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运筹学与管理科学

运筹学与管理科学

运筹学与管理科学范文第1篇

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).

运筹学与管理科学范文第2篇

【关键词】管理运筹学;数学建模思想;教学研究

管理运筹学是现代管理技术发展的重要学科,也是各类学术研究开展的重要技术工具,对于我们的社会生活、工作学习以及科技研发都发挥着重要的作用。在高等教育阶段,学生们的能力得到全面的释放,并且需要结合所学专业进行定向的培育和引导。在高校教学中不仅要重视教学理论,还应注意掌握好方法,让学生在学好本专业的基础上,培养学生结合实际解决问题的能力。因此,在管理运筹学教学课程中,注重学生建模能力的培养,为实现教学目标与学生能力更好的结合,找出适合高校学生的学习方式和方法。

一、管理运筹学教学改革的重要意义

1.为人才培养模式探析有着重要意义。

人才培养模式,即以确定人才培养的目标、人才培养的方式方法。该模式对高等教育人才培养有着重要的引导和决定作用,也是当前高等教育的人才发展方向。管理运筹学是一门综合性的交叉学科,涉及到经济、管理、社会等学科,有着非常广泛的应用性质。管理运筹学中多采用数理分析的方式,例如概率论、线性代数等办法,结合运筹学思想,通过人才的培养加大学生的知识层次和知识面,将学生的实践分析能力和理论知识结合起来,培育符合社会要求的高素质、实践能力强的人才。

2.对于塑造学生现代思维和判断能力有着积极意义。

科技现代化的快速发展,极大的推动了社会的进步,也给人类社会带来了方方面面的变化,这也给人们思维带来了一定的变化,人们必须具备现代思维才能跟上时展的脚步。在高等院校教育过程中,必须让学生树立现代思维模式,这就使得人们思维必须有系统性、独立性及创造性等特点,管理运筹学在对人的塑造上有着培育学生全面思维能力和开拓学生思维的能力,鉴于管理运筹学学科的交叉性和综合性,学生在学习这门学科时,数学逻辑能力、数学建模方式及数理分析能力都会得到锻炼,对于学生思维开放性和发散性培育有着积极意义。

二、数学建模思想融入管理运筹学教学研究方向探析

在经过相关文献分析的基础上,本文认为当前数学建模融入管理运筹学改革应坚持紧密结合下面几个方向:首先,在高校扩招形势下,社会就业形势发生较大变化,人才供需关系转变,就业压力凸显。在高校管理运筹学改革方向层面,要坚持以就业市场和社会发展形势为导向,将学生的理论应用动力和动手实践能力有机结合起来,在管理运筹学改革教学中应制定合理的培育计划,在教学中密切结合实践,为社会培育更富实践能力的管理型人才。其次,经济全球化的社会背景下,企业及其他社会组织的形态不断发展壮大,所涉及的管理和分析判断呈量化发展态势,量化分析趋势下可以给管理者更为直观的决策支持。因此,管理运筹学在高等教育改革路径中要坚持以量化分析为方向,将数学建模融入其中,培育学生们更为精致的分析和数理判断思维能力,从而更好的适应整个社会发展形势,使得学生在校期间也有着国际化的视野和思维能力。第三,大学生作为未来的社会性人才,高校应为社会培育更多应用型人才,管理运筹学是一门与实践密切结合的综合性学科,在社会发展和应用人才培育方面,管理运筹学应积极调整教学方向和思路,在教学中重视数学建模,与社会需要更好结合起来,使得管理运筹学学科与实践密切结合,为社会发展做出应有贡献。最后,建模思想作为培养创新精神和开拓意识重要指导工具,是管理运筹学改革的重要导向。管理运筹学这门学科与数理分析有着密切的关系,数学的广度和深度以成为管理运筹学发展的重要技术,也是人类文明发展高度的具体指标,在管理运筹学改革过程中应融入数学思维,让学生在创新意识中学习和理解,学会运用数学工具,在数理量化中帮助管理者做好决策和分析,让学生在学习管理学过程中树立创新意识。传统的数学教育和教学过程中,往往从相关定义出发,从相关定义到逻辑推导,然后得出结论,这一教学思维方式是传统数学教学模式。在管理运筹学中,更多的是将社会各类问题以建模的形式模拟出来,这就离不开数学的支持。这一研究建模思路是在实际问题的特性中建立模型,然后根据模型的数据分析得出相应的结论,管理者以此结论做出最为有利的决策和判断。从上述两种模式来看,对于学生现代思维能力和创新意识的培育来说,后面一种方式更为有利。

