基于行动导向的运筹学课程教学改革研究

李琳

摘要：运筹学兼具理论性与实践性特征，对培养学生解决实际问题的能力具有重要的作用，已成为包括本科生、研究生多层次不同专业的基础必修课之一。本文针对运筹学课程在当前教学中存在的诸多问题，深入分析了其中的原因，借助“行动导向教学”思想，提出面向教学对象，引导自主参与，加强应用实践的教改思路，具体从教学定位、教学内容设置、教学流程设计、教学工具选择和考核方式改革等方面提出了尝试性的策略和建议。

关键词：运筹学；实践应用；行动导向；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）10-0085-02

一、引言

运筹学，是面向实际，广泛应用现有的科学技术知识和数学工具，结合定性与定量的方法，追求改善或优化现有系统效率的一门科学。它既强调对现实复杂问题的抽象与分析，也强调对多学科相关知识与方法的综合运用，已成为工业、农业、交通运输、经济管理、商业、国防、建筑、通信等多个领域中分析复杂问题，实现有效管理与正确决策的重要方法之一。目前，运筹学已被教育部高等教育司审定为多个层次、多个专业的核心课程和专业主干课程，其中包括本科层次、硕士与博士层次，涉及数学、管理科学、经济学、工商管理、市场营销、会计、交通工程与交通运输等多专业。然而，正是因为课程教学针对的学生专业背景差异性大，各自的知识体系又不同，目前很多院校在运筹学课程的教学过程都存在着教学目的不明确、教学定位困难、教学方法选择不科学等问题，亟须针对学生的特点以及“运筹学”课程的性质，探讨在教学目的、教学方法、教学模式、教学内容设置，以及教学技巧等方面的教学改革。行动导向教学法，是以学生自主的行为和知识运用为目标，通过各种自主型的教学样式和师生共同解决问题的教学样式来加深课程感知，提高教学质量。本文拟从“行动导向教学”思想出发，面向不同的教学主体，结合个人的教学实践体会，充分考虑运筹学课程兼具“基础逻辑性”及“实践应用型”的特征，就该课程的教学设计与教学模式提出一些尝试性的改革方案。

二、运筹学教学过程中存在的主要问题及原因分析

1.教学目的不明确且缺乏合理性。运筹学既是一门讲究内在理论逻辑性的学科，同时也是注重实用性的课程。目前的运筹学教学中，教师一般倾向于教授数学模型的复杂和数学方法的技巧，让学生感到课程过多的抽象性。实际上，作为运筹学教育从业者首先思考：在面向不同的教学对象时，教学目的到底是什么？是让学生了解其中的数学理论，还是理解问题的求解思路，抑或是掌握解决实际问题的方法？特别地，鉴于运筹学课程设置的范围较广，当教学对象专业特征明显，且基础差异性大的情况下，更需要有针对性地明确教学目的。

2.教学形式单一且陈旧。目前运筹学的教学形式大多是照本宣科，讲课方式单一。要么是通过板书的方式，希望让学生深入理解模型的构建与求解方法，但是往往课程进度缓慢，且学生觉得数学教学倾向过强，过于枯燥；要么就是完全依赖于多媒体教学，将几乎所有的内容罗列于PPT中，使得学生听得云里雾里，也无法及时补全笔记，更别提对知识的深入理解了。如何将多种教学形式良好地结合，提高教学效果，成为运筹学课程教师关心的难题。

3.教学内容的选择随机性强且落后。运筹学是面向实际问题的开放性学科，包括若干分支，受限于有限的课时，教师往往需要对教学内容进行一定的选择。目前的教学内容选择与安排存在一定的随机性和盲目性，教师往往根据自身的理解和熟悉程度，或者依附于所选教材，导致教学的片面性和内容的相对陈旧性。大多数的教学课时集中于线性规划、整数规划、目标规划、存储论等传统的核心章节，而忽略动态规划、图与网络等实际应用广泛的分支，也没有融入现代系统工程的诸多方法，从而使得本科和研究生的运筹学教学内容雷同过多，并不能够让本科生全面了解这门课程的整体框架，也不能帮助研究生拓宽相应的知识面，提高在科研和工作中应用理论和方法、解决实际问题的能力，也无益于科研创新能力的培养。

4.教学的互动性与参与性缺乏。运筹学目前的教学沿用了传统思路，课堂上，教师将授课的注意力集中在课堂知识点的讲授，以及针对数学模型的解题运算上，学生则是被动地听讲，被动地接受，缺乏主动的思考，课堂较少地设计师生的互动，或是对某一类应用型问题的探讨，课堂气氛与活力较为沉闷。而在课下，学生也将精力花在做作业锻炼解题技巧上，往往一道题需要花费大量的计算时间，重复劳动多，也没有对课上内容的深入思考，更缺乏运用课上知识对身边实际问题进行分析，尝试解释和解决的动力。

