国家精品课程运筹学的教学改革与实践

国家精品课程运筹学的教学改革与实践

精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。近年来，山东大学数学与系统科学学院对运筹学的教学进行了一系列的改革与探索，“运筹学”课程被评为2005年国家精晶课程。本文介绍“运筹学”课程的改革与实践情况。

一、课程定位

“运筹学”是以定量分析为主来研究管理问题，将工程思想和管理思想相结合，应用系统的、科学的、数学分析的方法，通过建模、检验和求解数学模型等手段来获得最优决策的一门学科，它是数学的一个重要分支，其核心是研究优化的理论与方法。“运筹学”课程是数学与应用数学专业和信息与计算科学专业的专业必修课。

运筹学作为一门多种学科的综合性学科，以理论教学为主，配合着实践教学这一重要的辅助手段，这就要求在教学中，既要重视运筹学的基本理论和方法，提高学生运用运筹学方法构建优化决策模型的能力，又要培养学生解决具体优化问题的实践能力，以更加新颖、有效的教学手段实现教学目标。同时，运筹学又是一门应用范围非常广泛的专业课程，很多专业都开设这门课程，因此“运筹学”课程必须既能满足应用数学专业的教学需要，又能兼顾管理学、系统科学等专业的要求。在运筹学教学过程中，我们遵循以下指导思想：强化基本概念、基本原理、基本方法与技能的训练，对比较成熟的分支，例如线性规划等，要求做到概念准确、原理清楚、方法熟练，培养学生的动手实践能力，使他们能在计算机上应用各种优化软件包熟练地操作解决一些实际应用案例，具有基本的算法分析和较强的编程能力。

二、教学内容的组织及实施

1．因材施教，优化课程体系

教学内容是课程的重要环节，在“运筹学”课程体系的教学工作中，我们注重改进教学内容、思想与方法，注重“融知识传授与能力培养为一体”。运筹学的教学内容首先应考虑到学科体系的完整性，为学生打牢理论基础，其次，它也具有很强的实践性，应突出学生实践能力的培养。因此我们以“掌握理论、强化应用、

突出能力”作为“运筹学”课程的培养目标，努力做到教学内容的设置和阶梯难度符合学生的认知规律。

运筹学应用范围非常广泛，很多专业都开设运筹学的课程，但不同专业对运筹学的要求是不一样的，同时各专业掌握的基础知识也差别很大。考虑到这种差异，我们对运筹学专业方向的本科生开设一学年的理论教学课程，系统地讲解运筹学的理论知识和应用方法，使他们掌握运筹学的基本优化理论和优化方法，掌握课程各主要分支的模型、基本概念与理论、主要算法及其应用。同时加强实践教学，采取多种灵活多边的实践方式，解决实际应用领域中的某些实际问题，为学生进一步从事该方向的学习与研究工作打下坚实的基础。对数学院非运筹学专业的学生开设一学期的“最优化方法”课程，重点培养学生建模与计算的能力，同时对非数学院的本科生开设以介绍运筹学模型和计算软件的课程，培养学生应用运筹学解决实际问题的能力。这种处理方式既避免了非数学院学生因数学基础不足的原因对运筹学学习的困难，又保证了运筹学专业学生的理论基础。

2．改革教学方法，重视实践教学，提高能力培养

针对运筹学的学科特点，我们采用课堂教学、上机实验、专题讲座以及社会实践等多种教学方法。

在课堂教学中，我们从实际问题出发，精选具有充分的代表性、源于实际问题的典型例题与案例，通过讲解这些从实践中抽取并经过精心改造和设计的例题和案例，让学生逐步地掌握的运筹学处理问题的方式方法，逐步地建立起学生应该掌握的运筹学理论知识框架。并对运筹学研究的一些最新进展及其应用进行介绍。课程的讲授我们采用传统的课堂教学与现代化多媒体教学相结合的方法，课堂上采用电子教案与黑板板书相结合的方式，并根据课程内容的需要穿插一些动画、声音视频，充分调动学生的学习兴趣。此外，通过课堂提问、测试、作业、课堂讨论等方式实现教师与学生、学生与学生之间的互动，活跃课堂气氛，提高课堂的教学效果。

每周安排一次习题课，由指导教师集中解决同学课上课下遇到的问题。我们在选择习题时，一方面注重“三基”(基本理论、基本方法、基本技能)知识的掌握，另一方面也充分考虑知识的灵活应用，使学生能多角度、多方法地解决问题，既锻炼了他们的系统性思维，又提高了他们分析问题和解决问题的能力。

在实践教学中，每周定时安排上机实验，我们主要强调如何使用LINDO、LINGO、MATLAB等运筹学软件来解决计算问题。如何利用这些软件工具，把教材上的重要算法、重要案例，通过编程加以实现，并进行实际操作训练。同时也注重鼓励学生不要拘泥于课本上的算法与思维，努力尝试新方法，开拓新思路，提高自己的创造性思维能力。这些做法激发了学生的学习热情，培养了学生的建模与计算能力。

在注重理论教学和实践教学的同时，我们还着重加强对学生能力的培养。教师在教学过程中，随时根据发现的学习问题，组织学生进行分析和课上讨论，启发学生的开拓性思维，并定期开展课外运筹学专题讨论，以实际问题为背景，让学生自己分析问题，解决问题，并在任课老师的指导下撰写学习论文，从而充分挖掘学生的潜力，促进他们综合素质的提高。

3．参加数学建模大赛和社会实践，提高实践能力

近年来，学院组织了多支队伍，参加了全国的和美国的各项大学生数学建模大赛，在最近几年的国内外的数学建模大赛上，他们取得了丰硕的成果。2004年，运筹学专业的马建华老师指导的学生参加数学建模比赛获全国一等奖2项、山东省一等奖2项和山东省二等奖1项。

我们在校内组织学生学习文化知识的基础上，同时还积极与企事业单位联系，使学生能有更多的机会参加丰富多彩的社会实践，到工厂企事业单位实地考察学习，让所学知识在实践中能接受考验。目前已经跟山东省信息公司、欧玛公司、山大鲁能科技公司、济南得安计算机公司等单位建立了协作关系，将它们作为学生长期的实习基地。

4．撰写学期论文，加强能力培养

在课余时间，鼓励学生阅读各种文章，查阅资料，对感兴趣的课题，刻苦钻研，写出了很多具有一定深度的论文，为以后进一步的研究和学习打下了良好的基础。通过多种教学方法的灵活应用，既培养了学生的理论涵养，又锻炼了学生的计算能力，提高了学生解决实际问题的能力。

5．改革考核体系，促进素质教育

通过考试方式的改变，引导学生从应试学习向提高素质和应用技能方向转变。几年来我们从考核的各方面进行了探索和改革，从过去的单一卷面考试逐步改革为多元考核方式：平时作业成绩占10％；学期论文成绩占30％；成绩占60％。

三、师资队伍建设及教材建设