三、数学建模思想融入管理运筹学的思路分析

1.备课环节要重视数学建模思想导入。

在备课环节,要紧扣课本主题,将学生重视数学工具的应用。我国管理学学科建设中,往往采用文理综合的教学方法,然而在招生过程中大多是偏向于招收文科生,鉴于数学本身难度大、逻辑思维严密等特点,许多管理学学生产生望而生畏的心理,因此,在管理运筹学备课环节就要让学生明晰数学的重要性。在课程讲解环节要注意将数理推导过程给学生做细致讲述,让数学基础薄弱的学生更好的理解管理运筹学相关知识原理,学生们还要在课下学会使用数学工具,牢记数学公式,在相关管理运筹学讲课中学会使用数学逻辑推导。高校教师在备课过程中,不仅单纯讲述理论内容,还应将管理运筹学的应用囊括其中。结合当前的教学目标和人才培养目标,应该将管理运筹学中的线性规划、整数规划以及动态规划和图网分析等列入重要讲解目标,这些都要列入必学内容。对于应用较少的或者理论性强的章节来说,可列入选修内容,在授课中要将管理运筹学最新研究成果给学生讲述,让学生对最新研究成果有所了解,拉近新旧知识的关联。

2.培养学生学习兴趣注重数学建模思想的融入。

数学建模融入管理运筹学教学研究要注重与学生兴趣紧密结合,从培养学生学习动机入手,给学生更多的学习动力。管理运筹学作为管理学中综合性、应用性较强的学科,其学习难度也较大,许多学生在没学之前就产生一定的畏惧心理,学生的学习兴趣难以提升,学习的热情也就难以提高。因此,在当前管理运筹学教学中应牢牢抓住学生的学习兴趣,在合适的章节可以适当选用历史典故进行解释和阐述,让学生在历史典故中找出运筹学原理,更好的了解书本知识。在激发学生学习兴趣环节,还可以考虑充分利用信息技术手段,结合最新的信息技术成果,让管理运筹学理论更好的显示出来,给学生更为直观的视觉效果。与传统教学技术和手段相比,信息技术教学手段更为直观,对于综合性的管理运筹学学科来说,内含各类数理分析和逻辑推理及数据测算,在管理运筹学教学环节,可尝试借助多媒体信息技术,让学生对管理运筹学更为细致的了解,也能更好的领域管理运筹学相关理论,对于管理运筹学学科的前瞻性和应用性有着更好的理解。在此基础上,学生们也可以更好的增强书本知识理解,对于实践应用能力也能更好的提升。

3.教学方式改革要注重数学建模思想的融入。

运筹学与管理科学范文第3篇

(一)经济管理类专业运筹学课程的特点。

根据运筹学自身的理论体系和经济管理类专业设置的特点,桂林理工大学经济管理类专业对运筹学设置了48个学时,其中理论讲授38个学时,上机教学训练10个学时。由于学时的限制,笔者没能全部讲授完每个版块的内容,而时,上机教学训练10个学时。由于学时的限制,没能全部讲授完每个版块的内容,而是精选了经济管理类专业必学的内容,从教学实践中,笔者总结出经济管理类专业运筹学课程存在以下几个主要特点:1.实用性与应用性。运筹学是从实际问题发展而来的学科,其中很多模型都与管理学和经济学有关。换句话说,经济管理类专业运筹学有很强的实际应用背景。掌握运筹学的相关方法,对学生今后的发展具有重要作用。2.理论与实践相结合。运筹学来源于实践,并逐渐升华为一门具有系统理论体系的学科;运筹学的理论知识与基本方法又服务于实践,现实中的很多问题都可利用运筹学的基本方法来解决,如经济管理中的运输问题、货物配送等问题。3.跨学科性。运筹学是多学科交叉性的结果,其与数学科学、系统科学、管理科学、计算机科学、经济学、工程科学等交叉,综合应用经济学管理化学等学科的科学方法,这些学科相互渗透,综合应用,有利于在教学中培养学生综合吸收各学科知识,并加以协调利用的能力。

