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關鍵字:運籌學;企業管理
運籌學問題和運籌思想可以追溯到古代,它和人類實踐活動的各種決策并存。現在普遍認為,運籌學是近代應用數學的一個分支,主要是將生產、管理等事件中出現的一些帶有普遍性的運籌問題加以提煉,然后利用數學方法進行解決。界定運籌學作為在科學界的一門獨立學科的出現,應當說是在1951年,即P.M.Morse和G.E.Kimball的專著“運籌學方法”出版的那一年。運籌學的思想貫穿了企業管理的始終,運籌學對各種決策方案進行科學評估,為管理決策服務,使得企業管理者更有效合理地利用有限資源。優勝劣汰,適者生存,這是自然界的生存法則,也是企業的生存法則。只有那些能夠成功地應付環境挑戰的企業,才是得以繼續生存和發展的企業。作為企業的管理者,把握并運用好運籌學的理念定會取得“運籌帷幄之中,決勝千里之外”之功效。
一、企業發展原則與戰略管理
企業戰略管理是企業在宏觀層次通過分析、預測、規劃、控制等手段,充分利用本企業的人、財、物等資源,以達到優化管理,提高經濟效益的目的。隨著我國經濟市場化的日益加深,市場競爭日趨激烈,我國企業面臨著更多的環境因素的影響與沖擊。企業要求得生存與發展,必須運籌帷幄,長遠謀劃,根據自身的資源來制定最優的經營戰略,以戰略統攬全局。企業戰略過程包括,明確企業戰略目標,制定戰略規劃,作出和執行戰略決策,并最后對戰略作出評價。企業戰略管理作為企業管理形態的一種創新,應是以市場為導向的管理、是有關企業發展方向的管理、是面向未來的管理、是尋求內資源與外資源相協調的管理、是尋找企業的長期發展為目的。也就是將企業看作一個系統,來尋求系統內外的資源合理分配與優化,這正體現了運籌學的思想。我國企業戰略管理的內容應根據自己的國情,制定對應的戰略。主要側重規定企業使命、分析戰略環境、制定戰略目標。中國現在絕大部分商品已由賣方市場轉為買方市場,知識經濟正向我們走來,全球經濟一體化的程度在加深,我國企業不僅直接參與國內市場,還將更直接面臨與世界跨國公司之間的角逐,企業間競爭的檔次和水平日益提高,因而企業將面臨更加復雜的競爭環境。只有確定了宏偉的奮斗目標,才能使企業凝集全部的力量,眾志成城,向一個共同方向努力,爭取實現有限資源的最有效的利用。顯然,運籌學理念的作用舉足輕重。
二、企業生產計劃與市場營銷
1、生產計劃。使用運籌學方法從總體上確定適應需求的生產、貯存和勞動力安排等計劃,以謀求最大的利潤或最小的成本,運籌學主要用線性規劃、整數規劃以及模擬方法來解決此類問題。線性規劃問題的數學模型是指求一組滿足一個線性方程組(或線性不等式組,或線性方程與線性不等式混合組)的非負變量,使這組變量的一個線性函數達到最大值或最小值的數學表達式。
建立數學模型的一般步驟:
(1)確定決策變量(有非負約束);對于一個企業來說,一般是直生產某產品的計劃數量;
(2)寫出目標函數(求最大值或最小值)確定一個目標函數;
(3)寫出約束條件(由等式或不等式組成).約束條件包括指標約束需求約束、資源約束等;
(4)最后根據目標函數為作出最合適的企業生產計劃決策。
