于顯威
(遼寧水利職業(yè)學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110122)
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基于工具軟件的物流運(yùn)籌學(xué)教學(xué)改革
于顯威
(遼寧水利職業(yè)學(xué)院,遼寧沈陽(yáng)110122)
物流運(yùn)籌學(xué)是物流管理專業(yè)的核心課程,由于其內(nèi)容側(cè)重于數(shù)學(xué)方法,在高職教學(xué)中存在很大的困難。提出了基于工具軟件的教學(xué)改革方法,教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和要求都做出相應(yīng)的調(diào)整,從而回避了基本的教學(xué)矛盾,解決了教學(xué)中的問(wèn)題,同時(shí)無(wú)損于物流運(yùn)籌學(xué)課程的價(jià)值和地位。
工具軟件;物流運(yùn)籌學(xué);教學(xué)改革
高職物流教育,不僅要培養(yǎng)面向建設(shè)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)一線所需要的實(shí)用型人才,而且要培養(yǎng)具有較為科學(xué)、完整、寬厚、扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),能夠在實(shí)踐中不斷地發(fā)展自己的人才。物流運(yùn)籌學(xué)作為物流管理專業(yè)人才所必須掌握的一門重要專業(yè)課程,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)、鍛煉學(xué)生的應(yīng)用能力、實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展,有著非常重要而獨(dú)特的作用。在物流管理專業(yè)的課程體系中,運(yùn)籌學(xué)具有重要的地位,其中所提供的思想、方法,如線性規(guī)劃、對(duì)偶問(wèn)題與靈敏度分析、運(yùn)輸問(wèn)題、整數(shù)規(guī)劃、圖論、決策分析等,在許多后續(xù)課程中都有應(yīng)用和體現(xiàn),可以說(shuō)是物流管理專業(yè)的靈魂課程。
運(yùn)籌學(xué)也是一門理論性很強(qiáng),集嚴(yán)密的邏輯思維繁瑣的計(jì)算及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撏茖?dǎo)于一體的學(xué)科,這一點(diǎn),對(duì)于應(yīng)用型本科院校以及高職高專的物流專業(yè)學(xué)習(xí)者而言,具有較大的難度,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)運(yùn)籌學(xué)的有一種畏懼感和排斥感,從而間接影響其后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。
本文在分析運(yùn)籌學(xué)教學(xué)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出并運(yùn)用基于工具軟件的教學(xué)改革方案,通過(guò)教學(xué)活動(dòng)和考查考核學(xué)生的學(xué)習(xí),實(shí)證性地說(shuō)明這一教學(xué)改革方法取得了較好的教學(xué)效果。
2.1高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱
運(yùn)籌學(xué)依賴數(shù)學(xué),它廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法,解決實(shí)際中提出的專門問(wèn)題,為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)。它強(qiáng)調(diào)以量化為主,必然要用到數(shù)學(xué),其問(wèn)題的描述和表達(dá)形式,即把問(wèn)題中的可控變量、參數(shù)和目標(biāo)與約束之間的關(guān)系用一定的模型表示出來(lái),通常是使用數(shù)學(xué)模型;對(duì)數(shù)學(xué)模型的求解也是使用各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解,如單純形法就是在線性代數(shù)的基礎(chǔ)上提出的,非線性規(guī)劃中很重要的一項(xiàng)內(nèi)容也是使用微積分的知識(shí)。運(yùn)籌學(xué)側(cè)重于數(shù)學(xué)方法,比較枯燥,不容易被理解和掌握,需要探索易于學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。
