《运筹学》实验教学探讨

常浩娟 吴 琼 刘 波

（石河子大学信息科学与技术学院，新疆 石河子832003）

运筹学是将数学建模方法与工程思想和管理思想相结合，通过建模、检验和求解数学模型等定量分析方法，研究和解决管理、经济和工程技术中的实际问题，从而为决策者提供科学决策方法和量化工具的一门较为综合的学科。随着运筹学应用的广泛性逐渐增强，无论在理工类还是经济管理类专业教学中，运筹学都呈现出重要的地位。《运筹学》课程的属性决定了其教学活动既要重视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，又要培养学生具备解决优化问题的实践能力。

1 运筹学教学内容

《运筹学》是信息管理与信息系统及相关专业一门重要的专业基础课，是一门跨学科、多分枝、理论与实际紧密联系的课程。运筹学的分支包括线性规划、整数规划、非线性规划、目标规划、图与网络模型、存储论、排队论、对策论、排序与统筹方法、决策分析、动态规划、预测、搜索论、随机服务理论和可靠性理论等。它具有定量分析、最优性、实用性、多分支性和以计算机为工具的求解问题。其教学目标是：通过本课程的学习，培养学生的优化思想和逻辑思维能力；掌握管理过程中的相关建模、求解以及最优解或满意解的运用等优化技术；通过实验教学，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。

2 运筹学实验教学不足之处

目前，多数专业《运筹学》课程的教学以理论教学为主，主要要求学生掌握包括线性规划、图论与网络分析、博弈论、决策分析等分枝的经典理论部分，强调要求学生掌握数学理论知识，及手动计算解题的技巧能力。实验和实践教学环节相对薄弱，不能够使学生很好的遵循学以致用的，应用运筹学的技术和方法可以解决越来越多的实际问题，诸如信息系统的设计与管理、生产计划、市场营销以及各种应急服务系统的设计与管理等问题。

我院信息管理与信息系统专业《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）实验教学方式单一，不能充分调动学生学习的积极性，非常不利于创新思维培养。目前运筹学实验教学模式主要以演示性和基础实验教学为主。演示性实验主要是教师介绍电子表格软件如EXCEL或者WINQSB软件中各个算法模块的基本应用方法；并且采用以验证性实验为主的基础实验法，给学生提供算法模型和实验指导，实验结果是确定和已知的，学生在实验内容与实验方法设定好的条件下做“完形填空”，机械地按照实验步骤完成实验内容。这种教学方法还是过去的填鸭式的，学生学习被动，没有什么创新的过程和内容，对部分理解能力和动手能力强的学生来说，过于简单，打击了他们的积极性，导致他们逐渐产生倦怠和厌烦。如此一来，既没有达到教学目的，也不利于提升学生的自主学习能力与创新能力。

（2）实验手段不合理，没有体现信息管理与信息系统专业的特色，同时没有充分挖掘学生的学习自主性。实验课程中采用的主要实验手段是借助EXCEL或者WINQSB软件进行模型的分析。信管专业是一个交叉学科，目前在信息科学与技术学院这个大环境中，有部分经济管理类的课程，此外计算机科学的专业知识占较大比重，对于部分学生来说EXCEL或者WINQSB软件的应用相对简单，学生的计算机专业知识没有充分发挥和利用，比如编写程序进行算法的代码实现等。

（3）实验教学考核困难，形式单一。受到目前实验教学方式和方法的限制，实验内容采取的考核方式主要是通过笔试的试卷中10-15分的实验操作方法的试题进行测试，这对于实验效果的考核完全没有代表性，并且对教学效果的考核没有什么价值和参考意义。

