运筹学论文范例

1运筹学课程改革实践综述

近年来，随着运筹学课程在管理类专业特别是工业工程专业的广泛开展，越来越多的教师开始研究适应于本专业的运筹学课程的建设和改革问题。例如，浙江理工大学提出了运筹学课程群的概念，以运筹学课程为中心优化了相关一系列课程的课程结构和教学内容,并对案例教学、模型讨论教学和算法推理教学等运筹学课程群的教学手段与方法改革等进行了积极有益的探索。文献[2]中提出了运筹学教学中存在的不能适应市场需求、实践课比重不足等问题，并进行了实践导向的运筹学课程教学体系再设计。文献[3]进行了“管理运筹学”课程案例教学的探讨，提出了针对不同背景的学生进行有效的案例分析，增强该课程的实践导向性。文献[4]针对工业工程专业的物流方向课程进行了情景教学平台的设计。综上所述，运筹学课程目前存在的问题包括：（1）教材（教学内容）与课时的冲突：运筹学相关教材内容多，学时少是多数老师在进行运筹学课程改革时发现的问题。如何在有限的学时内满足学生学习运筹学课程的需求，合理设置课程内容和选择或编制教材是关键。（2）理论和实践的脱节问题：应用型工业工程人才培养模式强调将实践融入到整个专业教学过程中，运筹学是数学背景较强的课程，涉及到很多繁琐、抽象的理论推导，如果这部分内容讲得太细，就会忽略运筹学多学科的横向交叉联系和运用运筹学解决实际问题的能力，导致理论和实践相脱节的问题。（3）相关课程之前的联系不够紧密：近机类工业工程专业设立在机械工程系，以机械工程技术为背景增加管理知识，强调制造工程相关技术和理论在制造业领域内的应用。运筹学课程作为一门专业基础课，在整个课程体系中应具有承前（机械类背景知识）和启后（专业知识的综合运用）的作用，而目前，这种作用尚不明显。针对上述问题，本文对学习情境体系架构、案例应用模式等方面进行研究，探索提高学生实践能力的课程内容设置和教学方法的改革措施。

2实践导向型运筹学课程体系架构设计

2.1近机类工业工程专业运筹学课程需求

从专业背景方面看，近机类工业工程专业通过大量的机械平台专业基础课如：画法几何与机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、金属工艺学、电工电子技术等，使学生掌握扎实的机械设计制造基础知识。在此基础上，设置管理类课程如：基础工业工程、人因工程、管理信息系统、生产计划与控制、质量管理与控制、工程经济学、财务管理、物流设施规划、物流设备自动化、物流管理等，使学生具备制造系统的设计与优化、工程技术经济分析与生产组织管理等基本能力。从就业需求方面看，对近机类工业工程专业培养出来的毕业生的需求大多来自机械制造企业。有了这样的区别，就使得近机类工业工程专业的运筹学与其他管理类专业的相关课程从教学目标、教学内容、教学方法等方面都应有很大的不同。

