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运筹学在工程管理中的应用8篇

时间:2023-07-18 09:34:52

运筹学在工程管理中的应用

运筹学在工程管理中的应用篇1

关键词:运筹学;实践创新能力;实验教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0105-02

运筹学课程是教育部高等学校管理专业教学指导委员会指定的核心必修课程之一。不同于数学专业的运筹学课程,在管理专业中,该课程的定位是以运筹学理论为基础,以定量分析为支撑,以决策支持为目标的应用性课程。因此,我们对运筹学课程的教学设计突出了“工具性和应用性”的特点,以培养学生熟练应用决策理论和方法及计算机技术解决实际问题的实践创新能力为目标,强化对学生科学管理思维能力的训练,实现知识、能力与素质的协调发展。

一、运筹学课程现有教学模式分析

通过对国内外高校运筹学课程的教学现状进行调查,我们发现:运筹学课程在教学理念、教学内容和求解工具上正发生着巨大的变革,具体表现在以下三点:一是由数学理论为主转变为以管理决策为主,二是由理论研究为主转变为以应用方法为主,三是以手工或专业化方法求解为主转变为宽平台、普及型的求解方法为主,由此形成了以下三种典型教学模式。

1.重视理论基础的教学模式。这种类型的教学模式在内容和方法上都非常注重数学理论基础的讲授,基本概念都有严格的数学定义,定理都有推导证明过程。由于数学逻辑严密,因此对学生的数学基础知识要求较高。运筹学模型以手工求解为主,学生通过手工方式求解各分支模型,可以对运筹学的理论得到深刻的体会,这是进行运筹学理论学习和研究的好方法,但限制了运筹学的普及运用。

2.重视管理应用的教学模式。这种类型的教学模式注重以管理应用为主,数学理论基础知识的学习以应用需求为导向。同时提供了计算机求解软件,并将求解软件制作成规范的光盘同教材一起提供给学生,便于安装和操作。这从一定程度上改变了传统运筹学的教学风格,但这类教学中所采用的求解软件不统一,求解模型的规模相对较小,有些软件的操作还需要经过专门的培训,求解方法还有待于进一步完善。

3.重视求解方法(技术)的教学模式。这种类型的教学模式非常重视运筹学模型的求解方法。主要特点就是将各分支模型的求解方法统一到Excel电子表格平台之上,如美国各大学已经普遍采用Excel电子表格作为运筹学模型的求解工具。使用Excel电子表格不仅为推广运筹学的应用提供了一个较好的平台,而且已经成为管理运筹学发展的潮流和趋势。

二、管理专业运筹学课程的定位与培养目标

根据高等教育发展与改革的方向和社会发展对人才的需求,基于提升本科生实践创新能力的基本认知,我们将管理专业运筹学课程定位于“以管理学、经济学、高等数学、概率统计等先导课程为基础,将运筹学理论基础、管理应用与求解方法(技术)高度融合,提高该课程对项目管理、物流和供应链管理、服务管理、运营管理、营销管理、创新创业管理等各相关专业本科生实践能力和科研创新能力培养的支撑作用,最后达到学以致用,从而真正塑造学生的科研能力和创新能力。”

为此,我们一改过去“以运筹学模型的数学理论和数学推导及证明作为课堂教学的重点,解决运筹学模型的工具都是依赖于手工计算”的理念,树立“夯实理论基础、强化实践应用、突出能力、注重效果”的教学理念,将管理专业运筹学课程的教学目标不仅仅局限于使学生掌握现代科学决策的基本思想、理论和方法,更重要的是能够熟练应用现代科学决策理论和方法以及计算机技术去分析和解决管理当中的实际问题,进而提升学生的实践创新能力。

三、管理专业运筹学课程体系设计

在明确课程定位与培养目标的基础上,根据运筹学学科理论发展与实践创新,对管理专业运筹学课程体系进行了优化,将整个课程的教学内容按照运用运筹学模型实现管理最优化决策的基本特点,科学安排理论教学、实验教学和案例讨论等教学内容及学时分配,在掌握运筹学模型的基础上,突出数学建模能力的训练和计算机工具的应用,重视对实际管理问题的案例分析,从而形成如图1所示的以提升本科生实践创新能力为导向的管理专业运筹学课程体系。从图1可以看出,理论教学与课堂讲授、实验教学与上机操作训练、案例讨论与科研训练、实践活动的有机融合形成了科学的运筹学教学体系,有利于充分调动学生的学习热情和积极性,培养学生的实践创新能力。

该体系包括理论教学、实验教学和实践活动三部分。理论教学就是对图1中所给出的七类25个运筹学模型的基本理论和方法进行系统的讲解。在强化基础理论的同时,通过数学建模、案例讨论和参加大学生创新创业训练计划、国际企业管理挑战赛(GMC)、全国大学生创业设计暨沙盘模拟经营大赛、全国大学生管理决策模拟大赛等各种比赛,加强对学生实践活动的指导,形成多元化的实践教学体系。随着计算机技术的迅猛发展,使用Excel电子表格工具已经成为管理运筹学的一个明显潮流,为此,我们开发并制作了基于Excel电子表格平台的运筹学求解模板和求解程序各一套。运筹学课程的实验教学就是围绕基于Excel电子表格平台的运筹学求解模板和求解程序展开的。如图2所示,运筹学实验教学内容包括三部分。首先介绍Excel的相关基础知识,为不确定型决策模型和风险型决策模型的Excel求解奠定基础。其次是Excel中的插件Solver的功能使用。该插件功能强大,可用于工程上、经济学及其他一些学科中各种问题的优化求解,包括(但不局限于)线性规划、非线性规划、线性回归、非线性回归等问题,为线性规划及其拓展模型的求解奠定基础。最后一部分内容是引导学生编制基于Excel电子表格平台的运筹学模型的求解模板。在实验教学过程中,不仅要求学生掌握应用Excel电子表格平台求解运筹学模型的基本技术,更为重要的是培养学生如何把实际管理问题概括为计算机能识别的数学模型以及如何分析和理解计算机输出的信息,并对这些信息进行灵敏度分析和优化调整,以解决实际管理问题。

四、结语

运筹学在工程管理中的应用篇2

关键词:《管理运筹学》;工商管理专业;课程改革

随着“互联网+”、物联网等技术的快速发展,大数据作为一种基础性和战略性资源,是提升民众生活品质、国家治理能力的“富矿”,以大数据为基础要素的数字经济时代已经到来,这对学科的发展提出了新的要求。为适应新时代的发展,工商管理专业必须在以往商科课程的基础上融入新技术、新方法,进行学科交叉融合,为学生提供综合性跨学科的教学[1]。运筹学自二战期间诞生,随着科学技术的发展,现已成为一门集理论与实验、既严密又富启发性的学科,既可把它当作应用数学的一个分支来研究,又可将其应用于几乎所有的科技领域,特别是在生产计划、运输问题、人事管理、库存管理、市场营销、财务和会计、设备维修、更新和可靠性分析、项目的选择与评价、工程优化设计等工商管理中有广泛的应用[2]。结合管理学和运筹学理论,《管理运筹学》作为工商管理专业的一门跨学科课程,不仅能为学生提供解决科技问题的工具,在未来的管理决策中提供科学支持,培养学生定量管理的意识,而且还能培养学生理性思维,提高学生写作能力、创新能力和协作能力等[3-4]。为此,充分考虑时展的要求,结合工商管理专业的学生特点,《管理运筹学》的课程改革势在必行。

1工商管理专业《管理运筹学》现状分析

1.1工商管理专业《管理运筹学》课程现状

本校《管理运筹学》为工商管理专业学生的专业必修课,先修课程为微积分、线性代数、管理学。该课程在大二下学期开设,共计48个学时,其中理论课程30个学时,实验课程18个学时。目前,在工商管理专业所开设的主修课程中,《管理运筹学》是少数定量化课程中的一门,也是管理的科学性在课程中的体现。但是《管理运筹学》涉及管理学、数学、计算机、运筹学等多学科交叉,在构建模型时需要有一定的多学科交叉背景。此外,《管理运筹学》理论中有大量的数学符号与公式、繁琐的求解过程步骤,学生需要花费大量时间才能较好地掌握求解方法和技巧。正因此,《管理运筹学》课程的教学在工商管理专业存在一定的难度。《管理运筹学》的教学设计大多仍停留在以教材为依托、教学大纲为依据,以概念和原理等理论层面为教学重点,以教师的讲授为主的教学方式。通过学习,学生虽然可以在实验课上按照课堂教学内容进行建模及求解,但无法与真实的问题相结合,无法主动将真实的实际问题转化为运筹学可以解决的数学问题,遇到实际问题时难以用所学指导实践,无法达到教学的基本目标。

