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關鍵詞:運籌學;實踐創新能力;實驗教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)28-0105-02
運籌學課程是教育部高等學校管理專業教學指導委員會指定的核心必修課程之一。不同于數學專業的運籌學課程,在管理專業中,該課程的定位是以運籌學理論為基礎,以定量分析為支撐,以決策支持為目標的應用性課程。因此,我們對運籌學課程的教學設計突出了“工具性和應用性”的特點,以培養學生熟練應用決策理論和方法及計算機技術解決實際問題的實踐創新能力為目標,強化對學生科學管理思維能力的訓練,實現知識、能力與素質的協調發展。
一、運籌學課程現有教學模式分析
通過對國內外高校運籌學課程的教學現狀進行調查,我們發現:運籌學課程在教學理念、教學內容和求解工具上正發生著巨大的變革,具體表現在以下三點:一是由數學理論為主轉變為以管理決策為主,二是由理論研究為主轉變為以應用方法為主,三是以手工或專業化方法求解為主轉變為寬平臺、普及型的求解方法為主,由此形成了以下三種典型教學模式。
1.重視理論基礎的教學模式。這種類型的教學模式在內容和方法上都非常注重數學理論基礎的講授,基本概念都有嚴格的數學定義,定理都有推導證明過程。由于數學邏輯嚴密,因此對學生的數學基礎知識要求較高。運籌學模型以手工求解為主,學生通過手工方式求解各分支模型,可以對運籌學的理論得到深刻的體會,這是進行運籌學理論學習和研究的好方法,但限制了運籌學的普及運用。
2.重視管理應用的教學模式。這種類型的教學模式注重以管理應用為主,數學理論基礎知識的學習以應用需求為導向。同時提供了計算機求解軟件,并將求解軟件制作成規范的光盤同教材一起提供給學生,便于安裝和操作。這從一定程度上改變了傳統運籌學的教學風格,但這類教學中所采用的求解軟件不統一,求解模型的規模相對較小,有些軟件的操作還需要經過專門的培訓,求解方法還有待于進一步完善。
3.重視求解方法(技術)的教學模式。這種類型的教學模式非常重視運籌學模型的求解方法。主要特點就是將各分支模型的求解方法統一到Excel電子表格平臺之上,如美國各大學已經普遍采用Excel電子表格作為運籌學模型的求解工具。使用Excel電子表格不僅為推廣運籌學的應用提供了一個較好的平臺,而且已經成為管理運籌學發展的潮流和趨勢。
二、管理專業運籌學課程的定位與培養目標
根據高等教育發展與改革的方向和社會發展對人才的需求,基于提升本科生實踐創新能力的基本認知,我們將管理專業運籌學課程定位于“以管理學、經濟學、高等數學、概率統計等先導課程為基礎,將運籌學理論基礎、管理應用與求解方法(技術)高度融合,提高該課程對項目管理、物流和供應鏈管理、服務管理、運營管理、營銷管理、創新創業管理等各相關專業本科生實踐能力和科研創新能力培養的支撐作用,最后達到學以致用,從而真正塑造學生的科研能力和創新能力。”
為此,我們一改過去“以運籌學模型的數學理論和數學推導及證明作為課堂教學的重點,解決運籌學模型的工具都是依賴于手工計算”的理念,樹立“夯實理論基礎、強化實踐應用、突出能力、注重效果”的教學理念,將管理專業運籌學課程的教學目標不僅僅局限于使學生掌握現代科學決策的基本思想、理論和方法,更重要的是能夠熟練應用現代科學決策理論和方法以及計算機技術去分析和解決管理當中的實際問題,進而提升學生的實踐創新能力。
三、管理專業運籌學課程體系設計
在明確課程定位與培養目標的基礎上,根據運籌學學科理論發展與實踐創新,對管理專業運籌學課程體系進行了優化,將整個課程的教學內容按照運用運籌學模型實現管理最優化決策的基本特點,科學安排理論教學、實驗教學和案例討論等教學內容及學時分配,在掌握運籌學模型的基礎上,突出數學建模能力的訓練和計算機工具的應用,重視對實際管理問題的案例分析,從而形成如圖1所示的以提升本科生實踐創新能力為導向的管理專業運籌學課程體系。從圖1可以看出,理論教學與課堂講授、實驗教學與上機操作訓練、案例討論與科研訓練、實踐活動的有機融合形成了科學的運籌學教學體系,有利于充分調動學生的學習熱情和積極性,培養學生的實踐創新能力。
該體系包括理論教學、實驗教學和實踐活動三部分。理論教學就是對圖1中所給出的七類25個運籌學模型的基本理論和方法進行系統的講解。在強化基礎理論的同時,通過數學建模、案例討論和參加大學生創新創業訓練計劃、國際企業管理挑戰賽(GMC)、全國大學生創業設計暨沙盤模擬經營大賽、全國大學生管理決策模擬大賽等各種比賽,加強對學生實踐活動的指導,形成多元化的實踐教學體系。隨著計算機技術的迅猛發展,使用Excel電子表格工具已經成為管理運籌學的一個明顯潮流,為此,我們開發并制作了基于Excel電子表格平臺的運籌學求解模板和求解程序各一套。運籌學課程的實驗教學就是圍繞基于Excel電子表格平臺的運籌學求解模板和求解程序展開的。如圖2所示,運籌學實驗教學內容包括三部分。首先介紹Excel的相關基礎知識,為不確定型決策模型和風險型決策模型的Excel求解奠定基礎。其次是Excel中的插件Solver的功能使用。該插件功能強大,可用于工程上、經濟學及其他一些學科中各種問題的優化求解,包括(但不局限于)線性規劃、非線性規劃、線性回歸、非線性回歸等問題,為線性規劃及其拓展模型的求解奠定基礎。最后一部分內容是引導學生編制基于Excel電子表格平臺的運籌學模型的求解模板。在實驗教學過程中,不僅要求學生掌握應用Excel電子表格平臺求解運籌學模型的基本技術,更為重要的是培養學生如何把實際管理問題概括為計算機能識別的數學模型以及如何分析和理解計算機輸出的信息,并對這些信息進行靈敏度分析和優化調整,以解決實際管理問題。
四、結語
關鍵詞: 管理運籌學 管理專業 教學改革
管理運籌學是用定量方法研究管理問題的一門學科,它以經濟管理活動中計量方法的應用為主體,研究各種系統之間的功能關系及優化途徑,以增強決策者從全局的觀點出發考慮和解決問題,增強管理決策的效率和科學性。管理運籌學是經濟管理類專業的核心基礎課之一,其教學目的是使學生掌握運籌學分析和解決問題的基本思想,掌握各種模型及其求解方法,為今后解決實際決策優化問題打下扎實的基礎。怎么才能讓學生對枯燥、深奧的管理運籌學基本思想和原理、方法,產生學習興趣并較好地學好這門學科,是一個教師必須認真思考的問題。
1.管理運籌學的特點
1.1系統性和最優性。系統是由相互關聯、相互制約、相互作用的一些部分組成的具有某種功能的有機整體。各部分工作的好壞直接影響組織整體的營運情況。各部分的工作目標并不一致。運籌學研究問題不是對各部分的決策進行孤立評價,是從系統的觀點出發,用科學的方法去了解和解釋運行系統的現象,并把有關相互關聯部分的決策結合起來考慮,從系統整體利益出發,尋找一個最優化方案。正是基于這種思想,形成了運籌學獨特的、科學的、嚴謹的工作方法,即通過提出問題、建立模型、模型求解、解的分析與評價,求出最優決策方案,以供決策者參考。
1.2實踐性和應用性。運籌學是一門實踐性很強的應用科學,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。目前,運籌學已在軍事、經濟等廣泛領域有著重大的應用。如:聯合航空公司的人員排班問題、潘德羅索工業公司的產品組合問題等。
1.3多學科交叉性。運籌學具有多學科交叉性和邊緣性,它綜合運用經濟學、心理學、物理學、化學、管理學、應用數學、計算機科學中的一些思想和方法來解決實際問題。運籌學是在戰爭環境中產生的,是由數學家、經濟學家、物理學家、軍事家、心理學家等組成的研究小組,分別利用各自領域的專業知識多學科交叉對軍事問題進行研究,并作出最優決策。
