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关键词:运筹学;实践创新能力;实验教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0105-02
运筹学课程是教育部高等学校管理专业教学指导委员会指定的核心必修课程之一。不同于数学专业的运筹学课程,在管理专业中,该课程的定位是以运筹学理论为基础,以定量分析为支撑,以决策支持为目标的应用性课程。因此,我们对运筹学课程的教学设计突出了“工具性和应用性”的特点,以培养学生熟练应用决策理论和方法及计算机技术解决实际问题的实践创新能力为目标,强化对学生科学管理思维能力的训练,实现知识、能力与素质的协调发展。
一、运筹学课程现有教学模式分析
通过对国内外高校运筹学课程的教学现状进行调查,我们发现:运筹学课程在教学理念、教学内容和求解工具上正发生着巨大的变革,具体表现在以下三点:一是由数学理论为主转变为以管理决策为主,二是由理论研究为主转变为以应用方法为主,三是以手工或专业化方法求解为主转变为宽平台、普及型的求解方法为主,由此形成了以下三种典型教学模式。
1.重视理论基础的教学模式。这种类型的教学模式在内容和方法上都非常注重数学理论基础的讲授,基本概念都有严格的数学定义,定理都有推导证明过程。由于数学逻辑严密,因此对学生的数学基础知识要求较高。运筹学模型以手工求解为主,学生通过手工方式求解各分支模型,可以对运筹学的理论得到深刻的体会,这是进行运筹学理论学习和研究的好方法,但限制了运筹学的普及运用。
2.重视管理应用的教学模式。这种类型的教学模式注重以管理应用为主,数学理论基础知识的学习以应用需求为导向。同时提供了计算机求解软件,并将求解软件制作成规范的光盘同教材一起提供给学生,便于安装和操作。这从一定程度上改变了传统运筹学的教学风格,但这类教学中所采用的求解软件不统一,求解模型的规模相对较小,有些软件的操作还需要经过专门的培训,求解方法还有待于进一步完善。
3.重视求解方法(技术)的教学模式。这种类型的教学模式非常重视运筹学模型的求解方法。主要特点就是将各分支模型的求解方法统一到Excel电子表格平台之上,如美国各大学已经普遍采用Excel电子表格作为运筹学模型的求解工具。使用Excel电子表格不仅为推广运筹学的应用提供了一个较好的平台,而且已经成为管理运筹学发展的潮流和趋势。
二、管理专业运筹学课程的定位与培养目标
根据高等教育发展与改革的方向和社会发展对人才的需求,基于提升本科生实践创新能力的基本认知,我们将管理专业运筹学课程定位于“以管理学、经济学、高等数学、概率统计等先导课程为基础,将运筹学理论基础、管理应用与求解方法(技术)高度融合,提高该课程对项目管理、物流和供应链管理、服务管理、运营管理、营销管理、创新创业管理等各相关专业本科生实践能力和科研创新能力培养的支撑作用,最后达到学以致用,从而真正塑造学生的科研能力和创新能力。”
为此,我们一改过去“以运筹学模型的数学理论和数学推导及证明作为课堂教学的重点,解决运筹学模型的工具都是依赖于手工计算”的理念,树立“夯实理论基础、强化实践应用、突出能力、注重效果”的教学理念,将管理专业运筹学课程的教学目标不仅仅局限于使学生掌握现代科学决策的基本思想、理论和方法,更重要的是能够熟练应用现代科学决策理论和方法以及计算机技术去分析和解决管理当中的实际问题,进而提升学生的实践创新能力。
三、管理专业运筹学课程体系设计
在明确课程定位与培养目标的基础上,根据运筹学学科理论发展与实践创新,对管理专业运筹学课程体系进行了优化,将整个课程的教学内容按照运用运筹学模型实现管理最优化决策的基本特点,科学安排理论教学、实验教学和案例讨论等教学内容及学时分配,在掌握运筹学模型的基础上,突出数学建模能力的训练和计算机工具的应用,重视对实际管理问题的案例分析,从而形成如图1所示的以提升本科生实践创新能力为导向的管理专业运筹学课程体系。从图1可以看出,理论教学与课堂讲授、实验教学与上机操作训练、案例讨论与科研训练、实践活动的有机融合形成了科学的运筹学教学体系,有利于充分调动学生的学习热情和积极性,培养学生的实践创新能力。
该体系包括理论教学、实验教学和实践活动三部分。理论教学就是对图1中所给出的七类25个运筹学模型的基本理论和方法进行系统的讲解。在强化基础理论的同时,通过数学建模、案例讨论和参加大学生创新创业训练计划、国际企业管理挑战赛(GMC)、全国大学生创业设计暨沙盘模拟经营大赛、全国大学生管理决策模拟大赛等各种比赛,加强对学生实践活动的指导,形成多元化的实践教学体系。随着计算机技术的迅猛发展,使用Excel电子表格工具已经成为管理运筹学的一个明显潮流,为此,我们开发并制作了基于Excel电子表格平台的运筹学求解模板和求解程序各一套。运筹学课程的实验教学就是围绕基于Excel电子表格平台的运筹学求解模板和求解程序展开的。如图2所示,运筹学实验教学内容包括三部分。首先介绍Excel的相关基础知识,为不确定型决策模型和风险型决策模型的Excel求解奠定基础。其次是Excel中的插件Solver的功能使用。该插件功能强大,可用于工程上、经济学及其他一些学科中各种问题的优化求解,包括(但不局限于)线性规划、非线性规划、线性回归、非线性回归等问题,为线性规划及其拓展模型的求解奠定基础。最后一部分内容是引导学生编制基于Excel电子表格平台的运筹学模型的求解模板。在实验教学过程中,不仅要求学生掌握应用Excel电子表格平台求解运筹学模型的基本技术,更为重要的是培养学生如何把实际管理问题概括为计算机能识别的数学模型以及如何分析和理解计算机输出的信息,并对这些信息进行灵敏度分析和优化调整,以解决实际管理问题。
四、结语
关键词: 管理运筹学 管理专业 教学改革
管理运筹学是用定量方法研究管理问题的一门学科,它以经济管理活动中计量方法的应用为主体,研究各种系统之间的功能关系及优化途径,以增强决策者从全局的观点出发考虑和解决问题,增强管理决策的效率和科学性。管理运筹学是经济管理类专业的核心基础课之一,其教学目的是使学生掌握运筹学分析和解决问题的基本思想,掌握各种模型及其求解方法,为今后解决实际决策优化问题打下扎实的基础。怎么才能让学生对枯燥、深奥的管理运筹学基本思想和原理、方法,产生学习兴趣并较好地学好这门学科,是一个教师必须认真思考的问题。
1.管理运筹学的特点
1.1系统性和最优性。系统是由相互关联、相互制约、相互作用的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。各部分工作的好坏直接影响组织整体的营运情况。各部分的工作目标并不一致。运筹学研究问题不是对各部分的决策进行孤立评价,是从系统的观点出发,用科学的方法去了解和解释运行系统的现象,并把有关相互关联部分的决策结合起来考虑,从系统整体利益出发,寻找一个最优化方案。正是基于这种思想,形成了运筹学独特的、科学的、严谨的工作方法,即通过提出问题、建立模型、模型求解、解的分析与评价,求出最优决策方案,以供决策者参考。
1.2实践性和应用性。运筹学是一门实践性很强的应用科学,其理论、方法、模型都只是工具,应用于解决实际问题才是运筹学的目的。目前,运筹学已在军事、经济等广泛领域有着重大的应用。如:联合航空公司的人员排班问题、潘德罗索工业公司的产品组合问题等。
1.3多学科交叉性。运筹学具有多学科交叉性和边缘性,它综合运用经济学、心理学、物理学、化学、管理学、应用数学、计算机科学中的一些思想和方法来解决实际问题。运筹学是在战争环境中产生的,是由数学家、经济学家、物理学家、军事家、心理学家等组成的研究小组,分别利用各自领域的专业知识多学科交叉对军事问题进行研究,并作出最优决策。
1.4多分支性。运筹学从上世纪30年代末产生以来,经过发展已经形成了一系列具有坚实理论基础,完善体系结构的分支。包括线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划、动态规划、随机规划等。各分支相对独立,教学中需要考虑如何合理选择和组织教学内容。
2.管理运筹学教学存在的问题
2.1课程内容使学生畏难情绪大