1.22019级工商管理专业学生关于《管理运筹学》课程调查结果分析

以本校为例,针对2019级工商管理专业的所有学生,在完成专业必修课程《管理运筹学》的学习后,通过调查分析,得到如下结论:(1)在课堂教学方面,大部分学生还是认为课程学习情况较好。大部分学生还是能认识到《管理运筹学》课程的重要性和必要性。而且在上课过程中也感受到了课程的难度较高,意识到认真听讲、多做练习和及时复习巩固的重要性。目前学习面临的最大困难就是知识点太多,学不会。(2)在上课形式方面,由于受疫情影响,该学年课程均采用网课形式,教师与学生、学生与学生均在线上沟通交流,沟通交流的机会有限,途径较少。但虽然是网课,整体逃课率较低,绝大多数学生能够按时上课。(3)在课程培养方面,学生十分关注建模的讲解,希望能从《管理运筹学》课程的学习中提高建模能力、数据分析能力和逻辑思维能力。其次,学生关注实验操作,希望提升软件操作能力。而学生最不感兴趣的是理论分析,特别是很多数学公式的推导过程。(4)对于《管理运筹学》课程的建议主要包含两个方面:首先理论讲解希望线上上课,讲得详细、生动,可以多讲例题,多做练习,巩固知识,其次关于实验课希望能融入模型实践部分,尽量先给学生演示操作。

2工商管理专业《管理运筹学》教学中存在的问题

根据上述分析,目前工商管理专业《管理运筹学》教学中存在的问题可归纳为以下四个方面。

2.1教学目标定位不符合学生现状

对于财经类院校的工商管理专业,大部分学生从入学开始学习《微积分》就对数学类的课程有一定的抵触和畏难心理,而且学生的数学基础不一致,特别是还有一些转专业的学生。而且工商管理专业学生在此之前仅有数学类课程,无其他定量课程。很多学生没有较高的数理基础,定量管理的思维模式也无法得到训练。这使得后续学生学习《管理运筹学》时,无法接受不同于其他管理类课程的教学方式,而且小部分学生无法理解运筹学理论。同时,工商管理专业学生从大一开始就学习管理学知识,对管理学有较为深入的认识和理解,而且思维比较活跃,具有较强的实践分析能力。但实际中《管理运筹学》的教学还是以理论讲解为主,实践分析为辅,与学生需求不一致。

2.2教学方法单一

目前,《管理运筹学》的教学主要采用理论学习与实践学习两方面相结合。理论学习主要采用教师课堂上讲授的方式,通常以填鸭式教学为主,学生只需要单方面听讲,缺少主动思考分析的过程,学习过程较为枯燥,而且涉及的知识点众多,很难吸引学生的注意力。教学方法较为单一,无法锻炼学生解决实际问题的能力。实践学习主要为上机操作,要求学生根据每次的实验要求自主进行操作,完成相应的实验并提交实验报告。这个过程中很难发现学生的薄弱点,无法保障实验课时间的充分利用,长此以往学生的热情度也会下降。经过疫情期间线上教学的实施,更应该对新的教学模式进行尝试和探索。

2.3教学内容落后

目前,《管理运筹学》的教学内容在理论方面主要侧重于概念的介绍、定理的推导等理论知识,对案例建模与分析的过程内容较少,而且通常仅只考虑课本中相对陈旧的知识,没有拓展运筹学的最新研究,无法适应现代科技发展的需要。而且,现有实践教学中的案例大部分已经用了十几年没有变化,而且只是为了单纯反映相对应的知识点,过于简单抽象,更侧重于运筹学的理论实践,与实际问题差距较大,忽略了其在工商管理专业中的应用性,无法跟随当今互联网时代的要求,也无法引起学生的兴趣。

2.4考核方式单一

目前,课程主要采用平时考核和期末考核两种形式,平时考核占总成绩的40%,期末考核占总成绩的60%。平时考核包含点到、课堂回答问题和实验报告,期末考核为论文考核,要求以“管理运筹学在企业管理中的应用”为主题撰写结课论文。考核相对单一。而且无法完全衡量学生对《管理运筹学》课程知识点的掌握情况。很多学生只是应付考试,只是为了完成论文仿照课本习题编写案例,没有将所学知识真正应用于解决实际问题。

3工商管理专业《管理运筹学》课程改革

科技的快速发展和数字经济时代的到来,对《管理运筹学》课程也提出了更高的要求。基于目前教学情况,工商管理专业《管理运筹学》课程要从以下几个方面进行改革。

3.1重视课前自学

为了保证学生能及时掌握《管理运筹学》知识,让学生课前预习相关知识。疫情期间已经完成的线上课程既可以作为学生课前学习的资源,同时要求学生完成相应的习题,并设置分析题以供课堂讨论,增加学生学习的自觉性和主动性。同时,通过学生习题完成的情况和课堂讨论分析题的情况,可以调查学生自学的情况,摸清课程的难点,及时有针对性地为学生解答。

3.2充分重视实践教学

不同于统计学、信息管理与信息系统、管理科学等专业,工商管理专业所开设的《管理运筹学》课程以管理为背景,在理论课程学习的基础上要重视实践教学,强调实践教学对于课程学习的重要性,从教学内容、教学方法和考核方法的设计上均应体现实践教学的重要性。

3.3丰富教学内容

及时更新理论教学内容。《管理运筹学》授课教师组成教学团队,定期就运筹学最新理论、方法或案例等内容组织研讨,并对授课内容进行及时更新,使得授课内容能够跟得上时展的要求。另外,鼓励授课教师定期与其他教学团队交流,与校外教师交流,探索《管理运筹学》在工商管理专业更广泛的应用。充实实践教学内容。一方面,教师要在所进行的项目中找寻合适的问题,尽量挖掘综合性问题,不断改进重新案例库,提高学生的综合实践能力;另一方面,也可以邀请企业高管来为学生上课,将实际管理中所遇到的问题最直观地呈现给学生,在充实案例库的同时,给学生带来切身的体会。

3.4充实教学方法

在一些理论课上采用翻转课堂[5]的方式,使得学生作为课堂的讲授者,变被动为主动,提高学生的参与度。另外增加小组合作项目,以小组形式完成某实际企业管理中的案例,并进行小组汇总。紧跟时展潮流,关注企业管理热点问题,让学生体会到《管理运筹学》课程在工商管理专业的必要性,培养对所学知识的运用能力,收获更强的成就感。另外,完善专业实习管理体系,将实践教学与专业实习相结合,提高学生对现代企业管理特别是定量管理的认识,掌握科学的立场、观点来观察、分析并解决实际问题的能力,提高课程的认可度[6]。

3.5优化考核方法

优化考核方法,在原有基础上加上案例展示,采用平时考核、案例展示和期末考核的多样化综合形式对学生进行考核。案例展示需要学生在课堂上分析实际管理问题,从发现管理问题、管理问题的数学化表述、建模过程、仿真求解到结果分析,在这个过程中,锻炼学生发现问题和解决问题的能力。

4结语

本文结合自身实践经验,并以《管理运筹学》上课真实情况为例,研究了工商管理专业《管理运筹学》的教学问题。通过分析,可以得到以下结论:(1)重视实践教学,优化教学内容、教学方法和考核方法;(2)通过教师研究项目和与企业合作,充实案例库,给学生带来切身的应用体会;(3)增加小组合作和翻转课堂等方式,提高学生的参与度;(4)用平时考核、案例展示和期末考核等多样化的综合形式对学生进行考核。

参考文献

[1]吴志兴.地方本科高校工商管理专业应用型人才培养综合改革思路与措施[J].教书育人(高教论坛),2020(15):32-33.

[2]胡运权.运筹学基础及应用[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1998.

[3]孙嘉轶,魏玲,姚锋敏.“互联网+”背景和卓越人才培养模式下管理运筹学课程教学改革探析[J].黑龙江教师发展学院学报,2020,39(8):46-48.

[4]李征仁,张晓航,刘娜.基于管理学视角的运筹学课程教学改革研究[J].教育现代化,2020,7(9):38-40.

[5]胡斌,狄鹏.翻转课堂在运筹学课程教学中的应用[J].教育教学论坛,2020(29):139-140.

