“运筹学”的理论、案例、实验一体化教学模式探索

罗晨

[摘 要]运筹学作为一门重要的专业基础课程，所涉及的知识理论性和实践性很强。该文针对这个特点，分析了“理论+案例+实验”一体化的教学方式的意义，探索“理论+案例+实验”一体化的教学方式，该教学方式从教师角度，加强了教学的多样性、系统性、研究性、动态性、创新性;从学生角度，经历了理论到案例到实践的过程，从不同角度理解知识点，培养学生的创新意识和能力。

[关键词]运筹学;教学模式;理论、案例和实验一体化

[中图分类号] G420[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-04-23

一、前言

运筹学是工业工程专业的一门重要的专业基础课程，所涉及的知识理论性和实践性很强。当前大多数高校本科生运筹学教学偏重于数学理论推导及有关解题算法，而学生解决实际问题的能力没有得到锻炼和培养[1]。为了进一步提高课程教学质量，促进相关专业人才培养模式的创新，拟开展“理论+案例+实验”一体化的教学方式。姚威[2]讨论了基础会计课程“理论+案例+实验”一体化教学模式，王保丽[3]讨论了勘查技术和工程专业的信号分析与处理课程“理论+案例+实验”一体化教学模式，殷志平[1]讨论了“理论+案例+实验”一体化在经管专业的教学方式。尽管已有学者探讨了一些课程“理论+案例+实验”一体化，但是不同专业不同课程的实施应该存在一定区别，这里主要针对工业工程专业运筹学课程“理论+案例+实验”一体化教学模式。

二、“理论+案例+实验”一体化教学的意义

1.有利于学科建设和发展。针对运筹学课程的“理论+案例+实验”一体化教学研究对于培养高素质的创新人才具有重要的意义，对于提升我国运筹学研究水平，规范工业工程学科体系，加速工程学科建设，具有重要的影响和作用。

2.有利于师资队伍建设。针对运筹学课程的“理论+案例+实验”一体化教学研究，鼓励教师积极创新，可进一步培养院校自己的教学人才队伍，收集、设计和积累系统性、研究性、动态性、创新性的案例，不断充实和调整案例库，把先进的科学技术、研究内容融入案例教学中。

3.有利于創新性人才培养。运筹学课程的“理论+案例+实验”一体化教学方式，让学生在接受理论知识的同时，通过案例分析加深知识的理解，激发学生的创新意识、培养学生的创新能力，并进一步应用到实际应用中，从而培养创新性的工业工程专业人才。

4.有利于培养学生的合作与竞争意识。案例教学和实验教学过程中，学生自行组成团队，针对一个特定案例提出有效的解决方案，从而培养学生团队合作意识;教师对多个团队的解决方案进行评估和点评，引导不同团队间的竞争意识，因此“理论+案例+实验”一体化教学培养学生团队内的合作和团队间的竞争意识。

三、传统教学方式的问题

目前笔者所在院校工业工程专业的运筹学课程主要分为运筹学I和运筹学II两门课程，两门课程都为双语课程，运筹学I主要涉及到线性规划、整数规划、图论等内容;运筹学II主要涉及到非线性规划、博弈论、排队论、决策分析、库存理论等内容，每个专题相对独立又存在相关性。而工业工程专业相对于管理专业，对象问题大都集中在工业界，比如如何安排生产线上的机器、工人、甚至物料运输设备的问题，如何提高生产率的水平问题，如何降底生产过程中的原料和半成品存量的问题。如果采用传统的课堂教学模式，学生只能记忆性地了解知识点，而不能深刻理解知识点;只能培养书面的掌握设计能力，不能培养解决工程问题的设计能力，因此无法达到令人满意的教学效果。而在传统教学改革过程中，遇到教学上的困难和问题主要体现为以下几方面：

1.缺乏针对性的运筹学案例。运筹学作为一门应用学科，教材中有一些经典案例，但是目前现有教材中主要是针对经济管理方面的案例，而针对工业工程专业的案例较少，如果完全按照教科书上的案例会使得教学内容和本专业的应用相脱节，因此有必要增加工业工程专业背景的运筹学案例。

