策论

对策论是一种定量分析方法,可以帮助我们寻找最佳的竞争策略。以便战胜对手或者减少损失。在市场经济条件下,交通行业也充满了竞争。例如在一个城市内有两个配送中心经营相同的业务,为了争夺市场份额,双方都有多个策略可供选择,可以运用对策论进行分析,寻求最佳策略。又如,某一地区,汽车运输公司要与铁路系统争夺客源,有多种策略可供选择,也可用对策论研究竞争方案,最终获得利益的最大化。对策论可以在竞争性定价、新服务的推出、销售计划的制定、加强广告与宣传、新设备的引入等方面发挥作用。

第4篇:运筹学研究的特点范文

关键词:电力系统;运筹学;课程体系;教学改革

作者简介:游文霞(1978-),女,湖北嘉鱼人,三峡大学电气与新能源学院,副教授。(湖北宜昌443002)

基金项目:本文系“面向电力系统的运筹学与最优化理论课程体系改革与实践”(项目编号:YKC201009)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)17-0043-02

运筹学是一门广泛应用现有的科学技术知识和数学方法解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据的科学。[1]由于运筹学侧重解决实际问题,三峡大学电气与新能源学院自2000年获得电力系统及其自动化专业工学硕士点以来就开设了该课程,并将其设置为基础学位课。设置该课程的初衷是要求电自专业硕士研究生能够运用数学优化的思维方法解决电力系统的实际问题。通过本课程的学习,学生应当掌握基本的定量思维技巧,并具有运用科学的定量分析方法解决电力系统实际问题的能力及思维习惯,为后期进行科学研究打下坚实的理论基础。因此,本课程在电自专业硕士研究生的培养体系中占有重要地位。

传统的“运筹学”教学过于注重定义的解释、定理的推导以及手工演算的训练,缺乏对运筹学分析问题、解决问题方法的讲授,学生普遍觉得“运筹学”难学,培养出的学生存在“学而不知其用”的通病。为了克服这些问题,切实提高人才培养质量、加强“运筹学”的专业基础地位并充分发挥“运筹学”在科学研究中的作用,三峡大学电气与新能源学院运筹学课程组教师针对电自专业人才培养面向电力系统的特点,开展了“运筹学”课程教学改革,从教学内容、教学方式以及考核与评价等方面进行了大胆探索,勇于创新,敢于实践,产生了很好的效果。本文就该课程教学改革与实践进行了总结。

一、教学内容改革

运筹学是一门应用科学,它来源于实践,在实践中得以发展并服务于实践。电自专业硕士研究生“运筹学”课程担负着对学生定量分析和优化决策电力系统实际问题的能力进行培养的任务。因此,要想取得良好的教学效果,“运筹学”的教学必须从实际电力问题出发,抽象出优化模型并加以求解,并根据计算结果对实际问题进行解释说明。这样既有助于学生消化理论知识,又能够激发学生的学习兴趣。在改革过程中突破原有“运筹学”课堂教学侧重于基本原理和算法的理论讲授模式,根据运筹学在电力系统中的应用实际,重新设计了该课程的教学环节:除了理论教学外,增设了实验教学环节,辅以大量具有电力背景的案例加以分析,并合理分配各部分的教学学时。其中,理论教学是实践教学的基础,案例分析是理论知识的应用,实验教学则为案例分析提供了必要的前提,三个环节有机组合,形成一个完整的教学体系。它们之间的关系如图1所示。

1.理论与案例分析教学内容设计

“运筹学”课程具有理论性强的特点,所以要求学生具有较好的数学分析能力。根据“运筹学”课程中各理论方法的特点将理论教学内容分为三大部分:数学规划、组合优化与随机优化。在教学过程中,强调基本原理的讲解、优化方法的运用以及求解算法的推导。

为了引导学生正确理解运筹学的基本理论方法,培养学生对运筹学的学习兴趣,提高学生应用运筹学分析、解决实际问题的能力,真正做到学知所用,在理论教学环节的基础上增加了案例教学,辅以相关电力系统案例分析对理论知识加以强化。电力系统规划、设计和运行中的诸多优化与决策问题都可以运用运筹学来寻求解决方法,例如配电网重构、电力系统检修计划、电力系统的经济运行与控制、水力发电中的水库优化调度、电力系统安全评价、电力需求侧管理、电力市场竞价、电力企业管理等。[2]理论与案例分析教学内容具体安排如表1所示。其中,线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、网络优化与排队论是教学重点。

表1理论与案例分析教学内容表

教学内容 教学章节 案例教学

数学规划 线性规划 输电线路规划问题;发电机组燃料管理问题

整数规划 配电网时间检修计划问题;发电机组最优启停问题

目标规划 电力项目优先开发次序问题;电力企业投资规划问题

非线性规划 火电系统有功负荷经济调度;水火电系统有功负荷经济调度

动态规划 水库优化调度;发电功率最优增长问题

组合优化 网络优化 配电网检修最优负荷转移路径问题;配电网重构

统筹图 电力设备检修规划问题;电力施工进度规划管理

随机优化 排队论 电力负荷预测问题;电力系统主干网带宽容量决策问题

决策分析 电力企业绩效评估;电力设备采购决策问题

对策论 电力市场竞价问题;电力企业管理问题

2.实践环节教学内容安排

实践环节的增设是为了让学生能够借助计算机软件对运筹学问题进行问题描述、数据处理、模型建立与求解,使学生掌握使用相应软件辅助解决运筹学问题的基本方法,巩固理论课程学习内容,为进一步学以致用打下基础。实践教学内容的安排注重突出理论教学重点。时间安排上,实验教学与理论教学穿插交互进行,相辅相成。