3 对策建议

针对当前信息管理与信息系统专业《运筹学》实验教学中存在的主要问题，我们从以下几个方面进行改进：

（1）理论教学内容、方法的补充和完善。为了提高实验教学质量，理论教学在内容和方法上也要做出调整和补充。在理论课堂教学中，除了经典运筹方法和理论模型的讲解外，从实际问题出发，精选具有充分的代表性、源于实际问题的典型案例，通过案例分析过程：提出问题、找到合适的解决方法，运用方法切实解决问题，并作结论和总结等，引导学生对实际问题的分析。通过详实和完整的案例分析，让学生掌握的运筹学分析问题和处理问题的方式方法，构建从理论学习到实践应用的完整思路和框架。

（2）实验方法和手段的多样化和灵活性。采取灵活多变的实践教学方式，这里根据学生的情况，主要考虑采用两种方式，第一种是对于倾向于喜欢计算机技术的学生，注重培养使用LINDO/INGO/MATLAB或C语言等软件来解决计算问题，进行算法的代码实现和应用。利用这些软件工具，把教材上的重要算法、经典案例，通过编程加以实现，并进行实际操作训练。同时也注重鼓励学生不要拘泥于课本上的算法与思维，努力尝试新方法，开拓新思路，提高自己的创造性思维能力。第二种是对于倾向于方法应用的学生，考虑从实际问题的解决入手。在基本的运算方法和工具如WINQSB熟练掌握的情况下，结合一些实际问题进行应用，从问题的发现、分析、解决和总结等各个环节逐步展开研究，最终形成一个完整的案例分析报告。整个过程可以培养学生的团队协作能力，促进理论应用于实践，使学生更全面的掌握和运用运筹学知识。

从学科特点和学生的差异性着手，进行分类实验教学，不仅可以激发学生的学习热情和积极性，同时也可以提高学生的创新意识和思维。

（3）鼓励学生参加数学建模大赛、SRP项目或大学生创业等实践活动，给学生提供指导，提高学生实践能力。鼓励和支持学生参加校内外相关的实践活动，可以让学生更深入的掌握运筹学理论和方法。在运筹学的学习过程中，信管专业的学生根据专业知识结合我校图书馆现状，申报《基于数据包络分析（DEA）的高校图书馆绩效评价及研究》的SRP项目获得立项。项目从高校图书馆服务教学科研的角度，运用运筹学中经典的线性规划方法：数据包络分析方法（DEA）对大学图书馆投入产出情况进行评价，分析图书馆资源配置效率，对如何促进资源优化，提高资源使用效率起到积极作用。在项目的申报和执行过程中，学生的积极性和主动性很高。通过类似的活动，能够使学生综合应用多种专业知识，激发学生的学习兴趣和创造思维，同时也对学生的团队意识、协调和沟通能力起到积极作用。

（4）考核方式的完善和补充。鉴于实验方法和手段的变化，在课程考核过程中，一方面加大实验考核比重，另一方面注重过程和结果的共同考核。过程考核主要是阶段性的研究进展、质量的考评，结果考核注重内容的完整性和总体质量的评价。对于算法实现和编码的同学，主要看算法编码能否使用，参数变化的适应性和稳定性；对于应用性的报告分析类的考核，注重研究报告的完整性，可行性和有效性。综合来说，考核的目的是起到检测学生知识掌握和应用的能力，同时反馈教学效果和质量，此外也可以提高学生的综合素质，如协作精神，创新思维等。

4 结语

《运筹学》是信息管理与信息系统专业的核心课程之一，应用范围广泛，是现代科学计算和管理学科中的基础理论和不可缺少的方法、手段与工具。运筹学作为一门用来解决实际问题的学科，在处理千差万别的各种问题时，一般有以下几个步骤：确定目标、制定方案、建立模型、制定解法，所以实验和实践环节是课程的重要组成部分，是相关理论方法能否掌握的关键，并有重要的现实意义。本文结合多位老师的教学经验，信息管理与信息系统专业的特点，以及运筹学理论和实验教学现状，分析了运筹学实验教学的不足，提出了实验教学的改革思路与改革措施，为全面提高运筹学的教学水平与教学质量提供参考。

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