農(nóng)林院校信息與計算科學(xué)專業(yè)“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué)研究

　　摘要:“運(yùn)籌學(xué)”是應(yīng)用性很強(qiáng)的一門學(xué)科,本文在剖析“運(yùn)籌學(xué)”課程特點的基礎(chǔ)上,指出“運(yùn)籌學(xué)”是信息與計算科學(xué)專業(yè)的重要課程之一;同時結(jié)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與計算科學(xué)專業(yè),分析了目前“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué)中存在的不足,并就“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等提出了一些建議和對策。
　　關(guān)鍵詞:信息與計算科學(xué)專業(yè);運(yùn)籌學(xué);教學(xué)研究
　　作者簡介:曹宗宏(1980-),男,安徽六安人,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院,講師,理學(xué)碩士,主要研究方向:運(yùn)籌與決策(物流與供應(yīng)鏈管理);張慶國(1959-),男,江西玉山人,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院,教授,理學(xué)博士,主要研究方向:應(yīng)用數(shù)學(xué)、生態(tài)系統(tǒng)分析與模擬。(安徽 合肥 230036)
　　基金項目:本文系安徽省教育廳重點教學(xué)研究項目(項目編號:2008JYXM100)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)教研項目(項目編號:09jy034)的研究成果。
　　
　　一、“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué)中存在的問題
　　信息與計算科學(xué)專業(yè)是1998年教育部頒布的本科專業(yè)新增的數(shù)學(xué)類專業(yè),是由計算科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)以及運(yùn)籌學(xué)等多學(xué)科交叉滲透而形成的一門新的理科專業(yè),其主要特點是重數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、強(qiáng)計算機(jī)應(yīng)用、解決實際問題能力。2003年2月教育部數(shù)學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會對信息與計算科學(xué)專業(yè)辦學(xué)現(xiàn)狀與專業(yè)建設(shè)相關(guān)問題進(jìn)行調(diào)查后,明確地提出了“強(qiáng)基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、有側(cè)重、創(chuàng)特色”的人才培養(yǎng)理念。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)(以下簡稱“我�！�)于2002年設(shè)置了信息與計算科學(xué)專業(yè),結(jié)合我校和本專業(yè)的實際情況,制定了本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo):具有良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng),掌握信息科學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的基本理論和方法,能應(yīng)用所學(xué)知識和熟練的計算機(jī)技能解決實際問題的應(yīng)用型人才。由此可見,信息與計算科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)出的人才要有較強(qiáng)的分析問題、解決問題的能力,而運(yùn)籌學(xué)就是用數(shù)學(xué)的語言和方法去描述、求解現(xiàn)實問題的一門學(xué)科,它是在數(shù)學(xué)知識與現(xiàn)實問題之間架設(shè)的一座橋梁,所以“運(yùn)籌學(xué)”課程的開設(shè)有利于信息與計算科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。
