管理学科运筹学课程体系设计及教学效果研究
2010-04-14刘宇熹
蒋 艳 刘宇熹
(上海理工大学 管理学院,上海 200093)
管理学科运筹学课程体系设计及教学效果研究
蒋 艳 刘宇熹
(上海理工大学 管理学院,上海 200093)
本文分析了管理学科运筹学课程教学现状,总结了其中存在的主要问题,指出课程教学及体系设计要针对不同专业、不同层次学生的教学要求,而且要结合案例教学。最后本文结合作者的教学实践对整合教学内容、完善课程体系设计以及运用案例增强教学的实践性和应用性等方面提出了教学改革创新的思路与建议。
管理学科;运筹学;课程体系
一、引 言
运筹学是一门应用科学,它广泛应用现代科学技术手段和数学知识,解决实际中的专门问题,为决策者提供优化的定量依据。自从教育部在1998年颁布的“本科专业目录和专业介绍”中,将运筹学课程列为经济、管理专业的主干课程以来,运筹学就是全国各个高校管理类专业本科课程体系中必须设置的一门专业基础课,同时也是管理学科硕士研究生、博士研究生课程必须设置的一门专业课。
虽然运筹学是所谓“软科学”,但在实际教学中师生普遍认为运筹学课程教学难度大,学生掌握情况不理想。一位外国同行对我们的学生有过这样的评价“对公式熟悉,但对应用题反应迟钝”。这显然没有达到我们的教学目的和要求。
近年来,我们积极实践,多方位立体化设计管理学科的运筹学课程体系,优化课程结构和教学内容,针对不同层次的学生定位教学内容,同时我们还对运筹学课程的教学手段与方法改革、丰富案例内容,取得了较好效果。
二、《运筹学》课程教学体系安排及所存在的问题
目前,管理学科的《运筹学》课程体系设置和教学安排,重点在理论、方法的教授,而对学生在理论和方法的应用及实践方面的训练略显薄弱。导致学生只会套用算法计算特定的问题,而不能培养学生解决实际问题的能力。所存在的问题具体体现在几个方面:
1.教材内容单一,缺乏案例支撑
目前,国内《运筹学》教材粗略估算不下三十种,大致可以分成以下三类。第一类是获奖的教材、面向二十一世纪的以及某些教学科研基金支持的教材,比如韩伯棠编《管理运筹学》(高等教育出版社)等。第二类是影响较大、使用较广泛的教材,如钱颂迪主编《运筹学》修订版(清华大学出版社)。最后是各个高校自行编写的、发行量较小的教材。[1]
这些教材的内容基本都包含:线性规划,目标规划,整数规划,动态规划,网络分析,排队论,存贮论,对策论,决策论等内容,有的教材还包含非线性规划等内容。从所包含知识内容上来看,各种教材相差不大,但相同的特点是所含的课程体系是单一的理论教学内容,缺乏实践性的教学内容和实验,更没有案例教学的内容。而案例资源的匮乏以及案例教学的难度在客观上也造成了目前的状况。
2.各专业教学内容设置不恰当
上述运筹学教材内容相差无几,但是由于不同专业的教学时数有限,运筹学教学不可能囊括运筹学的所有分支,不同专业、不同层次的学生应如何根据自己的兴趣爱好选择教学内容?目前,在运筹学课程的教学中,教学内容的选择有着一定的随意性和盲目性,甚至存在着教学内容因人而设的现象[2]。
教学内容设置的不合理还表现在同一专业运筹学课程的定位不具备一定的梯度。比如本科生的运筹学课程教学应侧重基本管理模型的建模和一般求解方法;硕士研究生的运筹学课程教学要侧重建模原理和求解方法的数学原理,并适当拓宽运筹学的交叉领域,如模糊数学、拓扑学、数值分析、非线性分析方法的初级知识等;博士研究生的运筹学课程教学要侧重优化理论和预测理论的高级数学方法的应用。
三、运筹学课程体系设计和教学方法的改进
根据目前《运筹学》课程教学的现状及存在的问题,我们在教学中采取了一些一系列改进措施和方法,取得一定的效果,总结如下:
1.结合管理类各专业特点整合运筹学课程教学内容,完善课程体系
首先,由于各专业教学目的的不同,其教学内容的侧重点就不同。经济类管理类运筹学教学的目的是运筹学在各类经济管理工作中的应用,因而其教学内容就应根据其专业需要来设置。
根据多年的教学经验,我们认为经济类管理类专业运筹学课程的教学目的,重点应放在学生对基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的应用上。使学生通过运筹学课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理、方法分析和解决问题,即将教学重点放在运筹学应用领域和运筹学科学领域,而不是放在运筹学数学方面。
因此,我们针对管理科学与工程、工商管理、公共事业管理、信息管理与信息系统等不同专业设置了学时、内容不同的运筹学及相关课程。比如对于管理科学工程和系统工程专业,其运筹学要求较高,因而安排两个学期的学时较长的运筹学课程,即《运筹学I》和《运筹学II》;而对于信息管理与信息系统等专业则采取安排一个学期的教学任务,同时,增加《运筹学案例》课程,以增加他们解决实际问题的能力。
其次,我们在各专业的培养计划中增加运筹学的课程设计和实践环节的比重。比如,对于管理科学专业我们有运筹学的课程设计,在短学期中实行教学任务,其目的是训练学生综合运用学过的运筹学基本知识,独立解决经济管理决策问题和提出决策建议的能力。在课程设计的内容选择上,我们给大家设置诸如银行、停车场、车间流水线、道路交通等不同场景的实际问题,让同学们分成团队,按照确定目标、制定方案、建立模型、制定解法的过程,在实践中收集数据,进而将运筹学知识应用到对实际问题的解决,通过研究本专业大型的复杂问题加深了同学们对该课程的理解和掌握,收到了良好的效果。