1.4多分支性。運籌學從上世紀30年代末產生以來,經過發展已經形成了一系列具有堅實理論基礎,完善體系結構的分支。包括線性規劃、非線性規劃、整數規劃、目標規劃、動態規劃、隨機規劃等。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。
2.管理運籌學教學存在的問題
2.1課程內容使學生畏難情緒大
管理運籌學課程建模過程復雜,運用數學知識相對深奧。對于大多數屬于文、理兼收的管理類專業學生,數學底子薄,在數學學習能力、學習方法上或多或少存在一些問題。很多學生在學習運籌學這門課程前,就產生了畏難情緒,認為這是一門很難學的課程,喪失了學習興趣,進而嚴重影響學習熱情。
2.2教學過程理論與實踐相偏離
管理運籌學教學過程中存在著理論與實踐相互脫節的現象.教學中更多地傾向于講授運籌學各種算法及其原理、數學模型的構建,使得學生深陷于復雜繁瑣的計算而不善于處理實際問題。培養出的管理專業學生解決實際問題的能力普遍較差,難以適應經濟發展的需要。老師和學生把大量精力投入到數學理論的重復推衍,但面對實際問題仍然不知從何下手。一門課程下來,老師完成了課本上的教學內容,學生學完了老師課堂上講的東西,但學生如何真正運用運籌學來解決實際問題的能力還是很差,甚至不能應用其解決實際問題。
2.3教學手段單一化
目前大多數運籌學教學仍然是傳統的課堂授課方式,在教學方法上大多采用單向灌輸式的教學,忽視了學生在教學中的主體地位。課堂上師生間的互動較少,不能激發學生的學習熱情,導致學生學習缺乏主動性。學習過程中注重模型運算的結果,而對結合實際應用訓練不夠,使得學生面對實際問題只能硬搬照抄,缺少應有的靈活性,甚至無從下手。
2.4教學結果的評價手段不盡合理
運籌學需要培養學生的創造性思維和解決問題的能力,但教學結果的評價一般采用傳統的閉卷筆試的考試方式,主要考查一些定理和概念。期終以考試卷面成績來衡量學生學習情況。導致學生將學習重點放在對理論和概念的死記硬背上,甚至連一些復雜的計算步驟和方法也采用死記的方法。這種不合理的考試手段,導致大多數學生在考完試后就把所學的內容忘記了,更談不上應用。
3.管理運籌學教學改革的措施
3.1激發學生學習興趣增強課堂教學效果
運籌學的教學大部分在課堂上完成,保證課堂教學的有效性至關重要。學生平時反應該課程較難且枯燥。因此,課堂上首先要激發學生的學習興趣。第一講課尤其重要,一定要讓學生直觀地感受到這門課的價值——如用航空公司人員排程、哥尼斯堡七橋問題、排號機等實際企業的應用例子,給學生耳目一新的感覺,打消學生對該課程學習的畏難情緒,并對管理運籌學進行重新定位。運籌學課堂教學應當是一個生動活潑的、富有個性的學習過程。教師必須要改變傳統的以聽講和練習為主的學習方式,由教師引導,讓學生在自主探索中去發現、去思考。讓學生充分體會到運籌學課程的實際應用價值,并愿意為其付出的足夠的努力。
3.2合理確定教學內容
運籌學是一門具有較多分支的學科,因課時數有限,教師在授課過程中應根據不同專業學生的需求和培養目標科學合理地安排授課內容。運籌學是數學方法,而作為經濟管理類專業的專業基礎課又必須緊密地結合經濟管理實踐的特點。避免學生將運籌學作為單純的數學方法來進行學習。我們應盡量選擇能夠最好地體現運籌學的“定性與定量相結合”,“用數學工具解決管理問題”的思維方式的內容作為教學重點。教師在授課過程中應重點講解線性規劃的基本概念、原理、模型建立的步驟與求解的方法,并結合相關運籌學軟件操作解決一些實際應用案例。從實際案例中引出問題,激發學生的興趣。運籌學的經典案例,能使學生真正投入到分析、運算的過程中,在培養學生理論涵養的同時,對該學科有更為感性的認識。通過運籌學案例討論,使學生逐漸了解一個具體的管理運籌實踐當中涉及了哪些要素、哪些運籌學基本理論。使學生對運籌學的理論與實踐有深入的、系統的認識。
3.3改進教學方法和教學手段
在教學方法上,以課堂教學為主,兼有課堂研討、大作業教學、案例教學等,教學過程中綜合使用啟發式、互動式、案例式,管理模擬等多種教學方法,使多種方式相互交融、相互穿插。教學手段的選擇上,宜在多媒體和黑板板書之間動態轉換。多媒體教學擁有數字化技術帶來的信息量大、便捷等明顯優勢;具有方便觀看、節奏感強和邊講邊演示的特點,且圖形色彩鮮明、可視性強、效率高。當然,多媒體課件只是一種輔助教學的工具和手段,對一些定理的證明、例題的講解等,采用板書的形式能放慢節奏,學生可以邊聽邊思考。因此必須堅持傳統教學與現代數字技術相結合,最大限度地使用信息和發揮學生的學習能動性。
3.4采用多種考查方式相結合的全面考核方式
很多學校對學生與教師的考核僅憑其卷面成績來判定,但考試并不能全面考查學生對專業技能的掌握情況,因此必須采用多種考核并舉的方式。考核的方式可以由試卷考查、實驗實踐考查和平時成績三部分組成,不同專業可根據自己的特點選擇各部分所占比例。這樣不僅能全面考察學生對基本知識的掌握,也能鍛煉學生的動手與思維能力,使學生的興趣得到加強,教師教學熱情得到提升,評價的科學性和有效性得到提高。平時成績主要考查學生課堂表現情況和作業完成情況。多種考查方式的結合可讓學生擺脫單一的應試學習,提高解決實際問題的能力。
基金項目: 西南科技大學教學研究資助項目(項目編號:10xn0022)。
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作者簡介:
黃燕琳(1964—),女,漢族,四川宜賓人,西南科技大學經濟管理學院副教授,碩士研究生。
古樸的運籌學思想可以追溯到古代先秦時期。我們運籌學的先驅從《史記》“運籌于帷幄之中,決勝于千里之外”一語中摘取“運籌”兩字作為這門學科的名稱,既顯示其軍事起源,也表明其樸素的思想早已出現在幾千年前的中國。但世上公認的運籌學學科起源于二次世界大戰期間,英、美等國的軍事部門為戰爭需要而成立的一些研究小組的活動。其熱點是集中多個學科領域的科研人員,對某一特定問題進行全面、系統的分析,提出提高某武器系統效率的操作方法和執行策略。第二次世界大戰結束后,運籌學的研究方法在理論上得到全面發展。作為一種重要的管理決策分析工具,運籌學的應用領域也從軍事部門迅速向工商、管理和工業部門轉移。運籌學是研究各種廣義資源的運用、籌劃以及相關決策等問題的近代新興學科。在我國已有五十多年歷史,其目的是根據問題的需求,通過數學的分析和運算,做出綜合性的、合理的優化安排,以便更有效地發展有限資源的效益。“運籌學”名稱最早于1938年出現在英國,當時稱之為“OperationalResearch”,1942年美國開始從事這項研究工作,稱之為“OperationsResearch”。運籌學的發展、運籌學在各領域的廣泛應用、運籌學的定量分析對于解決實際問題的思路及其特點,適合當今社會發展對高級管理決策人才的迫切需要。本課程是工商管理類專業重要的專業基礎課,也是一門實踐性和應用型很強的學科。21世紀,科技進步與社會發展提出了培養信息社會高素質人才的要求,高等教育改革不斷深化,《管理運籌學》課程教學面臨新的挑戰,必須重新對課程原有的教學體系和教學方法進行全面的審視和思考。
2工商管理專業《管理運籌學》課程教學中存在的問題