(二)教学中存在的主要问题。

1.教学内容选择不够合理,培养目标不明确。在教学过程中,笔者所选择的内容还是没能充分挖掘此专业学生的潜能。在教学中,一方面,笔者比较注重公式的来龙去脉,注重推导过程,但经济管理类专业学生是文理兼招的专业,学生数学基础参差不齐,繁琐的推导过程会让学生觉得运筹学抽象无比,从而减少了学习的热情;另一方面,没能充分展开来讲授每一个知识,原因在于讲授理论知识的课时只有38个课时,要想在这么短的时间内讲授完每一个知识是不可能的。2.教学实践环节不够深入。学校虽然给运筹学安排了10个课时的上机训练时间,但是这远远还不够。运筹学是一门系统的学科,其中的方法可广泛应用于实践中,但经济管理活动中所出现的模型大都包含有很多变量,若手工计算求解将非常麻烦而且容易出错。LINGO和MATLAB可以用来求解运筹学相关问题,但是由于所安排的上机课时非常少,笔者只能选择LINGO来讲授。3.课程成绩考核方式不够合理。学校的运筹学课程基本上都是以期末考试为主,综合成绩=卷面成绩*70%+平时成绩*30%。这种成绩的构成方式很单一,没能充分展示学生的能力。4.学生学习的兴趣不高。在讲课过程中,笔者发现学生的兴趣不高,原因在于经济管理类专业是文理兼招的,而学生的基础不一样,有些学生觉得自己好不容易摆脱了数学的困扰,现在又要掉进一个更深的窟窿里,因此提不起学习运筹学的兴趣。而有些学生开始可能还好好学,但是随着听不懂次数的增加,然后就渐渐失去学习的乐趣。

二、运筹学课程的改革措施

(一)精选教学内容。运筹学所针对的专业有:电子商务、会计学、物流管理和工商管理。每个专业的培养目标不一样,因而教学内容也要随培养目标而稍有不同,如对于工商管理专业的学生来说,能够理解存贮论和排队论的基本原理并能运用结论就可以了。

(二)增设实验项目。针对课时少的状况,笔者主要尝试运用了网络教学平台,把相关的上机操作内容制作成ppt上传到网络教学平台,学生可以根据自己的时间在限定的时间内学习完该学的内容并完成相应的实验项目。若学生有问题可以在网络教学平台提问,笔者根据实际进行解答。

(三)改革考核方式。在实际中,采取多种考核方式,而学生的综合成绩则按照这几种考核方式按一定比例组成。考核方式由以下几部分组成:平时作业成绩(即课后习题作业)、课堂上实验成绩、期末理论考试成绩、期末上机考试成绩。平时作业成绩体现了学生理解和掌握新知识的程度,平时实验成绩体现了学生运用所学知识解决问题的能力,期末理论考试成绩体现了学生对本门课程的总体掌握程度,期末上机考试成绩体现了学生综合运用本门课程知识解决实际问题的能力。

(四)改革教学方法。为了提高学生的学习兴趣,笔者采用多媒体辅助教学,在课堂中根据教学内容需要充分利用各种教学方法,如案例分析法、问题驱动法、比较法等等,并且尽可能去掉不必要的推导过程。除此以外,笔者还制作一定的微课上传到网络教学平台中,让学生根据自己的需要自行下载学习。