运筹学在工程管理中的应用篇3

工程管理专业具有工程与管理复合的特点,注重理论与实践的结合,致力于培养实践能力强的技能性、应用型人才,强调教学内容理论与实践相结合,提出多种教学手段,着重提高学生发现与解决问题的能力。一方面,运筹学作为工程管理专业的专业基础必修课,必须有效支持工程管理专业的培养目标。另一方面,运筹学的系统方法有助于培养工程管理专业人才的整体思维能力。运筹学以系统的整体观念为核心,通过多学科的综合,有助于培养和提高管理人员解决实际问题的能力。

二、教学中存在的问题

运筹学的理论与方法不同于高等数学、线性代数等基础数学课程,它不是简单的数学计算,而是综合应用数学、经济学、管理学、物理学、化学等多学科的理论与方法,运用系统思想解决实际问题。

(一)教学目的不明确

工程管理专业的人才培养目标是符合行业、企业标准的应用型人才,课程体系建设标准是建设内容具有针对性、应用性突出的优质课程。而目前运筹学的教学仍然存在重视理论教学、忽略应用研究的现象,最终导致教学中注重公式和算法的讲解,很少将实际案例引入课堂教学,课堂教学亦如此,使得学生只会按已有题型计算,不善于探究所学知识在实际问题中的应用。

(二)教学内容安排不够合理

本校工程管理专业运筹学是拥有较多分支及方法的专业基础课程,也是工程管理专业考研的专业课。目前,计划仅有32学时,对于运筹学的学习要求是不够的,需要有效安排教学内容,突出重点,精选例题,并适当增加理论学时及实验学时。

(三)教学方法不够灵活

运筹学的教学方法仍停留在传统的以讲授为主,教学手段不够灵活,教学方式单一、互动性差,学生仅仅学到书本的理论与例题,没有延伸性的知识。

(四)实践教学环节不足

本校工程管理专业仍采用理论教学,缺乏实践环节,学生仅掌握建模方法进行手工计算,并未进行计算机实践练习,不能利用软件求解模型,降低了课程应用的操作能力。线性规划中单纯形法和运输问题仅能解决变量较少的情况,变量较多的情况必须借助计算机软件求解。

(五)缺乏适用的教材

教材理论性、逻辑性较强,重点介绍相关理论与模型,缺乏实际案例的介绍与讨论,也没有相关软件的方法,且对学生的数学基础要求较高,许多同学看到教材中复杂的公式及推理就已开始畏难,后续学习信心缺失。

(六)成绩考核不科学

考查仍采用笔试,缺乏对综合能力的考核,仅能考查学生对基本理论与方法的掌握水平,不能评定学生对运筹学方法的掌握水平。

三、教学改革建议

(一)明确教学目的

通过学习使学生掌握系统分析方法,树立整体观念,解决工程管理实践中遇到的优化决策问题。运筹学教学应结合人才培养目标和课程体系建设的要求,重视运筹学思想的应用及实例教学,使学生掌握解决实际问题的能力。

(二)合理安排教学内容

根据工程管理专业的培养方案及课程体系,合理安排教学内容。工程管理专业注重培养技能型、应用型专业人才,除了讲授运筹学的基础教学内容,更应侧重于理论知识在工程实践中的应用研究,在教学中应增加与专业发展相关的前沿知识的介绍,拓宽知识面,提高学生的科研创新能力。

(三)改进教学方法

1.加强案例教学。

介绍管理科学中的大量成熟的运筹学应用案例,鼓励学生参与课堂讨论,提高学生兴趣,对成功案例进行分析,总结成功经验。提出实际管理案例,引导学生采用运筹学的理论与方法解决,培养学生的系统思维能力。如线性规划方法可应用在钢筋下料、土石方调运等方面;博弈论可应用在工程招投标、工程质量管理、工程风险管理、工程监理等方面。

2.简化理论推导。

对于教材中较长篇幅论证的理论,讲解时要进行归纳,侧重理论的应用性,避免过分强调公式推导过程,而应侧重于模型的建立和应用。如第一堂课通过讲述古代文献中体现运筹学思想的案例,引起学生学习运筹学的兴趣;通过运筹学思想的应用实例,使学生认识到课程的重要性。运筹学课程内容多,逻辑性强,教师一定要深入浅出,注重条理,突出重点。再如,讲解单纯形法中松弛变量、剩余变量、人工变量的区别时,应注意结合三种变量的经济含义,让学生在理解的基础上区分三种变量的含义与作用。在讲解单纯形法四种解的判别中要注意归纳总结,将单纯形法的原理与解的判别结合起来,有助于学生理解和掌握解的判别标志。

3.多媒体教学。

合理运用多媒体教学,可有效减少理论推理和公式推导时间,重点突出运筹学的应用。课件中要突出案例等实际问题的主体地位,弱化理论论证、公式推导、数学计算等,着重阐述解决问题的思路与方法,提高教学效果。

4.进行辅导答疑。

对章节重难点及易混易错点当面答疑,及时了解学生对重难点的掌握情况,并针对大部分学生的疑惑和作业中的典型错误等进行系统讲解,弥补学生的知识薄弱点。

5.启发式教学。

教学过程中提出实际问题,让学生自行思考、分析解题思路,亲自动手建立相应模型,运用计算机软件等手段求解,对涉及到的问题展开讨论。如模型建立的假设、问题目标的理解、目标条件的分析、模型的建立、求解的步骤及方法、结果的讨论等,教师适当引导,必要时给予解释说明,让学生掌握解决问题的整体思路,最后可让学生以课题报告的形式做出系统全面的分析。

(四)加强实践环节

开展教学实验课程,选择较成熟的教学软件如LINDO,LINGO,WINQSB,EXCEL,鼓励学生运用软件编程解决问题,利用计算机代替手工计算,提高动手能力。鼓励学生参加全国大学生建模大赛,实现理论学习与解决问题相结合,提高对知识的运用能力。

(五)加强适用教材建设

工程管理专业优势特色专业建设目标中提出建立并创新“素质优良、能力一流”的理论与实践一体化的课程体系。编写适合工程管理特色专业的运筹学教材,要重点强调相关理论方法与工程管理和实际生活的结合,增加案例分析;突出运筹学分析和解决问题的思路与方法,理清问题的解决思路,量化相关数据,建立数学模型,运用软件求解,侧重方法的应用与结果分析。

(六)推行科学的考核方式

在考核方式上,将传统考查课本知识点的笔试形式改为课堂分组讨论、软件应用、案例作业、课程设计等综合考查方式,突出工程管理专业的运筹学教学目的。考核内容应围绕工程管理专业方面的知识重点展开,结合工程管理实际问题进行专题研究。

四、结语

运筹学在工程管理中的应用篇4

关键词: 运筹学 经济管理类专业 改革措施

一、运筹学是经济管理类专业的专业基础必修课

运筹学是经济管理类专业的专业基础必修课,主要是学习与管理类专业课程有密切关系的各种优化方法。学生应通过该课程的学习,熟练掌握运筹学的基本理论及解题技巧,灵活运用运筹学的思想、原理、方法去分析和解决管理工作中大量存在的最优化问题,为进一步学习专业课及从事管理、科研工作奠定基础。

经济管理类运筹学研究的主要领域是管理决策问题,基本手段是建立数学模型,通过定量模型求解,结合定性分析找到管理问题的决策方案。因此经济管理类运筹学课程的教学目标应该着重在运筹学基本概念的理解、基本原理的掌握及基本方法的应用上。具体地说教学目标就是熟练掌握运筹学的基本理论、原理及计算技能;能把在经济管理中遇到的一些实际问题抽象为运筹学模型,运用运筹学方法予以优化;能利用计算机对大型管理决策模型进行优化。

二、教学中存在的问题

1.教学目标不明确。

开设每门课程都有它的目的。那么,经济管理类运筹学课程的教学目的应该是什么呢?是运筹学的数学理论,还是运筹学的应用?目前,经济管理类运筹学课程的教学中存在重理论轻应用的倾向,使得学生只会算题,而不善于解决面临的大量实际问题。

运筹学的教学实践中,受传统教学观念的影响,无论教材和课堂教学都是通过少量例子引入数学模型,突出数学模型的求解,计算量庞大。这种教学方法不能开阔学生的眼界,学生也没有太大兴趣,模糊了学科的教学目的。例如运筹学中最基本的线性规划中的单纯型算法,计算量非常大,如果重点讲授计算过程,使学生非常疲惫,也丧失了对运筹学的兴趣。

2.教学方法侧重计算。

目前许多管理类专业运筹学的教学方法仍然停留在传统的粉笔加黑板板书的模式上。教学内容过于注重定义的解释、定理的推导、手工演算的教学上,将运筹学上成了一门数学课。而缺乏运筹学的应用及分析问题、解决问题方法的讲授,更没有实践性环节,教师使尽浑身解数,学生终于把数学模型和相关的求解方法理解了,然而却把它原本所代表的管理问题和经济含义忽略了。学生对运筹学的基本理论、模型及其求解方法都有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却又显得茫然无措、无从下手,甚至许多学生在学了运筹学之后,却感觉不到运筹学的实际应用价值。

3.考核方式比较单一。

运筹学是管理类专业学生的一门学科基础课程,考核方式一般采用试卷考试的形式衡量学生学习效果。考核是教学工作中的一个重要环节,是检验学生学习情况、评价教学质量的一个重要手段,也是引导学生如何学习的重要方式。单一的闭卷考试,教师按照固定模式和题型出卷,考核的重点也就是学生对概念的理解和计算能力。这种考核方式,极大限制了学生的创造性,只能反映学生对理论知识的掌握情况和解题技能水平,难以体现学生解决实际问题的能力。

单一的考核方式往往导致学生善于解题,而拙于解决实际问题,习惯于仅仅进行理论学习和算法求解,怠于对实际问题的思考和分析,缺乏进行实践的积极性,不利于学生解决实际问题能力的培养和提高。

