运筹学的作用范文

时间:2023-10-23 16:02:05

运筹学的作用篇1

运筹学具体应用运用效果一、引言

运筹学理论所研究的是利用数字、符号和图形做为模型,把复杂的事物变成简单,反映在管理问题中一些问题。这一理论的实际应用,更是发挥了其重要作用。在物流管理中,利用运筹学模型分析,整合资源、合理调配,有物流的管理起到十分重要的意义。

二、物流与运筹学的关系

1.运筹学研究的内容

运筹学做为边缘学科,应用性很强。运筹学主要研究对象是管理问题。运筹学属于管理科学的一部分,至今已形成了较完整的科学体系,成为具有许多分支、方法和应用广泛的一门学科,并在社会经济各个方面都有着广泛的应用。

2.运筹学的特点

运筹学将实际系统的复杂问题尽量做到定量化,实现决策的科学化。在发展过程中,吸收了很多其他学科的成果,不断丰富了自己的内容,形成了较完善的边缘学科体系,与很多学科的关系变得越来越紧密,运筹学是一门边缘学科,正在加快扩展自己的应用领域。运筹学的发展促进了很多相关学科的发展,并且逐渐扩展到社会各个领域。

3.运筹学的数学模型

运筹学所研究的模型,一般是将一个系统或过抽象、简化后,把某些特征及数量指标的相互关系表达出来。它试图精确地和定量地表示系统的各种数量关系。常用的运筹学数学模型有线性规划模型、随机规划模型、网络分析模型。

4.运筹学的工作程序

运筹学用于编制长远规划,确定系统目标和系统政策,辅助各层次的管理。运筹学系统已进一步发展到了用于决策的需要,广泛地运用模型,并把管理学、运筹学和计算机技术结合起来。

三、优化方法在物流领域中的具体应用

任何一个系统的目标确定和目标实现过程都不是唯一的,存在着如何在诸多方案中选择最优方案的问题。随着系统科学的进步,优化方法的综合运用得到了广泛的发展。

1.车辆路线问题及模型

车辆路线选择是将定量化的系统思想应用于组织管理的工程实践,寻求实践效果的优化。车辆路线问题要注意关联性、最优性。车辆路线选择优化的基本思路是运用运筹学模型,采取定量化方法揭示系统内各子系统、各因素之间的关系,然后运用科学方法协调系统之间、系统内各子系统之间的矛盾,从而求得车辆路线问题最优规划、最优设计、最优管理,提供给决策部门参考,为决策提供科学依据。

2.装货问题及动态规划

运筹学模型建立在充分考虑国内物流业的发展情况,物流配送对运输工具选择上进行优化,缩短配送环节,尤其是同类运输工具的环节,对促进车辆调度优化有很大的作用,实现物品运输的合理化。不同的运输工具有不同的优势领域,因此对运输工具进行优化选择,按运输工具特点进行装卸运输作业,尽量减少装卸的次数、增大装卸量,按照运筹学模型合理调整每次的装卸量和运输工具的容量,最大程度地发挥所用运输工具的功能,是装货问题优化的重要环节。

3.设施连续点选址模型

设施选址问题是运筹学的问题,设施选址问题最常用的运筹学模型是韦氏模型,此模型具有全局性。此模型在实际运用中,可以看出其有效性。通过在选址过程中选取上一次的最优点作为下一次的初始点,简化模型的实用性。

4.流通加工工作业排序模型

流通加工作业排序是指在一定期间内分配给各个加工单位的生产任务,根据加工工艺和负荷的可能性,确定各加工单位流通加工作业开始时间、作业结束时间,并进行作业顺序排序,该过程又称为生产作业排序。同样的流通加工任务,采用不同的生产作业排序方法,所得到的生产效率、经济效益是不同的,运用运筹学中的模型分析各项加工任务,合理安排各项加工任务的工艺顺序,使生产周期最短,生产效率最快,生产效益最高。

5.库存优化模型

库存控制的方法较多,随着运筹学方法广泛应用,还会有较大的发展。库存控制是在已确定了库存商品储存定额的前提下,对实际在库储存的商品进行控制和管理。它主要从企业的进货数量、进货时间、在库商品控制管理等几个方面进行。由于商业企业所经营的各类商品在货源、销售季节、社会需求量等方面都有较大的差别,因此运用运筹学中的模型,把不同特征的商品的库存控制在合理的范围内,尽量为生产和销售服务。

四、优化技术在物流管理系统中的运用效果

根据物流的运作模式和管理方式,运筹学模型在管理物流业的应用已相当成熟。北疆水泥有限公司进厂和出厂石料和水泥都通过靠近厂大门的地磅过磅。利用现有的管理资源,合理设计出保证地磅快速过磅,减少车辆排队等候,加快货物流动的相关业务流程至关重要,该厂利用运筹学原理,采用运筹学的模型,重新设计适合本厂实际情况的物流管理信息系统,对该厂的石料采购、水泥销售、货物称重等进行高效合理的管理,最终满足该厂生产经营增长和科学管理的需要。在利用业务系统情况下,运用运筹学,建立了完善的系统集成模型,准确描述了系统中各模块的关系,开发了北疆水泥物流系统,满足生产增长的要求,提高客户满意度。

沃尔玛连锁超市运用运筹学模型,构建连锁业内部的信息管理系统,预先制定货物的运送和配给方案、开设电子订货业务等,完善企业内部决策支持系统、自动补货系统、运输信息管理系统等,提高标准化程度。通过运筹学模型的实际应用,沃尔玛超市改善配送措施,变原来的单一配送为共同配送和混合配送,这样既节约了成本也提高了货物的配送效率,同时把单纯地服务型配送变为盈利性配送,使库存实现合理化、科学化的保管。

五、结语

运筹学广泛应用于物流业,其主要是通过运用运筹学方法去分析和解决物流管理中的问题,而不是单纯强调运筹学理论的重要性,掌握运筹学理论的基本方法,掌握各种定量模型及应用,为今后运用运筹学理论解决实际物流管理问题打下坚实的基础。

参考文献:

\[1\]孙喜梅,杨兆升.从交通需求看运筹学的学科建设\[J\].高教研究与实践,2010,(2).

\[2\]《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)\[M\].北京:清华大学出版社,2009.

\[3\]李宇明.浅谈运筹学在物流管理中的应用与发展\[J\].吉林商业高等专科学校学报,2010,(4).

运筹学的作用篇2

关键词:非运筹学专业;运筹学;工业工程;教学研究

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)30-0128-03

运筹学是二战以后发展起来的一门新兴的应用学科,它运用分析、试验、量化的方法对人、物、财等有限资源进行统筹安排,为管理人员做决策提供科学的依据,以实现最有效的管理。20世纪50年代中期钱学森、许国志等教授将运筹学由西方引入我国。随着战后世界社会经济的迅速发展,运筹学的应用由主要在军事领域,转向市场销售、生产计划、库存管理、运输、财务和会计、人事管理、设备管理、工程的优化设计、计算机和信息系统、城市管理等民用领域,产生了多种多样的运筹理论。从应用的对象领域来看,有工业运筹学、农业运筹学、交通运输运筹学、公共事业运筹学、军事运筹学、金融、市场、保险运筹学等;从其与自然科学、人文科学的交叉来看,则又有计算运筹学、工程技术运筹学、管理运筹学、生命科学运筹学等等。基于此,对于运筹学的教育实践,也引起了运筹学工作者和教育者的广泛关注,尤其是作为运筹学研究、教育、推广的主力军,各个高校花费了大量的人力、物力,进行了大量的研究,其主要内容主要集中在以下几个方面:

1.对运筹学的发展历史和趋势进行回顾和展望;

2.基于运筹学学科的教育实践从现行学科专业制度的角度探讨交叉应用学科专业的发展困境及其出路;

3.基于运筹学课程的教学实践,对教学模式、教学内容进行研究;

4.基于不同专业下开设的运筹学课程的教学实践,对工业运筹学、农业运筹学、交通运输运筹学、公共事业运筹学、军事运筹学、管理运筹学等课程的教学模式、教学内容进行研究;

5.基于MATLAB、LINGO、LINDO、EXCEL等,对运筹学的实验教学和应用(案例)教学进行探讨;

6.以运筹学课程为平台对课程系列的设置进行整体优化。例如天津大学管理学院以部级精品课程建设为契机建立了运筹学课程平台和课程系列。

在我国现行的学科专业制度下,运筹学作为专业科目在高校中设置在数学院(系)里,同时,在管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理、工业工程等专业运筹学也是人才培养中必修的专业基础课程之一。立足现实、展望未来,为了满足、适应不同专业和层次对运筹学的教学不同的需求,必须认清、重视以下一些关系:

一、分清楚运筹学科学发展和运筹学教学特别是本科教学之间的关系

就技术发明对战争的影响或就未来事件的策划来说,运筹学可认为是起源于朴素的运筹问题和运筹思想。科学家正是从统筹、多阶段决策、多目标优化、合理运输、选址问题、都市规划、资源合理等思想中发展新的数学内涵,并运用已有的数学概念和方法解决实际问题。运筹学科学发展是从实践到理论的过程,而非运筹专业本科生学习运筹学的目的是解决实际问题,是从理论到实践的过程。运筹学从本世纪30年代末产生以来,经过半个多世纪的发展,已经成为具有坚实的理论基础、完善的体系结构的科学方法,形成了一系列分支,包括数学规划(线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划、动态规划、随机规划、模糊规划等)、图论与网络、排队论、存贮论、决策论、对策论、可靠性理论等。随着金融工程、网络科学、生命科学、服务科学等新兴领域的迅猛发展,运筹学本身也有了很大的发展,例如在智能计算方面形成了诸如遗传算法、模拟退火、禁忌搜索、粒子群算法、蚁群算法、DNA计算等影响广泛的研究计算工具。运筹学一方面分支众多,另一方面发展迅速。因此,分清楚运筹学科学发展和运筹学教学特别是本科教学之间的关系对于运筹学教学内容的选取、教学体系的设置等等都有十分重要的意义。

二、要分清专业方向和课程建设的关系

对于非运筹学专业需要学习运筹学的专业,在运筹学的本科教学方面普遍面临着以下一些问题:首先,出于专业发展的需要,作为专业基础课的运筹学,教学学时严重不足,并且有进一步减少的趋势;其次,运筹学的教学内容和专业课的教学内容重叠,并且运筹学的某一分支是某一门后续课程的重要基础和工具;另外,课程采用专业归口,因此运筹学普遍由数学系的老师讲授。分清专业方向和课程建设的关系,根据专业方向选取教学内容,从专业课程建设出发以课程群的方式构建运筹学教学体系,选择和培养合适的教师队伍是组织运筹学教学、提高教学质量不容回避的内容。

三、要理顺理论教学与实践需要之间的关系

运筹学教材是运筹学教学的基础。其中以清华大学《运筹学》教材编写组编写清华大学出版社出版的《运筹学》为代表,按照运筹学分支构成进行编写,内容非常全面。依托此类教材进行教学,教学的重要内容是数学建模和数学求解思维、方法和步骤。本科生教学主要内容为单纯形法和表上作业法等。而本科生毕业以后,在工作中运用运筹学解决实际问题的过程,基本上是建模、求解、对结果进行分析以辅助制定决策。问题的结果比数学求解思维、方法和步骤重要的多。而且在现代化的今天,知识量激增,不可能在短短几年中将所有的知识“灌输”给学生,对学生的学习能力、思维能力、创造能力的培养比知识传授本身更加重要。因此,理顺理论教学与实践需要之间的关系,这对于运筹教材编写、选用,运筹学实验、实践教学的组织和开展都具有重要的意义。

基于上述分析,以下以工业工程专业运筹学的本科教学为例,对非运筹学专业运筹学的本科教学进行探讨。

1.运筹学教学内容设置。“运筹学”是工业工程专业的重要理论基础课程,主要通过定量分析方法解决经济管理中的各类决策问题,为后续许多课程提供理论依据。工业工程是一门涉及人、物、料、设备、信息和能源等要素的集成规划、设计、改善、控制和创新的技术与管理相结合的边缘学科。它采用系统化、专业化和科学化的思维方法,为实现生产制造、管理和服务系统的低成本、高效率的管理目标提供有力支撑。从“运筹学”在工业工程专业中的应用来看,工业工程专业的学生需要掌握运筹学的所有分支内容。考虑到48个教学学时的限制,我们选用清华大学《运筹学》教材编写组编写的运筹学教材为蓝本;以与运筹学相互关联的课程群为载体,以各分支的内容、层次和课程间的相互衔接为基础;以课堂教学和自学相结合的方式;以让学生在大学本科四年内基本掌握运筹学所有的分支内容为目标,对运筹学教学的内容进行了如下设置:

其中,自学的内容(动态规划和解的搜索理论)的基本思想要在教学过程中有所体现,并对学生的自学进行引导和关注。

2.结合工业工程专业实际,重视基础理论,同时增加案例教学。尽管对于工业工程的本科生来说,教师在教学上主要应集中于学生由实践到理论和由理论到实践这些环节的能力培养上,但绝对不能忽视基础理论,反而应该想方设法让学生把基础理论学会、学扎实。因此,教师在教学上就要更加努力钻研。首先,在理论教学过程中,当牵涉到数学论证时,力求精练,尽量采用一些形象、简单的证明方法使学生容易理解,强调让学生课外自学定理、问题的数学推导。其次,要注重各章节的内容理论上的内在统一性,把单纯形法的求解思路、解的搜索原理、最优性原理贯通整个理论教学过程。此外,在教学过程中,着重引入一些实际案例,引导学生以总体的观点考虑问题,建立模型。

3.增加实验教学环节,强化分析、求解及应用能力的综合培养。运筹学教学的目的,是使学生熟悉和掌握运筹学分析问题、解决问题的思想和方法,培养和提高学生根据实际问题建立模型、求解模型及进行分析和评价的能力,树立起系统效益观念。这仅靠课堂教学是不够的,有必要引入实践环节。另外,学生在做运筹学习题时,由于决策变量的个数不仅仅是两个,所以线性规划模型的求解就不能统统利用图解法来求解,而是要利用单纯形法来求解,这必然造成表格多、计算量大的问题。而且,即便解题方法、计算步骤和原理都正确,仅仅由于表格中的某一个数字计算错误,经常造成最终计算结果错误,这不仅打击了学生的学习积极性,还会使学生对自己计算能力的正确性发生了动摇。当决策变量的个数比较多,数学模型的结构比较复杂时,求解过程就变得更长,更容易出错。为了应对这种问题,达到提高教学质量的目的,我们利用EXCEL软件的规划求解功能模块开设了运筹学实验。之所以选择EXCEL软件是因为我们所选取的课堂教学内容尽管在传统求解方法上有很大的区别,但就建模而言,都可以用线性规划模型解决;而且,EXCEL易得易学,不会因为软件问题增加学生的负担,造成教学“失焦”。

通过前期系统的理论学习,加上计算机软件以及大量生动案例的分析和讨论,有助于全面提高学生分析和解决问题的能力,经过如此的锻炼为学生参与校内外的科研创新积累一定的经验,同时为毕业设计打好基础。

参考文献:

[1]钱颂迪,等.运筹学[M].北京:清华大学出版社,2005,(06).

[2]胡晓东,亚湘章,祥荪.运筹学发展的回顾与展望[J].中国科学院院刊,2012,(02).

[3]刘小强,左勇华.现行学科专业制度下交叉应用学科专业的发展困境及其出路——以运筹学为例[J].江西师范大学学报(哲学社会科学版),2012,(2)04.

[4]孔繁森.工业工程专业人才培养模式探索[J].工业工程,2009,(10).

[5]侯彩虹.《运筹学》课程的研究型教学模式探索[J].上海海关学院学报,2012,(03).

[6]郭秀英.经管类专业运筹学教学策略研究[J].西南石油大学学报(社会科学版),2012,(03).