三、结语

运筹学与管理科学范文第4篇

关键词: 高校 《管理运筹学》 教学模式

自上世纪中期开始,我国就非常重视管理运筹学的研究与实践。在国民经济发展中,管理运筹学的理论及其应用在企业管理、工程管理、科研规划等方面都发挥了巨大的作用[1];在高等教育方面,管理运筹学作为工程设计和现代化管理的理论基础在管理类各专业,以及计算机应用、系统工程、建筑经济管理等专业的教育中也起着十分重要的作用[2]―[3]。《管理运筹学》作为一门优化决策的学科,在我国高校中受到了前所未有的重视,许多学校对《管理运筹学》课程安排了充足的学时以视重视,管理课程逐渐成为管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理等专业培养中必修的基础课程之一。

一、《管理运筹学》课程特点

《管理运筹学》是一门新兴的应用学科,它运用定性与定量相结合,即分析,试验,量化,模型化的方法,研究、管理和解决经济管理、工程技术、生产经营活动中的现实需求,进而得到一个合理应用人力、物力和财力的最佳方案,为决策者提供科学的决策依据。其主要特点如下:其一,数学基础要求比较高,既需要用到高等数学的相关知识,又需要用到线性代数、概率论等工程数学的知识。其二,它是一门多学科交叉的学科,理论内容非常丰富,包括规划论(包括线性规划、非线性规划、整数规划和动态规划)、库存论、图论、决策论、对策论、排队论、博弈论、可靠性理论等。其三,该课程要求的实践性非常强,其中的每一种理论都是对一类问题的分析与求解,只有通过对实践分析和总结才可以体会运筹学理论的应用。其四,应用非常广泛,时间背景和应用范围涉及工业、农业、军事、计算机科学等领域,各学科所用知识和侧重点各不一样[4]―[5]。

二、《管理运筹学》教学中存在的问题

《管理运筹学》是一门实践性非常强,内容非常丰富,但是又需要有扎实的数学功底的学科,一般作为专业基础课面向管理、经济各专业授课。随着我国高等教育改革的不断深化,管理运筹学面临着很多新的挑战,具体体现在如下几个方面。

1.教学内容贫乏。在《管理运筹学》中需要用到很多的数学知识,且其本身亦有很多理论,然而《管理运筹学》又是解决实际问题的一门应用科学,因此在有限的授课时间内,如何平衡教学内容中的理论和应用,对于讲授管理运筹学来说是一个较大的难题。如果过多地讲授数学理论,而忽略了《管理运筹学》的管理和经济特色,就会缺少对管理和经济领域实际问题量化分析重要性和有效性的认识,缺乏应用领域支持,并减弱借助运筹学学习提高实际问题解决能力的培养作用的发挥,进而影响学生对运筹学的兴趣;如果讲授理论过少,就会造成学生无法建立模型,忽略运筹学对能力培养的作用。设置合理的授课内容成为教学改进中最为基础的要求。

2.教学和考核形式单一。仅仅是老师在课堂上讲授理论知识,学生用一支笔写作业、参加考试,存在着讲授方法单一、考试方法传统、学生缺乏学习自主性等问题,进而影响学习的热情和积极性,削弱了授课效果。

三、教学模式探索及创新举措

研究型教学是指融学习、研究与一体的教学体系,充分引导学生积极参与和自动探究,提高学生资助发现问题、研究问题和解决问题的能力,在研讨中积累知识,培养能力和锻炼思维的情景化的新型教学模式。研究型教学对于培养实学型人才的创新能力具有重要作用[6]。

从现有课程设置结构来看,本课程的教学应将重点放在运筹学应用领域和运筹学科学领域,将现代数学工具和计算机技术融入教学,通过丰富的真实案例,切实提高学生适应当代社会信息、运用运筹学解决实际问题的能力,具体方法包括如下四点。

1.以“科研创新”扩展学生实践平台。强化管理问题理解和分析,以及采用数学语言间接描述问题的能力,借助于教学辅助软件(如LINGO/LINDO)降低数学推导所带来求解难度,提高学生的学习兴趣。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,如此可为学生参与校内外的科研创新积累一定的经验。