三、运筹学教学改革的几点措施

1.注重案例教学方法,理解运筹学的原理和应用背景。

传统的运筹学课程教学方法大多先介绍有关理论,然后举例说明理论的运用情况。这种方法难以调动学生的学习趣,也就难以取得较好的理论学习效果,而管理类本科生应从应用操作层面,强调初步解决问题的能力。教师可以事先选定好贯穿某个知识模块全过程的大型案例,然后详细介绍案例背景,使学生如身临其境般发现案例中存在的问题,并进行分析探讨。为了找到解决方法,再进一步引入相关运筹理论,随着案例的分析深入,运筹理论也逐步加深。

这种方法让学生由被动接受变成了主动学习,可以有效提高学生的学习兴趣,提升学生分析问题和解决问题的能力。另外,模型来源于实际问题,模型分析的结果也应该应用于管理实践。案例教学中应尤其注意对计算结果的解释,让定量分析的结果指导管理实践。

本科生缺乏实际操作能力,与MBA等有经验人士的案例开设不同,应选择本科学生易于理解的生活问题或易于感受的管理问题作为案例进行教学。另外,案例虽然是实际问题的抽象,但不易简化过头,丢失原有的应用背景。

2.多媒体课件与传统板书相结合。

运筹学课程例题长、内容多、理论多、方法多、步骤多,非常适合多媒体教学。但全部使用多媒体教学,频繁的幻灯片切换让学生应接不暇,没有时间消化和思考。因此,可以采用多媒体课件与传统板书相结合的方式,将教材上的例题和有针对性的收集的课外习题制作成多媒体课件。辅以适当的板书及提问,以活跃学生的思维,缓解学生的疲劳。这样,既节省了大量板书、理论推理及解题技巧的讲授时间,节约了大量重复过程的书写,又以层层递进的原则将解题思路一步一步展开,使问题化繁为简,极大地提高了课堂效率。

3.充分运用计算机软件,突出模型的分析评价方法。

实际问题的不确定性和复杂性往往导致数学模型非常复杂,手工计算根本无法求解。这就需要借助一些计算机辅助软件来实现。因此,有必要在课堂上引入MATLAB和LINGO软件,开展计算机辅助教学。这样不仅可以做到理论与实践相结合,而且可以培养学生的动手能力,极大地提高学生的积极性,更可以节省教师和学生在解题技巧锻炼和作业上耗费的大量时间和精力,将一堂原本枯燥的数学课变得生动有趣。

运筹学模型解的分析评价,对深化问题的认识、完善模型有重要意义。比如,过去对模型的参数进行灵敏度分析,都要经过很繁琐的数学分析。因此,培养学生运用计算机软件对模型进行分析评价是运筹学教学发展的一个重要取向。

4.考核方式多样化。

运筹学是经济管理专业学生的专业基础课,它的作用在于让学生将这门课程运用到专业知识中去,解决实际问题。那么,实际案例的分析能力就应该作为考核重点。同样,要解决实际问题,除了建立模型之外,还少不了计算机辅助工具的使用,上机实验就应该作为一个考核项目。综上所述,可以将平时作业、理论知识考核、案例考核和上机实验相结合的考核方式作为运筹学的最终考核方式。

运筹学教学的科学发展,要以学生为本。要全面协调,统筹兼顾,重点突出模型建立、模型分析评价、模型应用等方面,以有利于学生形成可持续发展的能力。

参考文献:

[1]程理民,吴江,张玉林.运筹学模型与方法教程[M].清华大学出版社,2001.

[2]宁宣熙.运筹学实用教程(第二版)[M].科学出版社,2007.

运筹学在工程管理中的应用篇5

【论文摘 要】本文浅谈了运筹学的内容和特点,并对其教学内容和讲授方式的改进进行了探讨。 

 

运筹学是一门应用性很强的边缘学科,其主要研究对象是管理问题,研究的基本工具是数学。运筹学也被称为管理科学。 

运筹学起源于20世纪30年代,通常认为运筹学的应用是第二次世界大战早期从军事部门开始的。运筹学发展至今已形成了较完整的学科体系,并在社会经济各个方面都有着广泛的应用。例如军事、能源、生态与环境、运输、城市规划、教育、工业、农业、商业等各个系统都用到运筹学的各种方法进行规划管理。近年来,由于计算机快速发展,运筹学能够解决规模更大、更复杂的问题。随着运筹学的广泛应用,运筹学的各种理论、方法不断地丰富,并形成了运筹学的许多分支。 

本文根据以上运筹学的应用性和发展趋势,简单介绍了运筹学的内容和特点,并重点探讨了运筹学教学内容和讲授方式的改革问题。 

一、运筹学的内容和特点 

1.运筹学的内容 

一般来说,运筹学可分为规划理论、决策理论、随机理论。其中规划理论包括线性规划、非线性规划、目标规划、动态规划等,主要解决资源的优化利用和配置、最佳路线的确定、非线性系统的优化等问题。决策理论包括对策论、决策论、图与网络、网路计划技术等,主要解决管理领域的各种复杂的决策问题。随机理论包括的领域更加广泛,如排队论、存储论、仿真技术、为序更新理论、可靠性和质量管理等分支,它主要解决随机系统、模糊系统以及不确定系统的复杂问题。由此可见,运筹学是具有许多分支、方法和应用广泛的一门学科。 

2.运筹学的特点 

(1)运筹学是基于数学的一门学科。运筹学实际上是用数学方法研究在一定的约束条件下,具有某些目标的优化问题。如经济、管理和国防等部门在内外环境的约束条件下合理分配人力、物力、财力等资源问题。它是充分利用数学工具,将实际系统的复杂问题尽量做到定量化,实现决策的科学化。 

(2)运筹学的发展与实际应用息息相关。运筹学的产生起源于军事问题,后来逐渐形成自己的理论体系,同时被应用到社会、经济、工业、农业等各个领域。 

(3)运筹学是一门边缘学科。运筹学在发展过程中,吸收了很多其他学科的成果,如系统工程、管理科学、计算机技术等学科的思想、方法和技术,不断丰富了自己的内容,形成了较完善的边缘学科体系,与很多学科的关系变得越来越紧密。 

(4)运筹学的领域越来越大。近20年来,随着计算机的发展,出现了许多运筹学的新分支及新算法,例如规划论中的随机规划和模糊规划及线性规划的一些新算法,决策支持系统及专家系统、mrp理论、模拟技术、遗传算法等。运筹学正在加快扩展自己的应用领域。 

(5)运筹学的发展促进了很多相关学科的发展。从前,运筹学的应用领域一般局限在军事、工业、农业等有限的部门,但目前逐渐扩展到社会、文化、服务等领域,如生态与环境、城市规划、服务行业、教育部门等各个系统都利用运筹学的各种方法进行定量的规划,这些部门不断的吸收运筹学的思想和方法,把定性和定量相结合,实现现代化和科学化。 

二、运筹学教学的改革 

1.运筹学教学改革的必要性 

由于运筹学具有上述的内容和特点,国内外大学的很多院系将运筹学作为必修课,运筹学已成为大学管理类的核心课程和其他课程的基础。但我国各大专院校所开设的运筹学课程,其内容庞杂,授课方法陈旧,很难适应快速发展的学科建设和应用需要。因此,必须对大学运筹学的教学内容和教学方法进行改革。 

(1)因为运筹学发展迅速,分支内容越来越多,新理论和算法层出不穷,所以必须对讲授内容进行一定的取舍。取舍的标准应放在有利于学生的思维方式、分析和应用能力的培养和提高,以及对解决实际问题有指导意义,在后续课程使用较多的内容上,即在实际应用中,以比较常用为标准。 

(2)因为运筹学的各种应用范围不断扩大,必须对运筹学的内容进行调整和改革。 

(3)随着计算机技术等高新技术的发展,教学手段也越来越先进和丰富,特别是像运筹学这样的理论推导繁琐、各种算法的计算过程复杂,更应该使用先进的教学手段和方法来提高授课的效率,即应该对现行的教学方法进行改革。

2.运筹学的改革内容 

(1)根据运筹学应用情况的统计调查,对运筹学分支的调整和取舍。不同的年代,运筹学的应用情况也不同。20世纪六、七十年代是运筹学开始普及和迅速发展的时期,这个时期运筹学应用情况的排序是数学规划、排队论、决策论、存储论、网络计划技术、可靠性理论等。我国现行的大部分教材基本上按以上的排序形成体系,并安排内容。例如使用较广泛的运筹学教材《运筹学》(清华大学出版社)、《运筹学教程》(清华大学出版社)的主要内容都是包括线性规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术、排队论、存储论、对策论、决策分析等章节。但是,20世纪80年代以后,特别是90年代这些排序已发生了很大变化。据统计,90年代运筹学的应用排序为数学规划、统计方法、模拟技术、排队论、决策分析、随机过程、网络分析、建模技术等,而且目前人工智能和专家系统得到越来越广泛的应用。因此,在教学过程中,为了紧跟时展及解决实际问题的需要,对运筹学分支进行及时的调整和取舍。如减少排队论的理论课时,增加统计方法和模拟技术的课程时数,确保让学生及时了解现代运筹学的应用情况和发展趋势。 