當前的工商管理專業《管理運籌學》課程教學主要存在以下問題:一是教學目的不明確,教學方式單一。多數講授《管理運籌學》課程的教師是學數學出身,缺乏必要的工程技術和管理知識,使得目前《管理運籌學》教學普遍存在著偏重教學理論與解題技巧的傳授,將《管理運籌學》當作一門純數學學科進行教學。這與工商管理專業培養要求相脫節,學生在學習過程中感受不到《管理運籌學》在管理中的應用。在教學方式上,也一直延用傳統單一的傳授方式,當學生運用所學知識去分析和解決實際問題時,顯得茫然無措,無從下手。二是學生學習興趣不濃厚。《管理運籌學》研究問題的基本手段是建立數學模型,并較多地運用各種教學工具。學習《管理運籌學》課程,需要有良好的數學基礎;其前期必修課程包括微積分、線性代數、概率論、概率論與數理統計。可以說《管理運籌學》是軟科學中“硬度”較大的一門學科,兼有邏輯的數學和數學的邏輯的性質。工商管理類專業的學生絕大多數是文科生源,不少學生害怕數學。比如線性規劃的單純形法及對偶理論,要想完全領會其原理,需要大量運用線性代數的工具進行推理,因而非常抽象。在課時總體壓縮的背景下,教師要在較短時間內講授完抽象數學原理的推導,學生聽不懂只好放棄這門課程的學習,進而也打擊了學生學習《管理運籌學》的興趣。三是教學內容不恰當。《管理運籌學》課程包括若干分支,而教學時數有限,因而《管理運籌學》教學不可能囊括所有分支。目前在《管理運籌學》課程的教學中,教學內容的選擇存在一定的隨意行和盲目性,甚至存在教學內容因人而設或因教材而設的現象。四是教學方法不科學。主要表現在講授方法單一,教學手段不靈活。老師講,學生聽,學生缺乏思考及案例的討論,掌握知識不能做到融會貫通,更不能做到靈活應用,考試方法、考試內容傳統,對于學生學完課程是否能夠運用《運籌學》來解決實際問題,教室較少顧及。五是實踐教學環節薄弱。如果在《管理運籌學》教學中缺少足夠的實踐環節,學生在學習中即使掌握了《管理運籌學》的建模方法和手工運算能力,但在遇到一些變量較多的數學模型時,也只能一籌莫展。由于缺少上機實踐機會,學生不能利用相應軟件求解模型,從而大大降低了課程應用的可操作性。
3《管理運籌學》課程教學創新實踐改革的必要性
人類社會正在經歷從資本經營到知識經濟時代的轉移,知識經濟的迅速發展將引起教育內容和教學方法的重大變化。根據知識經濟對企業管理模式產生的重大影響,應該對管理科學模型方法課程的教學內容、教學手段、教學方法和教學目標不斷進行改革和創新。強化學生的創新意識,主動預見變化、適應變化、管理變化,并根據內容和外部環境不斷更新觀念,設計未來;重視信息,學會與人合作,講究團隊精神;重視素質教育,培養復合型人才;掌握領導科學,提高管理能力;增加社會實踐,改革教學模式;教學以培養學生建模和解決實際問題的能力為主線;要求學生掌握相關軟件操作,接觸企業決策試驗;培養學生信息檢索能力,組織小組研讀論文,培養學生具備初步的理論研究能力;課外關注應用案例,引導培養其對課程的興趣愛好;并最終以大型作業的形式進行知識的綜合運用與總結提高。社會經濟的發展向《管理運籌學》提出了嚴峻的挑戰,很多實際問題,如風險管理、沖突分析、多目標決策以及對未來變化的預測和駕馭等,都迫切需要分析研究和解決,而按照傳統的教學計劃和方法,學生沒有機會接觸《管理運籌學》這些新的分支。《管理運籌學》內容豐富多彩,可以分成數學理論、建立模型、計算機軟件的重點都放在討論有限的數學理論方面,因而學生在有限的數學計劃學時內無法學習了解《管理運籌學》形形的模型和算法,從而使學生對許多實際問題缺乏聯想。在科學技術迅速發展,知識激增的情況下,教師不僅要向學生傳授知識,更重要的是要幫助學生提高獲取知識的能力,特別是觀察、聯想、思考、銳意創新等方面的能力。對于《管理運籌學》這門多學科交叉的課程,如果教師在教學時只按傳統的方法向學生灌輸一些概念、理論和方法,就會降低學生的學習積極性,以至達不到《管理運籌學》教學的目的。隨著社會的發展和科學技術的進步,社會更需要復合型管理人才,《管理運籌學》以其內容豐富、覆蓋面寬、應用范圍廣和多學科交叉性等特點,為學生提供管理和決策技能,提供解決實際問題的途徑和方法。《管理運籌學》教學體系和方法應隨著教學對象和社會發展的變化而進行適時調整和革新。
4PBL教學法概述
PBL的全稱是“Problem-BasedLearning”,即以問題為基礎的學習法,由美國的神經病學教授Barrow于1969年在加拿大的麥克馬斯特大學首創。PBL的基本熱點是以教師為引導,以學生為中心,通過解決問題來學習。在PBL的學習方法中,學生由知識的被動接受者轉變為求索者,同時在實踐PBL過程中養成發現問題、解決問題的學習技能,對其終身教育具有深遠影響。PBL教學法在西方國家得到廣泛的推廣和應用,而在我國則處于實驗性探索階段。我院對2006級工商管理專業學生實驗性地實施了PBL教學法,收到了較好的效果。比較而言,我們認為PBL教學法既是一種比較先進的教學方法和理念,也是和我國目前所倡導的素質教育的教育思想和目標相一致的。PBL教學法的優點可概括為:(1)強調學生學習能力的培養,使學生在學習過程中,通過查找所需的信息源,培養終身學習的能力;(2)充分發揮學生學習的主動性,使學生的學習按需要來驅動;(3)有利于培養學生解決問題的能力和自學能力;(4)加強了各學科間的聯系,同時避免了學科間不必要的重復,有利于學生將不同學科信息進行綜合;(5)密切了師生間、同學間的關系,培養了學生人際交流、溝通和合作共事的能力。PBL教學法的特點為:(1)以重能力培養代替重知識傳授;(2)以綜合課代替以學科為基礎的課程;(3)以學生為中心代替以教師為中心:(4)以小組討論代替班級授課;(5)以“提出問題、建立假設、收集資料、論證假設、總結”的五段教學法代替“組織教學、復習舊課、上新課、鞏固新課、布置作業。”鑒于這些特點,世界上許多國家,尤其是發達國家有相當一部分商學院都在應用這一教學方法。而且實踐表明,這一教學方法在商學教育領域中的應用非常成功,正如美國哈弗大學校長ToslesonD教授所說,“PBL教學法是一種有效果的和高效率的教學方法”。
5基于PBL教學法的《管理運籌學》課程教學改革與實踐的思考
綜上所述,改革《管理運籌學》課程的“學方法,應該從突出課程的應用型入手。這樣,PBL教學法就特別適合應用于《管理運籌學》的課程教學中。依據PBL教學法的基本理論,全面改革該課程的各個教學環節,重新整合各個知識點,提出以問題為基礎的《管理運籌學》課程啟發式教學法,必將能夠解決現實教學中存在的問題,顯著地改善教學效果。
(1)教材的選用應根據PBL教學法的特點選擇合適的教材。我們更換了原有的教材,新教材以教案為中心,突出實際問題的提出、分析和解決方法,強化計算機的應用,弱化數學理論的推導。雖然新教材并不是為PBL教學法設計的,但其教學理念與PBL教學法同出一轍,為順利實施PBL教學法奠定了基礎。同時,我們針對教材中存在不足,還自編了部分教學內容。
(2)問題的設計。設計問題是PBL教學法的基礎。在傳統的教學過程中,教學內容與實際嚴重脫節。教學中所提的問題僅僅是為了組織教學,說明相關的數學理論。而PBL教學法則從實際問題出發來組織教學,將數學理論隱含在解決實際問題的過程中,從而達到讓數學理論服務于培養學生解決實際問題能力的目的。因此,每個問題的提出都應該有明確的目的和要求,要與生活和科學實踐的真實情景聯系,與教學要求的基本概念、基本結論和基本方法聯系;問題還應具有一定的復雜性和難度,能夠激發學生的探索精神,鍛煉學生的團隊合作精神。問題主要涉及生產計劃、銷售計劃、運輸計劃、投資計劃、設備管理和存貯策略等管理領域。