考虑到授课对象是具有较强自学能力和较好实验配备的硕士研究生,对于通用的运筹学模型求解工具,如QSB、WinQSB、Excel和Lindo/Lingo等教学中会提及,[3]但要求学生自学掌握。实验教学部分重点讲解Matlab优化编程,[4]讲授分为基础篇与提高篇:基础篇主要帮助学生巩固有关原理和概念,锻炼学生利用计算机工具分析求解一般问题的能力;提高篇中会适当扩充优化算法及其实现方面的内容,如遗传算法、粒子群算法、鱼群算法、免疫算法等,以开阔学生的视野,重难点是遗传算法与粒子群算法的Matlab编程实现。具体实验内容与目的要求如表2所示。

表2实验课教学内容及目的要求

实验内容 目的要求

基础篇 线性规划 熟练掌握Matlab优化工具箱,掌握Matlab中求解线性规划的基本算法:单纯形法与内点法,能编写Matlab程序求解线性规划问题,并进行灵敏度分析,正确完成求解过程及分析过程

整数规划 编程实现求解整数规划的割平面法与分枝定界法的Matlab程序,能熟练进行相关问题的求解和分析。有能力的同学进一步掌握分解算法的Matlab实现技术,对混合整数规划问题进行分析

无约束优化问题 掌握几种常见的求无约束问题的算法,如黄金分割法、抛物线法、牛顿法、导数计算法等,能熟练运用Matlab求解无约束问题,了解不同求解算法及其实现过程的特点

约束优化问题 能熟练编写约束优化算法的Matlab程序,如外点罚函数法、内点罚函数法、拉格朗日乘子法,弄清如何寻找罚函数,选择效用函数等基本问题。有能力者可掌握Rosen梯度投影法与复合形法

提高篇 遗传算法 掌握遗传算法基本思想,能熟练运用遗传算法与直接搜索工具箱编写Matlab程序。能应用遗传算法处理整数规划、约束优化、动态规划、网络规划等优化问题,进行正确的求解与分析

粒子群算法 理解粒子群算法的基本思想与实现过程,能用Matlab编写粒子群算法求解线性规划、非线性规划、网络规划、排队论等随机规划数学模型,并能对仿真算法与结果进行分析

二、教学方式改革

“运筹学”就学科特点而言,强调“系统集成、学科交叉、讲求效益”,注重以客观需求为牵引,以实际问题为指导,以技术发展为推动力,明确目的与任务,讲求方法与理论,注重交叉与合作、追求优化与效益。结合运筹学的这些特点在以下三个方面对课程教学方式进行了改革探索。

1.强调讨论式教学

课堂教学过程中不再一味地在讲台上解释定义、推导定理、演示手工计算步骤,而是在课堂上引入讨论式的教学方式。在引入案例分析教学之余,还将学生生活、学习中接触到的点滴通过形象的例子来说明。解释运筹学深奥的理论与定理,采用抛砖引玉的方式和提问的方法抛出探索性的话题,激发学生自主思考问题、主动表达观点的欲望,让学生加入到教学活动中来,使其由教学过程中的被动接受者变成积极主动的参与者,尽量寓趣于学,寓教于乐,让学生在思索探讨的过程中轻松领悟到运筹学中所包含的学术精髓。

2.有效结合多媒体演示与传统板书

教学过程中辩证使用多媒体教学手段:对于书写不方便(如案例资料)、书写表达不直观(如图论与网络)以及对上次课堂教学的温习等,采用多媒体教学手段;而对于重点、难点,知识点连贯性与逻辑性较强的章节,则侧重于黑板板书的形式,让学生利用板书时间,作短时间地整理停顿和思考准备,调整思维进入下一个知识点,避免了照屏宣科的单调。这两种教学方式有效结合,既充分利用了多媒体教学信息量大、快速便捷的优势,又发挥了黑板板书过程清晰明了、便于理解的特点,提高了教学效果。

3.引入分组交互式教学

在教学环节中引入分组交互式的开放教学模式,通过布置电力系统优化与决策的课题,让学生自主分组,每个小组自主选择一个课题,以项目承担的方式在课堂外展开研究式学习。教学方式采取分阶段实施,层层推进的方式。要求学生完成前期调研与资料搜集、进行问题明确、需求分析、方案设计、软件设计与实现、成果总结、报告递交、分组答辩等环节,以期培养学生独立的科研能力与团队协作精神。

三、考核和评价方式改革

本课程考核方式采用了闭卷考试与平时大作业相结合的形式,每部分成绩各占最后总成绩的50%。相关评分标准是:

在课程结束后通过闭卷考试,考查学生对运筹学的相关概念与基本原理的理解程度。要求学生能运用相关理论与方法对实际问题进行深入分析与数学建模,掌握模型的求解算法与实现步骤。

平时大作业的成绩主要是根据分组交互式教学环节中展开的研究式学习后提交的报告与答辩情况来评定。学生能够结合实际课题搜索文献,分析数据,综合应用运筹学理论建立模型,采用Matlab编写程序,进行计算机仿真,对模型进行正确求解。求解结果要真实可靠,并能结合研究的实际问题对求解结果做出较为深入的分析与解释说明。

