摘? 要:當(dāng)今時(shí)代是大數(shù)據(jù)時(shí)代,人工智能時(shí)代,而人工智能中諸多方法都涉及到運(yùn)籌學(xué)中的一些常用算法。然而由于運(yùn)籌學(xué)課程的專業(yè)內(nèi)容豐富,學(xué)科內(nèi)部分支眾多,學(xué)科實(shí)際應(yīng)用廣泛,而且目前運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)學(xué)時(shí)又非常有限,因此目前大多數(shù)院校傳統(tǒng)的運(yùn)籌學(xué)教學(xué)模式弊端凸顯,對運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)方法改革創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)研究是很有必要的。
關(guān)鍵詞:運(yùn)籌學(xué)? 教學(xué)改革? 人工智能
中圖分類號:G642 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2020)04(a)-0137-02
運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué),它廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識和數(shù)學(xué)方法,解決生產(chǎn)、管理等實(shí)踐中的現(xiàn)實(shí)問題,為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)。當(dāng)今時(shí)代是大數(shù)據(jù)時(shí)代/人工智能時(shí)代,而人工智能中諸多方法都涉及運(yùn)籌學(xué)中的一些常用算法。例如,機(jī)器學(xué)習(xí)中的支持向量機(jī)問題、聚類問題以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等問題都設(shè)計(jì)到運(yùn)籌學(xué)中的模型和方法。此外,今年來很多高校也開始增設(shè)人工智能專業(yè),而運(yùn)籌學(xué)又將是該專業(yè)的必修課之一,那么如何開展這門課程的教學(xué)是很值得研究的。該文針對絕大多數(shù)高校運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中存在的問題進(jìn)行討論,并嘗試給出一些教學(xué)改革的設(shè)想。主要從教學(xué)工具、教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方式以及考核方式這4個(gè)方面展開討論。
1? 教學(xué)工具及教學(xué)方式多樣化
首先,教材是開展教學(xué)的必備而且非常重要的工具,根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和學(xué)時(shí)的情況,選取合適的教材是值得仔細(xì)研究和推敲的。其次,運(yùn)籌學(xué)仍然采取傳統(tǒng)的課堂講授,以教師在黑板上(或借助多媒體)講演解題的方法和步驟,學(xué)生課下做練習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練這樣的一種模式。這種模式的弊端在于老師占用課堂過多的時(shí)間,教學(xué)效率低下,學(xué)生積極性不高,師生互動(dòng)不夠。還有一個(gè)最大的缺點(diǎn)是通常課堂上和學(xué)生練習(xí)的例子都是很小規(guī)模的問題,和實(shí)際問題有一些距離。因此,在教學(xué)過程中不僅要根據(jù)專業(yè)特色選取合適的教材,還要將黑板和多媒體工具結(jié)合起來,提高教學(xué)效率、增強(qiáng)師生互動(dòng)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),還要借助一些編程工具,例如,MATLAB等在課堂上進(jìn)行實(shí)踐演示,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。最后,案例情景驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)模式是值得提倡的,根據(jù)學(xué)生的專業(yè)情況選擇合適的案例,而不是一個(gè)案例適用所有專業(yè)的學(xué)生,這也是前面所提到的要與專業(yè)緊密結(jié)合。選好案例后讓學(xué)生分析案例、構(gòu)建案例情景、利用運(yùn)籌學(xué)理論知識來應(yīng)對案例情景最終達(dá)到解決問題的目的。
2? 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
首先,突出運(yùn)籌學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,體現(xiàn)不同學(xué)科不同專業(yè)各自不同的特點(diǎn)。運(yùn)籌學(xué)課程應(yīng)以線性規(guī)劃與單純形法、對偶理論和靈敏度分析、運(yùn)輸問題、目標(biāo)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化為教學(xué)重點(diǎn),以存儲(chǔ)論、對策論以及矩陣分析為補(bǔ)充,合理優(yōu)化組合教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)注意教學(xué)內(nèi)容與不同專業(yè)方向的有機(jī)融合。通常情況下,數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)等理科專業(yè)注重運(yùn)籌學(xué)理論的推導(dǎo)和方法的演算,管工交叉類專業(yè)注重理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,通過增加上機(jī)實(shí)驗(yàn)課時(shí)鍛煉數(shù)學(xué)建模能力,其他工科或純管理類專業(yè)強(qiáng)調(diào)經(jīng)典運(yùn)籌學(xué)方法的直接應(yīng)用。
其次,授課內(nèi)容要密切關(guān)注時(shí)代發(fā)展和解決實(shí)際問題的需要,及時(shí)調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容。將新的問題和算法及時(shí)引入教學(xué)內(nèi)容之中,既展現(xiàn)了運(yùn)籌學(xué)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性與前瞻性,又使學(xué)生在課堂上能夠及時(shí)了解運(yùn)籌學(xué)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。
最后,授課教師科研方向多樣化導(dǎo)致運(yùn)籌學(xué)課堂教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)的差異運(yùn)籌學(xué)分支較多,授課教師自身的研究興趣以及科研方向不盡相同,他們在教授大綱要求的基本內(nèi)容之外,往往會(huì)結(jié)合自己的科研課題適當(dāng)拓寬某些章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究樂趣的同時(shí)擴(kuò)大知識面。因此不同的老師教出不同的風(fēng)格,這是應(yīng)該鼓勵(lì)和提倡的。
3? 考核方式
在運(yùn)籌學(xué)的考核方式上應(yīng)抓住本門課程的課程目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生分析問題、建立數(shù)學(xué)模型、對模型進(jìn)行求解等各方面的實(shí)踐應(yīng)用能力,僅用傳統(tǒng)的期末閉卷考試的模式,偏離了課程目標(biāo),也不能充分反映學(xué)生對該課程的掌握情況。因此考核方式應(yīng)該根據(jù)課程的特點(diǎn)進(jìn)行多元化考核。首先,由于線性規(guī)劃的理論部分有大量的理論分析和數(shù)學(xué)證明的內(nèi)容,因此通過閉卷來考核學(xué)生的掌握情況是有一定必要的。其次,運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,所以實(shí)踐部分的考察也是必不可少的,例如,運(yùn)用某一種軟件求解線性規(guī)劃,線性整數(shù)規(guī)劃、進(jìn)行靈敏度分析等,這些內(nèi)容的考察可以通過課堂上互動(dòng)或者分組討論情況,對學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的評價(jià)。最后,運(yùn)籌學(xué)是一門教會(huì)學(xué)生用數(shù)學(xué)的方法解決實(shí)際問題的課程,因此在課程考核時(shí),通過論文報(bào)告的形式對學(xué)生建模能力、解決具體問題的能力進(jìn)行針對性考察也是很有必要的。所以,根據(jù)運(yùn)籌學(xué)課程的特點(diǎn),進(jìn)行“考試+考察+論文報(bào)告”的形式對學(xué)生進(jìn)行綜合評價(jià)更加合理。
綜上所述,在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)過程中應(yīng)注重理論與實(shí)際問題的聯(lián)系和注重教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生專業(yè)的聯(lián)系。在考核環(huán)節(jié)不僅要考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握還要加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)踐能力的綜合考核。因此有必要針對授課對象的專業(yè)情況和學(xué)時(shí)情況深入研究運(yùn)籌學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。
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作者簡介:李國權(quán)(1984,1—),男,漢族,江蘇人,博士,副教授,研究方向:最優(yōu)化理論與方法。