(3)學習活動的設計。學習活動主要包括以下幾方面:①組建團隊。根據自愿原則,由學生組成2-3人的研究團隊,團隊中各成員根據自身的特長在問題分析、數學理論、計算機應用、論文撰寫等方面進行分工合作。②選題。每個團隊根據自身的特點和興趣,從老師提出的多個實際問題中,選擇其中的兩個問題進行研究。③查閱文獻、學習數學理論。每個團隊在確定研究的問題后,通過互聯網、圖書館、現場調查、咨詢相關業務專家等方法獲取和研究相關文獻資料。團隊成員通過討論的方法對問題進行分析研究,在解決問題的過程中,學習所涉及的數學理論和數學方法,為解決問題奠定基礎。④建立數學模型。根據問題的類別確定相應的數學方法,在合理的假設和抽象歸納的基礎上,運用數學理論和方法建立數學模型。⑤求解數學模型。通過計算機編程求解數學模型,可以訓練學生的計算機應用能力,為在今后工作中更好地運用計數機打好基礎。⑥撰寫論文。問題解決后,要求撰寫論文,對解決問題的過程進行總結。除了包括數學模型的建立和求解必要內容外,還要寫出研究和學習過程中存在的問題和體會。⑦課堂報告。各個團隊在課堂上要向全體同學報告自己的研究成果,老師和其它同學通過提問及質疑的方式參加討論。⑧總結。學生根據報告過程中發現的問題,完善和修改論文,最后提交給老師。這些論文將作為平時成績計入考試成績中。
(4)體會。盡管PBL教學法在《管理運籌學》課程教學中的應用才剛剛開始,還處在積累經驗的過程中,但是已經顯示了其在培養學生自主學習能力和解決實際問題嫩鐵拐李方面的顯著優勢。這一教學方法的改革也受到學生的廣泛歡迎。學生在研究問題的過程中表現出非常積極的態度,論文撰寫認真細致,課堂討論發言積極,普遍反映收獲很大。總之,通過一學期的教學實踐,我們認為:將PBL教學法應用于《管理運籌學》課程教學中,對切實提高教學質量發揮了重要作用。
關鍵詞 最優化方法 教學改革 微課 探討式
中圖分類號:G643 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.022
1 “最優化方法”課程及其特點
最優化方法即作運籌學方法,是數學領域的一個重要分支,決策者做出科學決策需要依靠最優化方法,可以通過教學方法研究各種系統的優化途徑,獲得最優解。隨著社會的進步,科學技術的發展,最優化方法也越來越被人們重視和肯定,被廣泛地應用到生活和工作的各個領域,如公共管理、經濟管理、工程建設、國防等,提高工作效率,方便人們的生活,發揮其重要作用。
最優化方法作為應用型學科,在現實應用中,要考慮系統的整體優化、多學科的配合以及模型方法的應用。首先要收集和問題相關的數據和資料,確定決策變量,列出目標函數和約束條件,提出最優化問題并建立數學模型;其次分析所建數學模型,從中找到適合的最佳方法;最后編制程序過程中,利用計算機求解并對結果進行檢驗和實施。學生在建立模型解決實際問題的過程中,除了需要掌握和問題相關的知識外,還需具備一定的數學理論知識,包括數學分析、高等代數、數值分析等理論性較強的內容,掌握相關的計算機基礎知識,運用合適的軟件對問題求解并進行分析。
2 課程教學過程中出現的問題
我校有兩個院系的研究生開設“最優化方法”課程,經濟管理學院和能源與動力工程學院。在該門課程的授課過程中,主要存在以下兩個問題:
2.1 學生基礎不同
在本科教育階段,“運籌與優化”課程是數學學院和經濟管理學院的必修課,其他院系大多沒有開設該課程。通過對過去幾屆研究生調查發現,經濟管理學院的學生中有近半數學生沒有學過該課程,能源與動力工程學院的學生則基本沒有學過該課程,這一情況導致學生基礎不同,在教學過程中,既要照顧有一定基礎學生的學習興趣,又要考慮其他學生的接受能力,教學內容的難易程度需要把握。
2.2 授課學時少,內容多
“最優化方法”學時為40課時,授課內容涵蓋了工程中常用的主要優化方法,闡明運籌學的基本概念和理論方法,各類模型的結構特征,經濟含義及其在管理中的應用。理論授課內容涉及線性規劃及其對偶理論、運輸問題、整數規劃、目標規劃、網絡模型、網絡計劃、動態規劃、排隊論等基本知識。為了增強其實用性,很多實際問題的求解都需要用計算機解決,因此還要求學生掌握相關優化軟件的使用。在40個課時的限制下,想完成這些幾乎是不可能的,很多情況下只能講到規劃論,而其他排隊論、存儲論等內容無法涉及。
3 解決問題的幾點思考
開設“最優化方法”的目標就是讓學生通過課堂學習,更好地掌握量的數學分析模型與方法,同時,學生思維方式得到優化提高,鍛煉了學生的獨立自主的科研和創新能力,為以后的專業課學習打好基礎。結合這個目標,針對學生基礎不同,課程學時少,內容多的特點,在不增加課時的情況下,授課過程中,以“掌握概念、介紹原理、注重方法、淡化理論、突出應用”為主導思想,制作應用性的教學課件,強調模型的建立及應用。
3.1 合理安排教學內容
與本科生相比,研究生教學更注重視培養學生的獨立研究問題,獨立分析問題的能力。研究生可以分為兩大類:學術型研究生和應用型研究生。學術型研究生側重培養學生的科研能力,應用型研究生側重培養學生的業務能力。我校開設該課程的兩個專業的培養目標更傾向于后者。由于最優化方法課程所涉及的內容很多,各個模型的解決都提供了基于數學理論的抽象的算法,在學習講解過程中難以理解,而且這些理論和方法早已被人們普遍接受。因此在教學內容的選擇上,首先,以基本概念和建立數學模型為重點,指導學生如何對實際問題進行抽象概括,定義變量,整理各個變量之間的邏輯關系并建立數學模型。其次,教學中先簡單介紹模型求解的一般原理、算法,忽略淡化理論推導和計算過程,然后側重講解應用方法和計算機實現過程,這是重點,一定要講解透徹,通過功能強大的數學軟件MATLAB和專業優化軟件LINGO求解模型,特別突出解決實際問題的“實用性”,使教學過程與計算機和工具軟件緊密結合,提高學生的動手能力和課外閱讀能力。
在教材的選取上,我們以清華大學胡運權主編的《運籌學教程》(第四版)、信息工程大學韓中庚主編的《實用運籌學――模型、方法與計算》為主要參考教材。胡教授的書前者深入淺出地闡明了運籌學的基本概念、理論和方法,各類模型的結構特征、經濟含義及其在管理中的應用,可以作為同學們課后閱讀相關內容理論推導的補充。韓教授的書更突出實際問題的建模和計算機軟件的求解,二者相互補充。另外再給學生簡要介紹相關軟件如LINGO的使用后,讓學生課后通過自學提高軟件的使用能力。
3.2 采用靈活的教學手段
通過本科的學習,學生已經具備一定自學能力,因此鼓勵學生做好課前預習,特別是沒有任何基礎的學生。在授課過程中,將傳統的教學方式與多媒體教學手段有機結合,以節約講課時間,增加信息量,提高課堂效率。
(1)探討式教學模式。傳統的課堂教學活動是以教師為中心的教學模式,以教師的講述和示范為主,忽略了師生間的交互作用,教師限制學生,學生迷信教師,學生的思維和見解易被禁錮。“探討式”教學是以學生為主的教學模式,又稱發現法、研究法,學生通過老師給出的事例,運用所學習到基礎知識、原理,去發現問題、提出問題并試著去解決問題,如果解決不了,同學之間可以分組討論,探究問題的解決方案,整理出來解決問題的思路和方法,學會總結經驗和了解自身不足。老師在“探討式”教學中要以輔助引導為主,放手讓學生自己探索知識,學生才是這個課堂的主體,充分調動學生的獨立自主意識,拋出問題后,讓學生自己主動去發現問題,運用所學知識,去解決問題,這個過程可以既可以加深學生對知識點的掌握程度,也可以增強學生獨立解決問題的自信心。
(2)開展“案例式”教學。案例教學法源于上個世紀二十年代,此種案例教學模式和其他教學模式有很大不同,它是美國哈佛商學院提出的,并且這些個案例都是從真實的商業管理中遇到的事件提煉出來的,開展這種案例教學既可以提高學生上課的興趣,也可以參加課堂討論的積極性,此種教學更生動有趣真實,教學頗有成效。這種教學法到了上世紀八十年代,教師培訓中才開始重視此教學法,1986年美國卡內基小組提出《準備就緒的國家:二十一世紀的教師》的報告書中,就肯定案例教學法在師資培育課程的重大意義,提出這是一種很成功的教學模式。到了上世紀九十年代以后,我國才開始探究案例教學法。