管理运筹学课程建模过程复杂,运用数学知识相对深奥。对于大多数属于文、理兼收的管理类专业学生,数学底子薄,在数学学习能力、学习方法上或多或少存在一些问题。很多学生在学习运筹学这门课程前,就产生了畏难情绪,认为这是一门很难学的课程,丧失了学习兴趣,进而严重影响学习热情。
2.2教学过程理论与实践相偏离
管理运筹学教学过程中存在着理论与实践相互脱节的现象.教学中更多地倾向于讲授运筹学各种算法及其原理、数学模型的构建,使得学生深陷于复杂繁琐的计算而不善于处理实际问题。培养出的管理专业学生解决实际问题的能力普遍较差,难以适应经济发展的需要。老师和学生把大量精力投入到数学理论的重复推衍,但面对实际问题仍然不知从何下手。一门课程下来,老师完成了课本上的教学内容,学生学完了老师课堂上讲的东西,但学生如何真正运用运筹学来解决实际问题的能力还是很差,甚至不能应用其解决实际问题。
2.3教学手段单一化
目前大多数运筹学教学仍然是传统的课堂授课方式,在教学方法上大多采用单向灌输式的教学,忽视了学生在教学中的主体地位。课堂上师生间的互动较少,不能激发学生的学习热情,导致学生学习缺乏主动性。学习过程中注重模型运算的结果,而对结合实际应用训练不够,使得学生面对实际问题只能硬搬照抄,缺少应有的灵活性,甚至无从下手。
2.4教学结果的评价手段不尽合理
运筹学需要培养学生的创造性思维和解决问题的能力,但教学结果的评价一般采用传统的闭卷笔试的考试方式,主要考查一些定理和概念。期终以考试卷面成绩来衡量学生学习情况。导致学生将学习重点放在对理论和概念的死记硬背上,甚至连一些复杂的计算步骤和方法也采用死记的方法。这种不合理的考试手段,导致大多数学生在考完试后就把所学的内容忘记了,更谈不上应用。
3.管理运筹学教学改革的措施
3.1激发学生学习兴趣增强课堂教学效果
运筹学的教学大部分在课堂上完成,保证课堂教学的有效性至关重要。学生平时反应该课程较难且枯燥。因此,课堂上首先要激发学生的学习兴趣。第一讲课尤其重要,一定要让学生直观地感受到这门课的价值——如用航空公司人员排程、哥尼斯堡七桥问题、排号机等实际企业的应用例子,给学生耳目一新的感觉,打消学生对该课程学习的畏难情绪,并对管理运筹学进行重新定位。运筹学课堂教学应当是一个生动活泼的、富有个性的学习过程。教师必须要改变传统的以听讲和练习为主的学习方式,由教师引导,让学生在自主探索中去发现、去思考。让学生充分体会到运筹学课程的实际应用价值,并愿意为其付出的足够的努力。
3.2合理确定教学内容
运筹学是一门具有较多分支的学科,因课时数有限,教师在授课过程中应根据不同专业学生的需求和培养目标科学合理地安排授课内容。运筹学是数学方法,而作为经济管理类专业的专业基础课又必须紧密地结合经济管理实践的特点。避免学生将运筹学作为单纯的数学方法来进行学习。我们应尽量选择能够最好地体现运筹学的“定性与定量相结合”,“用数学工具解决管理问题”的思维方式的内容作为教学重点。教师在授课过程中应重点讲解线性规划的基本概念、原理、模型建立的步骤与求解的方法,并结合相关运筹学软件操作解决一些实际应用案例。从实际案例中引出问题,激发学生的兴趣。运筹学的经典案例,能使学生真正投入到分析、运算的过程中,在培养学生理论涵养的同时,对该学科有更为感性的认识。通过运筹学案例讨论,使学生逐渐了解一个具体的管理运筹实践当中涉及了哪些要素、哪些运筹学基本理论。使学生对运筹学的理论与实践有深入的、系统的认识。
3.3改进教学方法和教学手段
在教学方法上,以课堂教学为主,兼有课堂研讨、大作业教学、案例教学等,教学过程中综合使用启发式、互动式、案例式,管理模拟等多种教学方法,使多种方式相互交融、相互穿插。教学手段的选择上,宜在多媒体和黑板板书之间动态转换。多媒体教学拥有数字化技术带来的信息量大、便捷等明显优势;具有方便观看、节奏感强和边讲边演示的特点,且图形色彩鲜明、可视性强、效率高。当然,多媒体课件只是一种辅助教学的工具和手段,对一些定理的证明、例题的讲解等,采用板书的形式能放慢节奏,学生可以边听边思考。因此必须坚持传统教学与现代数字技术相结合,最大限度地使用信息和发挥学生的学习能动性。
3.4采用多种考查方式相结合的全面考核方式
很多学校对学生与教师的考核仅凭其卷面成绩来判定,但考试并不能全面考查学生对专业技能的掌握情况,因此必须采用多种考核并举的方式。考核的方式可以由试卷考查、实验实践考查和平时成绩三部分组成,不同专业可根据自己的特点选择各部分所占比例。这样不仅能全面考察学生对基本知识的掌握,也能锻炼学生的动手与思维能力,使学生的兴趣得到加强,教师教学热情得到提升,评价的科学性和有效性得到提高。平时成绩主要考查学生课堂表现情况和作业完成情况。多种考查方式的结合可让学生摆脱单一的应试学习,提高解决实际问题的能力。
基金项目: 西南科技大学教学研究资助项目(项目编号:10xn0022)。
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作者简介:
黄燕琳(1964—),女,汉族,四川宜宾人,西南科技大学经济管理学院副教授,硕士研究生。
古朴的运筹学思想可以追溯到古代先秦时期。我们运筹学的先驱从《史记》“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外”一语中摘取“运筹”两字作为这门学科的名称,既显示其军事起源,也表明其朴素的思想早已出现在几千年前的中国。但世上公认的运筹学学科起源于二次世界大战期间,英、美等国的军事部门为战争需要而成立的一些研究小组的活动。其热点是集中多个学科领域的科研人员,对某一特定问题进行全面、系统的分析,提出提高某武器系统效率的操作方法和执行策略。第二次世界大战结束后,运筹学的研究方法在理论上得到全面发展。作为一种重要的管理决策分析工具,运筹学的应用领域也从军事部门迅速向工商、管理和工业部门转移。运筹学是研究各种广义资源的运用、筹划以及相关决策等问题的近代新兴学科。在我国已有五十多年历史,其目的是根据问题的需求,通过数学的分析和运算,做出综合性的、合理的优化安排,以便更有效地发展有限资源的效益。“运筹学”名称最早于1938年出现在英国,当时称之为“OperationalResearch”,1942年美国开始从事这项研究工作,称之为“OperationsResearch”。运筹学的发展、运筹学在各领域的广泛应用、运筹学的定量分析对于解决实际问题的思路及其特点,适合当今社会发展对高级管理决策人才的迫切需要。本课程是工商管理类专业重要的专业基础课,也是一门实践性和应用型很强的学科。21世纪,科技进步与社会发展提出了培养信息社会高素质人才的要求,高等教育改革不断深化,《管理运筹学》课程教学面临新的挑战,必须重新对课程原有的教学体系和教学方法进行全面的审视和思考。
2工商管理专业《管理运筹学》课程教学中存在的问题
当前的工商管理专业《管理运筹学》课程教学主要存在以下问题:一是教学目的不明确,教学方式单一。多数讲授《管理运筹学》课程的教师是学数学出身,缺乏必要的工程技术和管理知识,使得目前《管理运筹学》教学普遍存在着偏重教学理论与解题技巧的传授,将《管理运筹学》当作一门纯数学学科进行教学。这与工商管理专业培养要求相脱节,学生在学习过程中感受不到《管理运筹学》在管理中的应用。在教学方式上,也一直延用传统单一的传授方式,当学生运用所学知识去分析和解决实际问题时,显得茫然无措,无从下手。二是学生学习兴趣不浓厚。《管理运筹学》研究问题的基本手段是建立数学模型,并较多地运用各种教学工具。学习《管理运筹学》课程,需要有良好的数学基础;其前期必修课程包括微积分、线性代数、概率论、概率论与数理统计。可以说《管理运筹学》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。工商管理类专业的学生绝大多数是文科生源,不少学生害怕数学。比如线性规划的单纯形法及对偶理论,要想完全领会其原理,需要大量运用线性代数的工具进行推理,因而非常抽象。在课时总体压缩的背景下,教师要在较短时间内讲授完抽象数学原理的推导,学生听不懂只好放弃这门课程的学习,进而也打击了学生学习《管理运筹学》的兴趣。三是教学内容不恰当。《管理运筹学》课程包括若干分支,而教学时数有限,因而《管理运筹学》教学不可能囊括所有分支。目前在《管理运筹学》课程的教学中,教学内容的选择存在一定的随意行和盲目性,甚至存在教学内容因人而设或因教材而设的现象。四是教学方法不科学。主要表现在讲授方法单一,教学手段不灵活。老师讲,学生听,学生缺乏思考及案例的讨论,掌握知识不能做到融会贯通,更不能做到灵活应用,考试方法、考试内容传统,对于学生学完课程是否能够运用《运筹学》来解决实际问题,教室较少顾及。五是实践教学环节薄弱。如果在《管理运筹学》教学中缺少足够的实践环节,学生在学习中即使掌握了《管理运筹学》的建模方法和手工运算能力,但在遇到一些变量较多的数学模型时,也只能一筹莫展。由于缺少上机实践机会,学生不能利用相应软件求解模型,从而大大降低了课程应用的可操作性。