四、教学效果

1.课堂教学效果

通过理论与实践教学内容的设计和多种教学方式的综合运用,学生在课堂上能够跟随老师积极主动地进行思考和回答问题,对学习充满了兴趣;通过引入大量具有专业背景的案例分析,学生能够清楚地了解课程学习的实用性,能够主动提出问题,并在老师的引导下主动用优化思想来考虑问题,建立模型;大多数同学能够独立地完成实验内容,部分同学还能够自发地将课程学习与自己的学术研究方向结合起来。

2.大作业反馈教学效果

大作业能够充分发挥学生的主观能动性。这不仅巩固了课堂和教材上的内容,还有效地训练和培养了学生的识别、分析和整理数据资料的能力,有助于提高学生对实际问题深入分析的能力,培养创造性的思维模式。已有学生结合导师的科研项目做大作业,所取成果经过进一步整理后已经在中文核心以上的杂志上发表。

五、结论

运筹学是三峡大学电自专业硕士研究生培养方案中的重要内容,该课程的教学改革与实践已经积累了丰富经验。下一步将根据学术型硕士、全日制学位型硕士以及工程硕士的不同特点,进一步有针对性地开展改革,以提高研究生的培养质量。相关经验对于工科的其他专业的人才培养也有借鉴意义。

参考文献:

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]徐绳均,张国立,牛东晓.运筹学及其在电力系统中的应用[M].北京:水利电力出版社,1995.

第5篇:运筹学研究的特点范文

【关键词】运筹学;教学改革;能力培养

【基金项目】国家自然科学基金资助项目(No.11401604,11401605,11501279,11601472)河南省高校青年骨干教师资助项目(No.2015GGJS-193);中原工学院校级教改资助项目.

运筹学始于20世纪40年代,它是一门将工程思想与管理思想相结合,以数学为主要工具,运用定性与定量相结合的方法,通过建立、分析和求解数学模型为决策者选择最优决策提供理论依据的新兴应用学科.正是由于运筹学拥有极高的应用价值,运筹学教育也得到了极大的关注与重视,我国在1998年将其确定为数学、经济、管理和计算机等专业的主干课程之一.

运筹学作为一门综合叉学科,又是一门软科学,具有很强的理论性和系统性,是连接数学知识与实际问题的桥梁,又是培养应用型创新人才的载体.因此,在教学中,既要让学生掌握运筹学的基本概念、理论与方法,又要帮助学生建立运筹学思想,培养学生的实践创新能力.然而,目前大多采用的仍是传统的教学模式,很难达到培养应用型人才的目的.为提高教学质量,运筹学课程改革势在必行.

一、运筹学教学中存在的问题

(一)忽视了教学目的与人才培养目标

运筹学融合了数学与管理科学,面向的学生涵盖了多个专业,因此,课堂教学内容要根据学生学习层次、所学专业的特点和性质做相应的调整,使其符合专业的人才培养目标.在运筹学课程教学中存在重理论、轻实际应用的倾向.在课堂上,大部分教师仍采用的是单一讲授式的教W方式,但由于课时的限制,按章节一一讲授则会过于注重定理的推导、公式的反演以及单模块化问题的解决.大量的数理讲解无法体现运筹学源于实践、归于实践的特点,学生则普遍认为这是一门纯粹的数学理论课,不知怎样应用运筹学的理论与方法去解决实际问题,只仅仅生硬套用公式去应对考试与作业,这严重违背了运筹学课程开设是为了提升学生分析解决问题能力的初衷,也与高校培养多方位发展人才的目标背道而驰.

(二)教学内容难度大,实践环节不足

运筹学涉及多个学科的分支和许多小的知识点,这些小知识点又环环相扣,而学生对于这些知识有些已经遗忘,无论哪个知识点不会应用都会导致后面的问题无法解决,这样就加大了教学的难度,也易让学生产生畏难情绪,导致恶性循环.

课堂上理论学习占用大量时间,学生主动学习机会少,师生缺乏互动,学生缺乏对问题产生背景的社会实践认识,也缺乏对实际问题给出一整套方案的能力,这均与实践环节不足有很大关系.此外,在教学中对软件的介绍也相对较少,即使涉及也是lingo、excel等相对简单的优化软件,而在科学研究中,最主流的CPLEX、OPL等很少在教学中使用,从而使运筹学研究与信息技术发展存在脱节现象,大大降低了课程的实际应用性和可操作性,成为运筹学普及与发展的障碍.

(三)教学手段不丰富

目前,运筹学课程多采用的是多媒体与板书相结合的方式,板书传递的信息量少,但若将板书内容简单地做成课件,显然传递的信息量大,但是对于一些经典算法的演算,会使学生觉得教师的节奏太快,难以及时消化所学知识,教学手段不灵活难以激发学生的兴趣,因此,如何将多媒体、板书结合起来或者引入其他的教学手段和方法成为亟待解决的问题.

(四)考核方式单一

目前运筹学的考核方式较单一,大多是由平时成绩(考勤和课后作业)和期末成绩两部分构成.期末主要考查对概念定理的理解以及算法的简单应用.这种考核方式忽视了对学生实践能力的考查,会使学生眼高手低.