“最優化方法”中介紹的所有優化模型都是真實系統的代表,是對實際問題的抽象概括和嚴格的邏輯表達。教學過程中要加強學生由理論到實踐能力的過度階段培養。在教學中可以引入案例式教學模式,針對不同專業學生選擇不同的案例, 引導學生通過科學的分析方法,對實際數據進行分類整理、建立模型并借助于計算機找到最優解決問題的方法。課題上,學生的積極性和參與性被調動起來,更容易消化吸收這些知識,同時提高了學生科研與創新能力。
(3)引入“微課”教學。“課是有時間限制的、有組織的教學過程的單位,其作用在于達到一個完整的、然而又是局部性的教學目的。”這是經典教學論中對“課”的定義,與之相對應的是“微課”,是按照課程標準及教學實踐要求,以教學視頻為主要載體,反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展教與學活動的各種教學資源的有機組合。它的核心內容是10分鐘左右課堂教學視頻,同時還包括與教學主題相關的教學設計、素材課件、練習測試等輔教學資源。具有主題突出、內容具體、針對性強及趣味性強等特點,由于教學時間短、內容少,又包括經典示范案例和相關配套案例,非常適合自學與小班教學。基于此,可以針對某個問題,比如最大流問題,首先通過實例引出最大流問題,然后建立數學模型并介紹最大流的Ford-Fulkerson算法及計算機實現,最后給出一個小案例,引導學生自主建模并完成求解。由于是以視頻資料給出,學生在自學的過程中可以依據自身的理解掌握情況,隨時暫停或者重復觀看,從而完成相關知識的學習和應用,如果有解決不了或是理解困難的問題,可以在課堂探討時提出,通過師生間、生生間的相互探討、質疑和辯論,加深基本概念、數學模型的理解,掌握算法實現,從而完善認知結構,提高了學習興趣和建模能力。
4 小結
綜上所述,研究生的培養目標是能夠在本門學科內掌握堅實的基礎理論和系統的專門知識,同時具有從事科學研究、教學工作或獨立擔負專門技術工作的能力。在教學過程中,我們需要以此為目標,不斷調整改進教學模式,盡最大可能提高學生分析問題解決問題的能力,實現培養目標。
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【關鍵詞】工程能力培養 教學改革 實例講解 項目教學 運籌學
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)09-0047-02
1.引言
隨著我國民航事業的飛速發展,飛行流量不斷上升,空中交通安全及效率問題越來越引起從業人員的關注。空管人員面臨的問題不再是簡單的指揮航班完成飛行任務,流量容量管理已成為日常工作的重要方面。在新的形勢下,空管專業的畢業生在學校不僅需要扎實的行業基本知識,還需要具有將所學的基礎知識運用到工程中去,以解決實際工作工程中存在的復雜問題,同時需要團隊協作能力[1]。空中交通系統優化與管理是一門以管理運籌學為基礎理論知識,結合空中交通管理行業專業知識的一門交叉學科,是空中交通流向管理人員必須掌握的課程。本文以培養工程技術人才為目標,結合空管行業特點,對本課程理論教學方法和實踐教學實施方案進行探索,結合項目團隊合作的教學理念[2],在教學中以項目為中心,以問題為導向,引導學生自主學習[3]。
2.課程改革整體構思
本課程是交通運輸專業各方向本科學生必修的學科基礎課。通過學習該課程,應了解運籌學對整體優化決策問題進行定量研究的特點,結合本專業的實際問題,理解線性規劃、對偶問題、運輸問題、整數規劃、動態規劃、圖與網絡分析、網絡計劃技術、排隊論、決策論等分支的基本優化原理,掌握其中常用的模型和算法,具備一定的從實際問題出發的數學建模能力,同時了解和掌握系統工程的一些基本理論與方法,從而為今后在工作中應用系統工程的科學觀點與方法去處理空中交通管理問題、航空公司運行管理和機場現場管理的問題打下良好的基礎[4]。
本課程教學分為理論教學和實踐教學兩方面,實踐課環節是教學關鍵。學生通過理論課的學習掌握運籌學基本概念、模型和方法。實踐環節不但可以對所學的理論加深理解,并通過組內合作、任務分解、合理分工、團結協作共同完成一項任務。在任務執行過程中,學生必須主動思考所學知識點,并能夠將其應用到項目完成過程中去,培養了學生綜合運用知識、分析、解決問題的能力及團隊協作等能力。
3.理論講解與項目實踐相結合的教學方法
理論課程的講解是為實踐環節服務的,因此在該階段設計講解重點為基本理論知識的原理介紹,可以將理論知識點的范圍擴大,但難度應當適中。理論講解的任務是使學生掌握運籌學的基本思維方式:系統的好優化的思想,同時使學生掌握繼續深入學習課程理論知識的學習方法和學習工具。學會查工具書、學會基本計算機輔助運算是學生學習理論知識的評價標準之一。
實踐環節是本文研究的重點,也是該課程的核心與靈魂所在,是提高學生理解知識、運用知識、創造知識的關鍵環節,該環節的教學質量直接影響該課程的教學評價。該部分分為以下幾個環節:科學選擇項目主題、合理組合知識點、預先設計小組人員分工、設計教學內容及過程、設計項目講評及學生成績評定方案等。在培養學生工程實踐能力的同時,注重學生綜合素質的發展,滿足崗位對學生大工程能力的需求。通過對相關單位管制員崗位的業務內容進行分析,結合該課程的教學目標,構思設計了一個項目:基于容量約束的進離場航班流量管理。實踐環節項目教學的實施分為項目準備、項目實施、項目評估三個階段[5,6],在完成項目的過程中體現“以任務為中心、以學生為主體、以教師為引導”的中心思想,激發學生團隊組織能力、分工協作能力及知識創造能力。
該項目主要任務為:(1)機場容量評估方法;(2)進離場容量分配的線性規劃模型建立;(3)基于MATLAB的模型機算法編程實現。不同階段的任務如圖1所示。
圖1 項目主要任務
3.1 項目準備
首先教師針對同一項目根據由易到難的原則設計出難易程度不同的項目,編寫項目任務說明書。在任務書中盡量減少說明性文字,增加啟發式問題并附帶背景材料及參考文獻,鼓勵學生通過科技文獻數據庫查找相關文獻支持完成項目所需的知識點和思路。本項目中需要引導學生對機場容量的影響因素、評估方法及優缺點進行參考文獻查閱,掌握線性規劃數學模型建立和MATLAB編程基本方法。首先由教師介紹項目任務和完成步驟;然后學生根據自身能力和特點進行自由分組,并推選項目負責人;最后,教師會明確本次實踐項目的意義:一是綜合運用理論課中所學的運籌學知識以及相關前導課程的知識完成任務說明書中的要求;二是學會團隊合作、交流的工作方法;三是查閱參考文獻方法;四是MATLAB建模及編程方法。
3.2 項目實施
1)首先,項目小組對項目進行分析,確定分工,制定完成項目的步驟、方法。
如本文提出的實踐項目――基于容量約束的進離場航班流量管理,學生首先對機場容量進行評估。在對機場容量影響因素及評估方法總結的基礎之上,分析教師提供的基礎數據,設計基于歷史統計數據的機場運行情況表示方法,通過EXEL或者MATLAB編程實現機場容量評估。
其次,根據教師提供的基本思路,對該項目的進離場航班流量管理建立線性規劃模型。在這一階段,學生主要運用理論課程學習的整數規劃模型建立方法對該項目建立數學模型。然而該項目基于滾動時域的整數規劃模型,較理論課例子不完全一致,是在其基礎上的提升和應用化改進,此過程考察學生對基礎知識的掌握程度和舉一反三的能力。
最后,在學生建立數學模型后,引導學生使用計算機輔助手段求解。在這一階段,學生會查閱大量有關MATLAB編程的相關書籍,自行設計算法框架、流程和數據表達方式并對計算結果進行分析和總結。
在整個項目的完成過程中學生不僅會運用到教師在理論授課過程中講解的知識點,并且會結合交通運輸專業(空管方向)及相關前導課程的知識,從而實現理論和實踐的結合及課程間的知識融合,使知識點內化為能力,培養學生的整體工程意識。