3《管理运筹学》课程教学创新实践改革的必要性
人类社会正在经历从资本经营到知识经济时代的转移,知识经济的迅速发展将引起教育内容和教学方法的重大变化。根据知识经济对企业管理模式产生的重大影响,应该对管理科学模型方法课程的教学内容、教学手段、教学方法和教学目标不断进行改革和创新。强化学生的创新意识,主动预见变化、适应变化、管理变化,并根据内容和外部环境不断更新观念,设计未来;重视信息,学会与人合作,讲究团队精神;重视素质教育,培养复合型人才;掌握领导科学,提高管理能力;增加社会实践,改革教学模式;教学以培养学生建模和解决实际问题的能力为主线;要求学生掌握相关软件操作,接触企业决策试验;培养学生信息检索能力,组织小组研读论文,培养学生具备初步的理论研究能力;课外关注应用案例,引导培养其对课程的兴趣爱好;并最终以大型作业的形式进行知识的综合运用与总结提高。社会经济的发展向《管理运筹学》提出了严峻的挑战,很多实际问题,如风险管理、冲突分析、多目标决策以及对未来变化的预测和驾驭等,都迫切需要分析研究和解决,而按照传统的教学计划和方法,学生没有机会接触《管理运筹学》这些新的分支。《管理运筹学》内容丰富多彩,可以分成数学理论、建立模型、计算机软件的重点都放在讨论有限的数学理论方面,因而学生在有限的数学计划学时内无法学习了解《管理运筹学》形形的模型和算法,从而使学生对许多实际问题缺乏联想。在科学技术迅速发展,知识激增的情况下,教师不仅要向学生传授知识,更重要的是要帮助学生提高获取知识的能力,特别是观察、联想、思考、锐意创新等方面的能力。对于《管理运筹学》这门多学科交叉的课程,如果教师在教学时只按传统的方法向学生灌输一些概念、理论和方法,就会降低学生的学习积极性,以至达不到《管理运筹学》教学的目的。随着社会的发展和科学技术的进步,社会更需要复合型管理人才,《管理运筹学》以其内容丰富、覆盖面宽、应用范围广和多学科交叉性等特点,为学生提供管理和决策技能,提供解决实际问题的途径和方法。《管理运筹学》教学体系和方法应随着教学对象和社会发展的变化而进行适时调整和革新。
4PBL教学法概述
PBL的全称是“Problem-BasedLearning”,即以问题为基础的学习法,由美国的神经病学教授Barrow于1969年在加拿大的麦克马斯特大学首创。PBL的基本热点是以教师为引导,以学生为中心,通过解决问题来学习。在PBL的学习方法中,学生由知识的被动接受者转变为求索者,同时在实践PBL过程中养成发现问题、解决问题的学习技能,对其终身教育具有深远影响。PBL教学法在西方国家得到广泛的推广和应用,而在我国则处于实验性探索阶段。我院对2006级工商管理专业学生实验性地实施了PBL教学法,收到了较好的效果。比较而言,我们认为PBL教学法既是一种比较先进的教学方法和理念,也是和我国目前所倡导的素质教育的教育思想和目标相一致的。PBL教学法的优点可概括为:(1)强调学生学习能力的培养,使学生在学习过程中,通过查找所需的信息源,培养终身学习的能力;(2)充分发挥学生学习的主动性,使学生的学习按需要来驱动;(3)有利于培养学生解决问题的能力和自学能力;(4)加强了各学科间的联系,同时避免了学科间不必要的重复,有利于学生将不同学科信息进行综合;(5)密切了师生间、同学间的关系,培养了学生人际交流、沟通和合作共事的能力。PBL教学法的特点为:(1)以重能力培养代替重知识传授;(2)以综合课代替以学科为基础的课程;(3)以学生为中心代替以教师为中心:(4)以小组讨论代替班级授课;(5)以“提出问题、建立假设、收集资料、论证假设、总结”的五段教学法代替“组织教学、复习旧课、上新课、巩固新课、布置作业。”鉴于这些特点,世界上许多国家,尤其是发达国家有相当一部分商学院都在应用这一教学方法。而且实践表明,这一教学方法在商学教育领域中的应用非常成功,正如美国哈弗大学校长ToslesonD教授所说,“PBL教学法是一种有效果的和高效率的教学方法”。
5基于PBL教学法的《管理运筹学》课程教学改革与实践的思考
综上所述,改革《管理运筹学》课程的“学方法,应该从突出课程的应用型入手。这样,PBL教学法就特别适合应用于《管理运筹学》的课程教学中。依据PBL教学法的基本理论,全面改革该课程的各个教学环节,重新整合各个知识点,提出以问题为基础的《管理运筹学》课程启发式教学法,必将能够解决现实教学中存在的问题,显著地改善教学效果。
(1)教材的选用应根据PBL教学法的特点选择合适的教材。我们更换了原有的教材,新教材以教案为中心,突出实际问题的提出、分析和解决方法,强化计算机的应用,弱化数学理论的推导。虽然新教材并不是为PBL教学法设计的,但其教学理念与PBL教学法同出一辙,为顺利实施PBL教学法奠定了基础。同时,我们针对教材中存在不足,还自编了部分教学内容。
(2)问题的设计。设计问题是PBL教学法的基础。在传统的教学过程中,教学内容与实际严重脱节。教学中所提的问题仅仅是为了组织教学,说明相关的数学理论。而PBL教学法则从实际问题出发来组织教学,将数学理论隐含在解决实际问题的过程中,从而达到让数学理论服务于培养学生解决实际问题能力的目的。因此,每个问题的提出都应该有明确的目的和要求,要与生活和科学实践的真实情景联系,与教学要求的基本概念、基本结论和基本方法联系;问题还应具有一定的复杂性和难度,能够激发学生的探索精神,锻炼学生的团队合作精神。问题主要涉及生产计划、销售计划、运输计划、投资计划、设备管理和存贮策略等管理领域。
(3)学习活动的设计。学习活动主要包括以下几方面:①组建团队。根据自愿原则,由学生组成2-3人的研究团队,团队中各成员根据自身的特长在问题分析、数学理论、计算机应用、论文撰写等方面进行分工合作。②选题。每个团队根据自身的特点和兴趣,从老师提出的多个实际问题中,选择其中的两个问题进行研究。③查阅文献、学习数学理论。每个团队在确定研究的问题后,通过互联网、图书馆、现场调查、咨询相关业务专家等方法获取和研究相关文献资料。团队成员通过讨论的方法对问题进行分析研究,在解决问题的过程中,学习所涉及的数学理论和数学方法,为解决问题奠定基础。④建立数学模型。根据问题的类别确定相应的数学方法,在合理的假设和抽象归纳的基础上,运用数学理论和方法建立数学模型。⑤求解数学模型。通过计算机编程求解数学模型,可以训练学生的计算机应用能力,为在今后工作中更好地运用计数机打好基础。⑥撰写论文。问题解决后,要求撰写论文,对解决问题的过程进行总结。除了包括数学模型的建立和求解必要内容外,还要写出研究和学习过程中存在的问题和体会。⑦课堂报告。各个团队在课堂上要向全体同学报告自己的研究成果,老师和其它同学通过提问及质疑的方式参加讨论。⑧总结。学生根据报告过程中发现的问题,完善和修改论文,最后提交给老师。这些论文将作为平时成绩计入考试成绩中。
(4)体会。尽管PBL教学法在《管理运筹学》课程教学中的应用才刚刚开始,还处在积累经验的过程中,但是已经显示了其在培养学生自主学习能力和解决实际问题嫩铁拐李方面的显著优势。这一教学方法的改革也受到学生的广泛欢迎。学生在研究问题的过程中表现出非常积极的态度,论文撰写认真细致,课堂讨论发言积极,普遍反映收获很大。总之,通过一学期的教学实践,我们认为:将PBL教学法应用于《管理运筹学》课程教学中,对切实提高教学质量发挥了重要作用。
关键词 最优化方法 教学改革 微课 探讨式
中图分类号:G643 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.022
