任華玲

摘要：本文總結(jié)了研究生課程教學(xué)中存在的問題，尤其是最優(yōu)化與最優(yōu)控制這門研究生專業(yè)基礎(chǔ)課目前教學(xué)中存在的問題。在此基礎(chǔ)上，給出了幾點切實可行的教學(xué)改革建議，為后期專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)，并為培養(yǎng)研究生從事科學(xué)研究的能力作好準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞：專業(yè)基礎(chǔ)課；最優(yōu)化與最優(yōu)控制；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0141-02

一、最優(yōu)化與最優(yōu)控制課程的性質(zhì)和教學(xué)目標(biāo)

最優(yōu)化與最優(yōu)控制課程是碩士研究生系統(tǒng)分析與集成、系統(tǒng)理論等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程以最優(yōu)化與最優(yōu)控制的基本概念、建模方法、基本理論、求解方法等為主要內(nèi)容，為相關(guān)專業(yè)碩士研究生在以后的科研中遇到優(yōu)化問題而提供引導(dǎo)思路，起到“拋磚引玉”的作用。其主要教學(xué)目標(biāo)包括：掌握最優(yōu)化和最優(yōu)控制方法的基本思路、特點和適用條件；掌握相關(guān)理論和算法；能夠應(yīng)用這些方法對實際問題進(jìn)行建模；了解現(xiàn)代優(yōu)化方法發(fā)展的前沿和最新的優(yōu)化工具軟件。

二、最優(yōu)化與最優(yōu)控制教學(xué)中存在的問題

1.研究生課程教學(xué)中普遍存在的問題。首先談?wù)勓芯可n程教學(xué)中普遍存在的問題。研究生課程的學(xué)習(xí)對提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量具有非常重要的作用，但研究生與本科生不同，他們已經(jīng)具備了較扎實的基礎(chǔ)知識，然而目前仍有許多研究生課程還是主要采用傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式。這種讓學(xué)生被動接受知識的方法無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，也沒有考慮學(xué)生學(xué)業(yè)及個人需求的差異性，教學(xué)效果不佳。另外，大部分研究生課程沒有統(tǒng)一教材，任課教師忙于科研工作難以及時更新教學(xué)內(nèi)容，導(dǎo)致一些公共基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容陳舊或不夠全面[1]。然而，專業(yè)基礎(chǔ)課是進(jìn)一步學(xué)習(xí)后期相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，其學(xué)習(xí)質(zhì)量的優(yōu)劣將直接關(guān)系到專業(yè)課教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，關(guān)系到學(xué)生能否在理論深度上更好地理解和掌握專業(yè)課的學(xué)習(xí)，關(guān)系到在專業(yè)課中能否發(fā)揮出一定的自主和創(chuàng)新能力[2]。因此，要充分認(rèn)識到專業(yè)基礎(chǔ)課的重要作用和地位，在研究生教學(xué)的各個方面始終貫徹這一思想。

2.最優(yōu)化與最優(yōu)控制教學(xué)中存在的問題。最優(yōu)化與最優(yōu)控制作為研究生專業(yè)基礎(chǔ)課，具有與其他研究生課程一樣的共性，也有其自身的一些特點和存在的問題。首先，剛?cè)雽W(xué)的研究生對最優(yōu)化與最優(yōu)控制這門專業(yè)基礎(chǔ)課的重要性認(rèn)識不夠。不管是城市交通還是鐵路運輸?shù)难芯可?，在他們后期的科研工作中和論文寫作中?jīng)常會遇到優(yōu)化的問題，但學(xué)生往往更重視專業(yè)課的學(xué)習(xí)，卻忽略了這門重要的課程。其次，原來的最優(yōu)化方面的教學(xué)內(nèi)容過于基礎(chǔ)，沒有與后期要學(xué)習(xí)的專業(yè)課緊密結(jié)合。這也是不能引起學(xué)生足夠重視的原因之一。如果在課堂的教學(xué)中加入更多專業(yè)方面的事例，學(xué)生應(yīng)該會更有興趣。再有，教學(xué)方法傳統(tǒng)單一，沒有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新意識。教學(xué)過程還是過多地以教師的教授為主，或者讓學(xué)生查閱一些參考文獻(xiàn)，但主動學(xué)習(xí)的效果不理想。最后，沒有更好地引入最新的前沿成果和教學(xué)技術(shù)。前沿成果可以讓學(xué)生了解課程內(nèi)容的最新應(yīng)用，引起更多的重視。而新的教學(xué)技術(shù)比如相關(guān)軟件的學(xué)習(xí)操作可以更好地鍛煉學(xué)生的動手能力，加深對課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的理解。

三、最優(yōu)化與最優(yōu)控制教學(xué)改革的建議

基于前一節(jié)提到的最優(yōu)化與最優(yōu)控制教學(xué)中存在的問題，現(xiàn)提出如下的教學(xué)改革的幾點建議：

第一，要多加強(qiáng)調(diào)課程的定位和重要性。專業(yè)基礎(chǔ)課是介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的承前啟后的“橋梁”課程，它是學(xué)生掌握專業(yè)知識技能必修的重要課程。最優(yōu)化的理論與思想在交通運輸?shù)母鱾€領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，它是系統(tǒng)科學(xué)重點一級學(xué)科下系統(tǒng)分析與集成、系統(tǒng)理論等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，因此要在一開始就強(qiáng)調(diào)課程的定位，讓學(xué)生充分重視這門專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，既要應(yīng)用基礎(chǔ)課的理論與知識，又要考慮以后要學(xué)習(xí)的專業(yè)課，如《交通運輸系統(tǒng)模型與方法》、《預(yù)測理論與方法》、《現(xiàn)代交通科學(xué)前沿講座》、《系統(tǒng)科學(xué)導(dǎo)論》《非線性系統(tǒng)理論》等，并為這些專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅實的理論基礎(chǔ)。