2.2实践导向型工业工程专业情境化运筹学课程体系架构

实践导向模式的教学理论认为,知识是学习者主动构建的,教学应以学习者为中心,但由于每个学习者之间存在着很大的差别,因此它主张情境化教学并强调知识的表征与多样化的情境相关联,以及根据不同情境来组织课程等。目前，国内外很多高校院校工业工程专业都在积极应用实践导向模式，例如浙江工业大学提出了基于制造业的工业工程专业教学体系，西安电子科技大学针对学生了解现代制造企业生产、物流等设施的布局的需求构建了工业工程专业情景教学平台。吉林大学提出了职业生涯规划导向型人才培养模式。这些研究和实践在教学体系和实践环节方面取得了一些成果。在工业工程专业运筹学教学改革方面，现有研究和实践主要集中在减少数学推导、增加案例分析、正确引导学生主动学习等方面，缺少针对近机类工业工程专业的特殊专业背景和就业需求的运筹学的实践导向教学模式的研究,特别是解决运筹学作为一门专业平台必修课与后续专业课和实践环节的衔接方面的尝试还未见报道。而实践导向教学模式不仅需要课程体系中的各种实践环节的支持，更重要的是像运筹学这样的专业教育平台课对实践环节的支持。为了满足近机类工业工程专业学生对运筹学课程的学习需求，本文在分析近机类工业工程专业学生基础课程结构及其对运筹学课程的支持内容，以及后续应用课程（实践环节）对运筹学课程的需求的基础上，应用实践导向理论，提出实践导向型的工业工程专业情境化运筹学课程体系架构如图1所示。该体系结构采用“引例-模型-算法-应用”一体化教学模式进行教学内容的阐述，其中：引例过程：充分利用基础课程及其对运筹学课程的支持，如高等数学中的函数与极限、导数与微分及其应用、定积分及其应用、向量代数、多元函数、微分方程等知识；概率与数理统计中的基本概念、随机变量及其分布、随机变量的数字特征、抽样分布、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析等知识；线性代数中的行列式、矩阵运算、矩阵初等变换与线性方程组、向量组的线性相关性、相似矩阵及二次型、线性空间与线性变换等知识；以及学生在金工实习、理论力学、材料力学等机械类基础课程中接触过的工程示例，将这些基础课程中涉及的知识和问题以引例的形式加入到课程教学中去。通过例举学生在基础课程中学习过的背景知识，引导学生加强对已经学过的相关基础数学知识及其应用问题的温习，尽量提高续前课程的利用率，避免重新学习老知识，减少学生学习的心理负担。模型和算法过程：由引例归纳、引出问题的数学/逻辑等抽象描述，将学生易于理解的工程实际问题归结为运筹学和系统工程典型问题，提出该问题的建模相关的理论、方法和过程，建立系统模型。通过用基础知识求解和运筹学算法在求解范围和能力等方面的对比，增强学生对学习运筹学算法的兴趣。在教学内容的优选与设计的过程中，根据各主要运筹学分支和系统工程理论体系中与基础知识的结合程度，以及对应用课程（实践环节）的支撑程度进行课程内容的重构和设计，形成以系统思维、系统建模与仿真、系统分析与规划、系统预测、系统评价决策和系统优化几大主题为中心的相关理论、方法等组成的全新运筹学课程知识体系结构。其中系统思维重点进行霍尔三维结构、定量化方法、以重构为重点的分析-重构法等方面的训练；系统建模与仿真主要内容包括数学模型、逻辑模型、模拟模型、系统动力学模拟技术及随机模拟技术；系统分析与规划内容包括线性规划、非线性规划、动态规划、网络计划技术及随机服务系统分析等；系统预测包括定性预测方法、线性回归预测、时间序列预测及判别分析预测等；系统评价决策包括九级评分法、系统综合评价法、层次分析法、风险决策及不确定性决策；系统优化包括线性系统最优化方法、非线性系统最优化方法、随机服务系统费用优化及网络最优化方法等。应用过程：充分考虑应用课程及其对运筹学课程的需求，从相关的制造过程、管理过程等实际问题的层面出发，以案例应用的形式引导学生以实践为导向进行相关模型和算法的推广练习。相关需求包括后续课程中：生产计划与控制中的需求预测、生产计划编制等，设施规划与物流分析中的设施选址问题、选址评价等，工程经济学中的多方案经济评价、风险分析、设备更新分析等；以及实践环节中：机械设计课程设计中的优化设计、工业工程实习中的工作分析与评价等。

作者：徐辉 单位：广东商学院工商管理学院

1引言

古朴的运筹学思想可以追溯到古代先秦时期。我们运筹学的先驱从《史记》“运筹于帷幄之中，决胜于千里之外”一语中摘取“运筹”两字作为这门学科的名称，既显示其军事起源，也表明其朴素的思想早已出现在几千年前的中国。但世上公认的运筹学学科起源于二次世界大战期间，英、美等国的军事部门为战争需要而成立的一些研究小组的活动。其热点是集中多个学科领域的科研人员，对某一特定问题进行全面、系统的分析，提出提高某武器系统效率的操作方法和执行策略。第二次世界大战结束后，运筹学的研究方法在理论上得到全面发展。作为一种重要的管理决策分析工具，运筹学的应用领域也从军事部门迅速向工商、管理和工业部门转移。运筹学是研究各种广义资源的运用、筹划以及相关决策等问题的近代新兴学科。在我国已有五十多年历史，其目的是根据问题的需求，通过数学的分析和运算，做出综合性的、合理的优化安排，以便更有效地发展有限资源的效益。“运筹学”名称最早于1938年出现在英国，当时称之为“OperationalResearch”，1942年美国开始从事这项研究工作，称之为“OperationsResearch”。运筹学的发展、运筹学在各领域的广泛应用、运筹学的定量分析对于解决实际问题的思路及其特点，适合当今社会发展对高级管理决策人才的迫切需要。本课程是工商管理类专业重要的专业基础课，也是一门实践性和应用型很强的学科。21世纪，科技进步与社会发展提出了培养信息社会高素质人才的要求，高等教育改革不断深化，《管理运筹学》课程教学面临新的挑战，必须重新对课程原有的教学体系和教学方法进行全面的审视和思考。