2.在考虑运筹学教学内容的广度和深度基础上,针对本、硕、博三个层次构建体现不同梯度的运筹学课程体系
本科生的运筹学定位在以教学为主。管理科学和系统科学专业的本科生其课程内容最为全面,包括一般线性规划、对偶理论、运输问题、整数规划问题、目标规划、图论、动态规划、存储论、排队论、非线性规划、决策论、随机模型、预测论和博弈论等方面的简单模型的建立与一般求解方法。而信息管理和工商管理专业次之,要求最低的是公共事业管理的偏文类专业的学生。
硕士研究生的管理运筹学课程应该在本科生课程定位的基础上, 提高课程深度。课程内容应侧重本科生课程中模型与求解方法的数学原理和定理推导的内容。模型方法的应用要针对解决变量多、影响因素复杂的大型管理问题。算法要侧重于当今较为先进的算法和现有运筹学软件的应用以及利用数学软件平台开发简单的运算程序方面,如:Excel、Lingo/Lindo和Matlab等数学软件的应用。
博士研究生的管理运筹学相关课程内容应包括管理科学中的高级数学方法的应用,特别是和其他学科的交叉应用,比如:控制论、系统论、信息论、图论、模糊数学、数学物理、经济数学、数据挖掘、混沌理论、非线性分析方法、小包理论、计算数学、拓扑学、神经网络等。在算法的计算机实现方面,重点定位在上述高级数学方法在Matlab上的实现问题。
3.将案例教学引入到教材和教学内容
案例教学是美国率先为管理类学生开设的课程,美国哈佛大学案例教学研究开发部主任、案例教学协会主席John Boehrer教授认为:案例教学是一种以学生为中心对现实问题和某一特定事实进行交互式探索的过程[3]。
案例教学有如下特点和要求:
(1)案例是为理论服务的,所以案例的选取要典型,有针对性,同时案例的背景要能够使学生理解;
(2)案例教学可以和科研课题的相结合,使学生以主角的身份来积极地观察、分析和解决案例中的问题,同时又具备相应的科研意义。
实践证明,好的案例可以激发学生的创造力和想象力,案例教学课可以成为大学生科技创新创业的“温室”。
(3)案例教学对教师的要求更高。在进行案例教学时,学生是主体,教师是主导,教师能否把握好,关键在教师。教师在对书本理论要熟悉,对各种方法要完全透彻,对案例的选取和编写,在案例教学时各种方法的比较,适时的启发与引导,透彻的讲解等等都对教师的个人能力提出了比一般理论教学更高的要求。
因此,我们在整个《运筹学》课程的教学体系中,增加了《运筹学案例》课程的教学,通过对一些在理论教学中无法涉及到的具体或大型案例,从解题思路到建立模型,再到求解结果的分析,通过对相同问题引入完全不同的解题思路或方法,拓展学生的解决实际问题的思维方式和技巧,同时,在此之后再通过运筹学课程设计,引导学生灵活地运用理论方法来独立解决实际问题,并采用现代计算机及相关软件等手段,得到实际问题的解决方案。
根据几年的教学效果来看,这种从理论教学->案例教学->课程设计的一整套教学体系设计,无论是对学生理论知识的掌握,还是对学生解决实际问题的能力和技巧的培养,以及对学生应用计算机等工具为解决实际问题服务的技能的提高,都起到了相辅相成的作用,有效地提高了预期的教学效果,将运筹学的教学内容真正和实际问题的解决联系起来。
四、结 论
运筹学课程作为一门应用学科而言,一定要结合各专业、各层次人才的要求进行课程教学目标和内容的整合,同时,结合具体的案例讲解。只有做到“有的放矢”,我们的教学才能达到预期目的,才能使我们的学生感觉不乏味。
[1] 詹棠森,刘伟洁,许召春. 关于《运筹学》课程体系改革探讨. 大学数学,2007年12月第23卷第6期
[2] 胡觉亮,韩曙光,周永华. 运筹学课程群的设置与教学实践. 高等理科教育,2007年第5期,P75-76
[3] 张兵. 案例教学在运筹学教学中的运用. 徐州教育学院学报,2008年9月第23卷第3期,P153
[4] 韩伯棠. 管理运筹学. 高等教育出版社,2000年3月
[5] 王旭. 管理运筹学的课程定位研究. 高等教育研究,2008年9月第25卷第3期,P75
Operations Research Syllabus Design and Its Teaching Effect
Jiang yan Liu Yu-xi
(Business School, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093)
Based on status quo, this paper points out that operations research syllabus design of management science should be versatile for different major’s needs and on a hierarchical level for different students in form of case studies. Innovative design is offered based on personal teaching experience for new adaptations.
management science; operations research, syllabus