近年高校的招生規(guī)模不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致應(yīng)用型本科和高職高專的學(xué)生群體,位于生源整體的中下部,學(xué)生質(zhì)量呈不斷下降的趨勢(shì),許多高職學(xué)生不具備上普通大學(xué)所需的計(jì)算能力、抽象思維能力、表達(dá)能力和推理能力(戴士弘)。所招到的普通高中生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)也相對(duì)薄弱,很多學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)這類課程難度很大,對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)有很大的恐懼感和排斥心理,導(dǎo)致物流運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)難度加大。許多學(xué)生對(duì)理解運(yùn)籌學(xué)的概念、思維過(guò)程、解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)方法都有一定的困難。而且,這部分學(xué)生注意力集中的時(shí)間較短,對(duì)于繁復(fù)、細(xì)密的計(jì)算過(guò)程難以專注,導(dǎo)致的現(xiàn)象是,一種解決問(wèn)題的方法沒(méi)有演示完整,學(xué)生就已經(jīng)喪失學(xué)習(xí)的信心。從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看,運(yùn)籌學(xué)線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型需要講解很多學(xué)時(shí),而圖解法成為學(xué)生學(xué)習(xí)狀況分化的第一個(gè)分水嶺,而后的單純形法進(jìn)一步成為第二次分野,許多學(xué)生在線性規(guī)劃這一運(yùn)籌學(xué)的初級(jí)方法階段學(xué)習(xí)就難以為繼了。
2.2課程的應(yīng)用性受到限制
物流管理包括三個(gè)方面的內(nèi)容:即對(duì)物流活動(dòng)中各項(xiàng)要素的管理,包括運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)的管理;對(duì)物流系統(tǒng)各構(gòu)成要素的管理,即對(duì)其中人、財(cái)、物、設(shè)備、方法和信息等六大要素的管理;對(duì)物流活動(dòng)中具體職能的管理,主要包括物流計(jì)劃、質(zhì)量、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等職能的管理等,這三方面內(nèi)容的管理,使得現(xiàn)代物流管理必需建立在運(yùn)籌學(xué)的基礎(chǔ)之上。
在教學(xué)中,由于學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱,教學(xué)難度較大,教師往往只好回到基本的原點(diǎn)—概念上,以概念為重點(diǎn),輔助一些簡(jiǎn)單的練習(xí),幫助學(xué)生理解。并認(rèn)為,這樣既降低了難度,又使學(xué)生更容易接受相關(guān)知識(shí),可以實(shí)現(xiàn)以夠用為度的教學(xué)目標(biāo)。但是,學(xué)生經(jīng)過(guò)這樣的培養(yǎng),實(shí)際上沒(méi)有獲得什么能力,也根本無(wú)法運(yùn)用這一工具來(lái)分析解決物流專業(yè)管理中的問(wèn)題。
2.3內(nèi)容的完整性受到破壞
高職教學(xué)中的基礎(chǔ)類課程教學(xué)以滿足高職院校工科類各專業(yè)的現(xiàn)實(shí)需要為目標(biāo),教學(xué)內(nèi)容上貫徹“必需、夠用”的尺度。從本質(zhì)上說(shuō),這一思路是以降低難度為手段的,如一些物流運(yùn)籌學(xué)教材中,將線性規(guī)劃的靈敏度分析這一較難的內(nèi)容刪除,將依賴于數(shù)學(xué)模型的存貯論也刪除,而這些內(nèi)容對(duì)于物流管理專業(yè)而言,是至關(guān)重要的。這樣的做法,直接導(dǎo)致傳統(tǒng)運(yùn)籌學(xué)知識(shí)的完整性破壞,進(jìn)而導(dǎo)致課程的應(yīng)用性受到限制。
3.1思路與方法
以物流管理實(shí)踐為導(dǎo)向的教學(xué)方法,應(yīng)該強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,解決實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生把更多的時(shí)間和精力用在解決物流實(shí)際問(wèn)題上,而不是糾結(jié)在計(jì)算方法上。
運(yùn)籌學(xué)中基本問(wèn)題包括線性規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、靈敏度分析、指派問(wèn)題、運(yùn)輸問(wèn)題等,都是來(lái)源于管理實(shí)踐的問(wèn)題,特征鮮明,類別清晰,便于判斷是什么類型的問(wèn)題,無(wú)論哪個(gè)層次的學(xué)習(xí)者,都能區(qū)分出基本問(wèn)題的所屬類別。因此,物流運(yùn)籌學(xué)的教學(xué),在強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐的關(guān)聯(lián)上,具有很好的天然優(yōu)勢(shì),在教學(xué)中,以問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述作為重點(diǎn),也便于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
