吳玉文
【摘 要】運籌學課程是我校管理類、信息類等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程,它的教學質量對于學校培養(yǎng)的人才質量有著十分重要的影響。為了提高學運籌學課程的教學有效性,培養(yǎng)學生的思維能力和實際應用能力,我們在教學過程中針對現(xiàn)有的教學模式進行了深入的探索與改革。
【關鍵詞】運籌學;啟發(fā)式教學;案例教學;教學模式
運籌學作為一門20世紀三、四十年代發(fā)展起來的新興學科,主要研究人類對各種資源的運用及籌劃活動,并通過挖掘和發(fā)展其中的基本規(guī)律,尋找發(fā)揮有限資源的最大效益的方法,從而實現(xiàn)總體最優(yōu)的目標。運籌學的特點是采用系統(tǒng)的、科學的、數(shù)學的方法,通過建立數(shù)學模型并對其進行檢驗、求解來獲得最優(yōu)決策。
1 現(xiàn)有教學模式的局限性
運籌學課程是我校管理類、信息類及物流類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課,它的教學質量直接影響著學校培養(yǎng)的人才質量。我校的運籌學課程主要向學生介紹包括線性規(guī)劃和對偶理論、整數(shù)規(guī)劃、目標規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃在內的規(guī)劃論、圖與網(wǎng)絡分析以及決策分析等方面的內容。這些內容不僅要求學生具有一定的數(shù)學理論基礎,又與實際背景密切相關。
目前,運籌學的教學模式仍以傳統(tǒng)的課堂講授為主,學生被動地接受知識,學習缺乏主動性。如何讓學生積極地參與到課堂教學的過程中,讓他們將被動地接受知識變?yōu)橹鲃拥孬@取知識,這是我們在運籌學課程教學模式中要探索和解決的主要問題。此外,現(xiàn)有的教學模式大多采用簡單的例題類型,強調學生對各種運籌算法的理解記憶,而忽視了對實際案例的分析和講解。為了提高運籌學課程的教學效果和學生學習的積極性,培養(yǎng)學生應用所學知識解決實際問題的能力,我們在教學過程中針對現(xiàn)有的教學模式進行了深入的探索與改革。
2 啟發(fā)式教學模式
啟發(fā)式教學模式是一種現(xiàn)代教學指導思想,它主要通過調動學生學習的積極性和主動性,引導學生主動學習和鉆研來完成教學目標。在“傳統(tǒng)”的注入式教學法中,學生被動地接受大量現(xiàn)成的定義、公式、定理、例題之類的知識,但缺少運用這些知識解決實際問題以及發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造的能力。在啟發(fā)式教學模式中,學生是學習的主體,而教師的主要任務在于引導學生發(fā)現(xiàn)問題,幫助學生分析問題和解決問題。為了將啟發(fā)式教學模式運用到運籌學的實際教學過程中,我們主要做了以下幾方面的工作:
2.1 轉變教學模式的中心
從以教師為中心、單純講授運籌學理論知識和技能的教學模式,轉變?yōu)橐詫W生為中心、注意培養(yǎng)學生分析問題與解決問題的能力和自主學習能力的教學模式。
首先,在教學過程中確立學生的主體地位,改變“教師講學生聽”的單向傳授過程,提高學生的學習積極性與參與性。通過引導學生提前自學、設置學生分小組討論以及課堂練習環(huán)節(jié),鼓勵學生參與到運籌學的課堂教學過程中來,從而誘導與啟發(fā)學生形成主動學習的意識。
其次,通過適當?shù)姆绞焦膭顚W生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題。對于課堂上積極活躍、經(jīng)常提出問題的學生進行肯定和贊賞,從而激勵更多的學生發(fā)現(xiàn)問題并參與到討論中來,變消極地接受知識為主動地學習知識。在這樣的過程中,教師通過適當?shù)膯l(fā)使學生利用運籌學方法提出問題、分析問題進而解決問題的能力不斷地得到提高,同時還能使其獲得主動學習的“成就感 ”,進而形成良性循環(huán)。