2.以“板书+多媒体”教学方式丰富课堂形式。将多媒体课件与板书相结合,既利用多媒体课件新颖的样式,又充分发挥板书在思维连贯性和注意力集中方面的优势。运筹学对管理类专业具有重要意义,过去由于学时限制,传统教学效率低下,一些非常有用的内容不得不舍弃。在运筹学中引入多媒体教学方式后,由于省却了大量的板书时间,原先2节课的内容用1.5节就可以完成,因此在学时相同的情况下,可以完成更多的教学内容,达到拓宽学生知识面的目的。例题数量大约增加1/3,无论是在求解方法上,还是在解决实际问题方面,都使学生得到了足够的训练,对锻炼学生解决实际问题的能力及培养学生的创新思维都具有重要意义。但教学经验已经表明类似对于理科课程的教学,其中涉及的定理内容、基本概念文字性描述知识可以采用幻灯片来显示。但是涉及定理的推导、证明,数学运算过程等需要动态完整演示过程等知识点的讲授时,单纯点击播放幻灯片的形式往往难以紧紧抓住学生的注意力、调动学生参与思考和运算的积极性,并因此影响到学生学习学习这门课程的兴趣。因此对于教学过程中需采用将板书和多媒体相结合的方式教学,通过区分授课内容而选择适合的教学方式,以尽可能地将教师的教学行为与学生的学习过程统一协调起来。

3.以“启发式教学”培养学生的应用能力。以学生“要学”为主旨,以实际问题导入课堂为重点知识。引入、建立数学模型、相关理论和方法的讲授、实践应用为主线,对教学内容进行整合;注意运筹学教材与其他课程的衔接,使之不成为理解和实际运用的障碍;并对运筹学学科最新进展和最新应用进行介绍或讨论,构建学生的知识与逻辑体系。精选具有充分代表性、源于实际问题的典型例题与案例,使它们能基本覆盖在实际中最常见的运筹学问题,在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的过程中,逐步地建立起学生应该掌握的运筹学理论框架。

4.以“学习+实践”组合教学内容。考虑到多数学生毕业后直接参加工作,将学习和工作衔接起来,尽快让学生将所学知识应用到工作中,解决学习与工作脱节的问题具有重要意义。实践教学是教育部倡导的创新型人才培养的内容之一,通过提高学生观察、分析与解决实际问题的能力,强化对学生实际问题解决能力的培养[1]。实践教学可以包括两个部分:以课堂内容“学习+总结”为主的基本知识积累,以课外学习“探索+创新”为目的的强化练习。前者采取的主要方法包括精选习题的选择和提炼,尤其侧重经典案例的讲解和分析,最终目的是通过多样化的教学形式,更加鲜明、生动、有效地实现教学的预设目标。后者以科研创新项目和毕业设计为主要形式,强化教学环节基本知识的运用能力。借助于两个环节的组合运用,实现“知识、实践、毕业设计三位一体”的一体化教学模式,将学生由课堂之内导向课堂以外,扩展学习视角,也为学生发现擅长的知识点并进行持续的研究奠定基础。

参考文献:

[1]王天虹,宋业新,戴明强.在运筹学教学中培养学生运筹决策能力的实践与思考[J].科教文汇,2010,(2):38-39.

[2]张云凤,孙军,刘阳.基于创新人才培养的“运筹学”课程教学模式探析[J].价值工程,2011,(28):184-186.

[3]付军,朱宏,王宪昌.在数学建模教学中培养学生创新能力的实践与思考[J].数学教育学报,2007,(04):93-95.

[4]杜纲,吴育华.运筹学课程平台与课程系列的整体优化[J].运筹与管理,2011,(1):16-21.

[5]范玉妹,徐尔,孙玉华等.《运筹学》课程内容与教学方法的研究与实现[J].探索与实践,2011,(3):195-196.

运筹学与管理科学范文第5篇

【论文摘 要】本文浅谈了运筹学的内容和特点,并对其教学内容和讲授方式的改进进行了探讨。

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