農林院校信息與計算科學專業(yè)“運籌學”課程教學研究

　　摘要:“運籌學”是應用性很強的一門學科,本文在剖析“運籌學”課程特點的基礎上,指出“運籌學”是信息與計算科學專業(yè)的重要課程之一;同時結合安徽農業(yè)大學信息與計算科學專業(yè),分析了目前“運籌學”課程教學中存在的不足,并就“運籌學”課程教學目的、教學內容、教學方法和考核方式等提出了一些建議和對策。
　　關鍵詞:信息與計算科學專業(yè);運籌學;教學研究
　　作者簡介:曹宗宏(1980-),男,安徽六安人,安徽農業(yè)大學理學院,講師,理學碩士,主要研究方向:運籌與決策(物流與供應鏈管理);張慶國(1959-),男,江西玉山人,安徽農業(yè)大學理學院,教授,理學博士,主要研究方向:應用數學、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研究項目(項目編號:2008JYXM100)、安徽農業(yè)大學教研項目(項目編號:09jy034)的研究成果。
　　
　　一、“運籌學”課程教學中存在的問題
　　信息與計算科學專業(yè)是1998年教育部頒布的本科專業(yè)新增的數學類專業(yè),是由計算科學、計算機科學、信息科學以及運籌學等多學科交叉滲透而形成的一門新的理科專業(yè),其主要特點是重數學基礎、強計算機應用、解決實際問題能力。2003年2月教育部數學類專業(yè)教學指導委員會對信息與計算科學專業(yè)辦學現狀與專業(yè)建設相關問題進行調查后,明確地提出了“強基礎、寬口徑、重實踐、有側重、創(chuàng)特色”的人才培養(yǎng)理念。安徽農業(yè)大學(以下簡稱“我�！�)于2002年設置了信息與計算科學專業(yè),結合我校和本專業(yè)的實際情況,制定了本專業(yè)培養(yǎng)目標:具有良好的數學素養(yǎng),掌握信息科學和計算機科學的基本理論和方法,能應用所學知識和熟練的計算機技能解決實際問題的應用型人才。由此可見,信息與計算科學專業(yè)培養(yǎng)出的人才要有較強的分析問題、解決問題的能力,而運籌學就是用數學的語言和方法去描述、求解現實問題的一門學科,它是在數學知識與現實問題之間架設的一座橋梁,所以“運籌學”課程的開設有利于信息與計算科學專業(yè)培養(yǎng)目標的實現。
　　“運籌學”(Operational Research)是第二次世界大戰(zhàn)期間形成并在戰(zhàn)后迅速發(fā)展起來的一門應用學科,是一門建立在理論與實踐緊密結合的基礎上,以定量分析為主來研究實際問題的應用科學,將工程思想和管理思想相結合,應用系統(tǒng)的、科學的、數學分析的方法,通過建模、檢驗和求解數學模型而獲得最優(yōu)決策的一門學科�！斑\籌學”課程作為信息與計算科學專業(yè)三年級開設的專業(yè)課,其目的是為了培養(yǎng)學生利用數學工具解決實際問題的能力。通過對信息與計算科學專業(yè)2002級～2006級學生的“運籌學”課程教學,我們發(fā)現“運籌學”教學面臨以下主要問題。
　　第一,我校在開辦信息與計算科學專業(yè)以前沒有數學本科專業(yè)的辦學經歷,“運籌學”教學起步晚、底子薄,沒有很好的教學經驗可以借鑒。同時信息與計算科學專業(yè)的學生對自己所學的專業(yè)了解甚少,甚至還有一些錯誤的認識。雖然教育部已明確指出信息與計算科學專業(yè)是由計算數學、信息科學、運籌與控制學等學科交叉滲透而形成的一個新的應用類專業(yè),但很多學生報考該專業(yè)的原因是看重“信息”一詞,認為是個時髦的專業(yè),也有的學生認為“計算”就是指與計算機相關,認為該專業(yè)學的是計算機,因此很多學生對該專業(yè)并不了解。對本專業(yè)的不甚了解導致了學生學習的盲目性,因此學生的學習動力不足。
　　第二,“運籌學”教學要求學生具有扎實的數學基礎,作為農林院校,我校招收的該專業(yè)的學生并不具有數學上的優(yōu)勢,報考信息與計算科學專業(yè)的學生很多對該專業(yè)并不了解,只是認為專業(yè)名稱比較時髦。學生在一、二年級主要學習數學理論基礎課,高難度的數學理論和空洞乏味的定理、公式、數學符號使他們失去對后續(xù)課程學習的興趣,同時讓他們產生了書本知識與實際應用脫節(jié)和“學習無用論”的錯覺,因此學生認為“運籌學”和已學過的數學課程一樣,抽象難懂,產生了畏難情緒。