2、市場營銷。一個市場研究專家試圖用數據證明消費者的洞察多么有意義,而一個戰略管理咨詢專家則強調成功營銷案例中隱藏的思路更有價值。我認為市場營銷管理的任務主要是探查決策環境,進行數據和信息的搜集、加工、分析,確定影響決策的因素或條件。因此,在確定目標階段實際上包含了問題識別和問題診斷兩個內容。在設計方案階段要理解問題,建立模型,進行模擬,并獲得結論,提供各種可供選擇的方案(方案主要通過對產品、價格、銷售渠道、促銷等基本環境的控制來影響消費需求的水平、時機和構成)。評價方案階段要根據確定的決策準則,從可行方案中選擇出最優或滿意的方案。這些都都可以使用運籌學的理念來為管理者提供輔助決策。
三、企業庫存管理與運輸問題
1、庫存管理。如果說生產計劃是從信息流的角度指揮、控制生產系統的運行,那么庫存的管理則是從物質流的角度來指揮和控制。庫存管理的目標是如何最有效的利用企業的物質資源的問題。
由于庫存的物質屬性,因此對生產系統的日常運行具有更直接的作用,庫存是指處于存儲狀態的物品或商品。庫存具有整合需求和供給,維持各項活動順暢進行的功能。而庫存的存在又意味著占用資金、面積、資源,這種矛盾的處境導致了庫存管理的必要性與難度。現在流行的庫存管理系統的庫存管理軟件,一般含貨品進貨、出貨管理系統,倉庫管理系統,報表系統等子模塊等,運用的原理還是運籌學模型。
2、運輸問題。在企業管理中經常出現運輸范疇內的問題,例如,工廠的原材料從倉庫運往各個生產車間,各個生產車間的產成品又分別運到成品倉庫。這種運輸活動一般都有若干個發貨地點(產地)、又有若干個收貨地點(銷地);各產地有一定的可供貨量(產量);各銷地各有一定的需求量(銷量);運輸問題的實質就是如何組織調運,才能滿足各地地需求,又使總的運輸費用(公里數、時間等)達到最小。運輸模型是線性規劃的一種特殊模型。這模型不僅實用于實際物料的運輸問題,還實用于其它方面:新建廠址的選擇、短缺資源的分配問題、生產調度問題等。
四、企業人事管理與財務管理
1、人事管理。隨著知識經濟的到來,現代企業的競爭已經變成人才的競爭。知識經濟條件下,經濟發展中的知識含量高,對過去一直貫穿和滲透于農業和工業經濟中的知識的作用就凸顯得日益突出,知識經濟時代的到來,是知識成為社會的主要財富,知識和信息逐步成為與人力、資金并列的企業第三大“戰略資源”。因此,人力資源的競爭已成為企業間競爭的焦點。所以企業應根據自身的特點和發展狀況,應該建立戰略導向型的人力資源管理,根據客戶總部與下屬公司不同的架構,建立對應的人力資源管理模式,最大程度地通過戰略紐帶將“分割”的人力資源管理職能整合起來,帶動企業文化、企業管理等的全面提升,以內部管理的完善獲取市場競爭中的優勢。這顯然蘊涵的是運籌學的理念。還可以用指派問題對人員合理分配;用層次分析方法可以確定一個人才評價體系等。
2、財務管理。運籌學的理念在財務與會計中顯得更為突出也就是說它解決企業如何最有效的利用資金資源的問題。其涉及到投資決策分析、成本核算分析、證券管理等。在投資決策分析中,企業如何利用剩余資金,如何投資往往有多種方案。而運籌學的作用就是要要對這些不同的投資方案進行決策,以確定最優的方案,使得企業的收益最大。通常是利用線性規劃模型、決策論來進行判斷。
參考文獻:
[1]曹敬東,“管理科學之運籌學在企業中的應用初探”,科技資訊,2007(2).
