李懷敏，郭 博，楊 穎

(阜陽師范學(xué)院 計算機與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037)

計算思維在生產(chǎn)與運作管理課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

李懷敏，郭 博，楊 穎

(阜陽師范學(xué)院 計算機與信息工程學(xué)院，安徽 阜陽 236037)

針對生產(chǎn)與運作管理課程教學(xué)中存在的問題，研究利用計算思維的思想和方法改革傳統(tǒng)的教學(xué)模式。考慮到生產(chǎn)與運作管理課程的特點，主要采用案例教學(xué)，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容及與之相關(guān)的案例。運用計算思維的方法對案例進行分析講解，在此過程中逐步培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)生解決問題的能力。

計算思維；生產(chǎn)與運作管理；案例教學(xué)

2006年3月，美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)計算機科學(xué)系主任周以真(JeannetteM.Wing)教授在美國計算機權(quán)威期刊《CommunicationsoftheACM》雜志上發(fā)表并定義了計算思維(ComputationalThinking)[1]。其概念一經(jīng)提出就引起了國內(nèi)外科學(xué)界和教育界的廣泛關(guān)注。近年來，國內(nèi)外學(xué)者分別從不同的角度對計算思維的含義、特點和培養(yǎng)方法進行了探索和研究[2-4]。工作在教育第一線的教師們也紛紛將計算思維引入到課堂教學(xué)過程中。計算思維在大學(xué)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中已得到廣泛的應(yīng)用并取得良好的教學(xué)效果[5-8]。但計算思維在其他課程教學(xué)中應(yīng)用的研究還并不多見。本研究將計算思維應(yīng)用到生產(chǎn)與運作管理課程的課堂教學(xué)，力圖改變生產(chǎn)與運作管理教學(xué)的現(xiàn)狀，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會培養(yǎng)合格的企業(yè)管理人才。

生產(chǎn)與運作管理是國內(nèi)外高等學(xué)校信息管理與信息系統(tǒng)、工商管理、物流管理等管理類專業(yè)的專業(yè)主干課程之一，是一門具有鮮明的工程與管理特色的多學(xué)科交叉課程，理論性和實踐性都比較強，學(xué)生缺乏對企業(yè)生產(chǎn)與運作管理的感性認識，對相關(guān)的理論理解有一定的困難，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的動力不足，已嚴重影響到生產(chǎn)與運作管理課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。因此，在課程的實踐教學(xué)過程中，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如何增加學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)與運作管理的感性認識是貫穿始終的重點和難點。

1 生產(chǎn)與運作管理課程教學(xué)中存在的問題

(1)課堂教學(xué)以教師為主忽視學(xué)生的參與性

以教為主的教學(xué)方法，教師一堂課下來從頭講到尾，這恰恰忽視了教學(xué)過程中學(xué)生的參與性，學(xué)生在這種教學(xué)模式中的表現(xiàn)是消極的、被動的。慢慢的學(xué)生便失去了學(xué)習(xí)的主動性，從而也失去了學(xué)習(xí)的興趣和信心。

(2)傳統(tǒng)的教學(xué)模式忽視學(xué)生的認知規(guī)律

本科學(xué)生往往都缺乏對企業(yè)生產(chǎn)與運作管理的感性認識，而感性認識對知識理解與掌握是非常重要的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式忽視學(xué)生的這種認知規(guī)律，導(dǎo)致學(xué)生們感性認識不夠，理論理解不透，覺得書上的基本理論和方法太過抽象，很難理解和掌握，造成學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果差。

(3)在有限的課時內(nèi)難以覆蓋教學(xué)大綱所要求的全部內(nèi)容

生產(chǎn)與運作管理課程的內(nèi)容十分廣泛，包含了從生產(chǎn)運作系統(tǒng)的形成和建立到生產(chǎn)運系統(tǒng)的維護全過程的方方面面的知識。傳統(tǒng)的教學(xué)方法按照教材章節(jié)的安排順序講授內(nèi)容，在課時不斷壓縮的教改背景下，是很難完成教學(xué)任務(wù)的。

(4)教學(xué)過程中缺乏對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式不注重學(xué)生的動手實踐能力，課堂教學(xué)理論也不聯(lián)系實際講解。生產(chǎn)與運作管理的理論是具有較強的可操作性的，教師可以鼓勵學(xué)生在日常生活中運用生產(chǎn)與運作管理的理論來管理自己的生活實踐活動；也可以布置作業(yè)的方式讓學(xué)生通過參觀企業(yè)生產(chǎn)管理和觀察各種服務(wù)業(yè)的運作管理來增加對理論知識的理解同時提升學(xué)生的實踐能力。但傳統(tǒng)的教學(xué)模式中恰恰忽略了這方面。