　　第三,“運籌學”的教學方法主要是以課堂講授為主,雖然使用多媒體和板書相結合的教學形式,但與學生的互動較少,“運籌學”的課程建設尚有很多地方可進一步完善;同時,以往是把學生的卷面考試成績作為考核標準,忽視了學生是否能夠正確運用”運籌學”來解決實際問題的能力,偏離了“學以致用”的教學目的。
　　第四,由于就業(yè)形勢嚴峻,很多學生選擇考研。很多考研的學生在課堂上進行考研復習,教學效果很難有保障。
　　二、“運籌學”課程教學的對策和建議
　　解決上述問題的關鍵,需要采取行之有效的教學模式和教學方法,引發(fā)學生的學習興趣和熱情。結合幾年的教學經驗和實踐,筆者認為可從以下幾個方面進行嘗試和改革。
　　1.明確教學目的
　　信息與計算科學專業(yè)的“運籌學”課程的教學目的存在于對運籌學基本概念的理解、基本原理的掌握和基本方法的應用上。學生通過“運籌學”課程的學習,能夠運用運籌學的思想、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)學生把實際問題抽象成相應的數學模型以及求解模型的能力,培養(yǎng)學生的應用知識能力、創(chuàng)造性思維和提高學生的綜合素質。
　　2.合理安排教學內容
　　“運籌學”是一門具有較多分支的學科,我們在教授過程中不可能面面俱到。線性規(guī)劃、整數規(guī)劃、目標規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃和多目標規(guī)劃等分支應用較為廣泛,應為基本的教學內容。其他的一些分支則可以根據本專業(yè)的培養(yǎng)目標和教學目標以及課時安排等條件靈活地進行選擇;同時還應該把本學科的最新研究成果盡可能地融入到課堂教學內容中。此外,現在運籌學教材的內容多而雜,教師在授課之前需要認真?zhèn)湔n。同時各個分支的側重點也不盡相同。例如在講解線性規(guī)劃時,應主要講解線性規(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、設計有效和合理的算法。
　　在教學內容的選擇上,教師要全面掌握教學內容,從所教授的內容的整體結構出發(fā),把握各部分內容之間的橫向聯(lián)系和縱向聯(lián)系,確定教學內容在整個課程體系中的作用;教師要密切關注與該課程內容相關的最新理論成果和模型的最新算法,還應將現實生活中的具體實例運用到課堂教學中,以增加課堂教學的有效性和目的性。
　　3.科學運用教學方法和教學手段
　　傳統(tǒng)的“運籌學”教學采用的是“講授式”、“填鴨式”教學方法,即課堂上老師單一的講授、灌輸式的教學,師生互動很少,而且教學手段也不靈活,學生真正運用所學知識來解決實際問題的能力得不到提高。為了提高教學效果和達到教學目的,教師應該將啟發(fā)式、討論式等多種教學方法應用到課堂教學中,充分調動學生學習的積極性。同時采用電子教案與黑板板書相結合的教學手段,根據課程內容的需要可穿插一些動畫、音頻視頻,以充分調動學生的學習興趣。此外,通過課堂提問、測試、作業(yè)、課堂討論方式實現師生之間的互動,活躍課堂氣氛,提高課堂的教學效果。
　　教師教學的宗旨是讓學生從知識的被動接受者轉變成知識的主動探索者,因此教學方法和教學手段的選擇至關重要。教師應根據不同教學內容對學生的不同要求采用靈活的教學方式。例如,在講授單純形法的理論時,教師應該詳細講解其理論及推導過程,學生應該認真地體會和理解;講授非線性規(guī)劃的算法時,教師應該提供相應的案例,算法的設計和案例的求解則需要學生動手編程和求解,目的是為了提高學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合的教學手段的同時,還應該根據課程內容的要求不同采用不同的教學手段,其目的就是讓學生可以踏踏實實地掌握理論知識,充分挖掘學生解決實際問題的能力,促進他們綜合素質的提高。

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