二、运筹学改革的思路与措施

要想从根本上改变现行运筹学课程存在的问题,提高教学效果,可以从以下几个方面着手解决:

(一)根据教学目的优化教学内容

由于不同专业的人才培养目标不尽相同,那么对运筹学课程知识点的需求也是不同的.一方面,教师要根据所教专业学生的学习程度来合理安排教学内容.比如,对于经管类专业的学生,因有些学生高中是文科生,其数学基础较理科生稍薄弱,可弱化理论性较强内容的讲解.另一方面,教学内容的侧重也要考虑到专业特色.比如,对于人力资源管理专业,根据其就业特点,可重点讲解人员指派问题、排班问题等;对于信管专业,可强化其对相关软件如excel等的应用.这样不仅提高了教学效果,而且也最大限度地服从了不同专业的培养目标.

(二)丰富教学方式与方法

1.引入案例研讨和启发式教学方法

案例研讨可以充分发挥学生的主动性,将被动学习改为主动学习.教师在进行案例材料组织时,应该充分考虑其应用背景, 不能将案例过于简化,但也不能设置得太复杂,否则会让学生感到无所适从.要选取一些规模适中,目标相对明确,约束条件较少,富有启发性和趣味性的案例,对于较复杂的可以让学生课下研究讨论.启发式的教学方法是一种以学生为主体,教师作为引导的教学模式.教师可通过学生提前自学,设置分小组讨论以及课堂练习、课后实践环节,鼓励学生参与到教学过程中来.但在设置问题时,问题数量和难度都要适中,要让不同程度的学生都有自己的见解,而不是让一些学生在讨论时只扮演听客的角色.

在实际中,我们可将案例讨论、理论讲授、小组讨论和启发式教学方法结合起来,充分挖掘学生潜能,激发学生探索性、发现性和创造性.

2.将板书、多媒体和计算机软件有机结合,恰当进行实践教学

因运筹学课程具有“模型多、案例多、表格多、图形多、算法多、步骤多、理论推导少”的特点,所以对运筹学中的经典算法,如单纯形法、表上作业法等,最好先用板书,对一些案例材料可用多媒体教学,在学生掌握基本计算方法和步骤后对一些繁杂计算可用计算机软件现场计算,在写代码时也要加以说明.在实践教学中,可以通过开设软件实验课,让学生亲自操作,加强动手能力;让学生去企业进行一些实习,让学生感受运筹学问题的背景和应用;定期开展运筹学方面的专题讲座,通过介绍运筹学的发展历程以及运筹学的前沿动态,拓宽学生视野;鼓励学生参加各种级别的数学建模竞赛,充分利用竞赛资源,增强学生的运筹优化意识,提高学生综合素质.

三、强化软件应用,锻炼建模能力

常用的运筹学软件有很多,每种都有优缺点,可根据不同专业偏向于解决哪类问题,选择两种在此问题上有优势的软件进行重点学习;对于一些更为先进的软件,可介绍一些特别之处,便于解决特殊问题.

实践证明,数学建模对于培养学生的创新性应用能力和提高学生的整体素质起了很大的作用.运筹学课程与其紧密相连,教师在教学中要不断渗透建模思想,将建模的内容体系融入运筹学课程中.

四、创新考核方式

考试是教学活动的重要环节,是评价教学效果的重要措施.在运筹学成绩评定上,可采取2∶2∶2∶4的方式,其中,课堂考勤和课后作业、案例研讨与报告、软件学习能力考核各占20%,期末闭卷考试占40%.通过这种方式,避免学生投机取巧,既考查了学生理论知识,也考核了学生的实际应用能力.

以上是针对运筹学课程提出的几点改进建议,在实际中虽取得了一定成效,但由于各学科不断发展融合也赋予了其新的内容.因此,应该根据时代与学科发展及时调整教学方案,通过不断摸索,积累经验,逐步提高教学能力,继续探索人才培养的方法.

【参考文献】

第6篇:运筹学研究的特点范文

关键词 运筹学;发展历史;运输问题

中图分类号:O221 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)21-0143-01

运筹学是从20世纪三四十年代逐步深化至今的一门复杂的自然科学。该学科重点在于探讨人们如何利用现有资源和规划活动,以了解应用程序的发展和规划活动的样式,在不浪费资源的前提下,求出最优解或者可行解,争取达到最终目的。从提出问题、数学模型的建立、找到求解方式、统计推断、反馈验证再到下一步骤循环,这个过程基本构成运筹学的研究

流程。

1 运筹学国内外发展历史

1)运筹学国外发展史。运筹学最早是在国外逐渐发展至今。现代运筹学的思想是在第一次世界大战期间,1916年,英国工程师兰彻斯特在《战斗中的飞机》一文中,首次提出了描述消灭敌对双方的过程而采用常微分方程,针对集中兵力原则采取定性描述。Erlang在20世纪初对排队论的进一步深入讨论中,提出了著名的公式,并应用于哥本哈根电话交换机效率研究。1928年,冯・诺依曼提出双人零和博弈一般理论。1932年,威布尔探索了可靠性数学理论的雏形,深入研究了替代过程和维护过程。第二次世界大战之后,运筹学主要研究经济活动,将工业生产与经济领域相结合,通过建立数据模型,在定性分析和定量分析的基础上,使物质资源、财务资源、人才资源得到最有效地利用,目标最优化。