2)撰寫項目報告及分組公開答辯,這一過程中學生對各自的項目進行總結與展示相關成果。在報告中要清楚的描述項目分工、實踐步驟、遇到問題及解決方法、成果及參考資料。并且在完成總結報告后進行公開的答辯,接收教師、同學的提問。該過程不僅可以鍛煉學生撰寫報告的能力,并且可以提高學生口頭表達和臨場演說能力,為日后在工作崗位上完成相關科研項目提供先期準備。
3.3 項目評估
主要從分工合理性(10%)、資料查閱的正確性和全面性(10%)、機場容量評估方法正確與否(20%)、模型建立正確與否(40%)、總結報告及答辯的準確性和全面性(20%)五個方面對項目進行評價。教師對每一個項目的完成情況進行歸納總結,針對每一個項目完成過程中學生出現的問題,分析其原因并給出解決問題的建議,在項目實施的每一個步驟和過程中提出進一步的思考,引導學生課后繼續思考和研究相關問題。并且對與該項目相關的知識點進行回顧,加深學生對這一知識點的理解,實現感性認識到理性認識的飛躍。
4.結束語
本文針對《空中交通系統優化與管理》課程的特點,提出以工程能力為培養目標的基于項目的教學方法,在教學過程中貫徹“以項目為中心、以問題為導向”引導學生自主學習的教學模式,并給出了具體可行的操作方案。學生在項目實踐的過程中體會到了團隊協作的工作模式,學生綜合分析及解決問題的能力、團隊合作能力、主動獨立思考能力及語言表達思辨等能力得到提升。這一教學模式對任課教師的講授課程、科學研究及引導組織能力提出更高要求,因此需要教師不斷掌握一線崗位上遇到的實際問題,并總結升華為實踐項目的能力,并能夠引導學生完成實踐項目的綜合能力。過去的“教書匠”轉變成為教育教學的實踐者、研究者,這種教學模式有助于教師專業水平的提高和發展。
參考文獻:
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我們通過廣泛調研、資料查詢、借鑒、比較、研討等方式對雙語教學課程群的設置進行了研究。我們的設計思路是:借鑒國內外先進的雙語教學模式,注重基礎性、系統性、綜合性、實用性和創新性,突出理論聯系實際和先進教育理念的運用,有效調動學生學習積極性,促進學生外語水平提高和專業學習能力發展。注重雙語教學模式的改革與創新,提高雙語教學水平;注重教學方法和手段的靈活運用,多渠道強化英語專業術語;注重精心選擇教學內容與教材,鼓勵自主學習;注重提高學生專業外語水平和直接使用外語從事科研的能力;注重促進學生專業知識、外語水平及能力素質的全面發展。根據國際上工業工程專業能力要求,借鑒發達國家該專業完善的課程體系,結合我們工業工程專業的特色,我們選擇國外已經成熟的某些方法性、技術性較強的課程,建立系統化的雙語教學課程群,從專業建設的角度充分體現與國際化接軌的思想。雙語課程群覆蓋了從專業基礎課到專業課的各個層次,包括:《應用統計學》、《管理運籌學》、《生產計劃與控制》、《物流系統與設施規劃》、《系統建模與仿真》、《產品設計與開發》這6門課,實現學生大學4年英語不斷線的目標。通過英文教學課件及案例庫的建設,教學內容的豐富以及教學方法的多樣化等等,系統研究專業基礎課與專業課的雙語教學,重點研究課程之間的銜接,使課程之間相互促進,知識相互關聯,使學生能夠站在較高的角度,對本專業有系統、全面、深入的認識。借鑒國外先進的教學理念,注重培養學生的國際視野和競爭能力。學生利用英語學習專業知識,在掌握工業工程專業知識和專業技能的同時了解專業知識的英文表達。專業知識為教學根本,英語只是語言工具,在某種程度上更嚴謹地闡述科學原理。
二、雙語課程群教學實踐
1.雙語課程之間的銜接。雙語教學既要有利于專業知識的傳遞,又要有利于學生學習效率的提高。這就要求雙語教學的課程設置充分考慮專業知識的銜接問題。在開設《生產計劃與控制》、《系統建模與仿真》雙語課程之前除了基礎英語課程外,已經開設了《應用統計學》及《管理運籌學》兩門雙語教學的專業基礎課程。學生此時對該專業領域的基礎知識有了初步的認識和了解,也掌握了解決工業工程專業相關問題的基本方法和基本技能。接下來的學習中,學生能夠通過預習和復習較好地領會用英語講授的專業知識,為這兩門雙語課程的學習打下堅實的基礎。后續還有兩門雙語教學的專業課程:《物流系統與設施規劃》及《產品設計與開發》。教師應根據課程特點和難易程度,循序漸進有針對性地組織或調整教學內容。在整個課程體系中避免出現重復或斷層現象,較好地起到英語教學的過渡和銜接作用,從而有效地保證學生完成從英語學習階段到英語使用階段的過渡,使他們真正學會把英語當成一個有效獲取各種知識的工具,這才是英語學習的真正意義所在。
2.教師的作用。教師在雙語教學中十分重要,起著規劃、實施、引導調節雙語教學一系列過程的作用。雙語教學的教師必須具備的素質:精通本門課程、外語功底深厚、教學經驗豐富、具有強烈的責任感。我們開設這6門雙語課程的教師具有豐富的海外留學或交流訪問的經歷,以及多年的雙語教學實踐經驗,具有較強的國際交流與合作能力,外語水平高,完全能滿足雙語教學的需要。為了實現雙語教學的最終目標,雙語課的課堂應以教師為主導、學生為主體,充分調動學生的積極性,挖掘他們自主學習的潛力,從而幫助學生盡快形成英語思維。教師運用啟發、引導的方法,提出問題引起學生的注意和興趣,使之能主動感知、思考和想象,積極地討論和回答問題,從而使學生的語言能力在各種活動中得到強化與提高,最終實現專業研究能力和語言運用能力的同步提高和有機統一。在授課過程中,教師在教授英文教材上的理論內容的同時,逐步增加中國案例的講述,加強將教材中英文理論知識用于中國實際問題的分析,突出理論與實際問題的結合,提高授課的針對性。
3.雙語課程的考核。雙語教學課程的考核制度比較靈活,綜合考查學生的平時作業、課堂表現、實驗課表現、團隊合作能力、期末考試五部分。對英語不好的學生實行鼓勵政策,提倡“不怕錯”,營造融洽、活躍的課堂氣氛,激發學生的創造性。有的課程還有期中考試,目的是讓學生把前邊的內容都消化吸收。這種考核方式重在讓學生掌握知識并學會運用,而不是為分數所累,目的也是為了充分發揮學生的積極性。
4.雙語課程的教學效果。在每門雙語課程結束后,都要求學生在網上填寫一份關于該課程教學環節的相關建議及意見的調查問卷,包括學生對雙語課程的適應性、雙語教學中英文的比例、作業量多少、內容掌握程度、效果等都做了詳細的設計。調查結果顯示,學生基本上對本專業開設雙語教學課程群這種模式還是肯定的,不管從教材還是課堂,還是老師的英文水平等,學生都給出了滿意的答案。說明這種模式得到了學生的認可,并取得了預期的效果,具體如下:(1)學生不僅掌握了相關課程的基本概念和基本理論知識,而且通過雙語學習掌握了用英語進行準確系統的專業表達的方式,同時提高了他們的專業英文的閱讀能力和自學能力。(2)初步把握了西方教材對工業工程相關概念的表述模式和相關的理論體系,有助于學生接觸到更多的前沿知識以及結合工業工程專業特點形成更完整的知識結構,增強對知識的判別吸收能力。(3)通過課堂提問、書面作業、課堂展示等形式的教學方法,初步培養了學生用外語進行專業交流的能力,增強了學生的英語表達能力。通過小組合作用英文撰寫小論文,培養了學生的英語思維及寫作能力,鍛煉了學生的團隊合作能力,全面提升了學生的綜合素質。
論文摘要:本文針對管理信息系統的課程特點及國內高校管理信息系統課程教學中普遍存在的問題,探索基于案例教學法的管理信息系統教學模式,提出了一些改革方法和措施,意在使學生能夠全面理解管理信息系統的教學內容,更好地掌握管理信息系統開發過程中系統分析、系統設計的基本技能。
目前,為適應管理信息化的大趨勢,我國企業急需大量的掌握現代信息技術的復合型信息管理人才。高校作為培養人才的中心,開始強化管理信息系統(management information system,mis)的教學。mis是一門集管理科學與信息技術等多學科知識為一體的課程,計算機信息技術的迅猛發展與管理組織結構的發展變化極大地促進了mis理論、技術與方法的發展,從而給mis的教學[1]提出了更高的要求。