1 “最优化方法”课程及其特点
最优化方法即作运筹学方法,是数学领域的一个重要分支,决策者做出科学决策需要依靠最优化方法,可以通过教学方法研究各种系统的优化途径,获得最优解。随着社会的进步,科学技术的发展,最优化方法也越来越被人们重视和肯定,被广泛地应用到生活和工作的各个领域,如公共管理、经济管理、工程建设、国防等,提高工作效率,方便人们的生活,发挥其重要作用。
最优化方法作为应用型学科,在现实应用中,要考虑系统的整体优化、多学科的配合以及模型方法的应用。首先要收集和问题相关的数据和资料,确定决策变量,列出目标函数和约束条件,提出最优化问题并建立数学模型;其次分析所建数学模型,从中找到适合的最佳方法;最后编制程序过程中,利用计算机求解并对结果进行检验和实施。学生在建立模型解决实际问题的过程中,除了需要掌握和问题相关的知识外,还需具备一定的数学理论知识,包括数学分析、高等代数、数值分析等理论性较强的内容,掌握相关的计算机基础知识,运用合适的软件对问题求解并进行分析。
2 课程教学过程中出现的问题
我校有两个院系的研究生开设“最优化方法”课程,经济管理学院和能源与动力工程学院。在该门课程的授课过程中,主要存在以下两个问题:
2.1 学生基础不同
在本科教育阶段,“运筹与优化”课程是数学学院和经济管理学院的必修课,其他院系大多没有开设该课程。通过对过去几届研究生调查发现,经济管理学院的学生中有近半数学生没有学过该课程,能源与动力工程学院的学生则基本没有学过该课程,这一情况导致学生基础不同,在教学过程中,既要照顾有一定基础学生的学习兴趣,又要考虑其他学生的接受能力,教学内容的难易程度需要把握。
2.2 授课学时少,内容多
“最优化方法”学时为40课时,授课内容涵盖了工程中常用的主要优化方法,阐明运筹学的基本概念和理论方法,各类模型的结构特征,经济含义及其在管理中的应用。理论授课内容涉及线性规划及其对偶理论、运输问题、整数规划、目标规划、网络模型、网络计划、动态规划、排队论等基本知识。为了增强其实用性,很多实际问题的求解都需要用计算机解决,因此还要求学生掌握相关优化软件的使用。在40个课时的限制下,想完成这些几乎是不可能的,很多情况下只能讲到规划论,而其他排队论、存储论等内容无法涉及。
3 解决问题的几点思考
开设“最优化方法”的目标就是让学生通过课堂学习,更好地掌握量的数学分析模型与方法,同时,学生思维方式得到优化提高,锻炼了学生的独立自主的科研和创新能力,为以后的专业课学习打好基础。结合这个目标,针对学生基础不同,课程学时少,内容多的特点,在不增加课时的情况下,授课过程中,以“掌握概念、介绍原理、注重方法、淡化理论、突出应用”为主导思想,制作应用性的教学课件,强调模型的建立及应用。
3.1 合理安排教学内容
与本科生相比,研究生教学更注重视培养学生的独立研究问题,独立分析问题的能力。研究生可以分为两大类:学术型研究生和应用型研究生。学术型研究生侧重培养学生的科研能力,应用型研究生侧重培养学生的业务能力。我校开设该课程的两个专业的培养目标更倾向于后者。由于最优化方法课程所涉及的内容很多,各个模型的解决都提供了基于数学理论的抽象的算法,在学习讲解过程中难以理解,而且这些理论和方法早已被人们普遍接受。因此在教学内容的选择上,首先,以基本概念和建立数学模型为重点,指导学生如何对实际问题进行抽象概括,定义变量,整理各个变量之间的逻辑关系并建立数学模型。其次,教学中先简单介绍模型求解的一般原理、算法,忽略淡化理论推导和计算过程,然后侧重讲解应用方法和计算机实现过程,这是重点,一定要讲解透彻,通过功能强大的数学软件MATLAB和专业优化软件LINGO求解模型,特别突出解决实际问题的“实用性”,使教学过程与计算机和工具软件紧密结合,提高学生的动手能力和课外阅读能力。
在教材的选取上,我们以清华大学胡运权主编的《运筹学教程》(第四版)、信息工程大学韩中庚主编的《实用运筹学――模型、方法与计算》为主要参考教材。胡教授的书前者深入浅出地阐明了运筹学的基本概念、理论和方法,各类模型的结构特征、经济含义及其在管理中的应用,可以作为同学们课后阅读相关内容理论推导的补充。韩教授的书更突出实际问题的建模和计算机软件的求解,二者相互补充。另外再给学生简要介绍相关软件如LINGO的使用后,让学生课后通过自学提高软件的使用能力。
3.2 采用灵活的教学手段
通过本科的学习,学生已经具备一定自学能力,因此鼓励学生做好课前预习,特别是没有任何基础的学生。在授课过程中,将传统的教学方式与多媒体教学手段有机结合,以节约讲课时间,增加信息量,提高课堂效率。
(1)探讨式教学模式。传统的课堂教学活动是以教师为中心的教学模式,以教师的讲述和示范为主,忽略了师生间的交互作用,教师限制学生,学生迷信教师,学生的思维和见解易被禁锢。“探讨式”教学是以学生为主的教学模式,又称发现法、研究法,学生通过老师给出的事例,运用所学习到基础知识、原理,去发现问题、提出问题并试着去解决问题,如果解决不了,同学之间可以分组讨论,探究问题的解决方案,整理出来解决问题的思路和方法,学会总结经验和了解自身不足。老师在“探讨式”教学中要以辅助引导为主,放手让学生自己探索知识,学生才是这个课堂的主体,充分调动学生的独立自主意识,抛出问题后,让学生自己主动去发现问题,运用所学知识,去解决问题,这个过程可以既可以加深学生对知识点的掌握程度,也可以增强学生独立解决问题的自信心。
(2)开展“案例式”教学。案例教学法源于上个世纪二十年代,此种案例教学模式和其他教学模式有很大不同,它是美国哈佛商学院提出的,并且这些个案例都是从真实的商业管理中遇到的事件提炼出来的,开展这种案例教学既可以提高学生上课的兴趣,也可以参加课堂讨论的积极性,此种教学更生动有趣真实,教学颇有成效。这种教学法到了上世纪八十年代,教师培训中才开始重视此教学法,1986年美国卡内基小组提出《准备就绪的国家:二十一世纪的教师》的报告书中,就肯定案例教学法在师资培育课程的重大意义,提出这是一种很成功的教学模式。到了上世纪九十年代以后,我国才开始探究案例教学法。
“最优化方法”中介绍的所有优化模型都是真实系统的代表,是对实际问题的抽象概括和严格的逻辑表达。教学过程中要加强学生由理论到实践能力的过度阶段培养。在教学中可以引入案例式教学模式,针对不同专业学生选择不同的案例, 引导学生通过科学的分析方法,对实际数据进行分类整理、建立模型并借助于计算机找到最优解决问题的方法。课题上,学生的积极性和参与性被调动起来,更容易消化吸收这些知识,同时提高了学生科研与创新能力。
(3)引入“微课”教学。“课是有时间限制的、有组织的教学过程的单位,其作用在于达到一个完整的、然而又是局部性的教学目的。”这是经典教学论中对“课”的定义,与之相对应的是“微课”,是按照课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。它的核心内容是10分钟左右课堂教学视频,同时还包括与教学主题相关的教学设计、素材课件、练习测试等辅教学资源。具有主题突出、内容具体、针对性强及趣味性强等特点,由于教学时间短、内容少,又包括经典示范案例和相关配套案例,非常适合自学与小班教学。基于此,可以针对某个问题,比如最大流问题,首先通过实例引出最大流问题,然后建立数学模型并介绍最大流的Ford-Fulkerson算法及计算机实现,最后给出一个小案例,引导学生自主建模并完成求解。由于是以视频资料给出,学生在自学的过程中可以依据自身的理解掌握情况,随时暂停或者重复观看,从而完成相关知识的学习和应用,如果有解决不了或是理解困难的问题,可以在课堂探讨时提出,通过师生间、生生间的相互探讨、质疑和辩论,加深基本概念、数学模型的理解,掌握算法实现,从而完善认知结构,提高了学习兴趣和建模能力。
4 小结
综上所述,研究生的培养目标是能够在本门学科内掌握坚实的基础理论和系统的专门知识,同时具有从事科学研究、教学工作或独立担负专门技术工作的能力。在教学过程中,我们需要以此为目标,不断调整改进教学模式,尽最大可能提高学生分析问题解决问题的能力,实现培养目标。
参考文献
[1] 代迅.研究生教育中的若干问题[J].学位与研究生教育,2000(4).