2工商管理专业《管理运筹学》课程教学中存在的问题

当前的工商管理专业《管理运筹学》课程教学主要存在以下问题：

一是教学目的不明确，教学方式单一。多数讲授《管理运筹学》课程的教师是学数学出身，缺乏必要的工程技术和管理知识，使得目前《管理运筹学》教学普遍存在着偏重教学理论与解题技巧的传授，将《管理运筹学》当作一门纯数学学科进行教学。这与工商管理专业培养要求相脱节，学生在学习过程中感受不到《管理运筹学》在管理中的应用。在教学方式上，也一直延用传统单一的传授方式，当学生运用所学知识去分析和解决实际问题时，显得茫然无措，无从下手。

二是学生学习兴趣不浓厚。《管理运筹学》研究问题的基本手段是建立数学模型，并较多地运用各种教学工具。学习《管理运筹学》课程，需要有良好的数学基础；其前期必修课程包括微积分、线性代数、概率论、概率论与数理统计。可以说《管理运筹学》是软科学中“硬度”较大的一门学科，兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质。工商管理类专业的学生绝大多数是文科生源，不少学生害怕数学。比如线性规划的单纯形法及对偶理论，要想完全领会其原理，需要大量运用线性代数的工具进行推理，因而非常抽象。在课时总体压缩的背景下，教师要在较短时间内讲授完抽象数学原理的推导，学生听不懂只好放弃这门课程的学习，进而也打击了学生学习《管理运筹学》的兴趣。

摘要：目前高校运筹学教学过程中普遍存在教学重点与教学目标不符、教学内容缺乏针对性及考核方式不灵活的问题，由此提出问题导向教学法应用于运筹学教学过程中的可行性与优势，最后确定基于问题导向教学法的运筹学教学内容并设计相应教学流程。

关键词：问题导向；运筹学；教学设计

一、概述

运筹学是一门与自然科学、社会科学、技术科学交叉性强的一门科学；运筹学是平行于数学、经济学等学科的一级学科，又被称为管理科学。自20世纪30年代末运筹学被提出以来，它作为一门独立的新兴学科在国际上收到了广泛重视，并应用于军事、经济、管理等各个领域。该课程被设立为物流管理专业主干课程，主要培养学生发现问题，建立模型，定量分析能力，为后续专业课程的学习奠定基础。该课程的理论教学体系己完善，但是实践教学环节还比较薄弱，对于数学基础比较差的学生来说，学习运筹学没有动力。在本科教育中，国内绝大多数高校都将运筹学作为一门专业基础课开设，也有很多关于《运筹学》教学方法的研究，主要研究的教学方法有：案例教学法、直观教学法、Sandwich教学法、游戏教学法、问题导向教学法等，其主要目的都是提高学生的学习兴趣与解决问题的能力。问题导向教学法目前在经管类专业课中应用比较广泛，但应用于运筹学这类以数学建模为手段的基础课还没有具体的操作流程与考核办法。

