运筹学课程与实验教学设计与实践

李卓识，郑 悦，刘清荣

（1.吉林农业大学 信息技术学院，吉林 长春 130118；2.赤峰学院 建筑与机械工程学院，内蒙古 赤峰 024000）

运筹学课程与实验教学设计与实践

李卓识1，郑 悦2，刘清荣2

（1.吉林农业大学 信息技术学院，吉林 长春 130118；2.赤峰学院 建筑与机械工程学院，内蒙古 赤峰 024000）

结合当代大学生自身特点和当前在运筹学课程教学中发现一些问题和不足，以实验教学为研究基础，对运筹学课程与实验教学内容、教学手段，课后实践教学进行改革，使学生理解运筹学课程基本理论的同时，注意结合生产、生活和科学研究中的具体问题建立有效的数学模型，通过加强运筹学课程与实验数学优化等相关软件的学习与使用，取得了较好的教学实践效果.

运筹学；数学建模；教学设计

运筹学在现代社会各个方面都有着重要的应用价值.在高校的理学、工学、经济管理类等专业中都开设了运筹学课程，运筹学是以数学做为研究的主要工具，注重理论与实践相结合，具有多学科交叉性等特点[1].在传统的运筹学教学过程中往往比较重视理论化教学而忽视了实验及实践教学重要性，教学内容也存在内容比较单一，学习效率不高，学生面对具体实际问题解决能力不强等现象.因此，需要对运筹学课程与实验教学内容、教学手段等方面进行有效的改革.

在教学实践中发现，在运筹学教学过程中如果能够有效融入数学建模的理念和方法，学生利用课余时间，组成学习兴趣小组，通过收集建模需要的数据，通过研究具体问题的内在特征和规律，能够自己抓住问题的关键所在，最后应用数学的方法和手段去建模，在建模过程培养了自己学习运筹学理论和相关知识的学习兴趣[2].在实验课堂上安排和引导学生利用MATLAB、Lingo等相关的数学软件，使学生都能够动手上机演算求解和验证数学模型结果.能够在一定程度上提高学生的学习兴趣，教学效果也是值得肯定的.

1 将数学建模思想运用在运筹学教学设计中

数学建模是联系数学与实际问题之间的纽带和必要途径，是数学走向应用的必经之路[3].数学建模的思想和方法在许多相关的学科与应用中占有着举足轻重的地位和作用，教师常常跟学生们这样说，如果能够有效抓住实际问题中数学模型，也就抓住了问题关键所在.学生们可以根据本专业的学科特点，有针对性的建立模型.

数学建模增强了学生的创新意识，国家号召提高大学生的创新意识，学生可以发现身边与学习、生活和科学研究相关的一些问题，利用数学的手段和方法予以解决，这样数学建模范围得以扩大，学生可以从不同角度去思考问题，需要在一定时间内，通过学习对相关领域的知识加以了解，更需要学生具有一定分析问题的能力和创造性的解决问题的能力.学生们可以通过运筹学实验的课堂，将建立起来的模型，采取用不同的数学软件或者编程语言去求解模型，要求学生依据合理的优化算法，自己完成程序的编写，充分利用自己或者团队创造性的思维，能用数学语言、文字正确的表达出来即可，这样可以在运筹学实验课程中求出模型的有效解.处理运筹学课程中一些所要求解的实际应用的问题，加强了学生的动手操作能力，同时也培养学生的学习兴趣，改变运筹学教学中学生听课的一些传统学习方式.所以，数学建模和运筹学实验活动锻炼了学生的发散性思维和创造性思维的能力，增强了大学生的创新意识.

2 实验教学体现数学建模思想

通过数学建模与运筹学教学有机的结合起来，既可以锻炼学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力，又保证了对相关理论知识系统的学习，符合运筹学发展对学生培养创新能力的要求[4].运筹学实验教学改革丰富了运筹学课程的教学内容，生产、生活和科学研究中数学模型不断在教学和课外实践中出现，为学生们基础理论学习做了必要准备，改变了课程的教学形式，以计算机为实验的载体，结合数学软件为研究工具.

加强对学生运筹学实验环节的要求，充分调动学生学习的积性.根据本门课程的特点，我们在加强课堂教学的同时，还应该严格要求学生的上机实验.在实验教学过程中，教师在注意一些经典理论算法设计的同时，也应当注意引用与建模问题有关的教学案例，设置一些与日常生活密切相关的、有趣的问题，设计合理的教学案例.例如，现在的部分大学生利用寒暑假期，会去寝室或者班级同学所在城市，周边城市去旅游，能够根据多个目的地建立一个路线优化数学模型，让其旅行的路线合理、消费较低，实现自身利益最大化.还有学校食堂和银行等服务类的窗口，能够快速、高效的服务是现在人们关注的问题，可以指导学生自己利用课余时间对某些行业的业务窗口采集数据，利用数学方法进行建模分析，提出具体有效的建议.教师可以采取这样的教学案例，能够充分调动学生学习的积极性，使学生积极主动参与整个课程的实验教学过程中去，真正做到自主学习，达到运筹学课程实验教学的目的.

3 多媒体教学的运用

传统的运筹学课程与实验体系已经非常成熟，但随着计算机软件的蓬勃发展，传统的课程体系已不能满足教育体制的需要，因此有必要对传统的课程体系、教学内容、教学形式上进行改革.多媒体教学方法应用在运筹学的教学上，可以更加有效利用多媒体教学软件，通过设计生动形象的教学例子，让学生积极参与其中，激发学生学习兴趣.这样才能更好理解学习这门课程，并且通过知识的外延为学生学习某些后续专业课服务.对于运筹学课程的多媒体教学的应用，使教学过程得到优化，提高了教学质量.为了适应时代的发展，尽快改变传统教学中理论知识偏多而实践应用较少的现状，大多数教师认为多媒体教学是一个很好教学方式，在今后教学过程中会多采用这种教学手段.

〔1〕胡运权.运筹学基础及应用[M].北京：高等教育出版社，2008.

〔2〕张姮妤，邓廷勇，赵爽.数学建模思想在运筹学教学改革中的运用[J].通化师范学院学报（自然科学）,2014,35(5):91-93.

〔3〕陈修素，丁宣浩，陈义安.基于创新能力培养的《运筹学》课程改革与数学建模实践[J].四川职业技术学院学报,2012,22(2):109-113.

〔4〕詹棠森，刘伟洁，许召春.关于《运筹学》课程体系改革探讨[J].大学数学,2007,23(6):11-13.

G642

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：1673-260X（2017）05-0219-02

2017-01-20

2016年吉林农业大学校本专项课题：《运筹学》研究性学习教学模式的研究与实践（2016JXZX22）；内蒙古自治区高等学校科学研究基金项目：ISEC项目本土化教学实践研究(NJSY248)