(2)根据运筹学的应用需要,对运筹学每个分支的讲授内容进行调整。线性规划是运筹学的一个重要分支,也是应用最广泛的一个分支。但具体讲授时,在线性规划的众多内容中,将侧重点放在哪里是一个重要的问题。因此,在讲授中,在保持线性规划体系的基础上,应强调影子价格和灵敏度分析的内容。因为影子价格在经济分析中具有重要意义,应讲清影子价格的概念及其在经济分析中的应用。在实际的线性规划模型中,其系数经常会随着条件的改变而变动,这些系数变动对最优解和决策影响较大,灵敏度分析及参数线性规划就是解决此类问题的方法。但在现行运筹学教材和大纲中,对这些内容强调的不够,而且很多教师讲课时都忽略这部分内容,这是不可取的。 

(3)根据专业的特点,强调运筹学的应用。管理专业的主要任务是应用运筹学等各种理论和方法来解决复杂的管理问题。因此,在运筹学的讲授中应特别强调运筹学的应用。如实际问题的线性规划模型建立、整数规划和目标规划及运输问题的应用。随机规划和模拟技术的引入和介绍都是为了强调让学生重视理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力。 

(4)注重定性和定量方法相结合。由于许多系统涉及到技术、经济、心理、偏好等综合因素,解决这类问题光靠定量方法是不够的。应该将运筹学等常用的定量方法和非数学方法(定性)相结合,才能够很好的解决实际问题。层次分析法就是一种定性和定量相结合的一种决策方法。这些看起来简单和粗糙的方法,对解决一些结构不十分明确、复杂的问题来说确实是一种可行和有效的方法。对于这些新思想和新方法,在运筹学教学中应给以足够的重视。在教学过程中将这些定性方法介绍给学生,以便拓宽学生的应用知识范围。 

(5)强调计算机模拟技术在运筹学中的作用。近年来运筹学的应用已扩展到大规模复杂系统问题的领域,如大型能源规划、生态与环境规划、区域经济规划等很多领域。对于这类复杂系统建立严格的数学模型、求解都比较困难。用计算机模拟来解决这些问题是一种非常有效的方法。运用计算机对系统进行模拟,容易得到多种可行方案和相应的系统性能指标,为决策服务。尽管模拟不是一种很精确的技术,其提供的仅仅是一个统计估计,而不是一个精确解,但计算机模拟耗费时间短,费用较低,对那些无法用解析方法解决的问题可以得到解决。因此,强调和注重计算机模拟技术在运筹学中的应用非常重要。 

3.运筹学教学方面的改革 

(1)保持教学严格性的同时,重点解决学生的理解和应用。数学的严格性众所周知,运筹学的理论也是如此。但如果片面地追求严格性,对于管理专业的学生来说接受困难,可能产生负面影响。因此,在具体讲课时,对于重要的定理采取严格的讲授,对于次要的定理尽量避免繁琐的推导,而强调这些定理的内容理解和实际应用。如在线性规划中,单纯形法是一种有效的算法,单纯形法原理及对偶理论需要讲清讲透应该让学生掌握,因为它是灵敏度分析的基础。而对灵敏度分析、整数规划等内容强调其基本思想和应用,减少不必要的数学推导,可得到事半功倍的效果。 

(2)通过案例的分析和讨论,提高学生的理解程度和分析能力。运筹学是一门应用性很强的学科,它具有较丰富的实际案例。如果将这些实例和教学相结合定能得到良好的效果。如动态规划是研究多阶段决策过程最优化的一种方法,许多实际问题都可以化为一个多阶段决策过程,所以在解决一些实际问题时,动态规划经常被使用。但在教学过程中发现,学生普遍感到建立动态规划模型比较困难,因为对于一个实际问题,如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程没有一般方法。为了解决这个问题,可以精选典型案例,多组织案例分析课,通过这些案例,学生可以正确掌握如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程。 

案例分析是国外先进国家经常采用的教学方法,有很好的教学效果。我国的教材体系也重视教学案例的组织和完善。 

(3)在教学中,强化计算机的应用。运筹学的大部分问题算法复杂、计算量大,靠人工计算非常困难,而计算机具有计算速度快、准确等优点,它是解决运筹学问题的重要工具。目前已有很多解决运筹学问题的计算机软件。因此,将运筹学的问题变成计算机模型,具有重要意义。在教学中,要把实际问题转化成运筹学模型作为重点,增加讲授使用计算机软件的课时,以便使学生尽快用计算机进行求解。 

参考文献 

1 吴育华、何雁群.运筹学在工业工程中的应用[j].工业工程,1999(4) 

2 《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)[m].北京:清华大学出版社,2005 

3 胡运权.运筹学教程[m].北京:清华大学出版社,1998 

运筹学在工程管理中的应用篇6

关键词:管理类专业;运筹学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)01-0294-02

运筹学是运用科学的(如分析、试验、量化)的方法,解决政府、国防等部门以及工业、商业等经济领域中的管理问题,帮助管理者进行科学决策的最优化理论。自20世纪50年代以来,运筹学被广泛应用于工程、管理、科研以及国民经济等领域,取得了巨大的经济与社会效益 [1]。随着计算机等信息技术的快速发展,运筹学在管理领域的应用也日益增多,如生产计划、库存管理、运输问题、人力资源管理、市场营销、设备更新、网络优化布局等。运筹学是工商管理、信息管理、物流管理等管理类专业的专业基础课,通过该课程的掌握使学生能够用科学的方法解决未来工作中的管理决策问题,因此,掌握运筹学可以看做是管理类专业学生的工作技能之一。

然而,在笔者近几年的教学过程中发现管理类专业学生对运筹学的学习兴趣较低,甚至出现旷课、抄袭作业等厌学现象。学生对《运筹学》课程的掌握程度较低,远低于《管理学》、《人力资源管理》等专业基础课。为了提高学生学习的兴趣、认识到运筹学在经济管理决策中的重要作用,因此对管理类专业的运筹学教学进行改革是非常必要的。

一、学生厌学原因分析

1.学习动机弱。随着年龄的增长,学生学习的主观意识日益增加,即有目的、有选择性地学习成为大学生学习的主要特点。特别是大学生未来均要面对职业的选择,因此,对于大多数大学生来说,大学中的学习是以积累工作技能为目标的,大学生的职业化学习动机愈来愈明显。然而,在大多数大学生看来,《运筹学》只是运用抽象的理论方法来探讨经济管理决策问题,在实际工作中很少用到,即使能够用到也可以用现成的软件来分析与解决。所以,很多学生对《运筹学》的学习动机不强。

2.学习《运筹学》课程有一定的难度。《运筹学》是用数学的方法来分析经济管理活动中的决策问题,通常要用到大量的数学工具,如线性代数、高等数学等内容。特别是线性规划与非线性规划等内容,如果要完全掌握单纯形法与迭代算法,需要运用线性代数与泰勒级数展开等数学工具进行推导,因此,掌握运筹学的算法与原理非常抽象、枯燥。

3.教学中未能因材施教。由于管理类专业学生的数学基础相对较差,通常对线性代数、微积分等课程掌握不深,因此,在教学过程中讲授抽象的算法与原理推导,很容易使学生产生厌学情绪。同时,运筹学是包含很多分支的一门综合性学科,如线性规划、非线性规划、多目标规划、动态规划、图与网络、对策论、决策论、存贮论、排队论等,每个分支均有不同的问题与模型,需要不同的算法来求解。由于每个分支算法之间的联系不强,如果在教学过程中如果特别强调每个分支的算法,就容易使学生把不同的算法搞混,进而丧失学习的兴趣。

二、优化教学内容

为了激发学生学习的兴趣,在教学工作中需要改进教学内容与思想,突出运筹学的应用性,培养学生运用运筹学解决实际问题的能力。结合管理类专业学生注重知识的实用性、追求理论方法与实践相结合的特点,笔者在教学过程中对运筹学的教学内容进行了改进:

1.选择适合管理类专业的运筹学教材。不同专业对课程的侧重点不同,则教材的侧重点也不尽相同。由于《管理运筹学》中通常将运筹学中的各种定理、推论的证明忽略,重点突出企业管理活动中遇到的问题,并着重阐述这些管理问题的解决方法。因此,选择《管理运筹学》、《运筹学―数据、模型与方法》等作为管理类专业的教材,可以摒弃一些枯燥、抽象的理论,可以让学生更好地理解并掌握运用运筹学解决实际问题的方法,更好地调动学生学习的积极性。