[2] 华卫红,马东堂.研究生教学改革的几点思考[J].高等教育研究学报,2000(12).
[3] 吴婵.关于微课对优化高校教学效果的思考[J].高教论坛,2013(10中).
[4] 陈征,沈丹红.基于Matlab软件的《最优化方法》教学[J].宁波工程学院学报,2011(9).
【关键词】工程能力培养 教学改革 实例讲解 项目教学 运筹学
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)09-0047-02
1.引言
随着我国民航事业的飞速发展,飞行流量不断上升,空中交通安全及效率问题越来越引起从业人员的关注。空管人员面临的问题不再是简单的指挥航班完成飞行任务,流量容量管理已成为日常工作的重要方面。在新的形势下,空管专业的毕业生在学校不仅需要扎实的行业基本知识,还需要具有将所学的基础知识运用到工程中去,以解决实际工作工程中存在的复杂问题,同时需要团队协作能力[1]。空中交通系统优化与管理是一门以管理运筹学为基础理论知识,结合空中交通管理行业专业知识的一门交叉学科,是空中交通流向管理人员必须掌握的课程。本文以培养工程技术人才为目标,结合空管行业特点,对本课程理论教学方法和实践教学实施方案进行探索,结合项目团队合作的教学理念[2],在教学中以项目为中心,以问题为导向,引导学生自主学习[3]。
2.课程改革整体构思
本课程是交通运输专业各方向本科学生必修的学科基础课。通过学习该课程,应了解运筹学对整体优化决策问题进行定量研究的特点,结合本专业的实际问题,理解线性规划、对偶问题、运输问题、整数规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术、排队论、决策论等分支的基本优化原理,掌握其中常用的模型和算法,具备一定的从实际问题出发的数学建模能力,同时了解和掌握系统工程的一些基本理论与方法,从而为今后在工作中应用系统工程的科学观点与方法去处理空中交通管理问题、航空公司运行管理和机场现场管理的问题打下良好的基础[4]。
本课程教学分为理论教学和实践教学两方面,实践课环节是教学关键。学生通过理论课的学习掌握运筹学基本概念、模型和方法。实践环节不但可以对所学的理论加深理解,并通过组内合作、任务分解、合理分工、团结协作共同完成一项任务。在任务执行过程中,学生必须主动思考所学知识点,并能够将其应用到项目完成过程中去,培养了学生综合运用知识、分析、解决问题的能力及团队协作等能力。
3.理论讲解与项目实践相结合的教学方法
理论课程的讲解是为实践环节服务的,因此在该阶段设计讲解重点为基本理论知识的原理介绍,可以将理论知识点的范围扩大,但难度应当适中。理论讲解的任务是使学生掌握运筹学的基本思维方式:系统的好优化的思想,同时使学生掌握继续深入学习课程理论知识的学习方法和学习工具。学会查工具书、学会基本计算机辅助运算是学生学习理论知识的评价标准之一。
实践环节是本文研究的重点,也是该课程的核心与灵魂所在,是提高学生理解知识、运用知识、创造知识的关键环节,该环节的教学质量直接影响该课程的教学评价。该部分分为以下几个环节:科学选择项目主题、合理组合知识点、预先设计小组人员分工、设计教学内容及过程、设计项目讲评及学生成绩评定方案等。在培养学生工程实践能力的同时,注重学生综合素质的发展,满足岗位对学生大工程能力的需求。通过对相关单位管制员岗位的业务内容进行分析,结合该课程的教学目标,构思设计了一个项目:基于容量约束的进离场航班流量管理。实践环节项目教学的实施分为项目准备、项目实施、项目评估三个阶段[5,6],在完成项目的过程中体现“以任务为中心、以学生为主体、以教师为引导”的中心思想,激发学生团队组织能力、分工协作能力及知识创造能力。
该项目主要任务为:(1)机场容量评估方法;(2)进离场容量分配的线性规划模型建立;(3)基于MATLAB的模型机算法编程实现。不同阶段的任务如图1所示。
图1 项目主要任务
3.1 项目准备
首先教师针对同一项目根据由易到难的原则设计出难易程度不同的项目,编写项目任务说明书。在任务书中尽量减少说明性文字,增加启发式问题并附带背景材料及参考文献,鼓励学生通过科技文献数据库查找相关文献支持完成项目所需的知识点和思路。本项目中需要引导学生对机场容量的影响因素、评估方法及优缺点进行参考文献查阅,掌握线性规划数学模型建立和MATLAB编程基本方法。首先由教师介绍项目任务和完成步骤;然后学生根据自身能力和特点进行自由分组,并推选项目负责人;最后,教师会明确本次实践项目的意义:一是综合运用理论课中所学的运筹学知识以及相关前导课程的知识完成任务说明书中的要求;二是学会团队合作、交流的工作方法;三是查阅参考文献方法;四是MATLAB建模及编程方法。
3.2 项目实施
1)首先,项目小组对项目进行分析,确定分工,制定完成项目的步骤、方法。
如本文提出的实践项目――基于容量约束的进离场航班流量管理,学生首先对机场容量进行评估。在对机场容量影响因素及评估方法总结的基础之上,分析教师提供的基础数据,设计基于历史统计数据的机场运行情况表示方法,通过EXEL或者MATLAB编程实现机场容量评估。
其次,根据教师提供的基本思路,对该项目的进离场航班流量管理建立线性规划模型。在这一阶段,学生主要运用理论课程学习的整数规划模型建立方法对该项目建立数学模型。然而该项目基于滚动时域的整数规划模型,较理论课例子不完全一致,是在其基础上的提升和应用化改进,此过程考察学生对基础知识的掌握程度和举一反三的能力。
最后,在学生建立数学模型后,引导学生使用计算机辅助手段求解。在这一阶段,学生会查阅大量有关MATLAB编程的相关书籍,自行设计算法框架、流程和数据表达方式并对计算结果进行分析和总结。
在整个项目的完成过程中学生不仅会运用到教师在理论授课过程中讲解的知识点,并且会结合交通运输专业(空管方向)及相关前导课程的知识,从而实现理论和实践的结合及课程间的知识融合,使知识点内化为能力,培养学生的整体工程意识。
2)撰写项目报告及分组公开答辩,这一过程中学生对各自的项目进行总结与展示相关成果。在报告中要清楚的描述项目分工、实践步骤、遇到问题及解决方法、成果及参考资料。并且在完成总结报告后进行公开的答辩,接收教师、同学的提问。该过程不仅可以锻炼学生撰写报告的能力,并且可以提高学生口头表达和临场演说能力,为日后在工作岗位上完成相关科研项目提供先期准备。
3.3 项目评估
主要从分工合理性(10%)、资料查阅的正确性和全面性(10%)、机场容量评估方法正确与否(20%)、模型建立正确与否(40%)、总结报告及答辩的准确性和全面性(20%)五个方面对项目进行评价。教师对每一个项目的完成情况进行归纳总结,针对每一个项目完成过程中学生出现的问题,分析其原因并给出解决问题的建议,在项目实施的每一个步骤和过程中提出进一步的思考,引导学生课后继续思考和研究相关问题。并且对与该项目相关的知识点进行回顾,加深学生对这一知识点的理解,实现感性认识到理性认识的飞跃。
4.结束语
本文针对《空中交通系统优化与管理》课程的特点,提出以工程能力为培养目标的基于项目的教学方法,在教学过程中贯彻“以项目为中心、以问题为导向”引导学生自主学习的教学模式,并给出了具体可行的操作方案。学生在项目实践的过程中体会到了团队协作的工作模式,学生综合分析及解决问题的能力、团队合作能力、主动独立思考能力及语言表达思辨等能力得到提升。这一教学模式对任课教师的讲授课程、科学研究及引导组织能力提出更高要求,因此需要教师不断掌握一线岗位上遇到的实际问题,并总结升华为实践项目的能力,并能够引导学生完成实践项目的综合能力。过去的“教书匠”转变成为教育教学的实践者、研究者,这种教学模式有助于教师专业水平的提高和发展。
参考文献:
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[3]郭兆正, 尹作友, 于鹏. 典型案例教学法在单片机教学中的应用探索[J]. 渤海大学学报(自然科学版), 2013, (3): 64-66.