第二，要始終貫徹理論講解與大量專業(yè)事例引證相結(jié)合的理念。最優(yōu)化與最優(yōu)控制作為從實際問題中提煉出來的理論與方法，在很多方面的實踐研究中都有廣泛的應(yīng)用?；谶@門課的特點和定位，在課程教學(xué)中適合理論講解與大量專業(yè)事例引證相結(jié)合。一方面這種理論與例子相結(jié)合的方法本來就易于學(xué)生的理解和掌握，能夠提高課堂教學(xué)的吸引力；另一方面，引用與后期所學(xué)專業(yè)相關(guān)的事例，對學(xué)生更快地了解專業(yè)知識有很大的幫助，在他們后期專業(yè)學(xué)習(xí)和科研工作中遇到需要用優(yōu)化方法來建立模型和解決問題時，就可以做到心中有數(shù)、有章可循，由此達(dá)到我們學(xué)習(xí)這門課的目的。

第三，要注重課堂文獻(xiàn)討論與課后習(xí)題相結(jié)合。對于碩士研究生來，要盡快從本科生的學(xué)習(xí)知識型角色向創(chuàng)新科研型角色的轉(zhuǎn)變，要不斷地學(xué)習(xí)如何提高科研能力。那么，文獻(xiàn)查找和文獻(xiàn)閱讀就是最先需要掌握的科研能力。因此，在這門專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中，將結(jié)合課程內(nèi)容進(jìn)行一些文獻(xiàn)閱讀和討論的內(nèi)容，增加教學(xué)方式的多樣性和學(xué)生的參與度。在此研討過程中，引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展思維發(fā)現(xiàn)科研問題，進(jìn)一步查閱文獻(xiàn)，嘗試解決問題，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的主動性以及獨立解決科研問題的能力[3]。同時，對于最優(yōu)化中一些最基本的方法進(jìn)行一定的習(xí)題練習(xí)，既能更好地理解和掌握基礎(chǔ)理論，又能克服學(xué)生普遍存在的眼高手低的不良習(xí)慣。

第四，在加強(qiáng)課堂軟件實踐介紹的同時，更要結(jié)合課后學(xué)生動手能力的練習(xí)。在課堂上盡可能多地介紹最新的優(yōu)化計算工具軟件，演示工具軟件的應(yīng)用方法，帶領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)會基礎(chǔ)問題的數(shù)學(xué)建模過程，幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)模型軟件求解過程中遇到的問題。另一方面，通過一些簡單的數(shù)學(xué)建模問題，讓學(xué)生課后自己動手，學(xué)會一種優(yōu)化軟件的使用，更加深對優(yōu)化方法和優(yōu)化軟件的理解和掌握，為以后專業(yè)課學(xué)習(xí)中遇到類似問題時提供解決思路和方法。

第五，要不斷滲透和加強(qiáng)雙語化和國際化的思想。借由最優(yōu)化與最優(yōu)控制的雙語教改項目，一方面在課堂教學(xué)中注重專業(yè)詞語雙語化，另一方面在文獻(xiàn)閱讀和討論中也增加外文文獻(xiàn)的內(nèi)容。經(jīng)過這樣的鍛煉，能夠開闊學(xué)生的眼界，使他們在以后的科研工作中熟悉外文優(yōu)化知識，在英文文章寫作中也會打開思路，為培養(yǎng)國際化的科研人才打下基礎(chǔ)，為他們更好地適應(yīng)國際科研環(huán)境做好充分的準(zhǔn)備。

第六，需要補(bǔ)充的是，在課程考核時也要注意兼顧幾方面的考量，包括課堂聽課的積極性和基本理論與方法的掌握情況，課后習(xí)題的完成數(shù)量和質(zhì)量，文獻(xiàn)資料查閱和討論的積極性和效果，提出問題和嘗試用新方法、新思路解決問題的能力，以及優(yōu)化軟件學(xué)習(xí)和掌握的情況等等。

反思研究生專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)，尤其是最優(yōu)化與最優(yōu)控制課程教學(xué)中存在的諸多問題，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，研究生教學(xué)應(yīng)該更注重理論知識與科研方法的結(jié)合，更需要因材施教，講求彈性，加強(qiáng)專業(yè)知識拓展和研究能力的提高。而專業(yè)基礎(chǔ)課最優(yōu)化與最優(yōu)控制的教學(xué)中則要兼顧基礎(chǔ)理論與方法的傳授，又要為以后專業(yè)課的學(xué)習(xí)和科研能力的培養(yǎng)打好基礎(chǔ)。本文基于最優(yōu)化與最優(yōu)控制課程，對研究生專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)提出了幾點建議，以期在實際教學(xué)過程中起到一定的借鑒作用。

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