關鍵詞:運籌學,教學改革,管理類專業
1.運籌學的性質與特點
運籌學是“運用科學方法、技術和工具來處理系統運行中的實際問題,使系統的控制得到最優解決方案,其目的是幫助決策者科學地決定方針和政策,以實現最有效的管理”。它是管理類專業的主干課程,運籌學教學的目的,是使學生掌握運籌學分析和解決問題的基本思想方法,掌握各種模型及其求解方法,為今后運用運籌學理論解決實際決策優化問題打下扎實的基礎。論文大全。
運籌學作為管理類的專業基礎課,有著非常鮮明的課程特點:
(1)系統性。運籌學的研究對象是各種管理系統,系統整體的觀念是在教學中需要強調的。
(2)綜合性。運籌學研究的問題來自于不同的學科領域,這使得學生感到運籌學非常有趣;分析和解決問題需要多學科知識的綜合應用,這又使學生覺得運籌學很難。如果能充分調動學生的興趣,降低其畏難情緒,教學就會有好的效果。
(3)應用性。運籌學是一門應用科學,其理論、方法、模型都只是工具,應用于解決實際問題才是運籌學的目的,因而在教學中,要培養學生面向實際的觀念,樹立數學的應用意識。
(4)多分支性。一般的運籌學課程中包括了數學規劃、動態規劃、圖與網絡、排隊論等眾多分支,各分支相對獨立,教學中需要考慮如何合理選擇和組織教學內容。
(5)數學方法的大量應用使得運籌學不同于專業課程,建立實際問題的數學模型并求解,是運籌學教學的主要內容,這要求在教學中要特別突出數學建模的思想,培養學生的數學思想及觀察力、想象力、創造力;但運籌學又不同于數學課程,模型的求解并不代表問題的解決,這又要求在教學中不能片面地追求學生數學能力的提高,而要培養學生解決實際問題的能力。
2.運籌學教學中存在的問題
2.1教育觀念滯后。
在科學技術突飛猛進、企業競爭日趨激烈、知識經濟已見端倪的當今社會里,要求高等院校培養出的是能力高、知識豐富、素質好和有經驗的全面發展型人才。
2.2教學中存在著重理論、輕應用的傾向。
有的教師熱衷于講授運籌數學的深奧,迷戀于數學模型的復雜和數學方法的精巧,而忘掉了運籌學的原有特色,忽略了運籌學多學科的橫向交叉聯系和運用運籌學解決實際問題的能力,使得學生只會算題,而不善于處理面臨的大量實際問題。
2.3教學內容缺乏統一的標準與要求。
運籌學課程包括若干分支,而一般來講,教學時數又有限,運籌學教學不可能囊括運籌學的所有分支。目前,在運籌學課程的教學中,教學內容的選擇有著一定的隨意性和盲目性,甚至存在著教學內容因人而設或因教材而設的現象,運籌學的實踐需要跨學科交流,需要相關學科的配合研究。而目前我國運籌學從教材到教學普遍偏重解題技巧與定理論證,很少涉及到實踐中發現問題、解決問題的環節。
總之,傳統的運籌學教學模式以課堂教學為主,教師講授,學生接受,教師在教學中居主導地位,學生則處于被動的地位。教學中重理論,輕應用;重知識,輕能力;重課內,輕課外;重解決已知問題的能力,輕創造性地解決實際問題的能力。課堂教學信息量小,教學方法單一,手段死板,考核評價系統陳舊等等一系列問題,這些問題顯然不利于學生的培養,有必要進行教學改革。
3.管理類運籌學課程教學改革的思路
結合當前管理類運籌學教學中存在的突出問題,本文認為應從以下幾方面進行運籌學教學的改革探索。
(1)以學生的專業為背景,根據講授的相關理論,引入與該專業密切相關的大量案例來進行理論的講授,以加深學生的印象,強化理論與實踐的結合。論文大全。
(2)參考其他課程的實踐方式,以課程設計為主線,以所學理論為基礎,以實際問題為背景,要求學生結合理論來解決實際問題。為提高學生的重視程度,建議將該實踐部分加入課程的最終考核中,而且可以適當加大該實踐環節的權重。
(3)撰寫學期論文,加強能力培養
在課余時間,鼓勵學生閱讀各種文章,查閱資料,對感興趣的課題,刻苦鉆研,寫出具有一定深度的論文,為以后進一步的研究和學習打下良好的基礎。通過多種教學方法的靈活應用,既能培養學生的理論涵養,又能鍛煉學生的計算能力,進而提高學生解決實際問題的能力。
(4)改革考核體系,促進素質教育
通過考試方式的改變,引導學生從應試學習向提高素質和應用技能方向轉變。論文大全。幾年來我們從考核的各方面進行了探索和改革,從過去的單一卷面考試逐步改革為多元考核方式:平時作業成績占 10%;學期論文成績占 30%;成績占60%。
運籌學作為管理類學生的專業基礎課,對于管理類學生以及經濟類學生有著重要的應用意義,而且課程本身難度較大。因此教師一定要努力探索教育教學規律,了解學生的心理及認知規律,認真把握課程的特點,以求獲得活躍的課堂氣氛、良好的教學效果。
4.結論
總之,通過運籌學教學改革,我們希望可以達到如下要求:利用案例化教學,提高學生學習本課程的積極性,以避免數學類課程的枯燥乏味;利用實用模型教學,提高學生解決實際問題的能力,使本課程更有實際意義;利用大型作業教學,培養學生綜合分析、計算、評價的整體素質,以提高課堂難以達到效果。
參考文獻:
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論文[關鍵詞]運籌學;管理科學;數學模型;實踐教學
1引言
產生戰爭時期的運籌學如今在經濟、生產、管理等領域的應用日益廣泛.經過近幾十年的發展,運籌學的分支幾乎擴展到生產實踐、管理科學的各個領域,是現代管理科學的基礎理論和重要方法及工具.它是抽象的數學理論和實踐相結合的“橋梁”,它既為從事應用領域研究的人們提供了完整的數學方法,又為從事數學理論研究的人們展現了廣闊的應用前景.
