交通工程专业《运筹学》课程教学改革的研究与探讨

喻杰

摘 要：运筹学作为交通工程专业的一门学科基础课，将为后续课程提供理论依据。目前我校已在数学、工程管理、交通工程等多个专业开设了该课程，但每个专业的侧重点不尽相同。本文结合湖南城市学院交通工程专业现状，针对目前运筹学课程教学过程中存在的不足，尝试性地提出了交通工程专业运筹学课程教学改革的一系列措施。

关键词：交通工程；运筹学；教学改革

运筹学是一门实践性很强的课程，是在进行定量分析的基础上，通过进行数学建模、求解和检验来获得最优解的一门应用型学科。运筹学作为交通工程专业的一门专业基础课程，教学目标是培养学生掌握全局最优化的思想和思维方法，以及运用相关理论知识解决交通工程领域实际问题的能力。较好地掌握运筹学的基本理论，能针对交通运输领域的实际问题建立数学模型并进行求解，对后续《交通工程基础》、《交通规划原理》、《交通控制与管理》等课程的学习具有十分重要的意义。通常情况下，学生对运筹学的基本理论、模型及其求解方法有较为深入的掌握，但是在运用运筹学的基本原理去解决实际问题时又显得无从下手，有些学生甚至在学完运筹学课程以后，根本就感觉不到其应用价值。教师在教学方式上，大都沿用传统的“灌输式”教学。因此，针对运筹学课程的教学现状，结合交通工程专业人才培养方案的基本要求，探讨运筹学课程的教学改革具有十分重要的意义。

一、运筹学的学科特点

（一）多学科交叉性

运筹学是一门综合了数学、计算机科学、管理科学、系统工程等学科的综合性科学。有效地运用运筹学这个数学工具来解决实际问题时，需要懂得这些相关的交叉学科的知识。

（二）全局最优性

运筹学考虑实际问题时注重从系统的观点出发，寻求问题的全局最优解。因此，运用运筹学求出的最优解，相对于局部而言往往不是最优的，但从整体来看则是最优的。

（三）应用性与实践性

运筹学所涉及的知识面十分的广泛，但运筹学只是一个工具。要想有效地发挥这个数学工具的作用，就必须应用和实践。运筹学通常应用于工程优化与控制、库存控制与管理、交通网络优化、运输问题、项目的选择与评价等，已经渗透到人类生活的各个方面，如丁谓修复皇宫计划、阿波罗登月计划都是应用运筹学知识和思想的成就。

二、“运筹学”课程教学过程中存在的问题

（一）只注重理论推导，轻视实践应用

运筹学作为一门应用型科学，着重研究解决实际问题的数学方法，为最终决策者解决实际问题提供理论参考。然而，绝大部分高校在制定课程教学大纲的时候都是将运筹学作为一门基础性理论课程，并且大多数高校运筹学课程是由数学院教师承担，在教学过程中注重的是数学理论和算法的讲解，完全忽视了结合专业特点解决实际问题能力的培养。因此，学生的学习兴趣普遍不高，教学效果不够理想。运筹学的很多内容都涉及到十分复杂和繁琐的计算推导，工作量较大，大多数教材的例题和习题都是侧重于介绍手工求解。然而，很多计算都可以借助Lingo和Matlab等计算机辅助软件来实现，这样既可以节省大量的计算时间，又可以培养学生运用信息技术解决实际问题的能力。

（二）教学内容难度大，知识点多，教材缺乏针对性

运筹学是一门多学科交叉的课程，存在很多分支，而每个分支对应着不同层次的理论知识点。目前，绝大部分高校“运筹学”课程都是选用的清华大学运筹学教材编写组出版的教材，该教材涵盖了“运筹学”领域的全部内容，如灵敏度分析、对偶理论等许多知识点涉及到抽象的数学原理让学生难以理解和消化，在教学的过程中，教师往往出于学时考虑，对教学内容的选取存在一定的盲目性和随意性。然而，针对交通工程专业的特点和具体需求，考虑与后续课程的相关性和连续性，有针对性地选取教学内容是非常有必要的。但是，现阶段市面上基本没有能结合交通工程实际问题的运筹学教材，根本不能适应交通工程的发展对运筹学知识的深入需求。