《生產(chǎn)與運作管理》作為一門理論性和實踐性都非常強的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法顯然并不適合這門課的教學(xué)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式強調(diào)教師主導(dǎo)作用，有利于教師對課堂教學(xué)的組織、管理與控制，但它忽視了學(xué)生的主動性、創(chuàng)造性，沒有把學(xué)生的認知主體作用很好地體現(xiàn)出來。

2 計算思維的內(nèi)涵及其教學(xué)模式

周以真教授認為：計算思維是運用計算機科學(xué)的基礎(chǔ)概念去求解問題、設(shè)計系統(tǒng)以及理解人類行為，是人類發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的一系列思維活動。計算思維通過問題簡化、普及相關(guān)知識、難點轉(zhuǎn)化分解和模擬仿真等方法，把深奧難懂的問題重新闡釋成我們知道如何求解的問題；它是基于關(guān)注點分離的方法，選擇一種合適的方式陳述一個問題。計算思維利用啟發(fā)式推理尋求解答，就是在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度。計算思維將成為每一個人的技能組合成分，而不僅僅限于科學(xué)家[1]。

計算思維主要包含的思維方式和方法有：選擇合適的方式陳述問題；利用啟發(fā)式推理尋求解答；通過約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化、關(guān)注點分離和仿真等方法，把一個看來困難的問題重新闡釋成一個人們知道怎樣解決的問題?？梢?，計算思維是一個問題解決的過程，同時也是人的一種能力——計算思維能力。將計算思維能力培養(yǎng)融入課程中的方法很多，浙江大學(xué)何欽銘教授歸納了相關(guān)專家的意見，提出了三種改革模式[9]：

(1)方法推動式。課程教學(xué)內(nèi)容不做大的調(diào)整，通過改進教學(xué)方法(例如專題研討、問題引導(dǎo)、反思與自我建構(gòu)等)引導(dǎo)學(xué)生體會知識背后所蘊含的計算思維規(guī)律和特點。

(2)內(nèi)容重組式。課程教學(xué)的知識點沒有大的抽換，但需以計算思維為主線重新組織，課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)有大幅度的調(diào)整。

(3)全面更新式。將課程教學(xué)知識點進行大幅度更新，加大和突出與思維訓(xùn)練有關(guān)的知識點，開設(shè)類似“計算思維概論”的通識課程。

綜上，在教育教學(xué)改革的背景下，生產(chǎn)與運作管理課程的教學(xué)改革是必要的，也是必須的。針對生產(chǎn)與運作管理課程教學(xué)中存在的問題，主要采用方法推動式和內(nèi)容重組式教學(xué)改革模式改革生產(chǎn)與運作管理課程的教學(xué)。教學(xué)過程中注意培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，依據(jù)計算思維的方式方法改進以往的教學(xué)方法，以計算思維為主線重新組織課程的教學(xué)內(nèi)容，這樣，在教學(xué)過程中達到培養(yǎng)學(xué)生計算思維能力的同時，使學(xué)生能夠更好的掌握生產(chǎn)與運作管理的基本知識，能夠靈活地運用生產(chǎn)與運作管理的知識和方法去解決實際生產(chǎn)與生活中的問題，努力提高學(xué)生實際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

3 基于計算思維的兩種改革模式的實施和應(yīng)用

在生產(chǎn)與運作管理課程中，選擇陳榮秋、馬士華編寫的國家級“九五”重點教材《生產(chǎn)與運作管理》，主要采用基于計算思維的方法推動式和內(nèi)容重組式教學(xué)改革模式，把計算思維的方法方式運用到教學(xué)之中。在教學(xué)中采用了案例教學(xué)的方法，并且圍繞案例重組教學(xué)內(nèi)容，通過簡化問題、普及相關(guān)知識、轉(zhuǎn)化和分解難點、通過各種手段增加學(xué)生們的感性認識等方法，把深奧難懂的理論變成容易理解和掌握的知識。循序漸進地使學(xué)生理解計算思維的理念，學(xué)會運用計算思維的方法，去發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這樣通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生很好地理解和掌握生產(chǎn)與運作管理方面的知識，同時達到培養(yǎng)學(xué)生計算思維的能力、提高解決問題的能力和創(chuàng)新能力。進而形成良性循環(huán)的學(xué)習(xí)效果。