2)运筹学在国内发展史。20世纪50年代末,现代运筹学被钱学森、许国志教授引进中国。我国首个运筹学小组也是他们在中科院力学所于1956年成立的。成立之初运筹学主要解决的就是“运输问题”,最具中国特色的就是“打麦场的选址问题”,找到手工收割如何节省人力。此外,世界著名的“中国邮路问题”,该问题的数学模型是管梅谷先生建立的。80年代后,运筹学研究迅速发展,取得了许多理论和应用成果,产生伟大的国际影响力。研究者们在非线性规划、系统工程优化、图论、组合优化等突出贡献曾获得国内和国际重大奖项,并继续进行深入的研究和探索。

2 运输问题及其相应解法

运输问题更多出现在军队活动和工业生产中,属于线性规划的特殊形式,比较早的出现在运筹学问题中。车务段车辆调度、物流中心的物资调运等是运输问题,最小费用问题、最短路径问题、指派问题亦可以变为运输问题求解。华罗庚先生根据其特点提出了交通规划的表上作业法,为传统的运输问题求解。然而,由于实际问题复杂性和所获取的信息的不完备,运输问题仍然存在许多复杂的形式,所以我们还需要探索不同的解决方法。

1)传统运输问题。在经济生活中有这样一类问题:根据要求,我们需要把货物从许多地方运到其他几个地方。由于路途有远有近,因此运输单价不同,我们的目的是使得运输总成本最小。这就是运输问题,包括产销平衡问题和产销不平衡运输问题两类,通常将产销平衡运输问题的模型表示为:

当总产量大于总销量时,即,可以增加一个虚设的销售点,本质就是将多余的存货在其生产地存放,且,同时令。

当总销量大于总产量时,即,可以增加一个虚设的生产地,并且,同时令。

2)运输问题解法。

①表上作业法。通常,运输问题的模型都是二维的、目标唯一、平衡问题,并且多数问题为线性的。根据约束方程系数行列式矩阵结构的特点及其规律,习惯是通过表上作业法求解。此方法实质就是单纯形法。然而,表上作业法数据多、计算麻烦,并且用C语言、JAVA等进行编程计算也很难实现,所以表上作业法通常适用于少数产销地运输问题。

②流向图法。流向图法实际就是图上作业法,就是为了找到最佳的调运方法,方案不能有对流和返回,调运方案的设计是在交通流向图上进行。其基本思想是:找到一个没有对流最初计划,再检查一次,图上没有返回,方案解决;一旦出现返回,将方法进行修改,如此重复直到返回消失。此方法虽然简单,如果出现图像复杂,则不能通过程序设计和调试来实现。使用流向图法,可以做到运费平均数最小,但不是总数最低。

③智能算法与最优化理论。运输问题的算法实现当下一般是利用神经网络算法,还有遗传算法等其他智能算法。遗传算法主要参与解决双目标或多目标运输问题、产销不平衡、平衡非线性问题。但是遗传算法的交叉变异算子计算速度慢,求解效率低下,对于实数问题无法解决。而物流配送规划问题和物资调配问题则主要由神经网络算法来实现,用能量函数求解网络电路参数,系统稳定性得证。

3 对运筹学的展望

运筹学作为一个综合性的自然科学,在未来的发展空间非常广阔;同时作为一个极具实际应用的学科,已广泛应用于交通管理。现如今,交通管理系统错综复杂,光靠简单算术是不能解决中高端问题的。运筹学理论是很具有实际意义的理论科学,对现实运输管理有重要作用。现代化的交通运输领域依赖于运筹学支持,运筹学的应用将实现更高效的运输规划与管理。

参考文献

[1]钱颂迪.运筹学[M].北京:清华大学出版社,1990:133-136.

[2]程理民,吴江,张玉林编.运筹学模型与方法教程[M].清华大学出版社,1997:93-98.

[3]陈建民,张仲义.神经网络求解物资运输问题[J].测试技术学报,1999,13(2):106-110.

第7篇:运筹学研究的特点范文

关键词:运筹学;教学问题;教学模式;策略

中图分类号: G424 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)05(a)-0000-00

《运筹学》是我校电子商务专业的一门学业基础课,同时是一门实践性和应用性很强的学科。运筹学的课程的教学内容主要侧重于数学模型求解方法的学习与研究,重理论轻应用,学生普遍反映该课程比较难学,为了提高学生对运筹学的学习兴趣,培养学生的思维能力和实际应用能力,我们需要优化繁琐的数学公式理论推导,增加实验教学环节,使枯燥的“静态教学”与生动的“实践教学”相呼应,激发学生的学习兴趣,力求让学生在有限的48学时的时间内掌握该课程理论知识。因此,我们有必要对现有的运筹学教学模式进行改革,以使运筹学的理论知识与实践应用有机结合起来。

1运筹学在电子商务专业中的应用价值

在电子商务专业开设的运筹学课程中,教学的教学内容偏理论、轻实践,学生刚开始接触运筹学就感觉理论枯燥、公式繁琐、计算复杂,极易使学生产生了厌学情绪。因此,我们应在教学内容中插入一些社会生活中涉及到的一些我们关心的实际问题,如物流配送、物料投放、运输问题、人力资源分配、粮油配送中心选址问题、企业投资建厂覆盖区域选址问题和企业产品加工问题等。这样可以使学生能够从解决问题的角度出发,思考如何建立该问题的数学模型,然后为求解数学模型而学习与之相对应的方法,从而激发学生对运筹学的学习兴趣。

由于运筹学具有操作性强、实务性多的特点,近些年来一些各高校为该行业提供了大量的人才,并且取得了很好的效果,因此我国各高校在人才培养上都不约而同地提出了应用型人才培养模式,如有的高校提出“高层次研究应用型”人才培养模式,有的学校提出“复合性应用型”人才培养模式等。

