以学生为中心的运筹学教学改革探讨
[摘 要]运筹学是物流工程专业的基础核心课程之一，在物流工程专业本科生培养方案的课程体系中占据重要的地位与作用。为适应国家创新创业人才培养、物流工程专业人才应用实践能力培养的目标，可以通过分析面向物流工程专业开设的运筹学课程的教学现状与问题，从课程体系、激励机制、教学资源、教学方法等方面提出以学生为中心的运筹学教学改革思路。
[关键词]运筹学；教学模式；以学生为中心
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）08-0035-03
物流工程专业是融合管理学、经济学、理学、工学等学科的典型交叉学科专业，根据我校物流工程专业本科生培养方案，运筹学是学科基础课之一，在教学内容上为供应链管理、运输组织学、生产计划与控制、物流成本管理、物流系统规划、物流中心规划与设计、物流系统仿真等多门专业课程提供了方法论。在我国创新创业人才培养的背景下，作为物流工程专业的基础核心课程之一，运筹学的教学改革意义重大。
一、运筹学教学与改革现状
近年来，国内专家学者在运筹学的教学改革方面进行了长期的探讨与研究，其主要方向多数是从培养应用型人才的角度进行探讨。在物流专业的教学改革探讨中，教学目的逐渐向强化应用能力、培养创新能力转变，应用型人才培养的教学内容与方法逐渐开始应用。在相关专业的教学改革探讨中，教学目的向应用多层次人才培养进行转变，教学内容增加实践锻炼手段，强调理论教学与实践训练相结合，并且案例式教学方法的应用也逐渐推广开来。
长期以来，我校面向物流工程专业大二本科生开设的运筹学课程教学内容主要涉及线性规划、整数规划、运输问题、动态规划、图与网络、存储论、排队论、对策论等，教学重点以各类数学规划模型的求解方法的计算实现为主，教学方式以讲授为主。在教学过程中，对于学生学习兴趣与实践应用能力的培养方面存在着一些问题，在教学方法、课程体系、教学资源等方面需要我们不断思考与探索。
二、现有教学模式的问题分析
笔者曾赴美国俄克拉荷马州立大学对工业工程专业（国外与物流工程专业最相近的专业）的运筹学课程教学进行了调研与交流，期间调研了美国斯坦福大学、普林斯顿大学、麻省理工学院、德克萨斯大学等全球知名高校开设运筹学的各类教学资源与教学模式，通过对比分析，我校物流工程专业本科生的运筹学教学存在着以下问题。
（一）教学内容侧重于对各类模型的求解，而忽略了对实际问题的提炼与分析
教学内容涉及各类线性、整数规划问题，但在教学内容分配上更多地侧重于求解方法的介绍，对如何分析问题、提炼问题、建立模型的过程介绍较少。实际上，对各类实际问题的提炼与分析是运筹学课程学习的最基础的内容。如果学生没有掌握分析问题、建立模型的基本思路和能力，就无法真正理解运筹学的核心思想。
（二）教学内容侧重于求解的计算过程，而忽略了算法设计的原理与思路
在运筹学中有单纯形法、对偶单纯形法、表上作业法、分支定界法、割平面法、迪科斯彻算法等很多求解方法，在教学中往往会侧重于如何按照算法的描述去实现手工计算，而忽略了对算法设计的原理与思路的分析与介绍。实际上，运筹学教学过程中涉及的各类方法在今后的工作和学习中应用得并不普遍，但各类方法涉及的算法设计原理和思想是最关键的问题，它将能够支撑学生在今后的研究过程中对各类问题求解算法设计的理解。
（三）教学内容侧重于手工计算，而忽略了针对中等规模上问题的求解工具软件的应用
国外教授和专家普遍反映，我国培养的学生往往具备较强的手工计算能力，但却不具备求解大规模问题中各类软件的使用能力。实际上，无论对以后选择就业的学生，還是对以后继续攻读研究生的学生而言，解决的问题往往是中等规模以上的问题，几乎不可能采用手工计算来解决这些问题，而需要借助求解软件来辅助求解。
（四）部分教学内容或与专业课重复，或支撑不足，教学内容与体系亟须优化
根据物流工程专业的特点及物流工程专业培养方案的课程体系，现运筹学教学内容中涉及的存储论部分内容与多门专业课程教学内容重复，对策论、排队论、动态规划等教学内容对专业课学习的支撑不够。此外，目前运筹学教学内容也有些庞杂，涉及教学内容过多，不利于学生的理解与掌握。美国大部分高校讲授的运筹学课程一个学期的教学内容往往是我们的一半，甚至更少。
（五）教学方法多以讲授为主，教学手段过于单一，对学生学习效果的掌控力度较弱
由于教学内容偏多，导致任课教师为了把握教学进度，而多以讲授方法为主，与学生之间的交流较少，不能实时掌握学生的学习效果。此外，任课教师对学生课后学习的跟踪与管控较差，缺少必要的教学资源支撑，导致部分学生局限于对教材和PPT的依赖。
（六）缺乏合理的教学评价体系，教学过程与教学效果的一致性有待提升
现行的运筹学课程评价体系主要以平时作业、期中考试、期末考试为主。由于缺乏较为合理的教学效果考核标准以及监控手段，学生相对而言更加重视期末考试的成绩，而对平时作业、期中考试的成绩关注较低，部分学生甚至会采用“平时应付、期末突击”的方式进行学习，达不到预期的教学效果。