2.2 豐富教學方式與方法
針對運籌學各章節(jié)中不同的學習內容和學習目標,結合學生的具體情況,綜合運用多種啟發(fā)式教學方法,與多媒體演示相結合,促進學生學習的積極性和有效性,進而提高運籌學課程的教學效果。比如,在介紹到線性規(guī)劃的求解方法時,可將相關證明在二維平面中的過程直觀地演示出來,從而啟發(fā)學生對于多維情況下相關結論的理解和記憶。
3 案例教學
案例教學法是在教師的指導下,讓學生通過自己對案例的研究、分析和討論,以參與者的身份直接參與課堂教學,使其成為師生雙向參與的學習過程。在運籌學教學過程中,我們嘗試增加案例分析和課堂討論的環(huán)節(jié),減少公式推導和公式記憶環(huán)節(jié)。通過讓學生分工合作、查閱資料、研究討論,運用所學工具和方法對實際問題中的具體數(shù)據(jù)進行處理計算,進而提出若干個可選方案并比較各方案的優(yōu)缺點。通過案例教學可以將運籌學的理論、方法與解決實際問題結合起來,豐富教學內容,培養(yǎng)學生自主學習的能力以及分析問題、解決問題的能力。
運籌學是來源于實際生活的一門應用學科,用運籌學的方法解決實際問題需要遵從“從實踐中來,到實踐中去”的基本原則。運籌學的這一性質特點使得該課程具有較多的實際案例。我們不僅要求所選案例符合運籌學課程的教學目的,能幫助學生提高分析、解決實際問題的能力,而且還注意挑選富有啟發(fā)性的案例,有助于學生的創(chuàng)新能力及個性的合理發(fā)展。
如何選擇合適的案例,并引導學生對案例進行恰當?shù)姆治?、建立?shù)學模型并對模型進行求解,這些都是在案例教學過程中需要教師注意的重點內容。因此,我們不僅要做好教學前的案例準備和設計工作,并在教學過程中對學生進行恰如其分的引導,還需要結合學生的反饋意見對教學效果進行不斷的探討與總結,以提高案例教學模式的質量和效果。
4 充分利用新式教學資源
隨著計算機技術日新月異的發(fā)展,運籌學也得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應用,這給運籌學課程的教學也帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。運籌學中很多經(jīng)典的算法已經(jīng)有了較成熟的數(shù)學軟件包,可以用來處理變量較多、約束較復雜、計算量龐大的運籌學模型的求解。我們在教學過程中針對不同模型的特點,向學生介紹了多種數(shù)學軟件,如WinQSB,Matlab等。結合實際的案例,將一些復雜的算法通過數(shù)學軟件進行計算,不僅能直觀地展示課程的教學內容,還能幫助學生理解記憶,并提高其軟件操作能力。
此外,運籌學教學過程中還可以充分利用競賽資源。運籌學解決實際問題的主要方式是建立數(shù)學模型并對其進行求解檢驗,這主要考驗學生對實際問題的分析能力以及優(yōu)化思想的應用能力。為了培養(yǎng)學生綜合運用運籌學優(yōu)化思想建立數(shù)學模型進而解決實際問題的能力,我們還積極鼓勵和幫助學生參知各種級別的數(shù)學建模競賽。充分利用競賽資源,增強學生的運籌優(yōu)化意識,激發(fā)學生對這門課程的歸屬感,進而提高課程的教學質量。
綜上所述,針對我?,F(xiàn)有的運籌學教學模式,我們進行了一系列的探索和研究。在實際教學過程中,通過啟發(fā)式教學提高學生學習的自主性,通過精選案例來增強課堂的趣味性和互動性,并充分利用數(shù)學軟件、數(shù)學建模競賽等新式的教學資源,希望能讓學生在掌握基本的概念、模型和求解方法的同時,還能培養(yǎng)出運用運籌優(yōu)化思想提出問題、分析問題進而解決問題的能力。
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