[4]顾学雍. 联结理论与实践的CDIO――清华大学创新性工程教育的探索[J]. 高等工程教育研究, 2009,(1): 11-23.
我们通过广泛调研、资料查询、借鉴、比较、研讨等方式对双语教学课程群的设置进行了研究。我们的设计思路是:借鉴国内外先进的双语教学模式,注重基础性、系统性、综合性、实用性和创新性,突出理论联系实际和先进教育理念的运用,有效调动学生学习积极性,促进学生外语水平提高和专业学习能力发展。注重双语教学模式的改革与创新,提高双语教学水平;注重教学方法和手段的灵活运用,多渠道强化英语专业术语;注重精心选择教学内容与教材,鼓励自主学习;注重提高学生专业外语水平和直接使用外语从事科研的能力;注重促进学生专业知识、外语水平及能力素质的全面发展。根据国际上工业工程专业能力要求,借鉴发达国家该专业完善的课程体系,结合我们工业工程专业的特色,我们选择国外已经成熟的某些方法性、技术性较强的课程,建立系统化的双语教学课程群,从专业建设的角度充分体现与国际化接轨的思想。双语课程群覆盖了从专业基础课到专业课的各个层次,包括:《应用统计学》、《管理运筹学》、《生产计划与控制》、《物流系统与设施规划》、《系统建模与仿真》、《产品设计与开发》这6门课,实现学生大学4年英语不断线的目标。通过英文教学课件及案例库的建设,教学内容的丰富以及教学方法的多样化等等,系统研究专业基础课与专业课的双语教学,重点研究课程之间的衔接,使课程之间相互促进,知识相互关联,使学生能够站在较高的角度,对本专业有系统、全面、深入的认识。借鉴国外先进的教学理念,注重培养学生的国际视野和竞争能力。学生利用英语学习专业知识,在掌握工业工程专业知识和专业技能的同时了解专业知识的英文表达。专业知识为教学根本,英语只是语言工具,在某种程度上更严谨地阐述科学原理。
二、双语课程群教学实践
1.双语课程之间的衔接。双语教学既要有利于专业知识的传递,又要有利于学生学习效率的提高。这就要求双语教学的课程设置充分考虑专业知识的衔接问题。在开设《生产计划与控制》、《系统建模与仿真》双语课程之前除了基础英语课程外,已经开设了《应用统计学》及《管理运筹学》两门双语教学的专业基础课程。学生此时对该专业领域的基础知识有了初步的认识和了解,也掌握了解决工业工程专业相关问题的基本方法和基本技能。接下来的学习中,学生能够通过预习和复习较好地领会用英语讲授的专业知识,为这两门双语课程的学习打下坚实的基础。后续还有两门双语教学的专业课程:《物流系统与设施规划》及《产品设计与开发》。教师应根据课程特点和难易程度,循序渐进有针对性地组织或调整教学内容。在整个课程体系中避免出现重复或断层现象,较好地起到英语教学的过渡和衔接作用,从而有效地保证学生完成从英语学习阶段到英语使用阶段的过渡,使他们真正学会把英语当成一个有效获取各种知识的工具,这才是英语学习的真正意义所在。
2.教师的作用。教师在双语教学中十分重要,起着规划、实施、引导调节双语教学一系列过程的作用。双语教学的教师必须具备的素质:精通本门课程、外语功底深厚、教学经验丰富、具有强烈的责任感。我们开设这6门双语课程的教师具有丰富的海外留学或交流访问的经历,以及多年的双语教学实践经验,具有较强的国际交流与合作能力,外语水平高,完全能满足双语教学的需要。为了实现双语教学的最终目标,双语课的课堂应以教师为主导、学生为主体,充分调动学生的积极性,挖掘他们自主学习的潜力,从而帮助学生尽快形成英语思维。教师运用启发、引导的方法,提出问题引起学生的注意和兴趣,使之能主动感知、思考和想象,积极地讨论和回答问题,从而使学生的语言能力在各种活动中得到强化与提高,最终实现专业研究能力和语言运用能力的同步提高和有机统一。在授课过程中,教师在教授英文教材上的理论内容的同时,逐步增加中国案例的讲述,加强将教材中英文理论知识用于中国实际问题的分析,突出理论与实际问题的结合,提高授课的针对性。
3.双语课程的考核。双语教学课程的考核制度比较灵活,综合考查学生的平时作业、课堂表现、实验课表现、团队合作能力、期末考试五部分。对英语不好的学生实行鼓励政策,提倡“不怕错”,营造融洽、活跃的课堂气氛,激发学生的创造性。有的课程还有期中考试,目的是让学生把前边的内容都消化吸收。这种考核方式重在让学生掌握知识并学会运用,而不是为分数所累,目的也是为了充分发挥学生的积极性。
4.双语课程的教学效果。在每门双语课程结束后,都要求学生在网上填写一份关于该课程教学环节的相关建议及意见的调查问卷,包括学生对双语课程的适应性、双语教学中英文的比例、作业量多少、内容掌握程度、效果等都做了详细的设计。调查结果显示,学生基本上对本专业开设双语教学课程群这种模式还是肯定的,不管从教材还是课堂,还是老师的英文水平等,学生都给出了满意的答案。说明这种模式得到了学生的认可,并取得了预期的效果,具体如下:(1)学生不仅掌握了相关课程的基本概念和基本理论知识,而且通过双语学习掌握了用英语进行准确系统的专业表达的方式,同时提高了他们的专业英文的阅读能力和自学能力。(2)初步把握了西方教材对工业工程相关概念的表述模式和相关的理论体系,有助于学生接触到更多的前沿知识以及结合工业工程专业特点形成更完整的知识结构,增强对知识的判别吸收能力。(3)通过课堂提问、书面作业、课堂展示等形式的教学方法,初步培养了学生用外语进行专业交流的能力,增强了学生的英语表达能力。通过小组合作用英文撰写小论文,培养了学生的英语思维及写作能力,锻炼了学生的团队合作能力,全面提升了学生的综合素质。
论文摘要:本文针对管理信息系统的课程特点及国内高校管理信息系统课程教学中普遍存在的问题,探索基于案例教学法的管理信息系统教学模式,提出了一些改革方法和措施,意在使学生能够全面理解管理信息系统的教学内容,更好地掌握管理信息系统开发过程中系统分析、系统设计的基本技能。
目前,为适应管理信息化的大趋势,我国企业急需大量的掌握现代信息技术的复合型信息管理人才。高校作为培养人才的中心,开始强化管理信息系统(management information system,mis)的教学。mis是一门集管理科学与信息技术等多学科知识为一体的课程,计算机信息技术的迅猛发展与管理组织结构的发展变化极大地促进了mis理论、技术与方法的发展,从而给mis的教学[1]提出了更高的要求。
案例教学法(case method)是一种以案例为基础的教学法。
下面结合mis的课程结构特点及国内高校mis课程教学中普遍存在的问题,探索基于案例教学法的管理信息系统教学模式改革。
一、管理信息系统课程特点
(一)理论性。mis课程涉及管理学、运筹学以及计算机等相关课程的内容,学生在学习过程中必须有比较扎实的理论基础。(二)实践性。mis课程一般在教学和学习过程中,将理论知识与实践应用相结合,开发中小型实用的mis。(三)综合性。从广义上说,mis是一个对组织进行全面管理的综合系统。mis综合的意义在于产生更高层次的管理信息,为管理决策服务。(四)交叉性。mis作为一门新的学科,是以计算机科学与技术、应用数学、管理理论、决策理论、运筹学等相关学科为理论基础,已经成为一个有特色的边缘学科。
二、我国高校mis课程教学中普遍存在的问题