案例教學法(case method)是一種以案例為基礎的教學法。
下面結合mis的課程結構特點及國內高校mis課程教學中普遍存在的問題,探索基于案例教學法的管理信息系統教學模式改革。
一、管理信息系統課程特點
(一)理論性。mis課程涉及管理學、運籌學以及計算機等相關課程的內容,學生在學習過程中必須有比較扎實的理論基礎。(二)實踐性。mis課程一般在教學和學習過程中,將理論知識與實踐應用相結合,開發中小型實用的mis。(三)綜合性。從廣義上說,mis是一個對組織進行全面管理的綜合系統。mis綜合的意義在于產生更高層次的管理信息,為管理決策服務。(四)交叉性。mis作為一門新的學科,是以計算機科學與技術、應用數學、管理理論、決策理論、運籌學等相關學科為理論基礎,已經成為一個有特色的邊緣學科。
二、我國高校mis課程教學中普遍存在的問題
(一)教學內容陳舊,需引入mis學科前沿知識。主要表現為,mis學科基礎理論中涉及的技術方法落后,那些已經隨著科技發展失去原有價值的內容,仍然在教學內容中占有很大篇幅,而那些mis學科前沿的新技術、新知識,卻沒有被納入教學之中。(二)教學內容沒有區分專業。目前,mis課程教學存在不同專業使用相同教材,分配相同授課時間,教學大綱定位不當等問題。如工程類專業要求學生的系統開發能力較強,經管類專業則要求學生整體把握[3]和應用mis的綜合能力強。(三)缺乏管理信息系統案例與軟件的結合。在管理信息系統教學中,由于多方面的原因,對學生動手能力的訓練比較少,即使有一些訓練,也是在虛擬題課題下所開發的非常簡單的系統模型。(四)缺乏開發工具和案例式教學。管理信息系統的開發有很多好的開發工具,如visual c++,visual basic,asp.net,java等。而教學中由于實驗環節沒有跟上,使得理論不能真正運用到實踐中,學生對這門課程的學習仍然感到內容較抽象、空洞。
三、基于案例教學法的mis教學改革
(一)注重引入新技術和新知識的案例教學內容。在教學過程中,教師要注重通過互聯網、報刊雜志等精心挑選或適當編寫教學案例,從中引入基本概念方法和模型,使學生理解并掌握所學的知識點。這里,尤其要注重將學科前沿的新技術、新知識納入教學之中。(二)將案例分析同課堂討論式教學相結合。在每章的主要內容講授完以后,老師可以給出一些有爭議的議題,讓學生查找資料、進行思考,安排一定的課時,進行大課或小組討論,并進行引導、提示和點評,這樣實行啟發式教學,提高學生學習的主動性和參與性。(三)案例教學和理論教學緊密結合。通過根據課堂教學需要而設計的一些模擬生產管理問題的案例,以教師為主導,讓學生在一個特定情況下,結合理論發現問題、分析問題、解決問題。(四)案例教學中注重學生能力的培養。在具體的教學過程中,可以通過以下幾種途徑來提高學生的綜合能力:一是請上來的方法。即老師和學生角色的轉換,學生講,教師聽,然后點評,提高學生的語言表達和邏輯思維能力;二是課堂辯論的方法。即在教學過程中,確定正反兩方面的選題,然后對學生進行分組進行辯論,這有利于學生對知識的理解和掌握;三是發散性思維方法。針對教學內容確定選題,然后請學生從多角度、多方位進行研討。(五)針對不同專業,采用不同的案例教學。mis的教學對不同專業的學生要求是不一樣的。要求信管專業的學生以一個信息系統的設計者角色來學習,不僅要了解mis的基本理論和發展趨勢,而且必須熟知mis的分析、設計、實施和評價的原理和方法并付諸應用;而對非信管專業的學生,則是以一個信息系統用戶的角度來學習,一般要求學生掌握mis的基本理論、信息系統的開發過程、設計方法等幾方面的內容。(六)基于案例教學的實踐環節設計。為了促使學生利用管理信息系統基礎理論解決實際管理問題、開發信息系統的實踐能力,課程的實踐教學可采用課程設計的方式進行。在學期末修完課程的同時,要求學生拿出一個中小型企業管理信息系統,這樣,才能真正達到理論聯系實際的教學效果。
四、結束語
案例教學法應用的好壞將直接影響到學生對mis課程理論體系的理解,甚至影響到學生畢業設計課題的開發能力。而目前國內管理系統案例教學,尚未建立起門類齊全的高質量教學案例庫。我們需要進一步促進學術溝通和經驗交流,提高案例教學資源的共享程度,為創新合作搭建廣闊的平臺,從而為mis的案例教學工作提供更好的資源。
參考文獻:
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關鍵詞:層次分析法; 融資; 污水處理
中圖分類號:C91
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2013)05-0043-02
當前我國經濟和社會飛速發展,污水處理需求不斷增加,而財政資金的供給又存在不足,兩者之間的矛盾日益突出,因此利用多種方式進行市場化融資日益緊迫,也不斷要求各地繼續拓寬資金的來源渠道,實現多元化的融資模式。當一個具體項目面臨多種融資模式時,如何從這些融資模式中選擇一個最為適合項目本身的模式,就成為污水處理項目建設中的重中之重。
1層次分析法的基本概念
層次分析法是美國運籌學家、匹茲堡大學T.L.Saaty教授在20世紀70年代初期提出的,AHP是對定性問題進行定量分析的一種簡便、靈活而又實用的多準則決策方法。它的特點是把復雜問題中的各種因素通過劃分為相互聯系的有序層次,使之條理化,根據對一定客觀現實的主觀判斷結構(主要是兩兩比較)把專家意見和分析者的客觀判斷結果直接而有效地結合起來,將一層次元素兩兩比較的重要性進行定量描述。而后,利用數學方法計算反映每一層次元素的相對重要性次序的權值,通過所有層次之間的總排序計算所有元素的相對權重并進行排序。
2層次分析法的分析與計算
2.1建立層次結構
根據層次分析法的模型結構,目標層中的目標應該由方案規模大小決定。目標的概念應明確,界定范圍應清楚。準則層是為實現總目標而提出的若干個判斷準則。方案層是指為實現總目標、滿足準則層要求的具體實施方案或改革措施。
2.2構造判斷矩陣
首先邀請專家組進行主觀判斷,針對每個上層元素,和與其有邏輯關系下屬的n個元素進行逐一進行成對比較,判斷確定下層元素就某一上層元素而言的相對重要性。設第i個因素對第j個元素的相對重要性的估計值αij,它近似于元素i的權值wi與元素j的權值wj之比。
2.3層次單排序
層次單排序就是根據上述判斷矩陣,計算其最大特征根以及對應于該特征根的一組特征向量。
2.4一致性檢驗
為了保證決策者保持其邏輯思維的一致性,避免出現在同一準則下,甲比乙重要,乙比丙重要,丙又比甲重要的錯誤判斷,層次分析法以判斷軍陣最大特征根以外的其余特征根的負平均值作為一致性指標,對排序結果的置信程度進行統計檢驗。
3層次分析法在A污水處理項目融資模式選擇中的應用
按照科學性、可比性、可行性、適應性的原則,根據A污水處理項目以及層次分析法的特點,建立A污水處理項目融資模式選擇的遞階層次結構圖,如圖1所示。
(1)構建準則層對目標層的判斷矩陣A,并根據上述計算過程進行計算,可得到滿足AW=λmaxW的最大特征值λmax==4.1042,對應的經過歸一化的特征向量W=(05513,1.1523,0.2431,0.0533)T,CI=0.0344,RI=0.96,CR=0.0361
(2)構建子準則層C對準則層B的判斷矩陣B1-B4,可求得:
矩陣B1的最大特征值 =4.117,經過歸一化的特征向量得CI=0.039,RI=0.9,CR=0.0433
按照以上,構建方案層D對子準則層C的判斷矩陣C1-C11,經過計算均通過了一致性檢驗。