　　“運(yùn)籌學(xué)”(Operational Research)是第二次世界大戰(zhàn)期間形成并在戰(zhàn)后迅速發(fā)展起來的一門應(yīng)用學(xué)科,是一門建立在理論與實踐緊密結(jié)合的基礎(chǔ)上,以定量分析為主來研究實際問題的應(yīng)用科學(xué),將工程思想和管理思想相結(jié)合,應(yīng)用系統(tǒng)的、科學(xué)的、數(shù)學(xué)分析的方法,通過建模、檢驗和求解數(shù)學(xué)模型而獲得最優(yōu)決策的一門學(xué)科�！斑\(yùn)籌學(xué)”課程作為信息與計算科學(xué)專業(yè)三年級開設(shè)的專業(yè)課,其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)工具解決實際問題的能力。通過對信息與計算科學(xué)專業(yè)2002級～2006級學(xué)生的“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué),我們發(fā)現(xiàn)“運(yùn)籌學(xué)”教學(xué)面臨以下主要問題。
　　第一,我校在開辦信息與計算科學(xué)專業(yè)以前沒有數(shù)學(xué)本科專業(yè)的辦學(xué)經(jīng)歷,“運(yùn)籌學(xué)”教學(xué)起步晚、底子薄,沒有很好的教學(xué)經(jīng)驗可以借鑒。同時信息與計算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生對自己所學(xué)的專業(yè)了解甚少,甚至還有一些錯誤的認(rèn)識。雖然教育部已明確指出信息與計算科學(xué)專業(yè)是由計算數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、運(yùn)籌與控制學(xué)等學(xué)科交叉滲透而形成的一個新的應(yīng)用類專業(yè),但很多學(xué)生報考該專業(yè)的原因是看重“信息”一詞,認(rèn)為是個時髦的專業(yè),也有的學(xué)生認(rèn)為“計算”就是指與計算機(jī)相關(guān),認(rèn)為該專業(yè)學(xué)的是計算機(jī),因此很多學(xué)生對該專業(yè)并不了解。對本專業(yè)的不甚了解導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)的盲目性,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不足。
　　第二,“運(yùn)籌學(xué)”教學(xué)要求學(xué)生具有扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),作為農(nóng)林院校,我校招收的該專業(yè)的學(xué)生并不具有數(shù)學(xué)上的優(yōu)勢,報考信息與計算科學(xué)專業(yè)的學(xué)生很多對該專業(yè)并不了解,只是認(rèn)為專業(yè)名稱比較時髦。學(xué)生在一、二年級主要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)課,高難度的數(shù)學(xué)理論和空洞乏味的定理、公式、數(shù)學(xué)符號使他們失去對后續(xù)課程學(xué)習(xí)的興趣,同時讓他們產(chǎn)生了書本知識與實際應(yīng)用脫節(jié)和“學(xué)習(xí)無用論”的錯覺,因此學(xué)生認(rèn)為“運(yùn)籌學(xué)”和已學(xué)過的數(shù)學(xué)課程一樣,抽象難懂,產(chǎn)生了畏難情緒。
　　第三,“運(yùn)籌學(xué)”的教學(xué)方法主要是以課堂講授為主,雖然使用多媒體和板書相結(jié)合的教學(xué)形式,但與學(xué)生的互動較少,“運(yùn)籌學(xué)”的課程建設(shè)尚有很多地方可進(jìn)一步完善;同時,以往是把學(xué)生的卷面考試成績作為考核標(biāo)準(zhǔn),忽視了學(xué)生是否能夠正確運(yùn)用”運(yùn)籌學(xué)”來解決實際問題的能力,偏離了“學(xué)以致用”的教學(xué)目的。
　　第四,由于就業(yè)形勢嚴(yán)峻,很多學(xué)生選擇考研。很多考研的學(xué)生在課堂上進(jìn)行考研復(fù)習(xí),教學(xué)效果很難有保障。
　　二、“運(yùn)籌學(xué)”課程教學(xué)的對策和建議
　　解決上述問題的關(guān)鍵,需要采取行之有效的教學(xué)模式和教學(xué)方法,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。結(jié)合幾年的教學(xué)經(jīng)驗和實踐,筆者認(rèn)為可從以下幾個方面進(jìn)行嘗試和改革。
　　1.明確教學(xué)目的