2当前本课程在教学中存在的问题

目前运筹学的教学手段仍然是传统的课堂讲授,学生被动接受知识的教学模式,教学思想比较陈旧,有些思想不能适应时代的需要,这样就会使学生严重缺乏学习的热情和积极性。如果不改变当前存在的教学问题,那么,学生只会死记硬背书上的理论算法、机械地计算数学结果,这样不但起不到培养学生独立思考,分析问题和解决问题的能力,还将严重影响教学质量。因此,纠正运筹学教学中的问题,探索新的教学模式势在必行。

3完善运筹学教学模式的策略分析

3.1 教学模式和考核方式的改变

目前,运筹学仍采用传统的课堂讲授,以教师在黑板上或多媒体上演示解题方法和步骤为主,学生课下作业练习为辅,这样的教学模式会使得教学效率低下,占用课堂时间多,教学过程中师生互动性较差,虽然引入了多媒体展示教学,也仅仅是减少了教师书写板书的时间。而且长时间观看多媒体屏幕容易引起学生注意力下降,学习效果不好。因此在教学过程中将学生的提前自学、课堂教师讲授、学生分小组讨论以及学生课堂练习相结合,才能达到较好的教学效果。

在运筹学的考核方式上,应抓住培养学生解决实际问题的能力这个落脚点,传统“期末一张卷”的考核模式不能充分反映学生的学习效果,偏离了运筹学教学的本质。目前采用“二八”的考评体系,平时成绩由出勤与课后作业组成,然而这样的考评体系是存在很多问题的,如学生即使平时不认真做作业,考前连夜突击知识点,考试时套用书上的算法和公式,期末试卷成绩及格便大功告成。这样的考核方式不能很好的突出学生实践能力、创新能力的培养,因此,要对传统的考核方式进行改革:

(1)基础知识考核。用来加强学生基础理论知识、模型算法的理解与应用,学习完每一个模块后随堂出题考核,这样可以调动学生学习的积极性,这部分考核成绩作为平时成绩计入总成绩的20%。

(2)答疑与质疑相结合。为了避免学生相互抄袭作业,采取作业答疑和质疑的方式,对学生不会的知识进行答疑并抽取出一部分作业正确的学生进行质疑,以反映学生真实的知识点掌握情况,这样可以督促学生及时消化吸收所学知识,这部分成绩计入总成绩的20%。

(3)软件学习能力考核。这部分的考核主要考核学生集体学习的能力,为了避免套用书上的公式、机械地手工计算,在教学过程中要随时考核学生对于运筹学软件的掌握与操作情况,这部分计入总成绩的20%。

(4)期末考试。期末考试采用闭卷考核方式,以此来检验学生的对于运筹学的综合运用能力,这部分占总成绩的40%。

3.2将数学建模思想引入教学中

下面我们以一个粮油的配送中心选址的问题进行分析。粮油的配送中心,顾名思义,是一个粮食的流通交易活动中心,它起到的主要作用是组织、衔接各粮食用户的,其主要的功能是几何、储存、加工、运输等,在配送中心的整个框架体系中,其上半部分是粮食的加工制造商,其下半部分从大方面来讲是销售企业,从小的方面来讲是消费者,再往深的加工,也有食品的深加工企业,起整个框架都是相辅相成的。

本数学模型除了产品的运输成本和配送中心自身的成本外,同时还要加一个配送中心的选址,进行整体建模。用数学中的启发式和作业法两种方式进行对比分析,从而得出最适合的方式,最终节省配送中心运送环节的自身成本,以此使企业获得最大的利益。在此次建模的过程中,我们更要对一些关键的要素进行假设,其中要求:①在一定的被选范围内考虑新的配送中心设置;②运输费用与运量和距离成正比;③每个需求点的需求按区域总计;④每个需求点均由该粮油配送中心统一供应;⑤配送中心容量大于总需求量;⑥各需求点的需求量己知;⑦各需求点需求的粮油要求一次运输完成,并且所有点间运输速度一样;⑧系统总费用只考虑固定的仓库建设费和运输费用。

最后我们要想得到配送运费的最低,选址中心的成本最低,都可以从此模型上得以体现。通过这些案例的学习,学生可以亲自体验使用运筹学知识的解决实际问题的过程,用其“举一返三”,加深对运筹学基本理论的理解,从而形成良性循环,进一步增强他们的应用意识和学习兴趣,反过来促进学生主动学好运筹学课程的教学内容。

3.3 合作式教学在运筹学教学中的运用

在学生学习知识的过程中应突出学生的参与,建立良好的互动,强调学生的思考能力和合作能力。运筹学的学习不仅仅是一个人埋头苦学就能有收获的,还需要集体合作的过程,只有相互交流,才能更好地体会、领悟其中的内涵。运筹学本来就是从实践中来,到实践中去的一门学科,因此,采用合作式的教学方法可以加强学生独立思考分析问题与解决问题的能力,加强学生发散思维和创新能力的培养。

为了体现运筹学的魅力和真正的价值,我们建立了一套“理论―实践―仿真―验证―再实践―应用”的教学模式,让学生通过实践增强独立分析问题的能力,同时激发学生的学习兴趣,也让学生感受到学习运筹学的现实作用。

4小结

综上所述,在运筹学课程教学中,应该注重理论与实际问题的联系。在教学过程中,不仅要重视基础知识的传授,还要重视思想方法的渗透,因而,要深入开展运筹学课程的教学改革,培养学生的运筹思维能力和实际应用能力。

【参考文献】

[1]胡运权.运筹学教程[M].3版.北京:清华大学出版社,2007.