4層次總排序
按照AHP法進行層次總排序,結果見表1。
表1方案層D對目標層A的層次總排序矩陣
關鍵詞:國際視野;工業工程;雙語教學;課程體系;教學實踐
我國工業工程專業雖然發展了20多年,但仍處于建設時期,而在發達國家它的發展已很成熟,最新研究成果和理論前沿主要出現在歐美。因為有國外先進的教學理念可以借鑒,豐富的教學資源可以利用,所以在該專業開展雙語教學具備良好的外在條件。在工業工程專業系統開展雙語教學,就是要讓學生能緊跟學術前沿,擴大學術視野,獲得當前最新理論成果。這些都有助于培養學生國際競爭意識,開闊視野,為進一步培養具有國際競爭力的高質量、高層次及高素質的創新型人才打下基礎。
一、設置雙語教學課程群的背景
英語作為國際上通用的語言,在各個領域發揮了很大的作用。工業工程專業很多優秀教材等教學資源都是用英文完成的,很多非英語國家的工業工程專業紛紛開設雙語課程,是為了充分利用并借鑒世界上最先進的專業知識、思想和理念。采用雙語教學,與國際接軌,有利于培養具有國際交流和競爭能力、能在東西方兩個學術平臺上自由轉換的人才。目前中國的工業工程專業研究和教學依然處于學習和追趕階段,最新研究成果和理論前沿也主要出現在一些發達國家。采用雙語教學,是要讓學生緊跟學術前沿,擴大學術視野,獲得當前最新理論成果。雙語教學的目的是使學生深入掌握中、英兩種語言下的工業工程專業理論與專業知識,科學融合中外教學精華,在教學內容、教學方法、知識前沿性與實踐應用性等方面與國際先進水平接軌,增強學生適應國際競爭的能力。通過本專業雙語課程群的建設,學生能夠系統掌握現代工業工程專業的基本理論,學到國外先進的、創新的思想和理念;增加專業知識的深度和廣度,使教學進一步與國際接軌,培養具有國際競爭力的優秀人才。
二、雙語課程群設計思路
我們通過廣泛調研、資料查詢、借鑒、比較、研討等方式對雙語教學課程群的設置進行了研究。我們的設計思路是:借鑒國內外先進的雙語教學模式,注重基礎性、系統性、綜合性、實用性和創新性,突出理論聯系實際和先進教育理念的運用,有效調動學生學習積極性,促進學生外語水平提高和專業學習能力發展。注重雙語教學模式的改革與創新,提高雙語教學水平;注重教學方法和手段的靈活運用,多渠道強化英語專業術語;注重精心選擇教學內容與教材,鼓勵自主學習;注重提高學生專業外語水平和直接使用外語從事科研的能力;注重促進學生專業知識、外語水平及能力素質的全面發展。根據國際上工業工程專業能力要求,借鑒發達國家該專業完善的課程體系,結合我們工業工程專業的特色,我們選擇國外已經成熟的某些方法性、技術性較強的課程,建立系統化的雙語教學課程群,從專業建設的角度充分體現與國際化接軌的思想。雙語課程群覆蓋了從專業基礎課到專業課的各個層次,包括:《應用統計學》、《管理運籌學》、《生產計劃與控制》、《物流系統與設施規劃》、《系統建模與仿真》、《產品設計與開發》這6門課,實現學生大學4年英語不斷線的目標。通過英文教學課件及案例庫的建設,教學內容的豐富以及教學方法的多樣化等等,系統研究專業基礎課與專業課的雙語教學,重點研究課程之間的銜接,使課程之間相互促進,知識相互關聯,使學生能夠站在較高的角度,對本專業有系統、全面、深入的認識。借鑒國外先進的教學理念,注重培養學生的國際視野和競爭能力。學生利用英語學習專業知識,在掌握工業工程專業知識和專業技能的同時了解專業知識的英文表達。專業知識為教學根本,英語只是語言工具,在某種程度上更嚴謹地闡述科學原理。
三、雙語課程群教學實踐
1.雙語課程之間的銜接。雙語教學既要有利于專業知識的傳遞,又要有利于學生學習效率的提高。這就要求雙語教學的課程設置充分考慮專業知識的銜接問題。在開設《生產計劃與控制》、《系統建模與仿真》雙語課程之前除了基礎英語課程外,已經開設了《應用統計學》及《管理運籌學》兩門雙語教學的專業基礎課程。學生此時對該專業領域的基礎知識有了初步的認識和了解,也掌握了解決工業工程專業相關問題的基本方法和基本技能。接下來的學習中,學生能夠通過預習和復習較好地領會用英語講授的專業知識,為這兩門雙語課程的學習打下堅實的基礎。后續還有兩門雙語教學的專業課程:《物流系統與設施規劃》及《產品設計與開發》。教師應根據課程特點和難易程度,循序漸進有針對性地組織或調整教學內容。在整個課程體系中避免出現重復或斷層現象,較好地起到英語教學的過渡和銜接作用,從而有效地保證學生完成從英語學習階段到英語使用階段的過渡,使他們真正學會把英語當成一個有效獲取各種知識的工具,這才是英語學習的真正意義所在。
2.教師的作用。教師在雙語教學中十分重要,起著規劃、實施、引導調節雙語教學一系列過程的作用。雙語教學的教師必須具備的素質:精通本門課程、外語功底深厚、教學經驗豐富、具有強烈的責任感。我們開設這6門雙語課程的教師具有豐富的海外留學或交流訪問的經歷,以及多年的雙語教學實踐經驗,具有較強的國際交流與合作能力,外語水平高,完全能滿足雙語教學的需要。為了實現雙語教學的最終目標,雙語課的課堂應以教師為主導、學生為主體,充分調動學生的積極性,挖掘他們自主學習的潛力,從而幫助學生盡快形成英語思維。教師運用啟發、引導的方法,提出問題引起學生的注意和興趣,使之能主動感知、思考和想象,積極地討論和回答問題,從而使學生的語言能力在各種活動中得到強化與提高,最終實現專業研究能力和語言運用能力的同步提高和有機統一。
在授課過程中,教師在教授英文教材上的理論內容的同時,逐步增加中國案例的講述,加強將教材中英文理論知識用于中國實際問題的分析,突出理論與實際問題的結合,提高授課的針對性。
3.雙語課程的考核。雙語教學課程的考核制度比較靈活,綜合考查學生的平時作業、課堂表現、實驗課表現、團隊合作能力、期末考試五部分。對英語不好的學生實行鼓勵政策,提倡“不怕錯”,營造融洽、活躍的課堂氣氛,激發學生的創造性。有的課程還有期中考試,目的是讓學生把前邊的內容都消化吸收。這種考核方式重在讓學生掌握知識并學會運用,而不是為分數所累,目的也是為了充分發揮學生的積極性。
4.雙語課程的教學效果。在每門雙語課程結束后,都要求學生在網上填寫一份關于該課程教學環節的相關建議及意見的調查問卷,包括學生對雙語課程的適應性、雙語教學中英文的比例、作業量多少、內容掌握程度、效果等都做了詳細的設計。調查結果顯示,學生基本上對本專業開設雙語教學課程群這種模式還是肯定的,不管從教材還是課堂,還是老師的英文水平等,學生都給出了滿意的答案。說明這種模式得到了學生的認可,并取得了預期的效果,具體如下:(1)學生不僅掌握了相關課程的基本概念和基本理論知識,而且通過雙語學習掌握了用英語進行準確系統的專業表達的方式,同時提高了他們的專業英文的閱讀能力和自學能力。(2)初步把握了西方教材對工業工程相關概念的表述模式和相關的理論體系,有助于學生接觸到更多的前沿知識以及結合工業工程專業特點形成更完整的知識結構,增強對知識的判別吸收能力。(3)通過課堂提問、書面作業、課堂展示等形式的教學方法,初步培養了學生用外語進行專業交流的能力,增強了學生的英語表達能力。通過小組合作用英文撰寫小論文,培養了學生的英語思維及寫作能力,鍛煉了學生的團隊合作能力,全面提升了學生的綜合素質。
本文對一個專業的多門雙語課程系統、全面地進行研究,重點研究課程之間的關聯,根據每門課程的特點及規律進行形式多樣的雙語教學實踐,建設具有鮮明特色的雙語課程群。經過多年的教學探索、實踐,積累了豐富的雙語教學經驗,形成教、學、研相結合的教學模式,達到國內外教學研究先進水平。工業工程專業雙語教學課程群體系建設完善,有助于學生系統地掌握工業工程專業的國際前沿知識,強調知識的系統性、先進性。
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