吳文俊先生說(shuō),“在產(chǎn)業(yè)革命的進(jìn)程中,各類機(jī)器不斷問(wèn)世,逐步實(shí)現(xiàn)著體力勞動(dòng)的機(jī)械化。這已延續(xù)了數(shù)百年。伴隨著這一過(guò)程,自然科學(xué)獲得了巨大進(jìn)步,數(shù)學(xué)科學(xué)取得了現(xiàn)代數(shù)學(xué)的偉大發(fā)現(xiàn)。如今,人類社會(huì)正步入信息革命時(shí)代。計(jì)算機(jī)的功能不斷增強(qiáng),人類社會(huì)開(kāi)始逐步實(shí)現(xiàn)腦力勞動(dòng)的機(jī)械化。數(shù)學(xué)研究是典型的腦力勞動(dòng),具有論證嚴(yán)謹(jǐn)、表述明確等優(yōu)點(diǎn),理應(yīng)率先實(shí)現(xiàn)機(jī)械化?!蔽锪鬟\(yùn)籌學(xué)是運(yùn)籌學(xué)在物流管理中的應(yīng)用,應(yīng)該首先考慮使用計(jì)算機(jī)軟件,解決相應(yīng)的問(wèn)題。運(yùn)籌學(xué)的實(shí)用軟件主要選用LINDO(Linear,INteractive,and Discrete Optimizer)、winQSB(Quantitative Systems for Business)兩款,前者是一個(gè)解決二次線性整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題的方便而強(qiáng)大的實(shí)用工具,后者是一種教學(xué)軟件,對(duì)于非大型的問(wèn)題一般都能計(jì)算,較小的問(wèn)題還能演示中間的計(jì)算過(guò)程。
因此,根據(jù)課程內(nèi)容的特征,基于實(shí)現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)機(jī)械化的思想,我們提出了使用工具軟件來(lái)開(kāi)展運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的教學(xué)改革方案,并將課程的教學(xué)目標(biāo)定位于以技能目標(biāo)—使用工具軟件解決運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題為主,教學(xué)中強(qiáng)調(diào)模型的類型化特征,和計(jì)算結(jié)果的解釋和說(shuō)明,不以運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決問(wèn)題為重點(diǎn),而是以使用工具軟件解決問(wèn)題作為基本的教學(xué)要求和標(biāo)準(zhǔn)。
2013年在遼寧水利職業(yè)學(xué)院物流管理專業(yè)2012級(jí)2個(gè)班級(jí)共84人,使用LINDO開(kāi)展教學(xué);2014年在物流管理2013級(jí)2個(gè)班級(jí)共87人,使用winQSB開(kāi)展教學(xué);2015年對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行最后的整理與完善。
3.2教學(xué)設(shè)計(jì)
對(duì)《現(xiàn)代物流運(yùn)籌學(xué)》(沈家驊)教材中的案例進(jìn)行篩選,保留直觀清晰、專業(yè)相關(guān)性強(qiáng)的案例和問(wèn)題作為教學(xué)內(nèi)容,講解的例題、思考題、作業(yè)題,均與物流管理專業(yè)密切相關(guān)。在要求直觀清晰、典型性強(qiáng)、專業(yè)相關(guān)性好的同時(shí),也注重了素材的趣味性,學(xué)生也會(huì)覺(jué)得能夠?qū)W以致用,學(xué)習(xí)興趣也由此提升。
在確定內(nèi)容的基礎(chǔ)上,開(kāi)展內(nèi)容組織設(shè)計(jì),每個(gè)問(wèn)題都按照“基本問(wèn)題,問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述,問(wèn)題的直觀解法,問(wèn)題的工具解法”四項(xiàng)子內(nèi)容展開(kāi),邏輯清晰簡(jiǎn)練。同時(shí),為了滿足不同學(xué)生的需求,也是為了保持內(nèi)容邏輯上的完整,將傳統(tǒng)的解法作為工具解法的理論基礎(chǔ),呈現(xiàn)在教學(xué)中。
3.3教學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)
教學(xué)實(shí)施采取如下的方案:課堂教學(xué)在計(jì)算機(jī)室進(jìn)行,采用ppt課堂講授后學(xué)生自行上機(jī)實(shí)踐,使用LINDO或者winQSB求解運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題。以整數(shù)規(guī)劃中的分支定界法為例,教學(xué)目標(biāo)分為三個(gè)層面,知識(shí)目標(biāo)定位于理解分支和剪枝的思路,技能目標(biāo)定位于使用工具軟件分步求解和一步求解。具體實(shí)施過(guò)程見(jiàn)表1。
表1 教學(xué)實(shí)施設(shè)計(jì)(以分支定界為例)
從上述教學(xué)實(shí)施過(guò)程可以看出,學(xué)生使用軟件求解,如同使用計(jì)算器一樣,較為輕松地得到各個(gè)子問(wèn)題的答案,參與到整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,大大提高學(xué)生的參與度,充分體現(xiàn)高等職業(yè)教育以學(xué)生為主體的教學(xué)設(shè)計(jì)思路。在教學(xué)過(guò)程中,不同的學(xué)生可以有不同的學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)較好、有較高要求的,可獨(dú)立完成分支過(guò)程和求解過(guò)程,學(xué)習(xí)能力稍差、目標(biāo)定位較低的學(xué)生,也可利用工具軟件得到正確結(jié)果。
