运筹学是高等学校应用数学、信息与计算科学和管理科学类专业开设的一门专业基础课, 该课程是把数学方法、软件技术和计算机工具应用到解决实际生活的各类管理问题中, 为人们解决问题提供最佳途径[1]。由于该课程的实际特点, 在学时安排上, 实验教学占有很大的比例。而抓好实验环节的教学才能充分体现运筹学“源于实践, 归于实践”的目标[2]。本文主要就运筹学实践教学环节进行探讨。
1 运筹学实验教学存在的不足之处
目前高等学校运筹学的实验教学普遍存在的问题主要有以下几个方面。
(1) 实验课内容单调, 学生把现成的题目及参数输入应用软件, 得到了结果, 不加分析就完成了计算。感觉没有新意。
(2) 课堂中理论课内容太多, 教师对实验课不加重视, 造成了学生重理论轻实验的情况。
(3) 实验课的成绩不容易考核, 也是客观存在的问题。
2 建议和对策
2.1 制定严格的运筹学实验教学的教学体系
运筹学实验教学是运筹学课堂教学的辅助与支撑, 在整个运筹学的教学体系中与课堂教学交叉进行。实验教学体系的构成如图1。
由图1我们可以看出, 运筹学实验课的教学体系非常清晰, 其中应用软件的学习是所有实验课的基础部分, 每一章节都有一些简单的题目, 可以单人单机进行学习掌握。而部分实验和课程设计是分组进行。只有具备完整的实验教学体系, 才能在实验课实施的过程中有规可循。
2.2 注重运筹学实验课实验材料的选取
根据运筹学实验课的特点, 选取实验材料非常重要, 我们根据实际需要整理出了有针对性的运筹学实验指导手册, 在指导手册中, 我们选取了很多运筹学中的实际用例, 并结合数学建模竞赛, 选择了一些与运筹学紧密相关的模拟题作为实验材料, 并在使用中不断的更新, 不断的完善。这样做的好处如下所述。
(1) 实验课不必拘泥于某一书本知识, 可以结合一些最新的实验教学软件[3], 及时更新实验教学内容, 使实验课始终与现代社会紧密相关。
(2) 实验手册对每一章的重点做出提示, 对实验可能出现的情况做出总结, 使得学生在实验时有的放矢。
2.3 注重运筹学实验课的组织安排
通过图1我们可以看出, 在实验课的实施过程中, 采用单人与分组结合的形式。运筹学解决设计性的问题, 多数是一些复杂多变的问题, 只有通过分组讨论, 才能领悟运筹学解决实际问题的奥秘, 增强学生合作的理念。由此总结出应用运筹学思想解决实际问题的方法步骤如下所述。
(1) 由小组讨论的形式, 分析实际问题, 并将复杂问题细化。
(2) 收集所需数据和建立解决问题的数学模型。
(3) 利用所给软件求解数学模型, 包括确定求解模型的数学方法、程序设计、调试运行, 并从模型求解结果中选择好的方案。
(4) 检验模型和评价, 包括检验模型在主要参数变动时的结果是否合理, 输入发生微小变化时输出变化的相对大小是否合适以及模型是否容易解出等方面的检验和评价。
上述四个阶段在实验过程中往往交叉重复进行, 不断反复。
2.4 注重运筹学的实验课与其它课程的有机结合
运筹学在课堂教学时, 有很多时间是在利用数学知识进行理论分析和定理的证明, 有一些学生在复杂的数学证明面前退缩了。我们如果能将复杂的数学证明和模型建立与实际应用相结合, 并巧妙结合实际例子, 运筹学的乐趣就显现出来了。这种结合可以从以下2个方面着手。
(1) 关注本课程的发展变化, 留意一些最新的实验数据, 这些新数据总是带有时代的特色, 新知识很容易激发学生的学习兴趣。
(2) 运筹学与数学建模关系密切, 邀请数学建模竞赛成绩优异的学生, 分析运筹学在数学建模中的应用, 可以扩大学生的视野, 也能提高学生的学习兴趣。可以使这两门课相互促进, 取长补短。
2.5 改进实验课的考核标准
考核标准细化, 并且做到多元化。每次实验都形成实验报告, 每次实验报告均给出相应的成绩, 课程设计是以论文的形式出现, 学生实验成绩是由每次实验报告成绩和课程设计成绩相结合而得到。这种方式激发了学生日常学习的积极性, 引导学生由应试学习向提高素质和应用能力方向转变。
3 结语
运筹学实验教学的主要目的是加强学生的动手能力和应用软件的操作能力, 同时也要使学生了解一些先进的实验教学方式, 不断改变教学方式和手段, 真正体现实验教学的价值。
摘要：运筹学实验课的教学在运筹学的教学体系中具有举足轻重的作用, 针对在运筹学实验课教学过程中存在的问题, 本文进行了归纳总结和分析, 提出了针对各类问题的解决思路。
关键词：运筹学,实验,数学建模
参考文献
[1] 胡觉亮, 卢向南, 莫燕.运筹学及其应用[M].浙江:浙江人民出版社, 2004.
[2] 张辉.运筹学教学方法探讨[J].中国石油大学胜利学院学报, 2008 (3) :85～86.
[3] 朱德通.最优化模型与实验[M].同济大学出版社, 2003.