二、目前高校运筹学课程教学中存在的问题

（一）教学重点与培养目标不符

教育部、国家发展与改革委员会和财政部联合《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》中指出，我国推进的一系列重大战略中，迫切需要大量应用型人才。对于培养“应用型、创新型、专业型”人才为目标的高校来讲，每一个专业的培养方案及每一个课程的教学目标都应围绕“应用型、创新型、专业型”展开。目前高校对运筹学的教学目标有两大类，一类是重视数学推导演算的理论式教学方法，这种教学方法多用板书和传统讲授的方法进行，教学方式很难引起学生兴趣，且学生除了用笔算推演外，不会使用Excel，Matlab等软件来求解运筹学问题，因此没有办法把这门课学习的内容有效的应用于解决专业问题上；另一类教学目标是单纯重视运筹学的实用性，这种教学方法多以上机操作的方式进行，让学生通过用Excel和Matlab对已知问题进行求解，这种教学方法下，学生并不能掌握运筹学的建模原理与方法，不能把所学知识联系到实际问题上。

一、运筹学与工程管理专业的关系

工程管理专业具有工程与管理复合的特点，注重理论与实践的结合，致力于培养实践能力强的技能性、应用型人才，强调教学内容理论与实践相结合，提出多种教学手段，着重提高学生发现与解决问题的能力。一方面，运筹学作为工程管理专业的专业基础必修课，必须有效支持工程管理专业的培养目标。另一方面，运筹学的系统方法有助于培养工程管理专业人才的整体思维能力。运筹学以系统的整体观念为核心，通过多学科的综合，有助于培养和提高管理人员解决实际问题的能力。

二、教学中存在的问题

运筹学的理论与方法不同于高等数学、线性代数等基础数学课程，它不是简单的数学计算，而是综合应用数学、经济学、管理学、物理学、化学等多学科的理论与方法，运用系统思想解决实际问题。

（一）教学目的不明确

工程管理专业的人才培养目标是符合行业、企业标准的应用型人才，课程体系建设标准是建设内容具有针对性、应用性突出的优质课程。而目前运筹学的教学仍然存在重视理论教学、忽略应用研究的现象，最终导致教学中注重公式和算法的讲解，很少将实际案例引入课堂教学，课堂教学亦如此，使得学生只会按已有题型计算，不善于探究所学知识在实际问题中的应用。

（二）教学内容安排不够合理

摘要：通过对部分高等医学院校医学信息类专业培养目标、课程设置、师资队伍、教学条件等教育基本情况进行调研，总结医学信息类专业教育现状，并对医学信息类专业教育发展提出有针对性的建议。

关键词：医学信息类专业；高等医学院校；信息管理与信息系统专业

2016年，国务院印发的《关于促进和规范健康医疗大数据应用发展的指导意见》及《“健康中国2030”规划纲要》中对加强健康医疗（卫生）信息化复合型人才队伍建设的要求，使得卫生信息化人才能力培养得以强化。高等医学院校的医学信息类专业作为卫生信息化人才培养的摇篮，应及时调整教学体系，以提高学生实践能力、创新能力，缩小人才培养与社会需求间的差距。本文通过调查部分高等医学院校医学信息类专业教学情况，总结医学信息类专业教育现状，并对医学信息类专业教育发展提出建议。

1研究对象

在宏观了解全国高校医学信息类专业设置情况的基础下，根据专业开设时间，从东北、华东、华中、华南、西南等地域选取9所高等医学院校，分别是中国医科大学、新乡医学院、湖北中医药大学、重庆医科大学、广东药科大学、西南医科大学、辽宁中医药大学、安徽医科大学、川北医学院。以这些医学院校的信息管理与信息系统专业为例，分析医学信息类专业教育现状。

2医学信息类专业教育现状

我国医学信息类专业经过三十余年的发展，从无到有、从小到大，形成目前以本科教育为主体，向下涵盖专科教育，向上发展为硕士、博士研究生教育的多层次教育体系[1]。

一、基于承上启下和实践理念的课程设置分析

在笔者多年指导物流管理专业本科毕业设计的过程中发现，学生们具有较好的分析问题的能力，也具有较好的对物流优化问题的建模能力，但是在对问题的求解能力以及详细深入的数据采集、处理能力方面稍显不足。例如，针对物流当中普遍存在的优化问题———物流配送车辆调度、库存控制、生产计划等。学生在经过管理运筹学及物流系统工程等专业基础课程的学习后，基本能够独立完成问题的分析及建模，但是在问题优化求解时还停留在手工计算（这对于稍大规模的优化问题显然不切实际）或者基于C/C++程序设计语言进行结构化程序设计来求解。但是在教育部要求减少学分、压缩学时的大背景下，学生对于计算机文化基础，C/C++程序设计语言，大型数据库开发等计算机相关课程学习明显欠深入。这些课程的学时基本都在48学时，甚至32学时，因而学习内容篇幅可能存在不完整或者实践环节偏少的情形。此外，对于C语言而言，诸多数据结构的程序细节都需要学生独立完成，而C++虽然有设计好的模板类可以调用，但这些基本属于C++高级部分，在少学时的课程中一般没有介绍。这就造成非计算机类的物流管理专业学生在学过之后，难以理论指导实践———将这些知识付诸实践，用于解决实际问题时显得力不从心。