運籌學是數學的一個重要分支,其核心是研究優化的理論和方法,是數學與應用數學專業必修課;同時運籌學又以定量分析的方法研究管理、生產實踐等領域的問題,將系統思想、工程思想和管理思想相結合,應用數學的方法,通過建立數學模型、求解數學模型解決實際應用問題,為決策者提供定量化的分析結果,輔助決策.運籌學是現代管理科學的理論基礎之一,因此也是經濟、管理等專業的主干課程.在運籌學教學中,應該根據管理類專業和應用數學專業的不同專業特點、學生知識基礎等情況區別對待,切實達到應有的教學目的和效果.
2培養目標及教學目的比較
1.專業培養目標的比較.
一般地,管理專業要培養掌握堅實的專業基本理論和系統的專業知識,具有從事專業領域決策、管理和研究工作能力的人才.學生畢業后主要在企業、政府管理、經濟研究等部門工作.
應用數學專業要培養學生具備扎實的數學基礎和一定的理論研究能力;在強調基礎知識的前提下,強調理論與實踐相結合,培養學生分析問題、運用數學方法解決實際問題的能力;熟練的計算機應用能力.充分體現“寬口徑,厚基礎,多選擇”的培養理念,適應社會需求多樣化和學生興趣與發展方向個性化的要求.學生畢業后應能在科研、經濟等部門從事研究或在生產經營及管理部門從事實際應用、開發研究和管理工作.
2.運籌學教學目的的比較.
雖然很多專業都需要學習運籌學,但各專業的培養目標不同決定運籌學教學的目的必然不同.
運籌學作為現代管理科學的基礎理論之一,是現代管理科學不可缺少的方法、手段和工具.管理專業的學生通過運籌學知識的學習和訓練,目的是開發和啟迪學生的獨立思考能力和創造能力,培養其運用系統的思想、定量分析的方法解決生產、管理等實際應用方面的問題,學生運用數學的工具和邏輯判斷方法,來研究系統中人、財、物的組織管理、籌劃調度等問題,使其發揮最大的經濟效益.通過運籌學的學習可以提高管理者的素質,提高管理的質量.
這些學生畢業后多數是從事生產實踐等方面的管理工作,而非優化理論的研究工作,因而從其任職的需要來說,運籌學學習的重點應放在應用性方面.
運籌學是數學的一個重要分支,經過半個多世紀的發展,已經形成了比較完備的學科知識體系.對應用數學專業,通過運籌學課程的教學,目的是讓學生掌握這門學科有關的基本理論,打好扎實的理論基礎;另一方面,運籌學畢竟是一門應用性學科,學生還應學會用數學模型的方法解決實際應用中的優化問題,這也是運籌學的精髓所在.
3運籌學教學內容與重點的分析
1.管理專業運籌學課程應側重應用.
根據以上分析,加之一般管理類學生數學基礎較弱,對于基礎理論部分感到晦澀難懂,興趣不大.因此,這類專業的運籌學教學應以應用為主,重點介紹各種類型的運籌模型和求解模型的計算軟件,要求學生掌握數學模型的建立、優化思想、求解(計算機求解)及對解的經濟分析和評價.數學模型方法是定量化、科學化決策的重要工具.
運籌學的各個分支都是在研究不同領域的實際應用中逐步發展起來的,因此運籌學的方法幾乎涵蓋各個領域的管理決策問題,例如制定生產計劃、規劃交通網絡、設計產品參數、控制工藝過程、預報經濟增長、確定投資方案等都可以用適當的數學模型表示并加以解決.因此應讓學生充分了解模型的類型、不同模型的特點與應用,以便今后將運籌學方法運用到實際中去解決問題,可以使得管理更加科學、有效.這部分內容是學生今后進一步學習專業課以及從事經濟管理工作要用到的基礎知識,所以要求學生要深刻理解、準確把握,并側重理論聯系實際的應用.