运筹学的作用篇3

关键词:信息与计算科学专业;运筹学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)33-0091-02

运筹学是近40年来发展起来的一门新兴学科。它的目的是为行政管理人员在做决策时提供科学的依据。因此,它是实现管理现代化的有力工具。运筹学在生产管理、工程技术、军事作战、科学实验、财政经济以及社会科学中都得到了极为广泛的应用[1,2]。我校的信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,运筹学一直被定为专业必修课列入培养方案,有多年的教学历史。笔者在运筹学课程的教学过程中,探索适应信息与计算科学专业培养目标和学生特点的教学方法,积累了一些想法并付诸于实践,取得了一定的效果。

一、信息与计算科学专业和运筹学的特点及关系

信息与计算科学专业是以信息领域为背景,数学与信息、管理相结合的交叉学科专业。该专业培养的学生具有良好的数学基础,能熟练地使用计算机,初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究,解决实际问题,设计开发有关软件的能力。毕业生适合到企事业单位、高科技部门、高等院校、行政管理和经济管理部门,从事科研、教学和计算机应用软件的开发和管理工作,也可以继续攻读信息与计算科学及相关学科的硕士学位。运筹学的基本特点是:(1)运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题,故其应用不受行业、部门之限制。(2)运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性,最终能向决策者提供建设性意见,并应收到实效。(3)它以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。(4)多分支。运筹学的主要分支包括:线性规划、整数规划、目标规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存储论、排队论、对策论等。结合信息与计算科学专业特点以及上述运筹学特点,笔者认为信息与计算科学专业学生学习运筹学的目的是综合各学科知识,利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模,同时牢固掌握各种优化算法,并能利用各种编程工具将优化算法予以实现,从而达到提高学生解决实际问题的能力。

二、传统教学中存在的问题及改进措施

运筹学作为信息与计算科学的专业必修课程,能够为信息与计算科学的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果,却往往达不到预期的效果。下面将针对传统运筹学教学过程中存在的问题提出一些改进的方法。

1.教学目的的改进。由于我校信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院,导致在传统的运筹学教学中,存在重理论与分析、轻应用与实现,即仅重视数学模型的构造以及解的存在性分析,而忽略了模型的有效求解,加之信息与计算科学专业学生本身动手能力不强,导致很多同学在运筹学的学习过程中进入了“运筹数学”层面[3]。笔者认为,运筹学教学应该是理论与实践相结合,算法是运筹学的重要组成部分,也是运筹学的精髓,但是仅仅注重构造数学模型和算法的设计,而忽略算法的编程实现是不可取的。运筹学的教学应该使学生在熟悉运筹学各类问题的基础上,重点培养学生分析问题,根据实际问题建立恰当的数学模型,并利用编程软件编程求解各种实际问题的能力。最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力的提升,应该成为信息与计算科学专业运筹学教学的目的。

2.教学内容的改进。传统的运筹学教学内容是以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的数学模型,并着重研究问题的求解算法以及算法的灵敏度分析。这些内容对于数学基础较好的信息与计算科学专业学生而言,学习起来并不是十分的困难。然而,由于运筹学的内容比较丰富,学习的课时有限,不可避免地导致忽略了运筹学的实践教学环节。这对于提高学生的动手能力是极为不利的[4]。根据上面教学目的的改进措施,笔者在运筹学的教学过程中将教学重点放在有关数学规划的算法设计章节,突出讲解算法的设计思路,并要求学生将传统的算法,如单纯形算法、分支定界算法、最速下降法等进行编程实现。该项措施能够保证在有限的教学课时内,充分发挥学生的能动性,不但掌握了运筹学的精髓部分,同时提高了学生的动手能力,真正提升学生运筹学的应用能力。

3.教学方法的改进。运筹学是以数学分析为主要的工具,如果在运筹学的教学中,教师按部就班,平铺直叙,忽视案例教学,就会让学生觉得运筹学与数学分析、高等代数一样,学习起来枯燥乏味,从而失去了运筹学的本质特征。针对上述情况,笔者在运筹学的教学过程中,对运筹学的教学方法的改进做了如下尝试:①加强案例教学。在每一章开始的部分,利用经济管理的实际问题,引出需要讲解的内容,引导学生利用所学的知识尝试解决该实际问题,而不是利用书本上较为抽象的例子给出讲解内容。该项措施提高了学生学习运筹学的兴趣,培养了独立解决实际问题的能力。②鼓励学生参与教学。传统的课堂教学以教师的讲授为主,学生极少参与课堂教学。结合运筹学的教学目的,笔者在运筹学的教学过程中积极鼓励学生参与课堂教学,发表自己的观点和想法。对于提出有创新性想法的同学,在期末考试时给予一定的额外加分。实践证明,该项措施切实提高了学生参与课堂教学的积极性,课堂氛围也有极大的改观。③加强实践教学环节。实践教学是运筹学教学的核心组成部分。笔者在运筹学的教学过程中对实践教学划分为两个部分:其一是要求学生将数学规划的有关算法进行编程实现,编程工具的选择上以C++为主,Matlab为辅,同时严格验收过程;其二是组织学生以小组为单位,自行选择相关实际问题作为研究课题,完成问题描述、数据分析、数学建模以及选择合适的运筹学方法求解数学模型。这样,让学生真正体验到运筹学在实际应用上的完整流程,同时培养了学生的团队协作精神。④完善课后答疑。作为运筹学的初学者,学生不可能很快掌握运筹学的理论与方法。笔者所在学院为该课程配备了一名辅导教师,专门负责课后答疑以及实践环节的指导工作,使学生的疑问能够得到及时的解决。

4.加强与相关课程的联系。运筹学是信息与计算科学的专业必修课,针对信息与计算科学专业的专业特点,其教学需要学生牢固掌握数学分析、高等代数的相关理论与方法。因此,为了学生能够较好地学习运筹学,需要在运筹学相关章节讲授之前与相关专业课程进行有效的衔接,将运筹学的教学自然融入到整个课程体系。如线性规划的单纯形方法教学,要和高等代数中线性方程数的求解方法相结合;无约束优化问题的教学要和数学分析的极值条件相结合;有约束优化问题的教学要和数学分析中的Lagrange方法相联系;图论的教学要和离散数学、数据结构中的相关章节相联系等等。

总之,不能将运筹学的教学与信息与计算科学专业的整个课程体系相割裂,而是在运筹学的教学过程中,积极引导学生将所学章节与相关课程进行联系,从而强化运筹学在整个教学体系中的重要性。

三、教学改革效果分析

经过近四年的运筹学教学改革,取得了良好的效果。(1)学生对运筹学的学习兴趣得到了极大的提高,该点可以从学生上课的精神状态、完成作业以及考试情况得到体现。(2)极大提高了学生动手能力。通过运筹学实践教学环节,学生的动手能力得到了极大的提高,据不完全统计,信计专业有近30%的毕业生从事IT行业,受到了用人单位的好评。每年都有IT行业的公司到本院来招聘信计专业的毕业生。(3)每年信息与计算科学专业的毕业生有近10%考取985高校的硕士研究生。毕业生良好的综合素质得到了复试专家的一致好评。

在以后的运筹学教学过程中,我将对运筹学课程的考核方式、学生竞赛等方面进行积极的尝试,争取能够取得更大的成绩。

参考文献:

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学[M].第四版.北京:清华大学出版社,2012.

[2]胡运权.运筹学基础及应用[M].北京:高等教育出版社,2011.

[3]欧阳瑞,陈春华.在运筹学教学中要体现数学建模思想[J].长春教育学院学报,2011,(27).

[4]蔡天鸣.信息管理与信息系统专业运筹学教学改革研究[J].都市家教,2012,(9).

基金项目:湖北省优秀中青年项目(Q20121216);长江大学校级重点专业“数学与应用数学”建设项目资助

运筹学的作用篇4

关键词:《管理运筹学》;工商管理专业;课程改革

随着“互联网+”、物联网等技术的快速发展,大数据作为一种基础性和战略性资源,是提升民众生活品质、国家治理能力的“富矿”,以大数据为基础要素的数字经济时代已经到来,这对学科的发展提出了新的要求。为适应新时代的发展,工商管理专业必须在以往商科课程的基础上融入新技术、新方法,进行学科交叉融合,为学生提供综合性跨学科的教学[1]。运筹学自二战期间诞生,随着科学技术的发展,现已成为一门集理论与实验、既严密又富启发性的学科,既可把它当作应用数学的一个分支来研究,又可将其应用于几乎所有的科技领域,特别是在生产计划、运输问题、人事管理、库存管理、市场营销、财务和会计、设备维修、更新和可靠性分析、项目的选择与评价、工程优化设计等工商管理中有广泛的应用[2]。结合管理学和运筹学理论,《管理运筹学》作为工商管理专业的一门跨学科课程,不仅能为学生提供解决科技问题的工具,在未来的管理决策中提供科学支持,培养学生定量管理的意识,而且还能培养学生理性思维,提高学生写作能力、创新能力和协作能力等[3-4]。为此,充分考虑时展的要求,结合工商管理专业的学生特点,《管理运筹学》的课程改革势在必行。