（七）课程国际化接轨仍有一定差距，对运筹学相关领域的学术研究不甚熟悉
大部分学生学习完运筹学课程后，对运筹学的认识仅局限于教材的内容，对运筹学解决实际问题的过程与应用问题理解不深，特别是对英文专业词汇和运筹学领域的前沿文章没有概念，从而导致部分学生总认为运筹学只是一类计算的工具，而对国内外学者正在应用运筹学理论与方法进行的研究与应用不甚了解，缺少学习的兴趣。
三、以学生为中心的教学改革目标
通过采用多元化的教学方法与手段，完善合理的激励与监管机制，以学生理解运筹学、掌握思想与方法为出发点，合理利用与组织各类教学资源，优化课程教学内容与体系结构，将理论学习转变为理论与应用相结合，构建以学生为中心的教学模式，从而实现学生从求解方法的学习转变为对算法的理解与设计，从手工计算能力的培养转变为软件求解能力的培养，从运筹学理论与方法的学习转变为实际问题应用的学习，最终达到提高物流工程专业本科生发现问题、分析问题、解决问题的能力，推进物流工程专业本科培养体系的进一步优化。
四、以学生为中心的运筹学教学改革思路
（一）课程体系慕课化
针对前述运筹学教学过程中存在的问题，为了让学生更好地理解运筹学的核心思想，掌握运筹学的基本方法与研究思路，可采用模块化的教学方式加深学生对知识的理解。
（二）教学内容实用化
根据物流工程专业属于交叉学科、应用型学科的特点，应减少教学内容中理论推导的内容，更多地侧重于分析问题、建立模型、方法原理和求解软件应用等方面的介绍，让学生真正能够把运筹学中的方法作为一种工具应用到实际的研究与工作中。
（三）教学内容前沿化
可通过增加英文词汇注释和前沿论文翻译作业环节的设置，一方面让学生能够了解专家学者是如何应用运筹学的思想与方法解决实际问题的，另一方面让学生能够通过掌握的专业词汇搜索相关学术文章，提升部分学生的科研能力。
（四）教学方式人性化
可通过多种教学方法和教学环节的采用与设置，提升学生学习运筹学的兴趣，强化学生对课程学习的时间安排，避免期末突击的考试方法，提高学生的学术道德诚信。
五、我校运筹学教学改革的探讨
（一）优化课程教学内容与体系结构
根据物流工程专业本科生的培养目标及就业应用要求，综合应用各类教学资源，建立基于项目和问题的学习方法体系，突出数学规划问题建模分析、数值求解与算法设计、Excel表格建模与求解的教学模块。重构运筹学课程教学内容的组织与学时分配，借鉴慕课的方式建立模块式教学内容，将与专业课程相重复的教学内容删除，调整运筹学课程教学结构。与运筹学实验课程相协调，建立以Xpress软件为基础的运筹学实践教学体系。
（二）基于过程教学的激励与监管机制
以加强学生学期学习过程中各阶段的教学效果为出发点，适当增加测验次数，增加课程设计环节；打破传统的期中与期末考试的结构，根据教学内容增加阶段测验次数，构建阶段式成绩考核评价体系；重新设置成绩考核评价体系，合理分配考勤、作业、课程设计、测验、翻译、期末考试等环节的成绩分配比例以及监控、认定机制；建立基于兴趣和任务的激励机制，加强学术诚信的监管。
（三）集成各类教学资源
综合借鉴国外运筹学教材深入浅出和国内教材强调方法过程的特点，以Jensen、Vanderbei、Hillier等学者出版的经典运筹学著作与教材为基础，构建具有物流工程专业特色的教学讲义；充分利用在线学习资源，如普林斯顿大学单纯形法在线学习工具以及德克萨斯大学在线教学素材等；积极研发用于揭示各类算法思想与过程的基于Excel或Java的教学工具软件。
（四）基于国际化的教学手段与方法
选择1～2本国外经典运筹学教材作为课程学习参考资料，如斯坦福大学的Introduction to Operations Rese？鄄arch、印第安纳大学的Operations Research： Applica？鄄tion and Algorithm；在教学演示文稿中增加英文专业词汇的标注；教学过程中使用普林斯顿大学、德克萨斯大学的在线教学资源；在成绩考核体系中增加国际顶级期刊Operations Research近期发表的文章。以上方法与手段的应用，既增强了运筹学课程与国际化课程的接轨，又构建了基于挑战和探究的学习方式。
六、结语
运筹学课程的教学改革在不断深入，要在实践中提高教学质量，应充分结合物流工程专业的特色，从教学内容、教学方法、教学资源、教学手段、课程体系等多个方面进行综合考虑和教学改革。本文所探讨的以学生为中心的教学模式已初步应用于我校物流工程专业的运筹学教学过程中，取得了一定的效果，在以后的教学中将继续完善和总结。
致谢
在作者运筹学教学改革的实践过程中，得到了西南交通大学教务处和教师发展中心的大力支持，并得到了“以学生为中心的运筹学教学设计（物流工程专业）”教学改革项目的资助，特此表示感谢！
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[责任编辑：钟 岚]
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