管理專業運籌學課時一般都不多,因此可以選擇線性規劃、對偶理論、運輸問題、整數規劃及動態規劃等基本內容進行講授.還有一些難度較大的內容(如排隊論、存儲論等),根據課時情況可作簡單介紹,通過典型案例,讓學生了解其實際應用.當在實際中確實碰到這類問題時可通過具有不同知識結構的人員通過團隊合作的方式加以解決.
2.數學專業運籌學課程應理論、應用并重.
雖然運籌學是一門應用性較強的學科,但它有相應的理論基礎,而且這是一門比較年輕的學科,其理論還在不斷地發展完善之中.理論來自實踐,還要回到實踐中去,實際應用要在相應的理論指導下進行,因此運籌學的理論也很重要.
數學專業的學生與管理專業的學生相比,他們的數學基礎較好,邏輯思維的能力較強,因此理科的學生應該掌握這門課程的有關理論知識,可以為今后從事理論研究打下基礎.
另一方面,理科的學生通常存在重理論、輕應用的現象,而將理論應用于實踐,轉化成實際的生產力或經濟效益才是理論研究的目的,否則只能是紙上談兵.事實上,通過實踐中的應用,還可以發現新的問題,在解決新問題的過程中又可以豐富理論、發展理論.因此學生除了學習有關的理論外,還應該注重聯系實際的應用,避免眼高手低.在當前嚴峻的就業形勢下,應用型人才是非常受歡迎的.應用數學專業在課時較充足的情況下,學生的數學基礎較好,除了前面提到的管理專業所講授的基本內容外,還可以講授難度稍大的排隊論、存儲論等內容.
3.計算機應用能力的培養.
計算機技術的發展日新月異,計算機的使用也已滲透到社會生產、生活的各個方面,實踐中的很多問題都要借助于計算機來解決,計算機在求解數學模型方面也有著強大的功能,是不可或缺的角色.因此在求解運籌學模型方面,除了掌握不同模型的求解思想和方法,還要結合實驗教學,介紹求解運籌學模型的數學軟件,如LINDO,LINGO,MATHEMATICA等.給學生提供上機實踐,使學生學會使用有關的數學軟件求解數學模型.
實踐教學在以往的運籌學教學中常常是薄弱環節,但在當前的就業形勢、計算機技術的發展水平等形式下,通過實踐教學,培養學生解決實際問題的意識和能力是非常重要的一方面.實踐教學中,通過分小組讓學生解決一些實際應用當中的問題,不但可以提高學生學習運籌學的興趣,讓他們感覺到能夠學以致用;另外還可以培養合作研究的團隊精神,這也是他們將來在工作中不可缺少的一種素質要求.當然,管理專業的學生多偏文科,因此軟件編程能力相對弱一些,而應用數學專業的理科學生在這方面要強一些,因此可以根據學生的實際情況,選擇難度適當的應用性問題讓學生解決.而無論文科還是理科的學生,要想真正學會一門編程語言,都不僅僅是通過課堂所學就足夠的,但實踐教學可以起到拋磚引玉的作用.