2.教学内容应以管理问题为导向,强调理论与实际管理问题相结合。运筹学的基本思想遵循提出问题、分析问题、解决问题的过程,但与其他学科的不同之外在于,运筹学在提出问题与分析问题过程中通常就是将问题抽象成变量、目标与约束条件并最后形成模型的过程。虽然,不同的经济管理决策问题需要不同的模型来分析与求解,但这一核心方法并没有改变。因此,在教学内容选择上应该以管理问题为导向,突出发现问题与分析问题的方法,弱化问题的求解。例如,通过钢架、塑钢门窗等生产企业的下料问题引出线性规划模型,着重分析建模的思路,包括列出所有可能的裁剪方案、确定决策变量、明确决策目标、制约目标实现的资源约束等。最后,应该将这类线性规划模型进行扩展即从“线裁”到“面裁”(如服装加工、家具生产等企业的合理下料问题)与“体裁”(如齿轮加工企业的合理下料问题),这样才能使学生做到举一反三、触类旁通,真正掌握线性规划建模的方法,并能应用于企业生产实践之中。

三、多样化教学与考核方法

1.通过课堂讲授、小组讨论与上机实验的方式,加强启发式教学。启发式教学法是一种现代教学指导思想,主张学生是学习的主体,而老师的主要任务在于引导学生发现问题、分析问题与解决问题,在教学过程中学生始终是主动的、积极的、能动的,并强调知识的理解、运用、发挥与创造 [2]。为了贯彻启发式教学,变学生被动学习为主动学习,在教学实践中采用了如下的教学手段:(1)运用案例引导教学内容。在运筹学每一个分支的教授过程中,都运用管理活动的经典案例进行引导,如线性规划中美国航空公司的收益管理模型、动态规划中的背包模型、对策论中的田忌赛马模型等。通过引入案例分析,可以让学生从自我理解的角度对案例所反映的这类问题进行归纳、整理,培养学生有效的思维方式、突出了学生的个性化学习,而且学生在教学中的参与积极性也较高。因此,案例引导教学不仅可以激发学生学习的兴趣,而且可以调动学生的主观能动性,获得较好的教学效果。(2)建立学习小组,强化学习效果。将班上的学生按照自由组合的原则分成5~7人的学习小组,在每一个分支讲授结束,均结合实际经济管理问题布置设计性课题,让学习小组自行分析与讨论,建立所设计问题的数学模型、进行求解并对结果进行分析,最后由小组对其解决问题的思路、方法与结论在班上进行汇报并向教师提交管理建议报告。通过这种形式,不仅可以培养学生运用理论知识与方法解决实际问题的能力,而且培养了学生的沟通能力与团队合作精神。(3)游戏教学法与上机实验相结合的实践教学。运筹学是实践性很强的课程,为了能够让学习做到学以致用,上机实验是必不可少的环节。在每一分支讲解结束会给学生布置大型上机作业,要求学生结合每一分支所学的建模思路,利用Lingo软件平台对大型上机作业的建模进行编程、求解,并能够对模型结果进行分析与解释,最终形成实验报告。这种方式不仅能够加深学生对每一分支建模方法的理解,而且可以掌握优化软件的应用方法,为实际工作中解决优化决策问题做好准备。如果说上机实验让学生掌握了软件求解实际问题的方法,那么游戏法则进一步提高了学生学习的兴趣。“寓教于乐”是最有效率的学习方法,游戏教学法是“游戏”和“教学”两者的结合体,通过结合教学的内容,运用游戏的手段如游戏产品、开发游戏课等,从学生的兴趣出发,将所要学习的知识占转换成“游戏”,通过游戏的感性活动,引导学生在游戏中掌握知识[3]。为了能够达到满意的教学效果,在运筹学实验课程的存贮论中设计了“生产者竞赛游戏”、对策论中设计了“选举游戏”等,取得了良好的实验效果。

2.通过小组课程报告、实验分析报告与笔试相结合的考核方式,综合考察学生掌握知识的情况与应用知识的能力。运筹学教学的目的是培养学生解决实际经济管理问题的能力,而以往单一的考试考核模式并不能反映出运筹学教学的目标,结果是使学生只会套用所讲授的算法对试卷中的相关问题机械地进行手工计算。这种考核方式不仅挫伤了学生学习的积极性,而且只会让学生将学习的注意力集中于期末考试,忽视知识的应用性与实践性,无法达到融会贯通、学以致用的目的。因此,结合运筹学实践性的特点与教学目标,突出学生在实践中应用知识的能力,在教学效果考核方面进行了改革。首先,以笔试的方式考察学生对基本概念、原理、算法的理解程度与应用能力,这部分占总成绩的30%;其次,以小组课程报告的方式不仅能够考察学生应用运筹学基本理论解决较复杂实际问题的能力而且也反映了学生沟通与合作的能力,这部分占总成绩的40%;第三,以实验报告的方式考察学生掌握现代信息技术解决优化决策问题方法的水平,这部分占总成绩的30%。多元化的考核方法,可以引导学生从应试学习向提高知识应用能力的方向转变,促进素质教育。

四、结束语

经过两年的运筹学教学改革实践,不仅巩固了学生在课堂上所学习的知识,而且激发了学生学习运筹学的兴趣,转变了学生的学习方式,提高了学生运用运筹学理论知识解决经济管理问题的能力。虽然,运筹学教学改革取得了较好的教学效果,但可以看到未来运筹学的教学仍有许多需要改进的地方,如案例选择要进一步贴近学生生活、引导学生积极参与各种建模比赛培养其创新能力等。教学方法的不断完善能够使学生更容易地理解、掌握与应用知识,从而为学生未来工作能力与科研能力的提高打下良好的基础。

参考文献:

[1] 徐玖平,胡知能.中级运筹学[M].北京:科学出版社,2008:1-3.

[2] 李志猛,祝江汉,邱涤珊,徐培德.启发式教学在运筹学课程中的应用与实践[J].高等教育研究学报,2008,(4):58-60.

[3] 覃频频,钱峙元,黄大明.游戏教学法在“运筹学”课程实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2011,(11):105-107.

收稿日期:2012-10-29

运筹学在工程管理中的应用篇7

关键词:运筹学 教学方法 教学改革 教学手段

一、运筹学学科特点

运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中的人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理[1],其核心是研究优化的理论与方法。运筹学内容丰富、分支众多,已经形成了三个不同的发展领域:运筹学应用、运筹学科学和运筹学数学[2]。教育部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。运筹学课程已逐渐成为应用数学、管理科学、工程管理、系统科学、信息管理、计算机、机械制造、交通运输等专业的基础课程之一。因此运筹学课程必须既能满足理工类专业的教学需要,又能兼顾经管类等专业的要求。

运筹学具有以下几个特点[3]:(1)定量分析。运筹学使用各种数学工具和逻辑判断方法,对实际问题中提炼出来的模型进行定量分析, 为管理和决策提供定量化的决策支持。(2)最优性。所谓最优,包含两方面的含义:一是从空间上来讲,寻求整体最优;二是从时间上来讲,寻求全过程最优。(3)实用性。运筹学是一门实践性很强的学科。运筹学广泛应用于经济、管理、工程优化设计、工程优化控制、计算机和信息系统、城市规划和管理、资源综合利用, 环境治理等。(4) 多分支性。由于运筹学是面向实际问题的,因此运筹学形成了很多分支,而且还在不断的向前发展。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。(5)以计算机为工具求解问题。由于实际问题通常变量较多,运用运筹学理论手工解决实际问题时,计算工作量非常大,且常常容易出现错误, 因此应该借助于计算机工具求解。实际上,计算机技术的快速发展,为运筹学的进一步发展以及在实践中的应用都起到了促进作用。

二、教学现状分析

目前,本校的运筹学课程授课对象为理科专业(包括数学与应用数学、统计学专业)、管理学科专业(包括管理科学、工程管理、房地产经营管理、市场营销、物流管理、工商管理、金融管理专业)以及工科专业(信息管理与信息系统、金融工程专业)的本科大学生。理工科专业学生是理科生源,管理类专业中除部分专业为文科生源,其余专业又为文理生源兼有。相比而言,理科生源学生数学基础较好,文科生源的数学基础相对较差,如何做到在同一时空内,让学生们都能认识、理解、领会和掌握该门课程,并能实现理论和实践的结合,从而解决实际问题,真正达到这门课程的学习目的,需要在教学过程中做一些尝试与改革。目前,我校在运筹学课程教学过程中往往容易出现以下一些普遍存在的问题和不足:

1.学生学习的积极性不高,厌学现象较普遍。随着年龄的增长,大学生学习动机的功利性日益增强,只对他们认为有用的课程感兴趣,而对其它课程则仅仅追求达到学分要求。学习的主动参与性不够,课堂气氛不够活跃,很难主动和教师形成互动,整体学习效果一般。他们将学习重点放在对课本知识的死记硬背上,甚至连计算方法和步骤也采用死记的方法。