此外，导致学生动手解决问题能力弱的原因是有些偏向开发的课程往往是需要很多交叉知识的，例如大型数据库开发往往需要学习很多面向对象软件程序设计知识及可视化软件开发工具本身，那么这些承上启下的课程知识如果交由学生自学尚有一定的难度。因此，笔者认为作为管理类专业的学生应该去掉传统的结构化程序设计课程C/C++程序设计，改为具有友好的可视化界面的软件工具，例如VisualC#、基于JCreator或JBuilder或Eclipse的JAVA，这些相对新颖的工具基本具有现成的成熟的数据结构，例如java.util包中包含了诸如数组排序等诸多函数的功能模块，从而减轻非计算机类专业学生开发这类程序功能的负担。与此同时，学生在学型数据库开发及物流信息系统课程时就具备了可视化软件开发的基本理念和一定的软件开发自学能力，学生完成简单的物流信息系统的分析、设计、开发及实现的能力或自学能力将会有一定的提高。这就是笔者所倡导的循序渐进、承上启下的课程设置理念。这样对于专业核心课物流信息系统，我们可以形成如下的循序渐进教学课程体系：JAVA→基于SQLServer的大型数据库开发→物流信息系统（嵌入JAVA中学习过的面向对象分析与设计的概念及新的UML建模教学内容）→物流信息系统课程设计（利用物流信息系统中所需知识进一步实践以强化学生面向对象分析、设计及程序设计的能力）。

为了培养学生具有物流优化建模的能力，以管理运筹学、物流系统工程作为物流管理专业的核心专业基础课程，以使学生在学习物流中心设计与运营、仓储管理、企业采购与供应管理、多式集装联运、供应链管理等专业课程当中具备相应地基础建模及优化知识。同时为了提高学生动手解决问题的能力，在管理运筹学等专业基础课程开设之前开设“MATLAB基础及应用”这样的课程以及在相关专业基础课程中开设诸如LINGO、CPLEX等教学模块，并进一步在专业课程中布置设计实用软件使用的课外作业以强化学生的实用软件使用技能。此外，为了培养学生管理科学的知识，设置了这样一条学习主线：管理学原理→经济学原理→物流经济学→计量经济学（含Eviews软件教学模块）→电子商务（重点包含商务信息检索，存储，商务信息处理及分析）。

最后，对于物流管理专业学生，笔者更倾向于开设模块化能力非常好的成熟的通用软件，例如MATLAB，SPSS，R，Eviews，LINGO，CPLEX，Flexsim，Extend，Witness，Arena，Netlogo等成熟的科研软件，既让学生学会了基本的解决问题的方法，也让学生种下了科研分析的意识种子，从而很好地引导他们更多地主动学习新领域的新知识，同时也为将来有一部分学生走上研究生学习之路做了更好地铺垫。例如，数学规划软件LINGO（嵌入了分支定界算法）对于一个整数规划问题，可以利用简短的几行语句完成求解及灵敏度分析，这样学生就不用从头开始写经典的分支定界算法的程序，从而在减轻学生负担的同时也让学生体会到成功求解的乐趣，进而增强学生学习及进一步自学的兴趣。综合以上分析，针对物流管理类专业学生在毕业设计及在课程设计中所表现出的动手解决问题———给出定量结果及分析能力不足的现象，提出物流管理类专业实用软件技能培养目标及新的组合式实用软件技能培养模式。

二、物流管理专业学生实用软件技能的培养目标

（一）信息搜索能力

1专著、论文集、学位论文、报告

[序号]主要责任者.文献题名[文献标识类型].出版地：出版者，出版年.起止页码(可选项).