【關鍵詞】獨立院校;運籌學;教學模式;教學改革
獨立院校作為適應新時代的產物,以培養具有創新意識和實踐能力的高素質應用型人才為辦學目標。獨立院校的學生有自己的特點,比如:學生個性比較強,表現力和交往能力優勢突出,但存在基礎較薄弱、知識系統性較差等。獨立院校當下都面臨著從母體學校模式中分離,走出適應自身的內涵式發展道路,至此教育教學改革尤為重要。
運籌學是多學科的綜合性學科,是最早形成的一門軟學科。它廣泛應用現有科學技術知識和數學方法,解決實際中提出的專門問題,并為決策者選擇最優策略提供定量依據,應用性極強。通過此門課程的教學,可以培養學生的理論分析、實踐創新、團隊協作、計算機操作能力等,這與現代化管理需要和獨立院校的人才培養目標完全契合。
1 獨立院校運籌學教學中存在的問題
1.1 理論教學推進困難,學生對課程缺乏興趣
運籌學屬于數學的范疇,章節不乏理論推導,這就不僅要求學生有一定的數學基礎知識,而且有一定的邏輯思維能力。獨立院校的學生正是缺乏這些方面的知識和能力,造成了一些學生上理論課沒精神,對老師講的內容提不起興趣,進而自信力缺失,惡性循環。
1.2 教學內容選擇不當,教學方法單一
《國家中長期教育改革與發展綱要》里明確指出教育工作者要因材施教,而目前編寫成熟的運籌學方面的教材大多是針對一、二本院校學生,對于獨立院校不適用。通常我們的做法是從現有教材中選擇部分章節進行教學,這就存在選擇內容難度是否適當,章節總數是否合理,是否適應獨立院校學生的人才培養目標等問題。對于運籌學的教學,傳統的講授教學法使用居多,鑒于課時數有限,課堂上鮮有時間提供給學生消化和實踐。
1.3 理論與應用脫節
傳統的運籌學教學是重理論輕應用的,絕大多數獨立院校并未開設運籌學的實驗課,這與運籌學的應用性嚴重不符。理論知識理解和掌握的基礎上,把知識應用于實際,解決實際問題才是運籌學的初衷。
1.4 考核方式不合理
運籌學的考核方式多是單一的,試卷可以考察的學生對課程掌握情況非常局限。有些學生甚至通過死記硬背基礎理論,模仿套用模型算法的方式達到通過考核的目的。課程考核應該對學生起的是激勵引導的作用,它是提高教學質量的一種手段而非目的,顯然當下的考核方式不合理。
針對以上運籌學教學中遇到的問題,結合獨立院校實際,提出以下教育改革措施。
2 獨立院校運籌學課程教學改革措施
2.1 注重緒論課的教學
緒論是每門課程的開端,多數老師選擇簡單介紹,認為緒論課沒必要占用課時。實則不然,緒論課正是提高獨立院校學生學習興趣的有效途徑。緒論課可以讓學生了解課程的歷史和發展過程,知道什么是運籌學,怎樣學好運籌學,更重要的是看到運籌學是有用的,有廣闊的發展前景,激發學生學習運籌學的興趣和主體意識。
2.2 強化實踐教學環節
運籌學的每類問題幾乎都包含兩部分:模型和算法,那么讓學生熟練的從實際問題中提取模型和使用數學軟件對問題進行算法實現就成了該門課的兩大教學任務。為提高運籌學的教學質量,采取以下改革:(1)講授課內容中補充lingo、matlab等數學軟件的入門知識;(2)加大實驗課比例到40%,讓學生有更多的機會自己操作解決問題;(3)教師多搜集一些身邊的實際問題供學生處理,提高學生的實踐水平。
2.3 選取合適的教學內容,教學方法多元化
立足于獨立院校學生的實際,經過訪談、研討和教學實踐,將教學內容確定為:線性規劃、目標規劃、整數規劃、圖與網絡分析等。同時,教師應積極采用啟發式教學、案例式教學、討論式教學、探究式教學、合作式教學等多種教學方法和多媒體教學等教學手段,以提高運籌學的教學質量。
2.4 改革考核方式,注重學生的能力培養
考核方式講求多元化,除傳統的閉卷考試考核學生基本知識的掌握情況外,增加開放式應用題,讓學生在規定時間(1-2天)內搜集資料,建立模型并用軟件求解,結果以報告形式呈現。全面考察學生的應用能力,操作動手能力,文獻檢索能
等。
3 實踐
將以上改革措施應用于教學后,發現學生對運籌學有了興趣,課堂氣氛有明顯改善。從期末考試卷面上看,基礎知識的掌握情況優于往屆。學生會自己從生活中搜尋例子,運用運籌學的知識建模求解、分析檢驗,部分學生參加全國大學生建模競賽并取得可喜的成績。畢業論文中也出現了越來越多的運籌學方向的選題,部分學生具備了初級的科學研究能力,報考運籌學專業的研究生繼續深造。