1工商管理专业《管理运筹学》现状分析

1.1工商管理专业《管理运筹学》课程现状

本校《管理运筹学》为工商管理专业学生的专业必修课,先修课程为微积分、线性代数、管理学。该课程在大二下学期开设,共计48个学时,其中理论课程30个学时,实验课程18个学时。目前,在工商管理专业所开设的主修课程中,《管理运筹学》是少数定量化课程中的一门,也是管理的科学性在课程中的体现。但是《管理运筹学》涉及管理学、数学、计算机、运筹学等多学科交叉,在构建模型时需要有一定的多学科交叉背景。此外,《管理运筹学》理论中有大量的数学符号与公式、繁琐的求解过程步骤,学生需要花费大量时间才能较好地掌握求解方法和技巧。正因此,《管理运筹学》课程的教学在工商管理专业存在一定的难度。《管理运筹学》的教学设计大多仍停留在以教材为依托、教学大纲为依据,以概念和原理等理论层面为教学重点,以教师的讲授为主的教学方式。通过学习,学生虽然可以在实验课上按照课堂教学内容进行建模及求解,但无法与真实的问题相结合,无法主动将真实的实际问题转化为运筹学可以解决的数学问题,遇到实际问题时难以用所学指导实践,无法达到教学的基本目标。

1.22019级工商管理专业学生关于《管理运筹学》课程调查结果分析

以本校为例,针对2019级工商管理专业的所有学生,在完成专业必修课程《管理运筹学》的学习后,通过调查分析,得到如下结论:(1)在课堂教学方面,大部分学生还是认为课程学习情况较好。大部分学生还是能认识到《管理运筹学》课程的重要性和必要性。而且在上课过程中也感受到了课程的难度较高,意识到认真听讲、多做练习和及时复习巩固的重要性。目前学习面临的最大困难就是知识点太多,学不会。(2)在上课形式方面,由于受疫情影响,该学年课程均采用网课形式,教师与学生、学生与学生均在线上沟通交流,沟通交流的机会有限,途径较少。但虽然是网课,整体逃课率较低,绝大多数学生能够按时上课。(3)在课程培养方面,学生十分关注建模的讲解,希望能从《管理运筹学》课程的学习中提高建模能力、数据分析能力和逻辑思维能力。其次,学生关注实验操作,希望提升软件操作能力。而学生最不感兴趣的是理论分析,特别是很多数学公式的推导过程。(4)对于《管理运筹学》课程的建议主要包含两个方面:首先理论讲解希望线上上课,讲得详细、生动,可以多讲例题,多做练习,巩固知识,其次关于实验课希望能融入模型实践部分,尽量先给学生演示操作。

2工商管理专业《管理运筹学》教学中存在的问题

根据上述分析,目前工商管理专业《管理运筹学》教学中存在的问题可归纳为以下四个方面。

2.1教学目标定位不符合学生现状

对于财经类院校的工商管理专业,大部分学生从入学开始学习《微积分》就对数学类的课程有一定的抵触和畏难心理,而且学生的数学基础不一致,特别是还有一些转专业的学生。而且工商管理专业学生在此之前仅有数学类课程,无其他定量课程。很多学生没有较高的数理基础,定量管理的思维模式也无法得到训练。这使得后续学生学习《管理运筹学》时,无法接受不同于其他管理类课程的教学方式,而且小部分学生无法理解运筹学理论。同时,工商管理专业学生从大一开始就学习管理学知识,对管理学有较为深入的认识和理解,而且思维比较活跃,具有较强的实践分析能力。但实际中《管理运筹学》的教学还是以理论讲解为主,实践分析为辅,与学生需求不一致。

2.2教学方法单一

目前,《管理运筹学》的教学主要采用理论学习与实践学习两方面相结合。理论学习主要采用教师课堂上讲授的方式,通常以填鸭式教学为主,学生只需要单方面听讲,缺少主动思考分析的过程,学习过程较为枯燥,而且涉及的知识点众多,很难吸引学生的注意力。教学方法较为单一,无法锻炼学生解决实际问题的能力。实践学习主要为上机操作,要求学生根据每次的实验要求自主进行操作,完成相应的实验并提交实验报告。这个过程中很难发现学生的薄弱点,无法保障实验课时间的充分利用,长此以往学生的热情度也会下降。经过疫情期间线上教学的实施,更应该对新的教学模式进行尝试和探索。

2.3教学内容落后

目前,《管理运筹学》的教学内容在理论方面主要侧重于概念的介绍、定理的推导等理论知识,对案例建模与分析的过程内容较少,而且通常仅只考虑课本中相对陈旧的知识,没有拓展运筹学的最新研究,无法适应现代科技发展的需要。而且,现有实践教学中的案例大部分已经用了十几年没有变化,而且只是为了单纯反映相对应的知识点,过于简单抽象,更侧重于运筹学的理论实践,与实际问题差距较大,忽略了其在工商管理专业中的应用性,无法跟随当今互联网时代的要求,也无法引起学生的兴趣。

2.4考核方式单一

目前,课程主要采用平时考核和期末考核两种形式,平时考核占总成绩的40%,期末考核占总成绩的60%。平时考核包含点到、课堂回答问题和实验报告,期末考核为论文考核,要求以“管理运筹学在企业管理中的应用”为主题撰写结课论文。考核相对单一。而且无法完全衡量学生对《管理运筹学》课程知识点的掌握情况。很多学生只是应付考试,只是为了完成论文仿照课本习题编写案例,没有将所学知识真正应用于解决实际问题。

3工商管理专业《管理运筹学》课程改革

科技的快速发展和数字经济时代的到来,对《管理运筹学》课程也提出了更高的要求。基于目前教学情况,工商管理专业《管理运筹学》课程要从以下几个方面进行改革。

3.1重视课前自学

为了保证学生能及时掌握《管理运筹学》知识,让学生课前预习相关知识。疫情期间已经完成的线上课程既可以作为学生课前学习的资源,同时要求学生完成相应的习题,并设置分析题以供课堂讨论,增加学生学习的自觉性和主动性。同时,通过学生习题完成的情况和课堂讨论分析题的情况,可以调查学生自学的情况,摸清课程的难点,及时有针对性地为学生解答。

3.2充分重视实践教学

不同于统计学、信息管理与信息系统、管理科学等专业,工商管理专业所开设的《管理运筹学》课程以管理为背景,在理论课程学习的基础上要重视实践教学,强调实践教学对于课程学习的重要性,从教学内容、教学方法和考核方法的设计上均应体现实践教学的重要性。

3.3丰富教学内容

及时更新理论教学内容。《管理运筹学》授课教师组成教学团队,定期就运筹学最新理论、方法或案例等内容组织研讨,并对授课内容进行及时更新,使得授课内容能够跟得上时展的要求。另外,鼓励授课教师定期与其他教学团队交流,与校外教师交流,探索《管理运筹学》在工商管理专业更广泛的应用。充实实践教学内容。一方面,教师要在所进行的项目中找寻合适的问题,尽量挖掘综合性问题,不断改进重新案例库,提高学生的综合实践能力;另一方面,也可以邀请企业高管来为学生上课,将实际管理中所遇到的问题最直观地呈现给学生,在充实案例库的同时,给学生带来切身的体会。

3.4充实教学方法

在一些理论课上采用翻转课堂[5]的方式,使得学生作为课堂的讲授者,变被动为主动,提高学生的参与度。另外增加小组合作项目,以小组形式完成某实际企业管理中的案例,并进行小组汇总。紧跟时展潮流,关注企业管理热点问题,让学生体会到《管理运筹学》课程在工商管理专业的必要性,培养对所学知识的运用能力,收获更强的成就感。另外,完善专业实习管理体系,将实践教学与专业实习相结合,提高学生对现代企业管理特别是定量管理的认识,掌握科学的立场、观点来观察、分析并解决实际问题的能力,提高课程的认可度[6]。

3.5优化考核方法

优化考核方法,在原有基础上加上案例展示,采用平时考核、案例展示和期末考核的多样化综合形式对学生进行考核。案例展示需要学生在课堂上分析实际管理问题,从发现管理问题、管理问题的数学化表述、建模过程、仿真求解到结果分析,在这个过程中,锻炼学生发现问题和解决问题的能力。

4结语

本文结合自身实践经验,并以《管理运筹学》上课真实情况为例,研究了工商管理专业《管理运筹学》的教学问题。通过分析,可以得到以下结论:(1)重视实践教学,优化教学内容、教学方法和考核方法;(2)通过教师研究项目和与企业合作,充实案例库,给学生带来切身的应用体会;(3)增加小组合作和翻转课堂等方式,提高学生的参与度;(4)用平时考核、案例展示和期末考核等多样化的综合形式对学生进行考核。

参考文献

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[4]李征仁,张晓航,刘娜.基于管理学视角的运筹学课程教学改革研究[J].教育现代化,2020,7(9):38-40.