3.1 簡化問題

簡化問題，就是把復(fù)雜又龐大的問題進行簡單化，從而降低難度，便于分析和解決問題。

生產(chǎn)與運作管理課程主要采用的是案例教學(xué)，以第五章生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施選址為例，在講授理論之前，教師先帶領(lǐng)學(xué)生分析研究一個典型的案例——肯德基選址。該案例主要考慮到學(xué)生對其比較熟悉容易引起共識，這正是基于計算思維簡化問題的出發(fā)點。通過圖片演示讓同學(xué)們了解肯德基在全國范圍內(nèi)的具體選址，這樣一開始呈現(xiàn)在學(xué)生面前的是一個比較復(fù)雜、較為龐大的問題，學(xué)生的反應(yīng)往往是很茫然，不知道這個案例和生產(chǎn)與運作管理有什么關(guān)系，沒有思路，甚至產(chǎn)生恐懼的心理。之后教師再針對案例提出恰當(dāng)?shù)膯栴}來引導(dǎo)學(xué)生思考，幫助學(xué)生找到分析問題的思路。比如，教師提出與本章內(nèi)容相關(guān)的幾個問題：通過觀看圖片和大家的親身體會，覺得肯德基店一般都選在什么樣的地點？選這樣的地點主要是出于什么考慮？選址是否重要？應(yīng)該如何選址？怎樣評價？從而引出本章所要講授的主要理論知識。然后，鼓勵學(xué)生結(jié)合生活實踐和自身的認識來回答問題。學(xué)生的回答可能是錯誤的、不合理的；也有可能是合理的但不夠科學(xué)的；還有可能是正確的、有創(chuàng)新的。在這個過程中讓學(xué)生體驗到對于解決問題從茫然不知所措到豁然開朗的心情，從而增加學(xué)生對學(xué)習(xí)新知識的興趣。在興趣的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)新知識，會使知識變得沒有那么枯燥，反而易于理解。教師提問——引導(dǎo)學(xué)生思考——進而幫助學(xué)生解決問題這一過程，充分體現(xiàn)了教師教的主導(dǎo)角色和學(xué)生學(xué)的主體角色并重的計算思維方法推動式教學(xué)模式，教學(xué)效果良好。

3.2 轉(zhuǎn)化和分解系統(tǒng)問題

轉(zhuǎn)化和分解問題(即關(guān)注點分離法)，就是將復(fù)雜而龐大的問題按照較為合理的方法分解成多個模塊，或者多個階段，然后再針對這些模塊或階段逐個找出解決問題的方法，最終解決整個問題。

生產(chǎn)運作系統(tǒng)，是一個有機的、復(fù)雜的和龐大的系統(tǒng)，圍繞生產(chǎn)運作系統(tǒng)將生產(chǎn)運作管理活動有機地組織起來。生產(chǎn)運作管理活動需要分階段分任務(wù)去解決生產(chǎn)運作過程中存在的各種問題。所以任課教師在第一次上課的時候，在簡要介紹了這門課的特點、學(xué)習(xí)方法和主要學(xué)習(xí)內(nèi)容之后，就要讓學(xué)生觀看一個成功企業(yè)從建立之初的選址建廠到經(jīng)營管理再到不斷地發(fā)展壯大過程的視頻(海爾企業(yè)、日本豐田汽車公司、肯德基等)。然后布置這門課的考核作業(yè)，讓學(xué)生分組完成創(chuàng)業(yè)項目，學(xué)期末以創(chuàng)業(yè)方案報告的形式提交。以“大學(xué)生二手書店”這個創(chuàng)業(yè)項目為例：根據(jù)市場調(diào)研確定創(chuàng)業(yè)項目之后，要根據(jù)創(chuàng)業(yè)項目進行選址，這將應(yīng)用到生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施選址的有關(guān)理論和方法；之后，將應(yīng)用服務(wù)設(shè)施布置的有關(guān)理論和方法考慮如何進行店面的設(shè)計和設(shè)施的布置；再根據(jù)生產(chǎn)運作系統(tǒng)運行的運營管理知識做出較詳細的運營計劃和預(yù)期發(fā)展前景規(guī)劃。隨著課程進度的推進，創(chuàng)業(yè)項目將分階段地不斷得到更新和完善。階段性的成果以多媒體課件的形式，分組在課堂上講解演示介紹，然后教師點評。這樣不但鞏固了已學(xué)過的知識，還為新知識的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，更進一步激發(fā)了學(xué)生對新知識的渴望和興趣。各個階段是按照系統(tǒng)的設(shè)計——運行——維護來劃分的，使學(xué)生對生產(chǎn)運作管理活動不再茫然、盲目、忙碌，而是有了管理的目標(biāo)、思路和方法。這一過程既把理論應(yīng)用于實踐，又通過實踐幫助學(xué)生更好地理解理論。經(jīng)過課堂實踐證明，轉(zhuǎn)化和分解問題也就是關(guān)注點分離的方法，非常適合生產(chǎn)運作系統(tǒng)從設(shè)計到運行到維護的不同階段所涉及的理論知識的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)積極性，更培養(yǎng)了學(xué)生計算思維能力、解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