（三）教学方法较为传统

在课堂上绝大部分老师都是偏重于理论知识的传授，因为运筹学在解题时计算量大、图表多，教师在进行演算时重复劳动多，需要花大量的时间来进行运算，学生的参与度不高，学生基本上处于被动地“记”和“听”的状态，从而很大程度上影响了教学效果。

三、交通工程专业运筹学教学方式的改进探讨

（一）改变传统的教学方法，更新教学手段

根据运筹学的课程特点，学习过程中存在案例多、表格多、模型多、图形多、算法多的特点，为提高课堂效率，应结合多媒体完成教学。但是，对于重要的基本性质、理论推导等内容，应适当地结合板书，争取给学生适当的思考时间，以较好地促进学生对基础知识的掌握和理解。教师在课堂上中宜采取“互动式教学”与“案例式教学”相结合的方法。课堂以学生为中心，以案例为基本素材，引领学生对特定的案例进行分析和讨论，让学生更多地参与到课堂，把教学变成一个动态发展的“教”与“学”的统一体，促进师生之间的互动，活跃课堂气氛。

（二）注重本课程与相关课程之间的衔接

应根据人才培养方案精选教学内容，在选择教学内容时应注重运筹学课程与其他相关课程之间的有效衔接，合理确定讲授的范围、内容和深度。例如，层次分析法在交通运输系统工程的课程中已经介绍过，我们就不需要进行重复讲解，又如图与网络分析、排队论等知识点在今后的交通规划原理、交通控制等课程中需要应用，在本课程的教学中应该重点进行讲解，为学生后续课程的学习打好基础。

（三）对教学内容进行更新，注重在交通工程领域中的应用

在运筹学的学习初期，大部分学生会把该课程作为一门纯数学课对待，学生根本就不知道该课程对后续专业课学习的重要性。因此，在教学过程中，应该对学生阐明运筹学在交通规划、控制与管理以及在交通流组织中的应用情况，多采用案例式教学。如学习图论和排队论时，我们可以全部采用交通流的实例来加以说明，以激发学生的学习热情，真正做到学以致用。

（四）改变传统的考核方式

对于学生的综合成绩，我校目前所有课程都是采用平时成绩占30%，期末考试卷面成绩占70%的综合考核体系。其中，平时成绩是根据上课考勤和课后作业进行衡量，而期末考试通常只是考核学生对理论知识的掌握情况。这完全忽视了运筹学课程实践应用性强的特点，更不能检查学生运用计算机辅助软件进行求解的能力。因此，在教学过程中可以适当地增加上机操作的环节，根据进度要求，合理地布置一系列大作业，并且多联系交通工程领域中的实际案例，要求学生运用计算机辅助软件对模型进行求解，以提高学生解决实际问题的能力和效率。

四、结语

运筹学作为一门实践性较强的课程，课堂教学不能只停留在传统的教学方法和授课模式上。为了使学生较好地掌握运筹学的基本理论、模型以及求解方法，并灵活运用运筹学全局最优化思想解决交通工程领域中的实际问题，论文基于本校交通工程专业运筹学课程的实际教学状况，深入分析了教学过程中存在的一系列问题，提出了运筹学教学改革的具体措施。

参考文献：

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[2]薛婷.金融数学专业《运筹学》课程教学改革的研究与探讨[J].教育教学论坛，2016，6.

[3]徐玲.运筹学课程教育改革探讨[J].高等教育在线，2015，8.

[4]白竹，吴彪.交通工程专业《运筹学》课程教学改革的探索[J].林区教学，2013，4.

（作者单位：湖南城市学院土木工程学院）