[2]李志猛,祝江汉.启发式教学在运筹学课程中的应用与实践[J].高等教育研究学报,2008(12):58-60.

[3]宇世航,张水胜,张良勇.数学建模思想在运筹学教学中的应用[J].高师理科学刊,2009,(6):89- 91.

[4]李红梅;韩逢庆;陈丰;;运筹学课程教学改革思路[J];重庆工学院学报;2006年02期

[5]李苏北,姜英姿,张红雷;运筹学课程建设与改革实践研究[J];大学数学;2005年05期

第8篇:运筹学研究的特点范文

[关键词] 运筹学 教学改革 现代信息技术

一、 运筹学课程教学存在的问题

1. 教学方法单一,师生互动性差

延用传统的“粉笔加板书”教学模式,以课堂教学为主,教师居主导地位,学生则处于被动的地位,课堂教学信息量小,效率低。

2. 脱离实用性,缺乏灵活性

多数教师是数学出身,缺乏必要的工程技术和管理知识,使得目前运筹学教学普遍存在重数学理论与解题技巧的传授,重模型运算的硬结果,甚至当成一门纯数学课来对待。教学中重理论,轻应用;重知识,轻能力;使得学生面对实际问题只能硬搬照抄,缺少应有的灵活性。

3. 课程教学内容不够科学

现今大多数学校对于不同专业、层次和类型的学生,仍然“一视同仁”,不能“量身定做、因材施教”,使得学生在非必需的内容上浪费了时间,分散了学生的注意力和精力。

4. 考核评价系统陈旧不科学

目前运筹学大都采用传统的“期末一张卷”的考核方式,根本体现不出运筹学的实践性,使得学生学习产生很多压力,而且导致很多学生重视理论知识,而忽视实践能力的训练。

这些问题显然不利于学生的培养,所以非常有必要进行改革。

二、 运筹学课程教学改革实施的思路

运筹学课程的改革包括授课内容的选择、教学手段的改变以及考核方式的变化,是教育思想观念的改革,是全方位的课程改革。结合当前运筹学教学中存在的突出问题,本文认为应从以下几方面进行运筹学教学的改革:

1. 教学内容的选择与优化

运筹学主要是利用数学工具研究、解决实际问题, 因此在内容的选择方面应以数学建模教育为主线, 以介绍各种算法为载体, 最终以解决实际问题为目的, 使学生学以致用, 学用结合。教学过程中, 既要注重运筹学的基本理论和方法,提高学生运用运筹学方法构建优化决策模型的能力, 又要培养学生解决具体优化问题的实践能力,通过该课程的教学力求使学生做到概念准确、原理清楚、方法熟练, 能够熟练建立运筹学模型, 构造相应的算法, 并在计算机上通过编程求解。

2. 教学方法与教学手段的改革

改革课堂教学方法, 是保证教学内容有效实施的主要途径。如何改革并选择有效的教学方法,对讲好“运筹学”非常重要。从以前教学实践中,我们总结了如下三条教学经验:

(1)加强案例教学。运筹学中案例很多,而且有大量成型的案例可以借鉴。而且案例类型多样、内容各异,重视案例教学可以更充分地调动学生学习的主动性,使学生积极主动地参与到案例的讨论之中,在讨论中找出解决问题的方法,在思考中调动和运用所学的理论知识。这样不仅可以使知识得到综合运用,而且可以强化理论与实践的结合,提高学生分析与解决问题的能力。

(2)加强实践教学环节。首先,我们可以参考其他课程的实践方式,以课题设计为主线,以所学理论为基础,以实际问题为背景,要求学生结合理论来解决实际问题。为提高学生的重视程度,可以将该实践部分加入课程的最终考核中。其次,在教学过程中,教师要最大限度的提高实验环节,引导学生利用相关软件进行模型的求解,目前运筹学方面有很多软件可以选择使用,例如Mathematics,LINDO, LINGO, MATLAB等。这些软件既有菜单式的软件,也有命令式的软件,学生可以根据自己的喜好运用。另外,还要与数学建模竞赛紧密结合。数学建模竞赛位列教育部四大学科竞赛之首,规模最大,影响最大。它有利于培养学生分析问题和解决实际问题的能力,有利于培养学生的创新和合作精神,有利于拓广数学在实际生活的应用,促进数学科学的发展和数学教育的改革。凡是参加过数学建模竞赛的同学从中都有收获,运用知识解决实际问题的能力得到了极大的锻炼。

(3)依托现代信息技术手段,实现教学手段的创新。首先,教师要善于利用多媒体技术进行教学。运筹学课程内容本身的特点是“五多一少”,即“表格多、图形多、模型多、算法多、案例多、理论推导少”,运筹学的教学内容本身非常适宜运用现代的信息技术辅助教学。我们可以制作表格清晰、美观, 图形色彩鲜明、可视性强, 效率高、信息量大的多媒体课件,从而克服传统教学手段中教师把大量的授课时间花费在画图、制表中,效率低下、课堂信息量少、可观性差的缺陷。