3.3 采用嵌入式的方法講解相關(guān)知識點

陳榮秋、馬士華編寫的國家級“九五”重點教材《生產(chǎn)與運作管理》，是教育部高等教育面向21世紀教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目“經(jīng)濟管理系列課程教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的研究與實踐”的成果之一。該教材的內(nèi)容編排有很強的系統(tǒng)性和邏輯性，符合計算思維的理念。但是我們在分篇采用案例教學(xué)的過程中，由于每一篇中涉及到到章節(jié)內(nèi)容較多，知識點較多，若每一篇我們都按照教材章節(jié)的安排來講授，則在有限的課時內(nèi)是很難完成教學(xué)計劃的，特別是教改之后課時大幅度壓縮的情況下。這就要求教師在每一篇中打破章節(jié)的安排，對知識點進行梳理、提煉，提升教學(xué)內(nèi)容的層次，清晰化、固化最核心、最本質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容。然后采用計算思維中嵌入的方法，把本篇所需要掌握的理論知識嵌入到案例分析和講解的過程中。這樣，就把原來比較抽象的理論知識變得直接生動，更有針對性，更易于學(xué)生理解和掌握，不僅節(jié)省課時，教學(xué)效果也比較理想。課后教師可以布置思考題，對所學(xué)的理論知識加以鞏固。

3.4 啟發(fā)學(xué)生思維

計算思維中，強調(diào)以問題為綱，啟發(fā)學(xué)生主動思維和創(chuàng)造性思維。在生產(chǎn)與運作管理課程教學(xué)中以學(xué)生生活中的案例或情境和通過參觀企業(yè)的真實感受來不斷啟發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生能用計算思維的方法分析問題、解決問題。

很多學(xué)生做題時，題目中所包含的知識點都會，但就是不會做題，或者給出的答案不夠全面。學(xué)生們課堂上的表現(xiàn)好像是把老師講的理論知識都聽懂了，但是若自己動手動腦，用理論來解決問題時就會沒有思路和想法，茫然不知所措。問題的關(guān)鍵就在于學(xué)生們的思維跟不上，沒有很好地進行思維訓(xùn)練，不懂得如何去思維，如何去打開思路。所以教師必須在教授知識的同時，教會學(xué)生思維的方法，這就要求教師利用計算思維的方式方法啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力。

生產(chǎn)運作管理課程區(qū)別于其他課程的一個顯著特征是教學(xué)內(nèi)容新而且在不斷發(fā)展過程中，在內(nèi)容學(xué)習(xí)的背后，有理論與實踐，有概念與技能，要求學(xué)生能通過課程的學(xué)習(xí)和實踐體會生產(chǎn)運作管理課程的本質(zhì)內(nèi)容，適應(yīng)社會發(fā)展對人才的需求。生產(chǎn)運作管理教學(xué)必須重視理論與實踐的結(jié)合，將相對枯燥的理論與現(xiàn)實生產(chǎn)管理情境結(jié)合起來。例如，組織學(xué)生參觀企業(yè)，并針對參觀個案做精心的課程設(shè)計。首先，對參觀的企業(yè)進行選擇，企業(yè)數(shù)量以兩到三家為宜，其中有生產(chǎn)管理做的比較好的企業(yè)，也有一般的和差的企業(yè)，這樣學(xué)生可以有個比較。在比較的過程中，學(xué)生可以更清楚地看到生產(chǎn)管理做得好的企業(yè)好在哪里，差的企業(yè)應(yīng)該如何改進，可否借鑒好的企業(yè)，做得一般的企業(yè)還可以如何改善做得更好，這正是計算思維的方法啟發(fā)學(xué)生思維的體現(xiàn)。其次，在參觀企業(yè)之前，以視頻的方式介紹公司的基本情況以及生產(chǎn)管理的特點，然后提出問題，讓學(xué)生帶著問題參觀企業(yè)。計算思維主要是啟發(fā)學(xué)生多思考，尋求解決問題的方法，從而達到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的目的。再次，參觀企業(yè)之前要求學(xué)生對所學(xué)的知識提前梳理一下。最后，參觀完企業(yè)之后要求學(xué)生針對教師布置的問題，結(jié)合具體企業(yè)發(fā)表自己的看法，給出建議。在學(xué)生獨立思考之后，教師再結(jié)合書本上的理論知識，進行講解分析，最后給出正確的解決問題的方法和思路。同時對學(xué)生的回答給予積極地點評，鼓勵學(xué)生更好的主動思維和創(chuàng)造性思維。