3.4考核設(shè)計(jì)
以期末理論考試、期末上機(jī)考試兩個(gè)環(huán)節(jié)為考查節(jié)點(diǎn),將兩種考試成績(jī)作為配對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本,進(jìn)行結(jié)果的對(duì)比分析,檢驗(yàn)兩種教學(xué)方法的效果。考查時(shí),以同一個(gè)年級(jí)兩個(gè)班級(jí)交叉進(jìn)行理論考試和上機(jī)考試,題目難度相同、類型相同,但數(shù)據(jù)不同,保證相互獨(dú)立??荚嚥扇×藘蓚€(gè)班級(jí)同時(shí)交叉進(jìn)行的形式,即1班先進(jìn)行理論考試,然后進(jìn)行上機(jī)考試;2班先上機(jī)考試,然后進(jìn)行理論考試,防止理論考試對(duì)上機(jī)考試產(chǎn)生影響,或者上機(jī)考試對(duì)理論考試產(chǎn)生影響。對(duì)獲得的兩種考試數(shù)據(jù),采用SPSS16.0作為工具,進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。
4.1激發(fā)了學(xué)習(xí)運(yùn)籌學(xué)的興趣
將課程目標(biāo)定位從運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題,轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂霉ぞ哕浖鉀Q問(wèn)題,雖然對(duì)解決問(wèn)題的邏輯過(guò)程不甚了解。但是,可以回避應(yīng)用型本科和高職學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱、邏輯思維能力不強(qiáng)的弱點(diǎn),避免教學(xué)中學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒、學(xué)習(xí)積極性下降的現(xiàn)象;教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)課程和專業(yè)內(nèi)容密切相關(guān),讓學(xué)生感覺(jué)到這門課程的實(shí)用價(jià)值,進(jìn)而能夠變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),積極探索使用工具解決問(wèn)題,提高對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣。
4.2改善了課堂教學(xué)狀態(tài)
教學(xué)實(shí)踐告訴我們,學(xué)生學(xué)習(xí)效果如何,教學(xué)成功與否,在很大程度上取決于教師如何更加科學(xué)地利用課堂時(shí)間,提高課堂效率。在有效的時(shí)間內(nèi),利用學(xué)生的注意力,有效傳遞信息,使課堂教學(xué)效率大大提高。以整數(shù)規(guī)劃中的分支定界法為例,若采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,讓學(xué)生或者老師帶領(lǐng)學(xué)生一起采用單純形法,90分鐘講不完;采用圖解法,90分鐘可以講完,但是,學(xué)生對(duì)于剪枝理解困難,長(zhǎng)時(shí)間、反復(fù)判斷解的上界和下界,學(xué)生注意力和能力都無(wú)法達(dá)到。而實(shí)施教學(xué)改革后,采用工具解法,學(xué)生自己都可以分成幾步自行完成。其他如影子價(jià)格的計(jì)算、參數(shù)規(guī)劃、運(yùn)輸問(wèn)題中產(chǎn)銷不平衡問(wèn)題、指派問(wèn)題向線性規(guī)劃的轉(zhuǎn)化、運(yùn)輸問(wèn)題的閉回路調(diào)整等運(yùn)籌學(xué)中較為復(fù)雜和計(jì)算繁瑣的問(wèn)題,都可以使用工具較為快速的解決。在教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生由于親自動(dòng)手操作,積極參與教學(xué)的整個(gè)過(guò)程,因此更容易對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、產(chǎn)生結(jié)果的原因、新的知識(shí)以及新的方法等產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心。通過(guò)對(duì)問(wèn)題全過(guò)程的參與和自我嘗試,增強(qiáng)學(xué)好運(yùn)籌學(xué)的信心,大大地改善了課堂教學(xué)的狀況,也有利于學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的真正提高。教學(xué)效率的提高,課堂教學(xué)狀態(tài)的改善,可以充分保證運(yùn)籌學(xué)教學(xué)內(nèi)容的完整性。
4.3提高了學(xué)生成績(jī)