　　信息與計算科學(xué)專業(yè)的“運(yùn)籌學(xué)”課程的教學(xué)目的存在于對運(yùn)籌學(xué)基本概念的理解、基本原理的掌握和基本方法的應(yīng)用上。學(xué)生通過“運(yùn)籌學(xué)”課程的學(xué)習(xí),能夠運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的思想、原理和方法去分析和解決實際工作中存在的大量優(yōu)化問題,即培養(yǎng)學(xué)生把實際問題抽象成相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型以及求解模型的能力,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用知識能力、創(chuàng)造性思維和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
　　2.合理安排教學(xué)內(nèi)容
　　“運(yùn)籌學(xué)”是一門具有較多分支的學(xué)科,我們在教授過程中不可能面面俱到。線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃和多目標(biāo)規(guī)劃等分支應(yīng)用較為廣泛,應(yīng)為基本的教學(xué)內(nèi)容。其他的一些分支則可以根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)目標(biāo)以及課時安排等條件靈活地進(jìn)行選擇;同時還應(yīng)該把本學(xué)科的最新研究成果盡可能地融入到課堂教學(xué)內(nèi)容中。此外,現(xiàn)在運(yùn)籌學(xué)教材的內(nèi)容多而雜,教師在授課之前需要認(rèn)真?zhèn)湔n。同時各個分支的側(cè)重點也不盡相同。例如在講解線性規(guī)劃時,應(yīng)主要講解線性規(guī)劃的基本概念和原理,同時需要介紹各種求解線性規(guī)劃的軟件包LINDO、LINGO、MATLAB等;而在非線性規(guī)劃時,重點是各種算法的優(yōu)劣之處,針對實際問題如何選擇、設(shè)計有效和合理的算法。
　　在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,教師要全面掌握教學(xué)內(nèi)容,從所教授的內(nèi)容的整體結(jié)構(gòu)出發(fā),把握各部分內(nèi)容之間的橫向聯(lián)系和縱向聯(lián)系,確定教學(xué)內(nèi)容在整個課程體系中的作用;教師要密切關(guān)注與該課程內(nèi)容相關(guān)的最新理論成果和模型的最新算法,還應(yīng)將現(xiàn)實生活中的具體實例運(yùn)用到課堂教學(xué)中,以增加課堂教學(xué)的有效性和目的性。
　　3.科學(xué)運(yùn)用教學(xué)方法和教學(xué)手段
　　傳統(tǒng)的“運(yùn)籌學(xué)”教學(xué)采用的是“講授式”、“填鴨式”教學(xué)方法,即課堂上老師單一的講授、灌輸式的教學(xué),師生互動很少,而且教學(xué)手段也不靈活,學(xué)生真正運(yùn)用所學(xué)知識來解決實際問題的能力得不到提高。為了提高教學(xué)效果和達(dá)到教學(xué)目的,教師應(yīng)該將啟發(fā)式、討論式等多種教學(xué)方法應(yīng)用到課堂教學(xué)中,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時采用電子教案與黑板板書相結(jié)合的教學(xué)手段,根據(jù)課程內(nèi)容的需要可穿插一些動畫、音頻視頻,以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外,通過課堂提問、測試、作業(yè)、課堂討論方式實現(xiàn)師生之間的互動,活躍課堂氣氛,提高課堂的教學(xué)效果。
　　教師教學(xué)的宗旨是讓學(xué)生從知識的被動接受者轉(zhuǎn)變成知識的主動探索者,因此教學(xué)方法和教學(xué)手段的選擇至關(guān)重要。教師應(yīng)根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的不同要求采用靈活的教學(xué)方式。例如,在講授單純形法的理論時,教師應(yīng)該詳細(xì)講解其理論及推導(dǎo)過程,學(xué)生應(yīng)該認(rèn)真地體會和理解;講授非線性規(guī)劃的算法時,教師應(yīng)該提供相應(yīng)的案例,算法的設(shè)計和案例的求解則需要學(xué)生動手編程和求解,目的是為了提高學(xué)生解決實際問題的能力�？傊�,在采用電子教案與黑板板書相結(jié)合的教學(xué)手段的同時,還應(yīng)該根據(jù)課程內(nèi)容的要求不同采用不同的教學(xué)手段,其目的就是讓學(xué)生可以踏踏實實地掌握理論知識,充分挖掘?qū)W生解決實際問題的能力,促進(jìn)他們綜合素質(zhì)的提高。

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