5.考核方式不科学。运筹学目前依然采取的是试卷考核的方式，这也决定了学生学习的重点在于烦琐的理论证明和计算上，这显然很大程度上背离了运筹学课程的特点与学科的宗旨，更不能综合地考查学生从运筹学课程中本应获取的系统化分析思想，以及解决问题的科学方法、实践技能。

三、基于行动导向的运筹学课程教学改革的探索

运筹学课程一方面重视基础，另一方面又强调拓展视野，注重实践性和应用性，故而是一门开放性的实用性学科。鉴于此，针对这门课程教学改革的思路一是面向教学对象，鼓励学生的主动参与性，强调师生在课堂和课下的交互性；二是要努力走出单纯理论逻辑授课的圈子，面向实际问题寻求解决思路和解决方法，而这正是“行动导向教学”思想的精髓。故而，运筹学的教学从业者可以尝试借助“行动导向”的相关技术和方法，实施运筹学课程的教学改革，具体可以从以下几个方面着手。

1.合理定位教学目的。考虑到运筹学课程教学对象的范围广泛性，应区分不同层次和不同专业教学对象的需求，进而明确各自的教学目的。比如，对于研究生而言，通过运筹学课程的学习，学生能以运筹学的方法和思想，分析解决各自专业领域实践中存在的优化决策问题，这就要求以此为目的的教学不能采用千篇一律的例子，而是需要更多地考虑专业领域中亟待解决的优化问题。

2.精心设计教学内容。以行动为导向的运筹学教学，只有合理安排教学内容才能最大程度地吸引学生的参与，唤起学生的共鸣，激发学生的兴趣。在教学内容的取舍方面，要避免随机性和过分的教师自主性，同时也要结合专业的实际应用情况，选择有一定针对性的教学内容进行合理的布置和设计。不仅如此，教师在教学过程中也应增加些前沿性知识的介绍，让学生对运筹学课程的开发性和发展性有更加深刻的理解。比如，对工程管理专业的学生，可以适当增加数据包络分析、神经网络、贝叶斯网络等方法的基础介绍；对物流管理专业的学生，可以适当引入复杂网络的知识。甚至可以以专题的方式，介绍运筹学的新兴发展动态或书本以外的应用方法，引导学生自主地选择和参与。

3.丰富案例教学环节。传统运筹学的教学，由于采用的例子都是抽象出的案例，与实际问题相差甚远，难以让学生对实际中问题的复杂性有较好的了解。所以，在教改的过程中，可以尝试双管齐下：一方面改变“基本理论-研究方法-抽象例题”的传统教学环节设计，以案例或问题开篇，借助“思维导图法”等方法引导学生思考如何解决，进而归纳出共性，引出理论模型，从而加强学生的主动思考，加深对相关知识的理解；另一方面，打破传统模型导向的章节划分和授课惯例，可以尝试问题导向的教学方式，即归纳典型的案例类别，分别有针对性地介绍解决的思路和可以借鉴的方法。如“生产计划决策问题”具有哪些特征，在什么情况下可以通过线性规划建模求解，“投资问题”又在什么情况下可以运用动态规划的思路解决。

4.加强运筹学软件教学。现代计算机技术及其软件的迅速发展和普及，为运筹学教学和应用创造了良好的条件。行动导向的教学要求运筹学课程更多地引入计算机辅助系统，尝试试验课程教学，安排更多的上机操作训练，让学生在理论理解的基础上，结合计算机软件或优化工具进一步提升解决实际问题的能力。比如：Excel软件中的规划求解功能可以解决包括线性规划、灵敏度分析、整数规划、运输问题在内的广泛问题；Matlab中强大的优化工具箱可以较好地用于智能算法的设计。学生通过这样的动手操作，也会在问题的解决过程中提升潜在的成就感，从而增强对课程的兴趣和参与性。

5.尝试项目制的考核方法。配合运筹学课程中在教学方法与教学内容方面的改革，传统的卷面考试模式应变更为综合考试，从而改变学生死记硬背、创造性缺乏的弊端。可考虑采用综合大作业的方式，如设计若干个小型的项目或团队实践，学生2～3人一组，通过规范化的研究报告反映学生分析问题、建立模型、应用求解的整体过程，考核学生对运筹学系统化思维方式的应用，以及对实际问题分析解决的能力。这种考核方式可以有效地调动和发挥学生学习的自主积极性，切实体现运筹学课程本身重实践应用的理念。

四、结语

运筹学是本科和研究生多专业的一门重要专业基础课，既注重跨学科理论知识的积累，更强调面向实际问题的系统性解决思路与应用能力。本文从当前运筹学课程的教学现状着手，指出存在的问题，剖析背后的原因，应用“行动导向教学”的思路，探究运筹学课程在教学方法、教学内容、教学技术、考核方式等方面实施改革的方案，以期从真正意义上结合本科、研究生多层次以及不同专业的具体需求，发挥运筹学专业核心课程的重要作用，培养理论联系实践，有创新力、敢于思考、擅于动手的学生。

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