[1]刘长浥，王伟胜，赵海翔，等.风力发电机[M].北京：中国电力出版社，2009.42-76.

[1]LiuChangyi，WangWeisheng，ZhaoHaixiang，etal.WindDrivenGenerator[M].Beijing：ChinaElectricPowerPress，2009.42-76.

[2]江涛.信息技术国际研讨会论文集[C].北京：中国社会科学出版社，1994.

[2]JiangTao.TheInternationalSymposiumonInformationTechnology[C].Beijing：TheChineseSciencePress，1994.

[3]田苗苗.变风载下风力发电机齿轮传动系统动力学特性研究[D].重庆：重庆大学机械工程学院，2010.

1教学内容的改进

目前大多数的工业工程专业英语教材，多数重在介绍工业工程现有的理论框架体系下的各所属分支。如北京理工大学王爱虎主编的工业工程专业英语教材，第一篇为《对工业工程的认识》，第二篇为《基础工业工程》。其中分别介绍人因学、运筹学、工厂布局、运作管理、工程经济学等内容，在第三篇《现代工业工程》中，则选取了并行工程、计算机集成制造、准时化生产等内容，接下来的第四篇为《工业工程前沿》，分别介绍了质量管理、约束理论、敏捷制造等。第五篇为《工业工程展望》。每一章的内容都是介绍说明性文章。如果在仅有的32学时中完全按部就班介绍，不但学习不完，而且学生会产生极强的厌学情绪。为此，根据各章节内容和口语交流中的重要程度，采取不同的教学方式方法。如运筹学和约束理论的内容口语并不常见，该部分采取自学的方式，要求学生掌握重点词汇及表达法即可。而设施布局、生产管理、及时生产等实际口语常见内容不但重点讲解，而且提供给学生书本之外的更多相关专业词汇。此外，提供给学生可行性报告、项目实施方案等多种形式的科技英语应用文，以扩充丰富教学内容，让学生了解真实的专业英语应用文，而非简单的介绍性说明文。除了让学生学习了解应用文之外，在课程中还教授学生学习撰写中文摘要并能按照科技英语的写作方法正确翻译为英文，既使学生掌握科技英语核心写作方法，又为毕业设计论文摘要的撰写提早做了准备。在上述教学内容之余，教会学生利用构词法，学会搭积木方式记忆单词，进一步提高学习效率。词汇是阅读的基石，如果没有足够的词汇，学习内容再丰富，学习方法再好也是无效。通过以上方法对教学内容的丰富、整合和延展，从根本上提高了工业工程专业英语的实用性。

2新型教学模式研究

针对工业工程专业英语的特点，基于教学内容改进的基础上，本文提出了以学生为导向，运用任务型语言学习理论和快乐教学法的新型教学模式。

2.1转变教学模式

传统教学模式是以教师为中心（teacher-centeredmode），这种模式无异于填鸭式教学，教师按照教学大纲和自己的理解在讲台上讲解词汇重点和难点句式，然后再让学生翻译或回答问题。这种教学模式将本就对英语学习有畏惧心理的学生更知难而退，完全丧失学习兴趣，最终的学习效果可能也仅仅是记忆了部分专业词汇。为真正提高学生的口语水平和交流能力，针对工业工程专业英语的特点，教学模式应逐步转变为“以学生为导向”（student-orientedmode）。把学生分组，如分为设施布局小组（facili-ty-layoutgroup）、及时生产小组(Just-in-Timegroup)、敏捷制造小组（agile-manufacturinggroup）等。在讲授到相应课程内容之前，如下节课为设施布局章节，提前要求该小组成员设计场景，如设计一个新生产线需要设计U型生产线，假定车间主任、多能工和设备管理人员三种身份，要求在老师给定的专业词汇基础上，自行设计对话内容，时间十分钟以内。并且在课堂上允许其他同学的提问和互动。以学生为导向模式并不意味着教师完全对学生放任自流。教师作为主持人掌控学习氛围和场上气氛，课堂上两种模式随机转换，保证有张有弛，提高学生的主动性和积极性，并通过情景对话方式真正提高学生的口语表达能力和考察学生对专业词汇的正确运用。

2.2任务型语言学习理论的应用