运筹学课程教学改革初探

摘  要：当今时代是大数据时代，人工智能时代，而人工智能中诸多方法都涉及到运籌学中的一些常用算法。然而由于运筹学课程的专业内容丰富，学科内部分支众多，学科实际应用广泛，而且目前运筹学课程教学学时又非常有限，因此目前大多数院校传统的运筹学教学模式弊端凸显，对运筹学课程教学方法改革创新与实践教学研究是很有必要的。

关键词：运筹学  教学改革  人工智能

中图分类号：G642    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）04（a）-0137-02

运筹学是一门应用科学，它广泛应用现有的科学技术知识和数学方法，解决生产、管理等实践中的现实问题，为决策者选择最优决策提供定量依据。当今时代是大数据时代/人工智能时代，而人工智能中诸多方法都涉及运筹学中的一些常用算法。例如，机器学习中的支持向量机问题、聚类问题以及神经网络等问题都设计到运筹学中的模型和方法。此外，今年来很多高校也开始增设人工智能专业，而运筹学又将是该专业的必修课之一，那么如何开展这门课程的教学是很值得研究的。该文针对绝大多数高校运筹学课程教学中存在的问题进行讨论，并尝试给出一些教学改革的设想。主要从教学工具、教学内容安排、教学方式以及考核方式这4个方面展开讨论。

1  教学工具及教学方式多样化

首先，教材是开展教学的必备而且非常重要的工具，根据学生的专业和学时的情况，选取合适的教材是值得仔细研究和推敲的。其次，运筹学仍然采取传统的课堂讲授，以教师在黑板上（或借助多媒体）讲演解题的方法和步骤，学生课下做练习进行训练这样的一种模式。这种模式的弊端在于老师占用课堂过多的时间，教学效率低下，学生积极性不高，师生互动不够。还有一个最大的缺点是通常课堂上和学生练习的例子都是很小规模的问题，和实际问题有一些距离。因此，在教学过程中不仅要根据专业特色选取合适的教材，还要将黑板和多媒体工具结合起来，提高教学效率、增强师生互动、激发学生的学习兴趣。同时，还要借助一些编程工具，例如，MATLAB等在课堂上进行实践演示，提高学生的学习热情。最后，案例情景驱动的实践教学模式是值得提倡的，根据学生的专业情况选择合适的案例，而不是一个案例适用所有专业的学生，这也是前面所提到的要与专业紧密结合。选好案例后让学生分析案例、构建案例情景、利用运筹学理论知识来应对案例情景最终达到解决问题的目的。

2  优化教学内容

首先，突出运筹学的重点内容，体现不同学科不同专业各自不同的特点。运筹学课程应以线性规划与单纯形法、对偶理论和灵敏度分析、运输问题、目标规划、图与网络优化为教学重点，以存储论、对策论以及矩阵分析为补充，合理优化组合教学内容。同时注意教学内容与不同专业方向的有机融合。通常情况下，数学与应用数学等理科专业注重运筹学理论的推导和方法的演算，管工交叉类专业注重理论与实际应用相结合，通过增加上机实验课时锻炼数学建模能力，其他工科或纯管理类专业强调经典运筹学方法的直接应用。

其次，授课内容要密切关注时代发展和解决实际问题的需要，及时调整和更新教学内容。将新的问题和算法及时引入教学内容之中，既展现了运筹学教学内容的先进性与前瞻性，又使学生在课堂上能够及时了解运筹学的最新发展动态。

最后，授课教师科研方向多样化导致运筹学课堂教学的侧重点的差异运筹学分支较多，授课教师自身的研究兴趣以及科研方向不尽相同，他们在教授大纲要求的基本内容之外，往往会结合自己的科研课题适当拓宽某些章节的教学内容，让学生体会科学研究乐趣的同时扩大知识面。因此不同的老师教出不同的风格，这是应该鼓励和提倡的。

3  考核方式

在运筹学的考核方式上应抓住本门课程的课程目标，培养学生分析问题、建立数学模型、对模型进行求解等各方面的实践应用能力，仅用传统的期末闭卷考试的模式，偏离了课程目标，也不能充分反映学生对该课程的掌握情况。因此考核方式应该根据课程的特点进行多元化考核。首先，由于线性规划的理论部分有大量的理论分析和数学证明的内容，因此通过闭卷来考核学生的掌握情况是有一定必要的。其次，运筹学是一门应用性很强的课程，所以实践部分的考察也是必不可少的，例如，运用某一种软件求解线性规划，线性整数规划、进行灵敏度分析等，这些内容的考察可以通过课堂上互动或者分组讨论情况，对学生进行相应的评价。最后，运筹学是一门教会学生用数学的方法解决实际问题的课程，因此在课程考核时，通过论文报告的形式对学生建模能力、解决具体问题的能力进行针对性考察也是很有必要的。所以，根据运筹学课程的特点，进行“考试+考察+论文报告”的形式对学生进行综合评价更加合理。

综上所述，在运筹学的教学过程中应注重理论与实际问题的联系和注重教学内容与学生专业的联系。在考核环节不仅要考核学生对基础知识的掌握还要加强对学生实践能力的综合考核。因此有必要针对授课对象的专业情况和学时情况深入研究运筹学课程的教学内容和教学方法。

参考文献

[1] 胡运权.运筹学教程[M].4版.北京：清华大学出版社，2012.

[2] 张世涛，汪忠志.运筹学课程教学改革探索[J].安徽工业大学学报：社会科学版2016，33（4）：54-55.

作者简介：李国权（1984，1—），男，汉族，江苏人，博士，副教授，研究方向：最优化理论与方法。