2.教学方法的科学性有待加强。运筹学是一门实用性课程,很多老师在授课时,采用传统的板书讲授法,教学手段不够灵活,信息量少,如讲解线性规划中的单纯形方法时,一节课画一张单纯形表,解一道迭代三次的题目时间可能就不够用了,教师只在黑板上孤立的画表格,学生在课堂上被动接受,师生互动性差,教与学信息反馈不及时,很难提高学生的兴趣和调动学生学习的积极性。

3.实验教学和案例分析重视不够。由于大部分教师是重点高校数学专业出身,在给本科生上运筹学课程时,过多注重定义的解释,定理的推导,手工演算的培训上,对应用运筹学的理论、方法分析问题、解决问题讲授不多,从而造成学生对运筹学的基本理论、模型求解方法多有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却都显得茫然无措。很少有运用运筹学解决实际问题的案例,不会用运筹学优化软件(如lingo、lindo、mathematic、matlab等)求解最基本的运筹优化问题,更难去解决实际问题。

4.课程考核方法比较单一。通常是以学生平时作业加期末考试成绩作为考核学生学习运筹学课程效果的考核方式,导致学生只会套用书上算法,机械的进行手工计算,忽视了运筹学课程培养学生解决实际问题的能力的目的,偏离了运筹学的本质。

三、教学改革建议

1.分专业教学,体现专业特色。不同的专业,需要不同的运筹学知识,应根据专业培养目标和专业特点明确教学目的,分类设置教学内容,科学设计教学方法,并有所侧重,如应用数学专业更应强调运筹学数学和运筹学科学,在教学过程中应侧重算法的证明和原理推导,还应具有一定的编写计算机程序解决问题的能力,使他们掌握运筹学的基本优化理论和优化方法,掌握课程各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用;经管类专业运筹学更应强调运筹学应用和运筹学科学,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同时加强实践教学,采取多种灵活多变的实践方式,解决实际应用领域中的某些实际问题,为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础。

2.对教学手段、方式进行改革。

(1)采用启发式教学。学生的学习态度直接影响教学质量,因此在教学过程应积极发挥学生的主体作用,如采用启发式教学,充分发挥学生的聪明才智,激发他们的学习热情。例如在讲解整数规划的分支定界法时,对于举例求解约束条件只有两个的例子时,可以选两个层次不同的同学当堂练习,启发学生用图解法求解,从而鼓励学生举一反三,畅所欲言,充分发表自己的观点与想法。

(2)改革教学手段,运用最新科技成果,突出应用性。传统教学模式的板书时间,对学生来说也是一段休息、思考准备的时间,但有时显得单调和低效、课堂信息量少,而且可观性差。对于运筹学这类内容丰富、信息量大、推理和运算复杂的综合性学科的教学活动,还应该充分应用现代化教学手段,通过与现代化教育技术的组合应用,实现运筹学课程教学的优化须借助多媒体、互联网等最新现代教育技术手段,并充分利用网络教学资源加强对学生进行交互式教育,使学生及时了解运筹学发展动态,领悟新思路、掌握新方法,增强运筹学课程的前瞻性和应用性。应用这些最新科技成果辅助教学可以大大提高教学效率,增加学生接触实际问题的机会,提高解决实际问题的能力,使教学更好地为实际应用服务。

(3)改进教学方式。变传统单一的课堂讲授为课堂讲授、专题讲座、计算机实验、参与社会实践等多种形式相结合。举办专题讲座能较好地开阔学生的视野,使学生了解运筹学的发展方向与前沿动态,为培养具有全球化视野的国际性人才打下基础;开展计算机实验可培养学生创新能力,这主要是通过创建计算机能识别的运筹学模型、编写运筹学算法程序和运用计算软件去求解模型这三个环节去实现;参与社会实践则能增强学生的实践能力,让学生运用所学运筹学知识去解决实际问题,在社会生产实践的活动中接受检验,使学生亲身感受学习本课程的实践需要和社会价值,在实践中增长见识和才干、获得成就感。

(4)建立多种联系方式和学习平台。建立基于校园网的交互式网络平台以学校的校园网络为基础,建立起师生交互式的网络交流平台,教师将电子教案和其他教学资源放在网络系统里,供学生查阅、复习或下载。充分利用现代科技技术,给学生任课教师的联系方式,通过qq,e-mail等现代科技技术加强联系,及时解答学生在学习中遇到的问题,激发学生的兴趣。

3.加大案例分析和建模培训力度。单纯的讲解教材中的基本理论和例题,会给学生造成一种错觉:运筹学在理论上很完美,但不能解决实际问题。因此, 在教学的过程中需加强案例教学。案例教学具有以下鲜明特点:第一,目的性。第二,真实性。第三,结果的优化性。加强案例教学,可以加深学生对运筹学概念的理解与应用;加强案例教学有利于学生创造性能力的培养;通过案例教学,可以提高学生们动用所学知识和方法分析问题的能力、合作共事的能力和沟通交流的能力。

一年一度的全国大学生数学建模竞赛是全国高校规模最大的课外科技活动之一,而数学建模的主要方法都来自于运筹学的内容。目前来说,建模竞赛几乎受到了所有高校的高度重视,我校从组队参加全国大学生数学建模竞赛以来,虽然取得了不错的成绩,但是和兄弟院校相比还有一定的差距。因此教师可以结合本校实际,将数学建模带入课堂,适当介绍建模竞赛的历年考题,鼓励学生积极参加各级竞赛,通过竞赛来带动运筹学的教学。

4.改变考核方式。考试是检测教学效果和促进教学的一种有力手段,但是传统考试方式考核的只是理论知识与解题技巧,而运筹学的考核重点应该是学生的优化意识和解决实际问题的能力。所以,与其他课程相比,运筹学的考核方式应该是开放的、多样化的。课程的考核方式应当既要体现学生对基本知识的掌握能力,还要突出学生的实践能力与创新意识,因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核用来加强学生对基本理论、算法的理解及应用,主要是通过学生对每堂课的课后习题作业的完成情况来考察;实践能力考核主要考核学生初步的数学建模、应用运筹学理论解决简单实际问题的能力,要求学生做几道应用型的题目,并且只建模不必非求出解;创新能力考核主要是通过布置几道优化方面的数学建模案例,引导学生用学过的优化方法求解,不仅要建立数学模型,还要能运用相关优化软件求解出精确的结果。

5.适当介绍分支由来和现今理论前沿。不同的运筹学分支有各自的特点和经典方法,如线性规划的单纯形法、非线性规划的kuhn-tucker条件,对策论的划线法,这些经典方法都有着各自的创始人和来龙去脉,通过对各分支名人和历史的介绍有助于学生把握运筹学的发展史,从宏观上对运筹学各个分支有整体的认识。同时,通过名人的介绍还有助于开阔学生视野,提高学习兴趣,活跃课堂气氛,提高教学效果。

四、结束语

运筹学的主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据,是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。随着我国高等教育改革的不断深化,要求在教学中提高学生运用运筹学解决具体问题的实践能力。我们相信通过对运筹学课程教学做一系列的改革,针对不同专业的学生,设置不同的教学目的和教学内容,采用不同的教学方法和教学手段,将教师的主导作用、学生的主体作用以及现代教学技术的辅助作用紧密结合起来,使学生能既掌握基本的理论与方法, 又具有较强的实际应用能力,取得令人较满意的教学效果。

参考文献:

[1]韩伯棠.管理运筹学[m]. 第3版. 北京: 高等教育出版社, 2010年

运筹学在工程管理中的应用篇8

关键词:运筹学 教学方法 教学改革 教学手段

一、运筹学学科特点

运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中的人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理[1],其核心是研究优化的理论与方法。运筹学内容丰富、分支众多,已经形成了三个不同的发展领域:运筹学应用、运筹学科学和运筹学数学[2]。教育部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。运筹学课程已逐渐成为应用数学、管理科学、工程管理、系统科学、信息管理、计算机、机械制造、交通运输等专业的基础课程之一。因此运筹学课程必须既能满足理工类专业的教学需要,又能兼顾经管类等专业的要求。

运筹学具有以下几个特点[3]:(1)定量分析。运筹学使用各种数学工具和逻辑判断方法,对实际问题中提炼出来的模型进行定量分析, 为管理和决策提供定量化的决策支持。(2)最优性。所谓最优,包含两方面的含义:一是从空间上来讲,寻求整体最优;二是从时间上来讲,寻求全过程最优。(3)实用性。运筹学是一门实践性很强的学科。运筹学广泛应用于经济、管理、工程优化设计、工程优化控制、计算机和信息系统、城市规划和管理、资源综合利用, 环境治理等。(4) 多分支性。由于运筹学是面向实际问题的,因此运筹学形成了很多分支,而且还在不断的向前发展。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。(5)以计算机为工具求解问题。由于实际问题通常变量较多,运用运筹学理论手工解决实际问题时,计算工作量非常大,且常常容易出现错误, 因此应该借助于计算机工具求解。实际上,计算机技术的快速发展,为运筹学的进一步发展以及在实践中的应用都起到了促进作用。