[5]胡斌,狄鹏.翻转课堂在运筹学课程教学中的应用[J].教育教学论坛,2020(29):139-140.

[6]岳瑞波.工商管理专业实习现状、问题及对策研究[J].教育理论与实践,2017,37(33):22-24.

运筹学的作用篇5

关键词:运筹学;学习动机;教育策略;对策

中图分类号:O22-4 文献标识码:B 收稿日期:2016-07-13

运筹学对经管类专业的学生来说, 是一门重要的专业基础课。通过这门课程的学习,学生熟悉和掌握运筹学分析问题、解决问题的思想和方法,培养和提高学生根据实际问题建立模型、求解模型及进行经济分析和评价的能力。

一、学情分析

首先,独立学院的学生大部分是三本学生,并且文科生较多,数学基础普遍比较差 ,一些学生学习欲望不强,自律性较差。其次,学习运筹学需要用到大量微积分和线性代数等前续课程的知识,而学生普遍基础知识掌握不牢、基本技能不熟练,导致学习运筹学时困难重重。最后,运筹学不是考研必考科目,在部分院校是选修课程,考试比较简单,学生容易蒙混过关,致使一些学生不重视这门课程。

二、教学现状

运筹学作为一门专业基础课程,在教材编排方面,讲究知识的系统性及理论的严谨性。大多数教师在实际教学中,为了使知识体系完整,会不加区别地传授知识,并且偏爱推导公式、证明结论,进行纯数学方面的理论推导及数学计算,这在一定程度上增加了学生学习的难度,使运筹学的学习变得更加困难。

三、若干对策

1.培养学生的优化意识,提高学生的学习积极性

在教学过程中要想提高教学质量 ,必须提高学生的学习积极性。在实际学习中,当学生们意识到这门课程比较有用时,一定会投入更多的精力和时间去学习它。运筹学是一门和现实联系非常紧密的学科,它的中文译名就是从“运筹帷幄,决胜千里”这句话所得出。

在这样一个激烈竞争、资源日益短缺的社会里,要让学生们意识到应该用优化的意识去分析、解决问题,达到以最少的人力、财力、物力去完成任务,获得最好的收益的目的。在考研上,运筹学也是一门重要的选考学科,管理学要考120分以上难度是很大的,但运筹学方面有可能考满分,只要学生的数学基础扎实即可达到目标。

2.加强运筹学发展史的引入,提高学习兴趣

教学过程中,可用少量的时间介绍运筹学发展的历史以及所起的作用,以激起学生的好奇心,提高学习兴趣。比如可以这样介绍早期发展史:最早进行运筹学工作的是以英国生理学家希尔为首的英国国防部防空试验小组。同时,英国人莫尔斯建立分析美国海军横跨大西洋护航队损失的数学模型也是运筹学的早期工作,这一工作在第二次世界大战中有了深入而全面的发展。第二次世界大战中,运筹学被广泛应用于军事系统工程中,除英国外,美国、加拿大等国也成立了军事数学小组,研究并解决战争中遇到的运筹学课题,这些成果不仅对盟军大西洋海战的胜利起到了十分重要的作用,而且对许多战斗的胜利也起到了积极作用。战争结束时,英美及加拿大军队中工作的运筹学工作者已超过700人,正是由于战争需要,运筹学有了长足的发展,并且形成科学。

20世纪60年代以来,运筹学主要用于处理大型的复杂的问题,除了解决军事问题,还广泛应用于解决教育问题、污染问题、交通运输问题、人力资源管理等问题。在能源、预测、会计金融、销售、存储、计算机与信息系统、设计、城市服务系统、保健与医疗、电气、加工工业等各个部门都得到了广泛的应用。

3.增强多媒体和计算机的使用,提高学习效率

多媒体教学系统是以多媒体计算机为核心的教学方式,其特点是有直观的图像、鲜明的色彩、动静结合的画面,图文并茂且形象生动,能极大地调动学生的学习积极性,从而取得良好的教学效果。大多数内容都可以用课件的方式去演示,通过生动有趣的界面,既可使学生轻松地接受所学知识,又可让教师节省大量的板书时间,从而更好地讲深讲透重点难点。另外,要让学生会用、乐用学习中常用的软件去解决实际生活中的问题,提高学习效率。

参考文献:

[1]胡运权.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]罗荣桂,原海英.运筹学教学改革与探索[J].艺术设计研究,2005,24(3):49-50.

运筹学的作用篇6

关键词:交通运输类;运筹学;实践教学

作者简介:张文会(1978-),男,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学交通学院,副教授。(黑龙江 哈尔滨 150040)

基金项目:本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划课题(课题编号:GBD1211006)、东北林业大学重点课程建设项目(交通运筹学)的研究成果。

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0161-02

交通运输工程领域存在很多优化问题,如交通系统的预测、决策和运行状态分析及评价等,都需要用运筹学理论解决。为了达到培养目标,很多高校交通运输类专业都把“运筹学”作为重要的专业基础课。以往教学过程中,比较重视运筹学理论知识的讲解,忽视运筹学实践应用介绍,[1,2]因此产生了理论学习与实践应用之间的矛盾。

国内很多高校的经济管理类专业都进行了“运筹学”课程教学方法改革,并取得了较好的教学效果。[3-5]此外,为了加强理论与实践的结合,提高学生的学习兴趣,还进行了实践教学改革。[6,7]交通运输类专业的工程特征要求讲授“运筹学”这门专业基础课时,既要注重基本理论的掌握,又要注重工程实践能力的应用,以培养具有运筹思维能力和工程实践能力的创新型技术人才。

一、交通运筹学的特点

1.较强的数学基础

运筹学以数学为主要工具,综合运用多种数学分析方法,求解交通运输领域的最优决策方案,要求具有“高等数学”和“线性代数”等基础知识。线性规划、运输问题和决策问题等很多章节的建模与求解都要用到以上基础知识。

2.较强的系统性

交通运筹学是从系统工程的角度出发,分析交通运输工程领域全局性的应用和综合优化问题。运筹学的最终目标是最优性,既要从空间上寻求整体最优,又要从时间上探索全过程最优。

3.较强的应用性

运筹学研究具有较强的实践性和应用性,最早应用于军事领域,后来逐渐转向民用部门。交通运输工程领域很多优化技术都以运筹学作为理论基础,如车辆行驶路径优化、车流波理论、配送优化问题等。

二、教学中存在的问题

在制定培养方案时,很多高校均把运筹学作为交通运输类专业最重要的基础课之一,同时也把运筹学作为重点课程建设,但在教学过程中,仍然存在一些问题。

1.教材建设与专业需求的矛盾

目前运筹学教材有很多,但教材内容大多以模型建立和理论推导为主,所举案例多属经济管理领域。因此,教学过程中教材选择比较困难,针对性教材建设比较落后。

2.实践教学与能力培养的矛盾

教学过程中大多关注理论知识的讲授,忽视交通运输实践教学内容,造成学生的学习兴趣不高,教学效果不好。特别是求解运筹学问题时,许多繁琐的计算过程均可通过计算机软件来实现,而教学中又没有实践教学的学时分配。因此,加强实践教学环节,增加交通运输领域的实际案例分析和实践应用教学内容,对于提高学生的学习兴趣,强化理论模型的理解具有重要的现实意义。

3.学时分配与知识体系的矛盾

目前本科阶段交通运筹学教学学时一般为32或48学时,而运筹学知识体系不断更新,内容逐渐丰富,培养方案中拟定的学时已不足以完成所有教学内容的讲授,甚至个别章节也要略讲或自学,造成知识体系讲授不够完整。针对交通运输类专业特点,优化教学内容和学时分配,显得非常必要。

三、实践教学改革方法

1.运筹学案例教学

运筹学在交通运输领域应用的案例很多,但没有建立案例库,课堂教学中所引例题多为经济管理领域,与本专业相差较远。因此教学中,教师团队广泛搜集交通运输领域的运筹学案例和模型,按照课程体系进行分类。此外,邀请交通运输或物流企业的专家进行讲座,介绍本企业应用运筹学思想或模型解决实际问题的案例,教学案例库设计见表1。