4 基于計算思維的教學(xué)模式的實踐效果

在生產(chǎn)與運作管理課程的具體教學(xué)中，主要采用方法推動式和內(nèi)容重組式教學(xué)改革模式，通過選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和體現(xiàn)學(xué)生的主體地位；通過對教學(xué)內(nèi)容的重新組織和安排，打破章節(jié)的界限，對知識點進行梳理、提煉，清晰化、固化最核心、最本質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容，找到思維與知識的結(jié)合點。為了解基于計算思維的教學(xué)模式對生產(chǎn)與運作管理課程教學(xué)效果的影響，筆者做了對比分析，發(fā)現(xiàn)與之前的傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，學(xué)生們對生產(chǎn)與運作管理這門課更加感興趣，課堂表現(xiàn)更加積極，思維更加活躍，在課堂上表現(xiàn)出更強的求知欲。從學(xué)生的期末成績來看，較之前普遍有了很大的提高。更為重要的是，通過和學(xué)生們的溝通，發(fā)現(xiàn)他們的思維更加開闊，對事物的認識有了自己的想法。實際的教學(xué)表明基于計算思維的教學(xué)模式取得了良好的效果。

5 結(jié)束語

在課程中引入計算思維，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，不是在原有內(nèi)容上貼上計算思維標(biāo)簽，或者簡單的說這就是計算思維；關(guān)鍵是要提煉并展現(xiàn)隱藏在知識背后的計算思維的光芒，引起學(xué)生求知欲望和心理共鳴。利用計算思維的方法強化學(xué)生的計算思維能力。這就要求任課教師要精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容與案例，采用計算思維的方法講授知識，使抽象、枯燥、難懂的理論變得生動有趣、淺顯易懂。這對任課教師提出更高的要求，我們教師更應(yīng)該利用計算思維的方法不斷地提升自己。

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Applicationofcomputationalthinkingintheteachingofproductionandoperationsmanagementcourse

LIHuai-Min，GUOBo，YANGYing

(SchoolofComputerandInformationEngineering,FuyangNormalUniversity,FuyangAnhui236037,China)

ThearticleaimedattheproblemofProductionandOperationsManagementcourseteaching,studiedonhowThoughtComputationisappliedincourseteachingtochangeoldeducationalmodelandimproveteachingeffects.AccordingtothecharacteristicsoftheProductionandOperationsManagementcourse,whichmainlyadoptedthecaseteaching,andcarefullydesignedcoursecontentandrecentcasestudies.Teachertookmeasuresofthecomputationalthinkingtoanalysisoncase,whichnotonlycultivatesthestudents'computationalthinkingabilitybutalsostimulatestheirinterestinlearningandimprovestudents'abilitytosolveproblems.

computationthought;productionandoperationsmanagement;caseteaching

2014-09-28

安徽省質(zhì)量工程項目(2013jyxm132，2014jyxm224，2013zy167);阜陽師范學(xué)院質(zhì)量工程項目(2012KFKC09，2013ZYSD03，2013ZYSD05，2014ZYGX03，2013JYXM49,2014JYXM15,2014JYXM35,2014JYXM43,2014JYXM42)等資助。

李懷敏(1978-)，女，碩士，講師，研究方向：生產(chǎn)與運作管理、信息管理與信息系統(tǒng)。

G642

A

1004-4329(2015)04-122-05

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329(2015)04-122-05