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關鍵詞:運籌學 創新能力 實踐教學
中圖分類號:G642
文獻標志碼:A
文件編號:1004-4914(2013)07-227-02
引言
近年來,運籌學作為一門與眾多科學實踐相聯系的新興學科,在社會的各個領域取得了突飛猛進的發展,隨著運籌學各分支的不斷涌現,它的理論和方法在企業和行政管理、社會經濟、工業生產以及各種決策領域等方面發揮著越來越重要的作用。運籌學課程是大多數工科專業的重要基礎課,通過運籌學的授課,學生不僅能夠學會一定的數學算法理論,更重要的是能夠培養學生的數學素質,開發學生的創新意識和創新能力。因此,運籌學課程在相關專業的課程體系中占有十分特殊的地位。為此我們結合多年的教學實踐和教學體會,探索提高課堂教學效果的教學改革實踐,這對保證課程的教學質量,提高學生的數學應用能力和創新意識等都具有一定的現實意義。
一、學習運籌學對學生能力的培養
運籌學是研究解決實際問題的數學方法的一門應用科學{1}-{4},應用運籌學解決實際問題步驟為:(1)提出實際問題,引入決策變量;(2)構建目標函數和約束條件,通過合理假設建立數學模型;(3)模型求解;(4)尋求最優的或較優的方案。所以,應用運籌學解決實際問題的過程就是數學建模的過程。這個過程能夠培養學生的應用分析能力,考驗學生的洞察能力、創新能力、文字表達能力等綜合素質。通過運籌學的教學,應對學生從以下幾方面進行培養:
1.堅實的數學基礎。運籌學的主要內容包括:線性規劃、非線性規劃、整數規劃、目標規劃和動態規劃,以及對策論、決策論、排隊論、貯存論和圖論。學習運籌學的目的是研究最優決策方案,但是對于算法的分析需要堅實的高等數學和線性代數的基礎,學生必須在大一階段將數學的基礎打好。特別是經管類等以運籌學為專業基礎課的專業,他們對數學的要求相對于理工科專業要低一些,該類學生更要將與運籌學相關的數學理論學好,以便后續課程的熟練應用。
2.綜合應用能力。隨著數學的飛速發展,運籌學在社會生產、科學試驗、生態研究、地質勘測、工程技術、參數優化、價格決策、運輸規劃、物資管理及經濟管理等社會各領域都發揮著重要作用,當我們研究這些領域中的某些定量關系時,運籌學就成為首要的研究工具。這就需要教師在授課的同時,注意相關理論知識的擴展和運用,也可以結合章節的內容,介紹運籌學的最新發展前沿及應用,拓展學生的視野,提高學生的綜合應用能力。
3.想象力和創新能力。籌課程內容既有純數學的高度抽象性和邏輯性,又有應用的廣泛性,是理論與實踐的緊密結合的課程,對于一個沒有統一答案和算法模式的實際問題,學生從不同的角度、用不同的方法去解決,只能依靠現有知識充分發揮創造性和想象力。這就需要學生具有豐富聯想能力和查閱文獻資料的能力以及從一般現象挖掘內在本質的能力,從大量的看似不相干的資料中抽象出本質的思想方法,根據實際問題進行加工處理,創造出合理的解決方法,建立一個目標函數,進而去建立一個優化決策的數學模型。
4.運用各種運籌學軟件的能力。根據運籌學課程的特點,不同的章節之間關聯度不是很大,解決問題的思路和方法也不同,運用的相關計算軟件應用的側重點也不同,教師不能只局限于應用Matlab或Mthematic等數學實驗軟件{5},應根據不同問題的求解,選擇不同的實驗軟件:利用Lingo求解非線性規劃模型;利用AutoMod、ProModel、AnyLogic、Arena等進行離散、連續或混合系統的建模和仿真;利用SPSS和TreeAge進行決策分析、風險分析和評估;利用WinQSB進行抽樣分析、聚類分析、動態規劃、馬爾科夫過程分析、物料需求計劃、網絡建模、非線性規劃、項目評審和關鍵路線法、排隊網絡等。從而培養學生從多角度看待問題、運用各種運籌學軟件的能力。
5.團隊協作能力和表達能力。運用運籌學方法解決具體問題,并不只是一個簡單的計算,很多問題依靠一個人的努力是難以完成的,需要大家密切合作、集思廣益,各個參與者應既有分工,又有合作。這樣既可以充分利用各人知識、能力結構的不同優勢互補,又可以在合作中碰出思想的火花,從不同觀點的討論中綜合出最優的方案,從而取得意想不到的收獲。這種相互協作的集體主義精神,是學生在未來的工作和生活中非常需要的。通過運籌學的學習,可以培養學生交流能力及團結協作的精神。
