PBL法与传统教学方法在运筹学教学中的有机结合

2017-08-23王艳芳武富庆朱越

东方教育 2017年12期

王艳芳+武富庆+朱越

摘要：传统教学法以教师为主，在理论教学中有不可替代的重要作用；PBL教学法则注重问题教学，以激发学生学习主动性为主。本文探讨PBL教学法与传统教学方法在运筹学教学中的有机结合，提出在两种方法结合的教学过程中，精选教学内容，合理分配教学学时，并相应改革其考核方式，保证与教学过程相匹配。通过PBL法与传统教学方法在运筹学教学中的有机结合，在保证系统完整的运筹学理论教学的同时，还可以提高学生学习主动性，激发学生学习兴趣，从而培养学生实践能力，提高教学效果。

关键词：PBL教学法；传统教学法；运筹学；考核方式

一、引言

是我国经济管理类专业主干技术基础课程，其目的是通过该课程学习掌握定量的数学分

析模型与方法，培养系统的科学思维方式，提高学生的科研能力和创新能力，灵活运用运筹学方法去分析和解决经济管理中的实际问题。

PBL（Problem Based Learning）教学法是“以问题为导向”、以学生为主体的教学方法，充分调动学生学习的主动性，激发学生学习兴趣。在PBL教学过程中，学生为了解决提出的问题，首先需要获得一些必要的专业知识，而运筹学课程对学生的数学基础和逻辑推理能力要求很高，在建立、求解模型的过程中不可避免地要用到一些数学方法和技巧。在运筹学教学中生搬硬套PBL教学法，打破基础知识的完整性，学生难于系统掌握运筹学基本理论。所以在运筹学教学中，PBL 法和传统教学法有机结合，更利于培养学生学习理论知识及应用运筹学方法分析和解决实际问题的能力。

二、传统教学法与PBL教学法的特点

传统教学法是以课堂上老师给学生传输知识，或者配合多媒体教学，适当加些图文并茂的内容，要求学生强行记忆，从而达到学习目的。上课过程中，以教师为主，在讲台上声情并茂地讲解，而学生则坐在座位上被动接受知识，养成了学生学习不善于思考的习惯，缺乏横向思维。但传统教学法也有不可替代的优势，如能使学生系统地学习理论知识，掌握知识更全面，教师能充分利用肢体语言和表情引导学生，所需教学资源投入较少等。

PBL教学法则是“以问题为导向”的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式， 1969 年由美国的神经病学教授 Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。与传统的以学科为基础的教学法有很大不同，PBL 强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主； PBL 将学习与更大的任务或问题挂钩，使学习者投入于问题中；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。

应用PBL教学的典型教学过程是：学生以小组为单位，开始解决一个实际问题；为了解决问题，学生往往需要获得一些必要的专业知识，学生分头查找资源获取知识，然后相互交流所获得的知识，并讨论如何用所获得的知识来促进问题的解决；如果在讨论的过程中，小组发现还需要研究另外一些新的专业知识，学生们就需要反复循环地查找资源并讨论问题解答，直到问题得到解决；问题解决后，学生们还需要对自己的学习过程进行自我反思和评价，总结所获得的知识和思维技能。这在经济管理类专业的学生中很受欢迎。

但是，PBL提倡先问题、后内容的教学模式，以实际问题为导向，进行基础理论学习，打破了基础理论知识的完整性，漏掉了传统教学的一些内容；忽视了全面的、系统的理论学习。另外，在教学中生搬硬套PBL教学法，会出现一些具體的问题，如：学生的参与热情只是明显出现在一学期的初期，到后来还是回到了教师讲演的老路上来；PBL教学法耗时过长，不能保证很好的完成知识量；学生普遍爱听老师讲，听其他同学讲简直是浪费时间；上这样的课经常要主动动脑筋，要面临随时站起来回答问题，学生心理压力太大；在合作学习中，有些同学根本就不用心、不投入，如果评分以小组为单位，就会有一些人躲在同伴的背影中，搭便车，滥竽充数，蒙混过关。

三、PBL法与传统教学方法在运筹学教学中的有机结合

（一）传统教学方法保证基础理论知识的完整性

运筹学是理论性较强的一门课程，知识内部逻辑关系紧密，其基础理论需要系统的讲述。传统的教学方法展现教师的示范作用，如讲解单纯形法的基本原理和解题步骤时，教师通过板书形式，采用边写边说边演示的传统教学方法，同时结合经济管理中的实际案例，使学生更容易领会到运算的规则和方法，理解算法的基本原理，体会教师生动形象的的解题思路，这种示范作用对学生掌握知识和技能效果非常突出。因此，在运筹学基本理论与基本算法教学中，运用传统教学方法是必要的，从而保证基础理论知识的完整性。

（二）精选适合PBL法教学内容

在运筹学教学中，除了基本理论与算法之外，还有更重要的理论运用过程，主要以建立模型和模型求解为主。在线性规划、运输问题、整数规划等章节，建立模型解决实际问题占有重要地位。在实际问题中，往往建立的数学模型通过学生手动计算是不可能实现的，因此，教学内容中，除了建立模型之外，还包括如何使用计算机程序求解运筹学模型的内容。使用计算机解决实际问题的过程主要有以下几个阶段：

实际问题-建立模型-数值分析-计算机求解

LINDO和LINGO是美国LINDO系统公司开发的一套专门用于求解最优化问题的软件包。LINDO用于求解线性规划和二次规划，LINGO除了具有LINDO的全部功能外，还可以用于求解非线性规划，也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等。

运筹学中，无论建立模型还是计算机求解，有两大特点：一是知识内容结合实际，相比理论教学内容而言，学生更易于理解；二是开放性强，答案不唯一。这两个特点决定了，可以考虑采用PBL教学法，由学生首先分组自主完成解题过程，然后在课堂上展示，并最终由教师指导与点评。

（三）恰当安排传统教学与PBL法教学的学时比例

由以上两节讨论可得出以下教学组合模式，即：

理论学习主要包括线性规划基本理论，其它教学内容以线性规划为基础，建立线性模型后即可用计算机进行求解，可采用PBL教学。在图1的教学组合要求下，可考虑传统教学与PBL教学比例为1：3。

（四）考核方式改革创新

传统教学与PBL教学相结合，在考核方式上需建立多元化全程课程考核体系，主要分为以下三个环节：

1.教学过程自学评分环节

学生自评与学生互评相结合方式对学生PBL教学过程的表现进行评分。评价在每一单元问题解决之后，由每组成员以问卷的形式针对以下问题进行自评与互评，包括学生问题分解的能力、团体协作能力、查阅资料与相关参考文献能力及解决问题的能力。本环节占考核总分的20%。

2.学生问题解决方案汇报评分环节

学生通过PPT展示方式，给出问题的求解过程及相应结论。然后由其它各组成员及教师针对学生汇报过程以及解决问题的先进性与合理性，给出相应评分。本环节占考核总分的30%。