2.课程设计

课程设计是理论知识在实践中的综合应用,通过课程设计,学生巩固了专业理论知识,锻炼了实践动手和独立思考能力,提升了团队合作意识。

(1)讲授完线形规划和目标规划理论后,要求调研某一公交线路旅客上下车情况,进行公交车最优调度方案设计,每10名学生为一组,最后提交调研数据和计算方法,并提出最佳设计方案。

(2)讲授完网络模型后,要求调研某一区域道路交通状况,绘制出调研区域的交通网络图,表示出道路的单向或双向交通组织方式,预测每条道路的平均行驶时间,最后找到每个点之间的最短路径。最后提交调研数据、预测方法和最优路径方案。

3.计算机软件教学

利用计算软件求解交通运输领域的运筹学模型,可以使学生深刻体会运筹学的实际应用,提高学习兴趣。课堂教学主要讲授有限变量的运筹学模型的建立方法和求解理论,计算机实践教学以课堂教学中的建模方法为基础,讲授多变量运筹学模型求解的计算机操作,体验运筹学软件求解的可行性和便利性。如线性规划问题,教材上的例题变量一般不超过8个,迭代次数一般不超过6次,整数规划、运输规划和动态规划等模型变量数量也很有限。但交通运输领域的很多问题都属多变量、多约束和多目标的运筹学模型,手工计算求解花费时间较长,计算机软件求解非常方便。学生通过学习软件操作,既掌握了建模和求解理论,又体会到了课程的实践实用价值。

目前,运筹学求解软件有Lindo、WINQSB、MATLAB和Excel等,每种软件都有各自的运行环境和编程语言。实践教学中,鼓励学生根据课堂教学所学的基本理论,自己编程实现每种模型的求解算法。

4.实践教学基地建设

实践教学基地一般是学生工程实践能力培养的重要保障,针对某一门课程进行实践教学基地建设,是以短期或不定期的实践调研和学习为目标,让学生在短时间内直观地了解所学专业知识在实践中的应用。随着高等教育改革的不断深化,越来越要求学生具有工程创新意识,在大学培养阶段实现素质教育和工程训练有机结合。因此,进行了物流园区、地铁集团和公交公司等实践教学基地建设,教学过程中组织学生深入实践基地,了解运筹学理论在园区规划、路网规划和站点规划等方面的应用。要求实践结束后,提交实践总结。

在展开理论教学的同时,采取灵活多变的实践教学方式,鼓励学生参加全国大学生数学建模比赛,鼓励学生参加社会实践,促使学生在实践中发现问题、分析问题和解决问题。

四、保障措施

1.课程体系整合

很多高校交通运输类专业既开设了运筹学,又开设了交通运输系统工程学和物流技术等,教学内容重复严重,如网络计划技术、预测决策理论和运输问题等。因此为了提高教学效果,避免教学重复,应进行必要的课程体系整合及课程教学内容优化,增加课程实践环节的教学内容和学时分配。

2.教材建设

目前还没有针对交通运输类专业的运筹学教材,教学中采用的教材内容偏重经济管理领域,选用的例题和案例大多为经济管理领域的优化问题。为了加强学生对运筹学在交通运输领域的应用有直观的认识和理解,编写新教材时应结合专业实际,增加交通运输领域的应用案例,如公交调度问题、收费站优化问题和道路建设优化问题等内容。

3.教学手段改革

由于运筹学建模和解题过程涉及很多表格、图形与算法等,授课过程中应适当引入多媒体辅助教学手段,开发适合理论教学和实践教学的多媒体课件。在实践教学过程中,除了可以利用计算机软件求解交通运输领域的问题外,还可以组织学生到交通运输企业参观,或者邀请企业管理人员举办讲座,通过教学手段的改革使教学过程更加生动。

4.考试方法改革

以往的期末考试总成绩包括两部分:平时成绩(出勤+平时作业)和期末考试成绩,分别占20%和80%,造成学生对运筹学模型的死记硬背,缺乏对交通运输实践应用的理解。改革后的考试模式增加了实践成绩,按照实践过程中的表现以及实践报告质量评分,结构比例为:平时成绩占20%,实践成绩占20%,期末成绩占60%,实现了多方位、多角度考核和评价学生的学习效果。

五、结语

为了提高交通运筹学的教学质量,提升学生的运筹学工程实践能力,结合交通运筹学的课程特点和现实问题,提出了增加案例教学、实践课程设计、计算机软件教学和实践教学基地等改革措施,并从课程体系整合、教材建设、教学手段改革和考试方法改革等方面提出了实践教学改革的保障措施。由于不同学校和专业培养方案的差异,本文提出的交通运筹学实践教学改革方法并不一定具有普遍适用性,但具有一定的借鉴意义和参考价值。

参考文献:

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[3]罗荣桂,原海英.运筹学教学改革与探索[J].理工高教研究,

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[4]温日琨.运筹学教学内容改革与教学大纲设计[J].高等工程教育研究,2007,(S1):60-62.

[5]李志猛,祝江汉,邱涤珊,等.启发式教学在运筹学课程中的应用与实践[J].高等教育研究学报,2008,31(4):59-61.

[6]费威.经管类运筹学课程的实践型教学模式探讨[J].运城学院学报,2012,29(6):89-91.

运筹学的作用篇7

关键词:管理类专业;运筹学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2013)01-0294-02

运筹学是运用科学的(如分析、试验、量化)的方法,解决政府、国防等部门以及工业、商业等经济领域中的管理问题,帮助管理者进行科学决策的最优化理论。自20世纪50年代以来,运筹学被广泛应用于工程、管理、科研以及国民经济等领域,取得了巨大的经济与社会效益 [1]。随着计算机等信息技术的快速发展,运筹学在管理领域的应用也日益增多,如生产计划、库存管理、运输问题、人力资源管理、市场营销、设备更新、网络优化布局等。运筹学是工商管理、信息管理、物流管理等管理类专业的专业基础课,通过该课程的掌握使学生能够用科学的方法解决未来工作中的管理决策问题,因此,掌握运筹学可以看做是管理类专业学生的工作技能之一。

然而,在笔者近几年的教学过程中发现管理类专业学生对运筹学的学习兴趣较低,甚至出现旷课、抄袭作业等厌学现象。学生对《运筹学》课程的掌握程度较低,远低于《管理学》、《人力资源管理》等专业基础课。为了提高学生学习的兴趣、认识到运筹学在经济管理决策中的重要作用,因此对管理类专业的运筹学教学进行改革是非常必要的。

一、学生厌学原因分析

1.学习动机弱。随着年龄的增长,学生学习的主观意识日益增加,即有目的、有选择性地学习成为大学生学习的主要特点。特别是大学生未来均要面对职业的选择,因此,对于大多数大学生来说,大学中的学习是以积累工作技能为目标的,大学生的职业化学习动机愈来愈明显。然而,在大多数大学生看来,《运筹学》只是运用抽象的理论方法来探讨经济管理决策问题,在实际工作中很少用到,即使能够用到也可以用现成的软件来分析与解决。所以,很多学生对《运筹学》的学习动机不强。

2.学习《运筹学》课程有一定的难度。《运筹学》是用数学的方法来分析经济管理活动中的决策问题,通常要用到大量的数学工具,如线性代数、高等数学等内容。特别是线性规划与非线性规划等内容,如果要完全掌握单纯形法与迭代算法,需要运用线性代数与泰勒级数展开等数学工具进行推导,因此,掌握运筹学的算法与原理非常抽象、枯燥。

3.教学中未能因材施教。由于管理类专业学生的数学基础相对较差,通常对线性代数、微积分等课程掌握不深,因此,在教学过程中讲授抽象的算法与原理推导,很容易使学生产生厌学情绪。同时,运筹学是包含很多分支的一门综合性学科,如线性规划、非线性规划、多目标规划、动态规划、图与网络、对策论、决策论、存贮论、排队论等,每个分支均有不同的问题与模型,需要不同的算法来求解。由于每个分支算法之间的联系不强,如果在教学过程中如果特别强调每个分支的算法,就容易使学生把不同的算法搞混,进而丧失学习的兴趣。

二、优化教学内容

为了激发学生学习的兴趣,在教学工作中需要改进教学内容与思想,突出运筹学的应用性,培养学生运用运筹学解决实际问题的能力。结合管理类专业学生注重知识的实用性、追求理论方法与实践相结合的特点,笔者在教学过程中对运筹学的教学内容进行了改进:

1.选择适合管理类专业的运筹学教材。不同专业对课程的侧重点不同,则教材的侧重点也不尽相同。由于《管理运筹学》中通常将运筹学中的各种定理、推论的证明忽略,重点突出企业管理活动中遇到的问题,并着重阐述这些管理问题的解决方法。因此,选择《管理运筹学》、《运筹学―数据、模型与方法》等作为管理类专业的教材,可以摒弃一些枯燥、抽象的理论,可以让学生更好地理解并掌握运用运筹学解决实际问题的方法,更好地调动学生学习的积极性。

2.教学内容应以管理问题为导向,强调理论与实际管理问题相结合。运筹学的基本思想遵循提出问题、分析问题、解决问题的过程,但与其他学科的不同之外在于,运筹学在提出问题与分析问题过程中通常就是将问题抽象成变量、目标与约束条件并最后形成模型的过程。虽然,不同的经济管理决策问题需要不同的模型来分析与求解,但这一核心方法并没有改变。因此,在教学内容选择上应该以管理问题为导向,突出发现问题与分析问题的方法,弱化问题的求解。例如,通过钢架、塑钢门窗等生产企业的下料问题引出线性规划模型,着重分析建模的思路,包括列出所有可能的裁剪方案、确定决策变量、明确决策目标、制约目标实现的资源约束等。最后,应该将这类线性规划模型进行扩展即从“线裁”到“面裁”(如服装加工、家具生产等企业的合理下料问题)与“体裁”(如齿轮加工企业的合理下料问题),这样才能使学生做到举一反三、触类旁通,真正掌握线性规划建模的方法,并能应用于企业生产实践之中。

三、多样化教学与考核方法

1.通过课堂讲授、小组讨论与上机实验的方式,加强启发式教学。启发式教学法是一种现代教学指导思想,主张学生是学习的主体,而老师的主要任务在于引导学生发现问题、分析问题与解决问题,在教学过程中学生始终是主动的、积极的、能动的,并强调知识的理解、运用、发挥与创造 [2]。为了贯彻启发式教学,变学生被动学习为主动学习,在教学实践中采用了如下的教学手段:(1)运用案例引导教学内容。在运筹学每一个分支的教授过程中,都运用管理活动的经典案例进行引导,如线性规划中美国航空公司的收益管理模型、动态规划中的背包模型、对策论中的田忌赛马模型等。通过引入案例分析,可以让学生从自我理解的角度对案例所反映的这类问题进行归纳、整理,培养学生有效的思维方式、突出了学生的个性化学习,而且学生在教学中的参与积极性也较高。因此,案例引导教学不仅可以激发学生学习的兴趣,而且可以调动学生的主观能动性,获得较好的教学效果。(2)建立学习小组,强化学习效果。将班上的学生按照自由组合的原则分成5~7人的学习小组,在每一个分支讲授结束,均结合实际经济管理问题布置设计性课题,让学习小组自行分析与讨论,建立所设计问题的数学模型、进行求解并对结果进行分析,最后由小组对其解决问题的思路、方法与结论在班上进行汇报并向教师提交管理建议报告。通过这种形式,不仅可以培养学生运用理论知识与方法解决实际问题的能力,而且培养了学生的沟通能力与团队合作精神。(3)游戏教学法与上机实验相结合的实践教学。运筹学是实践性很强的课程,为了能够让学习做到学以致用,上机实验是必不可少的环节。在每一分支讲解结束会给学生布置大型上机作业,要求学生结合每一分支所学的建模思路,利用Lingo软件平台对大型上机作业的建模进行编程、求解,并能够对模型结果进行分析与解释,最终形成实验报告。这种方式不仅能够加深学生对每一分支建模方法的理解,而且可以掌握优化软件的应用方法,为实际工作中解决优化决策问题做好准备。如果说上机实验让学生掌握了软件求解实际问题的方法,那么游戏法则进一步提高了学生学习的兴趣。“寓教于乐”是最有效率的学习方法,游戏教学法是“游戏”和“教学”两者的结合体,通过结合教学的内容,运用游戏的手段如游戏产品、开发游戏课等,从学生的兴趣出发,将所要学习的知识占转换成“游戏”,通过游戏的感性活动,引导学生在游戏中掌握知识[3]。为了能够达到满意的教学效果,在运筹学实验课程的存贮论中设计了“生产者竞赛游戏”、对策论中设计了“选举游戏”等,取得了良好的实验效果。

2.通过小组课程报告、实验分析报告与笔试相结合的考核方式,综合考察学生掌握知识的情况与应用知识的能力。运筹学教学的目的是培养学生解决实际经济管理问题的能力,而以往单一的考试考核模式并不能反映出运筹学教学的目标,结果是使学生只会套用所讲授的算法对试卷中的相关问题机械地进行手工计算。这种考核方式不仅挫伤了学生学习的积极性,而且只会让学生将学习的注意力集中于期末考试,忽视知识的应用性与实践性,无法达到融会贯通、学以致用的目的。因此,结合运筹学实践性的特点与教学目标,突出学生在实践中应用知识的能力,在教学效果考核方面进行了改革。首先,以笔试的方式考察学生对基本概念、原理、算法的理解程度与应用能力,这部分占总成绩的30%;其次,以小组课程报告的方式不仅能够考察学生应用运筹学基本理论解决较复杂实际问题的能力而且也反映了学生沟通与合作的能力,这部分占总成绩的40%;第三,以实验报告的方式考察学生掌握现代信息技术解决优化决策问题方法的水平,这部分占总成绩的30%。多元化的考核方法,可以引导学生从应试学习向提高知识应用能力的方向转变,促进素质教育。

四、结束语

经过两年的运筹学教学改革实践,不仅巩固了学生在课堂上所学习的知识,而且激发了学生学习运筹学的兴趣,转变了学生的学习方式,提高了学生运用运筹学理论知识解决经济管理问题的能力。虽然,运筹学教学改革取得了较好的教学效果,但可以看到未来运筹学的教学仍有许多需要改进的地方,如案例选择要进一步贴近学生生活、引导学生积极参与各种建模比赛培养其创新能力等。教学方法的不断完善能够使学生更容易地理解、掌握与应用知识,从而为学生未来工作能力与科研能力的提高打下良好的基础。

参考文献:

[1] 徐玖平,胡知能.中级运筹学[M].北京:科学出版社,2008:1-3.

[2] 李志猛,祝江汉,邱涤珊,徐培德.启发式教学在运筹学课程中的应用与实践[J].高等教育研究学报,2008,(4):58-60.

[3] 覃频频,钱峙元,黄大明.游戏教学法在“运筹学”课程实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2011,(11):105-107.

收稿日期:2012-10-29

基金项目:山西省自然科学基金资助项目(2010011025-3);山西省研究生教育改革研究立项课题(20102026)

运筹学的作用篇8

【关键词】运筹学 教学内容 教学改革

【中图分类号】O224 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2011)10-0103-02

运筹学是一门应用性很强的边缘学科,其主要研究对象是管理问题,研究的基本工具是数学。运筹学也被称为管理科学。

运筹学起源于20世纪30年代,通常认为运筹学的应用是第二次世界大战早期从军事部门开始的。运筹学发展至今已形成了较完整的学科体系,并在社会经济各个方面都有着广泛的应用。例如军事、能源、生态与环境、运输、城市规划、教育、工业、农业、商业等各个系统都用到运筹学的各种方法进行规划管理。近年来,由于计算机快速发展,运筹学能够解决规模更大、更复杂的问题。随着运筹学的广泛应用,运筹学的各种理论、方法不断地丰富,并形成了运筹学的许多分支。

本文根据以上运筹学的应用性和发展趋势,简单介绍了运筹学的内容和特点,并重点探讨了运筹学教学内容和讲授方式的改革问题。

一、运筹学的内容和特点

1.运筹学的内容

一般来说,运筹学可分为规划理论、决策理论、随机理论。其中规划理论包括线性规划、非线性规划、目标规划、动态规划等,主要解决资源的优化利用和配置、最佳路线的确定、非线性系统的优化等问题。决策理论包括对策论、决策论、图与网络、网路计划技术等,主要解决管理领域的各种复杂的决策问题。随机理论包括的领域更加广泛,如排队论、存储论、仿真技术、为序更新理论、可靠性和质量管理等分支,它主要解决随机系统、模糊系统以及不确定系统的复杂问题。由此可见,运筹学是具有许多分支、方法和应用广泛的一门学科。