二、運籌學教學改革的實踐探索
基于運籌學的特點和各專業學生的實際情況,我們結合已有的改革成果{6}-{10}提出了以下改進措施:
1.教學內容的選取要以人為本。根據不同專業類型的培養目標,對課程模塊進行縱向整合。例如,對于理工科背景的數學、計算機和交通工程等專業的學生,對運籌學的各章節的內容要詳講;對于文科背景的工商管理、市場營銷和財務管理等專業的學生,運籌學中理論算法比較強的章節選擇略講或不講,如單純形法、對偶理論、圖論等。從而建立一種以學生需求為導向的授課方式,既滿足不同專業培養目標的要求,又符合課程內容的科學性和實用性,同時優化了課程資源。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》中也指出:“要注重因材施教,關注學生不同特點和個性差異,推進分層教學等教學管理制度改革。”
2.采取案例式教學,加強實踐環節。案例教學是一種以學生為中心對現實問題和某一特定事實進行交互式探索的過程,該方法可以有效提高學生的學習興趣,提升分析問題和解決問題的能力。我們的具體做法是以案例教學為依托,將數學建模思想貫穿于課程教學:以實際新穎的案例提出問題,引出相應的基本理論和基本概念,然后構造出基本模型進行求解,最后以生活常見的,或者社會熱點的案例進行案例分析。學生如身臨其境般發現案例中存在的問題,并進行分析探討,有利于學生對課程的理解和掌握,切實提高學生的綜合實踐能力。進行案例教學,要搜集大量的,具有代表性的,能夠有效激發學生學習興趣的案例。該方法要求教師掌握現代運籌學的應用前沿,并能結合實際案例進行講解。
3.開辟第二課堂,鞏固實踐成果。運籌學教學只有和課外活動協調配合,才能更好地實現其素質教育功能。我們的具體做法是:邀請企業家走進課堂,為學生開拓視野;讓學生走出課堂,到生產管理部門等實踐基地調研和實習,實施對策分析、經濟效益分析以及上機操作和求解問題等實踐訓練內容;鼓勵學生積極參加全國大學生數學建模競賽,將知識、能力和素質的培養于一體,更進一步提高學生運用理論解決實際問題的能力。
4.改革考試模式,確保教學效果。由于科學合理的課程考核體系具有全程性和時效性,為了引導學生從應試學習向提高素質和應用技能方向轉變,必須建立多元化的考核評價體系。因此,我們采用運籌學的考核標準為:平時成績占10%,包括課堂出勤和作業;案例分析成績占20%;上機實驗成績占20%;期末考試成績占50%,試題在運籌學試題庫中隨機抽取。這種考核方法實施以來,收到了較好的效果,全面培養和提高了學生的綜合能力。
三、結語
幾年的教學實踐表明,上述教學改革措施取得了非常顯著的成效,提高了運籌學課程教學效果。通過各環節的訓練和考核,提高了學生的綜合素質,真正實現學以致用的教學目的。通過教學改革實踐,將教學與實踐相結合,培養了學生的創新能力和創新意識,也培養了學生的參與意識、動手意識和實踐的能力。
(基金項目:黑龍江科技學院教學研究項目)
注釋:
{1}胡運權.運籌學教程[M].北京:清華大學出版社,2007
{2}寧宣熙.運籌學實用教程[M].北京:科學出版社,2007
{3}徐玖平等.運籌學(II類)[M].北京:科學出版社,2004
{4}韓伯棠.管理運籌學[M].北京:高等教育出版社,2000
{5}阮周生.Mallab在運籌學教學中的應用[J].科技廣場,2006(7):92-93.
{6}曾小彬.試論經濟管理類本科人才培養的實踐教學體系[J].實驗室研究與探索,2007,26(I):1-4
{7}左元斌.管理類專業運籌學課程教學改革探討[J].鹽城工學院學報(社會科學版),2007(4):90-92
{8}沈煒,文偉全.“運籌學”課程實驗教學方法的探討[J].實驗室研究與探索,2009,28(8):135-137
{9}李紅梅,韓逢慶,陳豐.運籌學課程教學改革思路[J].重慶工學院學報,2006,20(2):163-1
{10}胡發勝,劉桂真.國家精品課程運籌學的教學改革與實踐[J].中國大學教學,2006,(7):9-10