二、教学现状分析

目前,本校的运筹学课程授课对象为理科专业(包括数学与应用数学、统计学专业)、管理学科专业(包括管理科学、工程管理、房地产经营管理、市场营销、物流管理、工商管理、金融管理专业)以及工科专业(信息管理与信息系统、金融工程专业)的本科大学生。理工科专业学生是理科生源,管理类专业中除部分专业为文科生源,其余专业又为文理生源兼有。相比而言,理科生源学生数学基础较好,文科生源的数学基础相对较差,如何做到在同一时空内,让学生们都能认识、理解、领会和掌握该门课程,并能实现理论和实践的结合,从而解决实际问题,真正达到这门课程的学习目的,需要在教学过程中做一些尝试与改革。目前,我校在运筹学课程教学过程中往往容易出现以下一些普遍存在的问题和不足:

1.学生学习的积极性不高,厌学现象较普遍。随着年龄的增长,大学生学习动机的功利性日益增强,只对他们认为有用的课程感兴趣,而对其它课程则仅仅追求达到学分要求。学习的主动参与性不够,课堂气氛不够活跃,很难主动和教师形成互动,整体学习效果一般。他们将学习重点放在对课本知识的死记硬背上,甚至连计算方法和步骤也采用死记的方法。

2.教学方法的科学性有待加强。运筹学是一门实用性课程,很多老师在授课时,采用传统的板书讲授法,教学手段不够灵活,信息量少,如讲解线性规划中的单纯形方法时,一节课画一张单纯形表,解一道迭代三次的题目时间可能就不够用了,教师只在黑板上孤立的画表格,学生在课堂上被动接受,师生互动性差,教与学信息反馈不及时,很难提高学生的兴趣和调动学生学习的积极性。

3.实验教学和案例分析重视不够。由于大部分教师是重点高校数学专业出身,在给本科生上运筹学课程时,过多注重定义的解释,定理的推导,手工演算的培训上,对应用运筹学的理论、方法分析问题、解决问题讲授不多,从而造成学生对运筹学的基本理论、模型求解方法多有较好的掌握,但当运用所学知识去分析和解决实际问题时,却都显得茫然无措。很少有运用运筹学解决实际问题的案例,不会用运筹学优化软件(如lingo、lindo、mathematic、matlab等)求解最基本的运筹优化问题,更难去解决实际问题。

4.课程考核方法比较单一。通常是以学生平时作业加期末考试成绩作为考核学生学习运筹学课程效果的考核方式,导致学生只会套用书上算法,机械的进行手工计算,忽视了运筹学课程培养学生解决实际问题的能力的目的,偏离了运筹学的本质。

三、教学改革建议

1.分专业教学,体现专业特色。不同的专业,需

要不同的运筹学知识,应根据专业培养目标和专业特点明确教学目的,分类设置教学内容,科学设计教学方法,并有所侧重,如应用数学专业更应强调运筹学数学和运筹学科学,在教学过程中应侧重算法的证明和原理推导,还应具有一定的编写计算机程序解决问题的能力,使他们掌握运筹学的基本优化理论和优化方法,掌握课程各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用;经管类专业运筹学更应强调运筹学应用和运筹学科学,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同时加强实践教学,采取多种灵活多变的实践方式,解决实际应用领域中的某些实际问题,为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础。

2.对教学手段、方式进行改革。

(1)采用启发式教学。学生的学习态度直接影响教学质量,因此在教学过程应积极发挥学生的主体作用,如采用启发式教学,充分发挥学生的聪明才智,激发他们的学习热情。例如在讲解整数规划的分支定界法时,对于举例求解约束条件只有两个的例子时,可以选两个层次不同的同学当堂练习,启发学生用图解法求解,从而鼓励学生举一反三,畅所欲言,充分发表自己的观点与想法。

(2)改革教学手段,运用最新科技成果,突出应用性。传统教学模式的板书时间,对学生来说也是一段休息、思考准备的时间,但有时显得单调和低效、课堂信息量少,而且可观性差。对于运筹学这类内容丰富、信息量大、推理和运算复杂的综合性学科的教学活动,还应该充分应用现代化教学手段,通过与现代化教育技术的组合应用,实现运筹学课程教学的优化须借助多媒体、互联网等最新现代教育技术手段,并充分利用网络教学资源加强对学生进行交互式教育,使学生及时了解运筹学发展动态,领悟新思路、掌握新方法,增强运筹学课程的前瞻性和应用性。应用这些最新科技成果辅助教学可以大大提高教学效率,增加学生接触实际问题的机会,提高解决实际问题的能力,使教学更好地为实际应用服务。

(3)改进教学方式。变传统单一的课堂讲授为课堂讲授、专题讲座、计算机实验、参与社会实践等多种形式相结合。举办专题讲座能较好地开阔学生的视野,使学生了解运筹学的发展方向与前沿动态,为培养具有全球化视野的国际性人才打下基础;开展计算机实验可培养学生创新能力,这主要是通过创建计算机能识别的运筹学模型、编写运筹学算法程序和运用计算软件去求解模型这三个环节去实现;参与社会实践则能增强学生的实践能力,让学生运用所学运筹学知识去解决实际问题,在社会生产实践的活动中接受检验,使学生亲身感受学习本课程的实践需要和社会价值,在实践中增长见识和才干、获得成就感。

(4)建立多种联系方式和学习平台。建立基于校园网的交互式网络平台以学校的校园网络为基础,建立起师生交互式的网络交流平台,教师将电子教案和其他教学资源放在网络系统里,供学生查阅、复习或下载。充分利用现代科技技术,给学生任课教师的联系方式,通过qq,e-mail等现代科技技术加强联系,及时解答学生在学习中遇到的问题,激发学生的兴趣。

3.加大案例分析和建模培训力度。单纯的讲解教材中的基本理论和例题,会给学生造成一种错觉:运筹学在理论上很完美,但不能解决实际问题。因此, 在教学的过程中需加强案例教学。案例教学具有以下鲜明特点:第一,目的性。第二,真实性。第三,结果的优化性。加强案例教学,可以加深学生对运筹学概念的理解与应用;加强案例教学有利于学生创造性能力的培养;通过案例教学,可以提高学生们动用所学知识和方法分析问题的能力、合作共事的能力和沟通交流的能力。

一年一度的全国大学生数学建模竞赛是全国高校规模最大的课外科技活动之一,而数学建模的主要方法都来自于运筹学的内容。目前来说,建模竞赛几乎受到了所有高校的高度重视,我校从组队参加全国大学生数学建模竞赛以来,虽然取得了不错的成绩,但是和兄弟院校相比还有一定的差距。因此教师可以结合本校实际,将数学建模带入课堂,适当介绍建模竞赛的历年考题,鼓励学生积极参加各级竞赛,通过竞赛来带动运筹学的教学。

4.改变考核方式。考试是检测教学效果和促进教学的一种有力手段,但是传统考试方式考核的只是理论知识与解题技巧,而运筹学的考核重点应该是学生的优化意识和解决实际问题的能力。所以,与其他课程相比,运筹学的考核方式应该是开放的、多样化的。课程的考核方式应当既要体现学生对基本知识的掌握能力,还要突出学生的实践能力与创新意识,因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核用来加强学生对基本理论、算法的理解及应用,主要是通过学生对每堂课的课后习题作业的完成情况来考察;实践能力考核主要考核学生初步的

数学建模、应用运筹学理论解决简单实际问题的能力,要求学生做几道应用型的题目,并且只建模不必非求出解;创新能力考核主要是通过布置几道优化方面的数学建模案例,引导学生用学过的优化方法求解,不仅要建立数学模型,还要能运用相关优化软件求解出精确的结果。

5.适当介绍分支由来和现今理论前沿。不同的运筹学分支有各自的特点和经典方法,如线性规划的单纯形法、非线性规划的kuhn-tucker条件,对策论的划线法,这些经典方法都有着各自的创始人和来龙去脉,通过对各分支名人和历史的介绍有助于学生把握运筹学的发展史,从宏观上对运筹学各个分支有整体的认识。同时,通过名人的介绍还有助于开阔学生视野,提高学习兴趣,活跃课堂气氛,提高教学效果。

四、结束语

运筹学的主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据,是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。随着我国高等教育改革的不断深化,要求在教学中提高学生运用运筹学解决具体问题的实践能力。我们相信通过对运筹学课程教学做一系列的改革,针对不同专业的学生,设置不同的教学目的和教学内容,采用不同的教学方法和教学手段,将教师的主导作用、学生的主体作用以及现代教学技术的辅助作用紧密结合起来,使学生能既掌握基本的理论与方法, 又具有较强的实际应用能力,取得令人较满意的教学效果。

参考文献:

[1]韩伯棠.管理运筹学[m]. 第3版. 北京: 高等教育出版社, 2010年

[2]《运筹学》教材编写组.运筹学[m].修订版. 北京:清华大学出版社,1990年

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