2.运筹学的特点

(1)运筹学是基于数学的一门学科。运筹学实际上是用数学方法研究在一定的约束条件下,具有某些目标的优化问题。如经济、管理和国防等部门在内外环境的约束条件下合理分配人力、物力、财力等资源问题。它是充分利用数学工具,将实际系统的复杂问题尽量做到定量化,实现决策的科学化。

(2)运筹学的发展与实际应用息息相关。运筹学的产生起源于军事问题,后来逐渐形成自己的理论体系,同时被应用到社会、经济、工业、农业等各个领域。

(3)运筹学是一门边缘学科。运筹学在发展过程中,吸收了很多其他学科的成果,如系统工程、管理科学、计算机技术等学科的思想、方法和技术,不断丰富了自己的内容,形成了较完善的边缘学科体系,与很多学科的关系变得越来越紧密。

(4)运筹学的领域越来越大。近20年来,随着计算机的发展,出现了许多运筹学的新分支及新算法,例如规划论中的随机规划和模糊规划及线性规划的一些新算法,决策支持系统及专家系统、MRP理论、模拟技术、遗传算法等。运筹学正在加快扩展自己的应用领域。

(5)运筹学的发展促进了很多相关学科的发展。从前,运筹学的应用领域一般局限在军事、工业、农业等有限的部门,但目前逐渐扩展到社会、文化、服务等领域,如生态与环境、城市规划、服务行业、教育部门等各个系统都利用运筹学的各种方法进行定量的规划,这些部门不断的吸收运筹学的思想和方法,把定性和定量相结合,实现现代化和科学化。

二、运筹学教学的改革

1.运筹学教学改革的必要性

由于运筹学具有上述的内容和特点,国内外大学的很多院系将运筹学作为必修课,运筹学已成为大学管理类的核心课程和其他课程的基础。但我国各大专院校所开设的运筹学课程,其内容庞杂,授课方法陈旧,很难适应快速发展的学科建设和应用需要。因此,必须对大学运筹学的教学内容和教学方法进行改革。

(1)因为运筹学发展迅速,分支内容越来越多,新理论和算法层出不穷,所以必须对讲授内容进行一定的取舍。取舍的标准应放在有利于学生的思维方式、分析和应用能力的培养和提高,以及对解决实际问题有指导意义,在后续课程使用较多的内容上,即在实际应用中,以比较常用为标准。

(2)因为运筹学的各种应用范围不断扩大,必须对运筹学的内容进行调整和改革。

(3)随着计算机技术等高新技术的发展,教学手段也越来越先进和丰富,特别是像运筹学这样的理论推导繁琐、各种算法的计算过程复杂,更应该使用先进的教学手段和方法来提高授课的效率,即应该对现行的教学方法进行改革。

2.运筹学的改革内容

(1)根据运筹学应用情况的统计调查,对运筹学分支的调整和取舍。不同的年代,运筹学的应用情况也不同。20世纪六、七十年代是运筹学开始普及和迅速发展的时期,这个时期运筹学应用情况的排序是数学规划、排队论、决策论、存储论、网络计划技术、可靠性理论等。我国现行的大部分教材基本上按以上的排序形成体系,并安排内容。例如使用较广泛的运筹学教材《运筹学》(清华大学出版社)、《运筹学教程》(清华大学出版社)的主要内容都是包括线性规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术、排队论、存储论、对策论、决策分析等章节。但是,20世纪80年代以后,特别是90年代这些排序已发生了很大变化。据统计,90年代运筹学的应用排序为数学规划、统计方法、模拟技术、排队论、决策分析、随机过程、网络分析、建模技术等,而且目前人工智能和专家系统得到越来越广泛的应用。因此,在教学过程中,为了紧跟时展及解决实际问题的需要,对运筹学分支进行及时的调整和取舍。如减少排队论的理论课时,增加统计方法和模拟技术的课程时数,确保让学生及时了解现代运筹学的应用情况和发展趋势。

(2)根据运筹学的应用需要,对运筹学每个分支的讲授内容进行调整。线性规划是运筹学的一个重要分支,也是应用最广泛的一个分支。但具体讲授时,在线性规划的众多内容中,将侧重点放在哪里是一个重要的问题。因此,在讲授中,在保持线性规划体系的基础上,应强调影子价格和灵敏度分析的内容。因为影子价格在经济分析中具有重要意义,应讲清影子价格的概念及其在经济分析中的应用。在实际的线性规划模型中,其系数经常会随着条件的改变而变动,这些系数变动对最优解和决策影响较大,灵敏度分析及参数线性规划就是解决此类问题的方法。但在现行运筹学教材和大纲中,对这些内容强调的不够,而且很多教师讲课时都忽略这部分内容,这是不可取的。

(3)根据专业的特点,强调运筹学的应用。管理专业的主要任务是应用运筹学等各种理论和方法来解决复杂的管理问题。因此,在运筹学的讲授中应特别强调运筹学的应用。如实际问题的线性规划模型建立、整数规划和目标规划及运输问题的应用。随机规划和模拟技术的引入和介绍都是为了强调让学生重视理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力。

(4)注重定性和定量方法相结合。由于许多系统涉及到技术、经济、心理、偏好等综合因素,解决这类问题光靠定量方法是不够的。应该将运筹学等常用的定量方法和非数学方法(定性)相结合,才能够很好的解决实际问题。层次分析法就是一种定性和定量相结合的一种决策方法。这些看起来简单和粗糙的方法,对解决一些结构不十分明确、复杂的问题来说确实是一种可行和有效的方法。对于这些新思想和新方法,在运筹学教学中应给以足够的重视。在教学过程中将这些定性方法介绍给学生,以便拓宽学生的应用知识范围。

(5)强调计算机模拟技术在运筹学中的作用。近年来运筹学的应用已扩展到大规模复杂系统问题的领域,如大型能源规划、生态与环境规划、区域经济规划等很多领域。对于这类复杂系统建立严格的数学模型、求解都比较困难。用计算机模拟来解决这些问题是一种非常有效的方法。运用计算机对系统进行模拟,容易得到多种可行方案和相应的系统性能指标,为决策服务。尽管模拟不是一种很精确的技术,其提供的仅仅是一个统计估计,而不是一个精确解,但计算机模拟耗费时间短,费用较低,对那些无法用解析方法解决的问题可以得到解决。因此,强调和注重计算机模拟技术在运筹学中的应用非常重要。

3.运筹学教学方面的改革

(1)保持教学严格性的同时,重点解决学生的理解和应用。数学的严格性众所周知,运筹学的理论也是如此。但如果片面地追求严格性,对于管理专业的学生来说接受困难,可能产生负面影响。因此,在具体讲课时,对于重要的定理采取严格的讲授,对于次要的定理尽量避免繁琐的推导,而强调这些定理的内容理解和实际应用。如在线性规划中,单纯形法是一种有效的算法,单纯形法原理及对偶理论需要讲清讲透应该让学生掌握,因为它是灵敏度分析的基础。而对灵敏度分析、整数规划等内容强调其基本思想和应用,减少不必要的数学推导,可得到事半功倍的效果。

(2)通过案例的分析和讨论,提高学生的理解程度和分析能力。运筹学是一门应用性很强的学科,它具有较丰富的实际案例。如果将这些实例和教学相结合定能得到良好的效果。如动态规划是研究多阶段决策过程最优化的一种方法,许多实际问题都可以化为一个多阶段决策过程,所以在解决一些实际问题时,动态规划经常被使用。但在教学过程中发现,学生普遍感到建立动态规划模型比较困难,因为对于一个实际问题,如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程没有一般方法。为了解决这个问题,可以精选典型案例,多组织案例分析课,通过这些案例,学生可以正确掌握如何确定状态变量、决策变量、状态转移方程。

案例分析是国外先进国家经常采用的教学方法,有很好的教学效果。我国的教材体系也重视教学案例的组织和完善。

(3)在教学中,强化计算机的应用。运筹学的大部分问题算法复杂、计算量大,靠人工计算非常困难,而计算机具有计算速度快、准确等优点,它是解决运筹学问题的重要工具。目前已有很多解决运筹学问题的计算机软件。因此,将运筹学的问题变成计算机模型,具有重要意义。在教学中,要把实际问题转化成运筹学模型作为重点,增加讲授使用计算机软件的课时,以便使学生尽快用计算机进行求解。

参考文献

1 吴育华、何雁群.运筹学在工业工程中的应用[J].工业工程,1999(4)

2 《运筹学》教材编写组.运筹学(第三版)[M].北京:清华大学出版社,2005

3 胡运权.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,1998

4 刘满凤等.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,2010

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