其次,我们还要充分利用计算机网络资源提高教学效果。一方面,在教学活动中,我们鼓励学生利用计算机的交互功能,在校园网、MSN和QQ群上与教师或其他学生进行相互交流,发表自己的学习体会,将自己的看法与意见发送到网络资源库上让大家共享。另一方面,利用网络的开放性、实时性与在线性等特点,为学生实现自主学习创造更大的空间,延伸课堂教学。例如,我们可以把运筹学教学网站建设成学生学习的平台,在网上上传供学生学习的视频课件、试题、练习等学习资源。

3. 改革考核体系,促进素质教育

根据我们制定的教学框架, 借鉴国内外有关院校的教学经验, 我们可以对传统的单一闭卷笔试考试进行改革, 采用作业、实验报告( 包括计算机编程)、笔试和课程设计相结合的考核方式, 这种形式都能够全面考察学生对所学基本知识的掌握情况和综合应用能力, 大大激发学生的学习热情和创新精神。通过考核方式的改革,引导学生从应试学习向提高素质和应用技能方向转变。

参考文献:

第9篇:运筹学研究的特点范文

【关键词】问题驱动型;运筹学;教学改革

【Abstract】Combining with the teaching practice and the characteristics of “operations research” on the course, we attempt to use the problem driven teaching model on operations research, so it can cultivate the ability of comprehensive application of students and practical ability to analyze the problem and management decision making.

【Key words】Problem driven; Operations research; Education reform

0 引言

运筹学是现代管理学的一门重要专业基础课。它是20世纪30年代初发展起来的一门新兴学科,其主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据,是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。该学科是一应用数学和形式科学的跨领域研究,利用统计学、数学模型和算法等方法,去寻找复杂问题中的最佳或近似最佳的解答。运筹学经常用于解决现实生活中的复杂问题,特别是改善或优化现有系统的效率。 研究运筹学的基础知识包括数学规划、动态规划、排队论、图论、仓促论、博弈论等。而在应用方面,多与仓储、物流、算法等领域相关。因此运筹学与应用数学、工业工程、计算机科学等专业密切相关。[3-4]它既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点,又有应用的广泛性与实际应用广泛的特点,是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程。通过这门课程的学习,能使学生熟练掌握各种常用的算法的构造原理和过程分析,提高算法设计和理论分析能力,并且能根据实际问题建立数学模型,然后提出相应的计算方法,并能编出程序在计算机上算出结果。这既能为学生在理论方面打下良好的基础,同时又能培养学生的逻辑思维能力和提高解决实际问题的能力[1-2]。

目前,运筹学课程不仅是应用数学专业的一门主要专业基础课程,而且很多物流、工业专业也开设了该门课程。因此,如何进行运筹学的教学改革,进一步提高课程的教学质量,越来越引起人们的重视,并成为当前教育改革的焦点之一。

传统的教学模式大多注重课堂教学,对实践环节的教学不够重视,忽略了对其基本理论的应用,结果导致这门课程学起来抽象难懂,从而抑制了学生的学习积极性和主动性,难于激发学生学习兴趣,影响了学生创新意识和创新能力的培养。目前正在进行的新课程改革重在突出“学生是学习的主体,是课堂的主人;教师是学生学习的组织者、引导者和促进者”这一主体思想[3],在众多的教学课堂探索中,教师通过“问题”来引导课堂教学的方式值得关注和研究,这种以问题为中心的教学方式其本质就是以教学中出现的问题为出发点,驱动课堂进程不断产生和发展,来引导学生学会思考和学习为主要的教学手段。

1 运筹学中的问题驱动型教学模式

问题驱动教学法即基于问题的教学方法(Problem-Based Learning,PBL)。这种方法不像传统教学那样先学习理论知识再解决问题。问题驱动教学法是一种以学生为主体、以专业领域内的各种问题为学习起点,以问题为核心规划学习内容,让学生围绕问题寻求解决方案的一种学习方法。教师在此过程中的角色是问题的提出者、课程的设计者以及结果的评估者。

问题驱动教学法能够提高学生学习的主动性,提高学生在教学过程中的参与程度,容易激起学生的求知欲,活跃其思维。这种教学方法对教师的要求较高,教师必须具备较强的课堂掌控能力和引导能力。数学教学的目的是使学生掌握一定的学习方法、有一定的各方面能力,从而达到解决问题的最终目的。问题驱动式教学模式从一开始就设计一些问题,让学生通过这些问题的解决、分析,找到这些问题的内在因素,从而掌握解决这些问题的学习方法。然后要求学生自己学会提问,学会将复杂的问题转化成若干个简单的问题,从而得以解决。这一过程中,不但能使学生掌握一定的学习方法,更能培养学生的各方面能力,从而使各类问题引任而解[4-5]。

本文主要探讨如何在运筹学课程中引入问题驱动型教学模式,即将所要学的新知识隐含在一个或几个实际问题中,让学生通过对问题的分析、讨论,在老师的指导下找出解决问题的方法,从而将枯燥的知识转化为生动的实验,有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力。

运筹学中应用问题驱动教学法,即以“问题”为载体,师生共同完成,以运筹学中的实际问题为背景作为我们创设教学环境的一个基础,以教学内容中的问题为主线,围绕提出的问题解决教学中的实际问题,以此来引导学生自主学习,合作研究,使得学生在解决实际问题的同时感受到数学中的美,从而实现师生互动,综合素质共同提高的目的,彻底解决上课时老师在讲台上卖力的讲,下面的同学却在玩手机或打瞌睡的现象。