(一)教学内容陈旧,需引入mis学科前沿知识。主要表现为,mis学科基础理论中涉及的技术方法落后,那些已经随着科技发展失去原有价值的内容,仍然在教学内容中占有很大篇幅,而那些mis学科前沿的新技术、新知识,却没有被纳入教学之中。(二)教学内容没有区分专业。目前,mis课程教学存在不同专业使用相同教材,分配相同授课时间,教学大纲定位不当等问题。如工程类专业要求学生的系统开发能力较强,经管类专业则要求学生整体把握[3]和应用mis的综合能力强。(三)缺乏管理信息系统案例与软件的结合。在管理信息系统教学中,由于多方面的原因,对学生动手能力的训练比较少,即使有一些训练,也是在虚拟题课题下所开发的非常简单的系统模型。(四)缺乏开发工具和案例式教学。管理信息系统的开发有很多好的开发工具,如visual c++,visual basic,asp.net,java等。而教学中由于实验环节没有跟上,使得理论不能真正运用到实践中,学生对这门课程的学习仍然感到内容较抽象、空洞。
三、基于案例教学法的mis教学改革
(一)注重引入新技术和新知识的案例教学内容。在教学过程中,教师要注重通过互联网、报刊杂志等精心挑选或适当编写教学案例,从中引入基本概念方法和模型,使学生理解并掌握所学的知识点。这里,尤其要注重将学科前沿的新技术、新知识纳入教学之中。(二)将案例分析同课堂讨论式教学相结合。在每章的主要内容讲授完以后,老师可以给出一些有争议的议题,让学生查找资料、进行思考,安排一定的课时,进行大课或小组讨论,并进行引导、提示和点评,这样实行启发式教学,提高学生学习的主动性和参与性。(三)案例教学和理论教学紧密结合。通过根据课堂教学需要而设计的一些模拟生产管理问题的案例,以教师为主导,让学生在一个特定情况下,结合理论发现问题、分析问题、解决问题。(四)案例教学中注重学生能力的培养。在具体的教学过程中,可以通过以下几种途径来提高学生的综合能力:一是请上来的方法。即老师和学生角色的转换,学生讲,教师听,然后点评,提高学生的语言表达和逻辑思维能力;二是课堂辩论的方法。即在教学过程中,确定正反两方面的选题,然后对学生进行分组进行辩论,这有利于学生对知识的理解和掌握;三是发散性思维方法。针对教学内容确定选题,然后请学生从多角度、多方位进行研讨。(五)针对不同专业,采用不同的案例教学。mis的教学对不同专业的学生要求是不一样的。要求信管专业的学生以一个信息系统的设计者角色来学习,不仅要了解mis的基本理论和发展趋势,而且必须熟知mis的分析、设计、实施和评价的原理和方法并付诸应用;而对非信管专业的学生,则是以一个信息系统用户的角度来学习,一般要求学生掌握mis的基本理论、信息系统的开发过程、设计方法等几方面的内容。(六)基于案例教学的实践环节设计。为了促使学生利用管理信息系统基础理论解决实际管理问题、开发信息系统的实践能力,课程的实践教学可采用课程设计的方式进行。在学期末修完课程的同时,要求学生拿出一个中小型企业管理信息系统,这样,才能真正达到理论联系实际的教学效果。
四、结束语
案例教学法应用的好坏将直接影响到学生对mis课程理论体系的理解,甚至影响到学生毕业设计课题的开发能力。而目前国内管理系统案例教学,尚未建立起门类齐全的高质量教学案例库。我们需要进一步促进学术沟通和经验交流,提高案例教学资源的共享程度,为创新合作搭建广阔的平台,从而为mis的案例教学工作提供更好的资源。
参考文献:
[1]刘智勇.管理信息系统课程教学改革探讨[j].理工高教研究,2008,4:119-121
关键词:层次分析法; 融资; 污水处理
中图分类号:C91
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2013)05-0043-02
当前我国经济和社会飞速发展,污水处理需求不断增加,而财政资金的供给又存在不足,两者之间的矛盾日益突出,因此利用多种方式进行市场化融资日益紧迫,也不断要求各地继续拓宽资金的来源渠道,实现多元化的融资模式。当一个具体项目面临多种融资模式时,如何从这些融资模式中选择一个最为适合项目本身的模式,就成为污水处理项目建设中的重中之重。
1层次分析法的基本概念
层次分析法是美国运筹学家、匹兹堡大学T.L.Saaty教授在20世纪70年代初期提出的,AHP是对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。它的特点是把复杂问题中的各种因素通过划分为相互联系的有序层次,使之条理化,根据对一定客观现实的主观判断结构(主要是两两比较)把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来,将一层次元素两两比较的重要性进行定量描述。而后,利用数学方法计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权值,通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序。
2层次分析法的分析与计算
2.1建立层次结构
根据层次分析法的模型结构,目标层中的目标应该由方案规模大小决定。目标的概念应明确,界定范围应清楚。准则层是为实现总目标而提出的若干个判断准则。方案层是指为实现总目标、满足准则层要求的具体实施方案或改革措施。
2.2构造判断矩阵
首先邀请专家组进行主观判断,针对每个上层元素,和与其有逻辑关系下属的n个元素进行逐一进行成对比较,判断确定下层元素就某一上层元素而言的相对重要性。设第i个因素对第j个元素的相对重要性的估计值αij,它近似于元素i的权值wi与元素j的权值wj之比。
2.3层次单排序
层次单排序就是根据上述判断矩阵,计算其最大特征根以及对应于该特征根的一组特征向量。
2.4一致性检验
为了保证决策者保持其逻辑思维的一致性,避免出现在同一准则下,甲比乙重要,乙比丙重要,丙又比甲重要的错误判断,层次分析法以判断军阵最大特征根以外的其余特征根的负平均值作为一致性指标,对排序结果的置信程度进行统计检验。
3层次分析法在A污水处理项目融资模式选择中的应用
按照科学性、可比性、可行性、适应性的原则,根据A污水处理项目以及层次分析法的特点,建立A污水处理项目融资模式选择的递阶层次结构图,如图1所示。
(1)构建准则层对目标层的判断矩阵A,并根据上述计算过程进行计算,可得到满足AW=λmaxW的最大特征值λmax==4.1042,对应的经过归一化的特征向量W=(05513,1.1523,0.2431,0.0533)T,CI=0.0344,RI=0.96,CR=0.0361
(2)构建子准则层C对准则层B的判断矩阵B1-B4,可求得:
矩阵B1的最大特征值 =4.117,经过归一化的特征向量得CI=0.039,RI=0.9,CR=0.0433
按照以上,构建方案层D对子准则层C的判断矩阵C1-C11,经过计算均通过了一致性检验。
4层次总排序
按照AHP法进行层次总排序,结果见表1。
表1方案层D对目标层A的层次总排序矩阵
关键词:国际视野;工业工程;双语教学;课程体系;教学实践
我国工业工程专业虽然发展了20多年,但仍处于建设时期,而在发达国家它的发展已很成熟,最新研究成果和理论前沿主要出现在欧美。因为有国外先进的教学理念可以借鉴,丰富的教学资源可以利用,所以在该专业开展双语教学具备良好的外在条件。在工业工程专业系统开展双语教学,就是要让学生能紧跟学术前沿,扩大学术视野,获得当前最新理论成果。这些都有助于培养学生国际竞争意识,开阔视野,为进一步培养具有国际竞争力的高质量、高层次及高素质的创新型人才打下基础。