2.缺乏将运筹学运用到实际问题的实验环节。目前国内高校运筹学教学主要采用课堂式教学为主，以理论教学为主，而对于实际问题应用较少关注。尽管一些学生通过课堂知识，但是一旦遇到实际问题，无从下手的状态，这主要因为缺乏实验环节，不能提供给学生实际应用所学知识的机会。同时，运筹学是一门工具类学科，若不能通过实际问题的锻炼就不能完全掌握运筹学这个有效工具。

3.缺乏综合的教学考核方式。目前运筹学教学方式比较单一，教学手段不灵活，考核方式单一，主要以闭卷考试为主，导致学生不能摆脱应试方式，不能更好地发挥学生的创造性。

四、“理论+案例+实验”一体化教学的实施探索

1.针对性案例的收集与整理。案例的选择应当从案例教学目标出发，根据学生的实际和专业特点来选择.要适应学生现有的发展水平，同时贴合专业特色。首先，案例的选择要注意科学性、典型性、启发性和探索性，这样才能引起学生感情上的共鸣。吸引学生进入到案例情景中去，从而促进学生的实践经验与理论知识的结合。其次，案例的选择要注意专业特点，教学案例应具备专业特色，从而有利于学生专业知识结构的整合和思维能力的全面发展，最好能结合实际科研问题和企业面临问题，例如课题组项目涉及到装配件的装配关系可以用图的形式表示出来，有助于基于图优化装配序列，从而丰富教学内容，以此为教学案例，让学生们学习到与之相关的知识。

2.上机实验和实践实验的设计。实验环节分为上机实验和实践实验。上机实验主要对理论模型的求解，基于求解软件例如Lingo、Matlab等求解线性和非线性优化问题。上机实验注重求解过程，而实践实验锻炼学生的试验设计、数据整理分析、模型建立、过程求解等综合能力。实践实验的选题很重要，需要考虑以下几点：首先，实践实验应和理论知识挂钩，不能脱节，否则实践实验的意义削弱;其次，实践实验应是可实施的且实施方式不难达到，这是实践实验实施的关键;最后，实践实验应该是引出学生兴趣的，这样才能促进学生积极开展。目前，我系所采用的实践实验是分析食堂高峰期打菜窗口的排队情况，进而改进排队方式，就往届学生的分组实验中，学生可能在数据采集、分析、建模等各个环节都是存在问题，但是通过小组讨论分析简化，每个组都能提出自己独到的见解。

3.以理论知识为基础、案例分析为核心、实验设计为应用的课堂讨论。课堂讨论是“理论+案例+实验”一体化教学的核心环节，也是难度大且容易出问题的环节，其成功与否取决于教师的引导能力和学生的自主学习能力。在课堂讨论中，教师和学生分别扮演着不同的角色，发挥着不同的作用。通过师生之间、发言人与点评人之间、组织者与参与者之间的多层次交流，达到教学相长的最佳效果。首先导师应该能够引导发言人将问题描述清楚，使得其他同学能够明白发言人的想法，其次，教师要对发言人的信息进行去粗取精、去伪存真的加工，精准点评发言内容，并由表及里将问题发掘出来，且设计一些具有启发性的模糊问题，引导学生去思考，发掘他们的创造性智慧;最后，教师引导学生就问题讨论、辨析。只有这样，才能很好掌控课堂的发展，启发学生的思考。

五、结论

“理论+案例+实验”一体化的教学方式从教师角度，加强了教学的多样性、系统性、研究性、动态性、创新性;从学生角度，经历了理论到案例到实践的过程，从不同角度理解知识点，培养学生的创新意识和能力。

参考文献

[1]殷志平.理论、案例、实验一体化教学模式在经管专业“运筹学”教学中的实施路径[J].湖北第二师范学院学报，2017，034 （003）：103-105.

[2]姚威.基础会计“课堂—案例—实验”一体化教学改革探析[J].财会学习，2019，000（009）：205-206.

[3]王保丽，印兴耀，张广智.“理论—实验—应用”一体化教学的探索与实践[J].实验室研究与探索，2015，034（011）：152-155.