采取上機(jī)考試,考查的是學(xué)生使用工具軟件解決問(wèn)題的能力,以教學(xué)的技能目標(biāo)為主;采取理論考試,考查的是學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法解決問(wèn)題的能力,以教學(xué)的知識(shí)目標(biāo)為主。將兩個(gè)年級(jí)的理考和機(jī)考成績(jī)分別進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn),2013級(jí)兩個(gè)班級(jí)的相關(guān)系數(shù)為0.216(sig.= 0.049),2014級(jí)兩個(gè)班級(jí)的相關(guān)系數(shù)為0.207(sig.= 0.047),均不能說(shuō)明理論考試成績(jī)高上機(jī)成績(jī)也會(huì)高,因此,可以排除考試的順序?qū)荚嚦煽?jī)有影響。
對(duì)理論考試成績(jī)和上機(jī)考試成績(jī)進(jìn)行配對(duì)T檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 兩個(gè)年級(jí)的機(jī)考與理考配對(duì)檢驗(yàn)表
從表2可以看出,2012級(jí)的84名學(xué)生,機(jī)考成績(jī)83.04,變差為12.515;理論考試成績(jī)?yōu)?1.19,變差為16.974。2013級(jí)的87名學(xué)生,機(jī)考成績(jī)79.38,變差為14.587;理論考試成績(jī)?yōu)?2.41,變差為21.626。上機(jī)考試成績(jī)比理論考試分別高出12分和17分,明顯效果較好。配對(duì)試驗(yàn)T檢驗(yàn)結(jié)果表明,兩種教學(xué)方法的差異在95%水平上顯著。
運(yùn)籌學(xué)教學(xué)從講授以數(shù)理邏輯過(guò)程解決問(wèn)題為核心,轉(zhuǎn)變?yōu)橐赃\(yùn)用工具軟件解決問(wèn)題為核心,避開(kāi)了應(yīng)用型本科和高職學(xué)生能力之所短,采用弱化邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算的教學(xué)方法,僅強(qiáng)調(diào)模型的建立和計(jì)算結(jié)果的解釋和說(shuō)明,使學(xué)生從繁重的腦力勞動(dòng)中解放出來(lái),讓學(xué)生可以輕輕松松學(xué)習(xí),較為徹底地改變了運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的面貌。將較為復(fù)雜的運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題,交給相應(yīng)的工具軟件如Lindo、Matlab、spss、excel等來(lái)完成,形成教學(xué)內(nèi)容面向問(wèn)題的簡(jiǎn)明邏輯結(jié)構(gòu),可以提高教學(xué)效率;可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,改變學(xué)生在物流運(yùn)籌學(xué)課上的學(xué)習(xí)狀態(tài),提高個(gè)體成績(jī),提高及格率。較為復(fù)雜的問(wèn)題,也可以使用工具解決,較好地保持了課程內(nèi)容的完整性和應(yīng)用性。使用這一工具,也可以改變其它課程中的難解問(wèn)題,使多門專業(yè)課程變得輕松。不同的學(xué)習(xí)者可以有不同的要求和目標(biāo),便于開(kāi)展“分目標(biāo)、分層次”教學(xué),便于“翻轉(zhuǎn)課堂”。
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Teaching Reform of Logistics Operations Course Based on Instrumental Software
Yu Xianwei
(Liaoning Water Conservancy Vocational College, Shenyang 110122, China)
Logistics Operations is the core course to the logistics management specialty, yet since it emphasizes mathematical methods,it poses a great challenge for the vocational colleges. In this paper, based on the instrumental software, we proposed to adjust the teachingmethod, content, standard and requirement of the course so as to avoid the fundamental conflict in the teaching and learning of the course andmeanwhile retain the value and significance of the course to the specialty.
instrumental software; Logistics Operations; teaching reform
G423.07
A
1005-152X(2016)07-0188-04
10.3969/j.issn.1005-152X.2016.07.042
2016-04-05
于顯威(1968-),生態(tài)環(huán)境工程博士,副教授,研究方向:農(nóng)業(yè)水土工程、園林技術(shù)、教育教學(xué)管理與評(píng)價(jià)及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)與科研工作。