一、设置双语教学课程群的背景
英语作为国际上通用的语言,在各个领域发挥了很大的作用。工业工程专业很多优秀教材等教学资源都是用英文完成的,很多非英语国家的工业工程专业纷纷开设双语课程,是为了充分利用并借鉴世界上最先进的专业知识、思想和理念。采用双语教学,与国际接轨,有利于培养具有国际交流和竞争能力、能在东西方两个学术平台上自由转换的人才。目前中国的工业工程专业研究和教学依然处于学习和追赶阶段,最新研究成果和理论前沿也主要出现在一些发达国家。采用双语教学,是要让学生紧跟学术前沿,扩大学术视野,获得当前最新理论成果。双语教学的目的是使学生深入掌握中、英两种语言下的工业工程专业理论与专业知识,科学融合中外教学精华,在教学内容、教学方法、知识前沿性与实践应用性等方面与国际先进水平接轨,增强学生适应国际竞争的能力。通过本专业双语课程群的建设,学生能够系统掌握现代工业工程专业的基本理论,学到国外先进的、创新的思想和理念;增加专业知识的深度和广度,使教学进一步与国际接轨,培养具有国际竞争力的优秀人才。
二、双语课程群设计思路
我们通过广泛调研、资料查询、借鉴、比较、研讨等方式对双语教学课程群的设置进行了研究。我们的设计思路是:借鉴国内外先进的双语教学模式,注重基础性、系统性、综合性、实用性和创新性,突出理论联系实际和先进教育理念的运用,有效调动学生学习积极性,促进学生外语水平提高和专业学习能力发展。注重双语教学模式的改革与创新,提高双语教学水平;注重教学方法和手段的灵活运用,多渠道强化英语专业术语;注重精心选择教学内容与教材,鼓励自主学习;注重提高学生专业外语水平和直接使用外语从事科研的能力;注重促进学生专业知识、外语水平及能力素质的全面发展。根据国际上工业工程专业能力要求,借鉴发达国家该专业完善的课程体系,结合我们工业工程专业的特色,我们选择国外已经成熟的某些方法性、技术性较强的课程,建立系统化的双语教学课程群,从专业建设的角度充分体现与国际化接轨的思想。双语课程群覆盖了从专业基础课到专业课的各个层次,包括:《应用统计学》、《管理运筹学》、《生产计划与控制》、《物流系统与设施规划》、《系统建模与仿真》、《产品设计与开发》这6门课,实现学生大学4年英语不断线的目标。通过英文教学课件及案例库的建设,教学内容的丰富以及教学方法的多样化等等,系统研究专业基础课与专业课的双语教学,重点研究课程之间的衔接,使课程之间相互促进,知识相互关联,使学生能够站在较高的角度,对本专业有系统、全面、深入的认识。借鉴国外先进的教学理念,注重培养学生的国际视野和竞争能力。学生利用英语学习专业知识,在掌握工业工程专业知识和专业技能的同时了解专业知识的英文表达。专业知识为教学根本,英语只是语言工具,在某种程度上更严谨地阐述科学原理。
三、双语课程群教学实践
1.双语课程之间的衔接。双语教学既要有利于专业知识的传递,又要有利于学生学习效率的提高。这就要求双语教学的课程设置充分考虑专业知识的衔接问题。在开设《生产计划与控制》、《系统建模与仿真》双语课程之前除了基础英语课程外,已经开设了《应用统计学》及《管理运筹学》两门双语教学的专业基础课程。学生此时对该专业领域的基础知识有了初步的认识和了解,也掌握了解决工业工程专业相关问题的基本方法和基本技能。接下来的学习中,学生能够通过预习和复习较好地领会用英语讲授的专业知识,为这两门双语课程的学习打下坚实的基础。后续还有两门双语教学的专业课程:《物流系统与设施规划》及《产品设计与开发》。教师应根据课程特点和难易程度,循序渐进有针对性地组织或调整教学内容。在整个课程体系中避免出现重复或断层现象,较好地起到英语教学的过渡和衔接作用,从而有效地保证学生完成从英语学习阶段到英语使用阶段的过渡,使他们真正学会把英语当成一个有效获取各种知识的工具,这才是英语学习的真正意义所在。
2.教师的作用。教师在双语教学中十分重要,起着规划、实施、引导调节双语教学一系列过程的作用。双语教学的教师必须具备的素质:精通本门课程、外语功底深厚、教学经验丰富、具有强烈的责任感。我们开设这6门双语课程的教师具有丰富的海外留学或交流访问的经历,以及多年的双语教学实践经验,具有较强的国际交流与合作能力,外语水平高,完全能满足双语教学的需要。为了实现双语教学的最终目标,双语课的课堂应以教师为主导、学生为主体,充分调动学生的积极性,挖掘他们自主学习的潜力,从而帮助学生尽快形成英语思维。教师运用启发、引导的方法,提出问题引起学生的注意和兴趣,使之能主动感知、思考和想象,积极地讨论和回答问题,从而使学生的语言能力在各种活动中得到强化与提高,最终实现专业研究能力和语言运用能力的同步提高和有机统一。
在授课过程中,教师在教授英文教材上的理论内容的同时,逐步增加中国案例的讲述,加强将教材中英文理论知识用于中国实际问题的分析,突出理论与实际问题的结合,提高授课的针对性。
3.双语课程的考核。双语教学课程的考核制度比较灵活,综合考查学生的平时作业、课堂表现、实验课表现、团队合作能力、期末考试五部分。对英语不好的学生实行鼓励政策,提倡“不怕错”,营造融洽、活跃的课堂气氛,激发学生的创造性。有的课程还有期中考试,目的是让学生把前边的内容都消化吸收。这种考核方式重在让学生掌握知识并学会运用,而不是为分数所累,目的也是为了充分发挥学生的积极性。
4.双语课程的教学效果。在每门双语课程结束后,都要求学生在网上填写一份关于该课程教学环节的相关建议及意见的调查问卷,包括学生对双语课程的适应性、双语教学中英文的比例、作业量多少、内容掌握程度、效果等都做了详细的设计。调查结果显示,学生基本上对本专业开设双语教学课程群这种模式还是肯定的,不管从教材还是课堂,还是老师的英文水平等,学生都给出了满意的答案。说明这种模式得到了学生的认可,并取得了预期的效果,具体如下:(1)学生不仅掌握了相关课程的基本概念和基本理论知识,而且通过双语学习掌握了用英语进行准确系统的专业表达的方式,同时提高了他们的专业英文的阅读能力和自学能力。(2)初步把握了西方教材对工业工程相关概念的表述模式和相关的理论体系,有助于学生接触到更多的前沿知识以及结合工业工程专业特点形成更完整的知识结构,增强对知识的判别吸收能力。(3)通过课堂提问、书面作业、课堂展示等形式的教学方法,初步培养了学生用外语进行专业交流的能力,增强了学生的英语表达能力。通过小组合作用英文撰写小论文,培养了学生的英语思维及写作能力,锻炼了学生的团队合作能力,全面提升了学生的综合素质。
本文对一个专业的多门双语课程系统、全面地进行研究,重点研究课程之间的关联,根据每门课程的特点及规律进行形式多样的双语教学实践,建设具有鲜明特色的双语课程群。经过多年的教学探索、实践,积累了丰富的双语教学经验,形成教、学、研相结合的教学模式,达到国内外教学研究先进水平。工业工程专业双语教学课程群体系建设完善,有助于学生系统地掌握工业工程专业的国际前沿知识,强调知识的系统性、先进性。
参考文献:
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