工业工程专业运筹学课程教学改革研究

胡火群，张洪亮

(安徽工业大学 管理科学与工程学院，安徽 马鞍山 243002)

美国工业工程学会(AIIE)对工业工程的定义是：“工业工程是对人、物料、设备、能源和信息等所组成的集成系统，进行设计、改善和实施的一门学科，它综合运用数学、物理和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确认、预测和评价。”[1]运筹学是以定量分析为主来研究管理问题，将工程思想和管理思想相结合，应用系统的、科学的、数学分析的方法，通过建模、检验和求解数学模型等手段来获得最优决策的一门学科，它是数学的一个重要分支，其核心是研究优化的理论与方法[2]。运筹学是工业工程专业的一门非常重要的专业基础课，它有着十分突出的实践性和实用性[3]。工业工程专业运筹学课程教学中要着重培养学生的整合能力、全球视野、领导能力、实践能力，使之成为一名复合型、综合性人才。

一、传统教学方式存在的问题

运筹学是一门以数学理论为基础来解决各个领域管理问题的多学科交叉的应用科学，但传统的教学存在诸多不足之处。首先，教学内容的选择没有充分考虑工业工程专业的特点，没有考虑到教学内容的设置和阶梯难度要符合大学生的认知规律，存在着教学内容因教师而变、因教材而变的现象。其次，在授课方式上存在“重理论、轻实践”的倾向，在课堂教学中主要以证明定理、推导公式、讲解习题为主，难以调动学生的学习兴趣，教师与学生之间的课堂互动较少。再次，在考核方式上，主要以期末闭卷考试为主，学生的不及格率比较高。最后，在教师与学生的课后交流上也存在一定的障碍，这样难以发现学生在授课过程中存在的问题、发掘学生兴趣所在，所以迫切需要建立一个与学生能快速沟通的平台，进而更好地完成运筹学这门课程的教学[4]。

二、课程教学改革的探索与实践

(一)重视教师队伍建设

提高教学质量，首先必须有一支力量雄厚的教学团队。运筹学是我院工业工程、信息管理和信息系统、物流工程和工程造价四个本科专业的专业基础课。2015年运筹学成功入选校级精品课程，2017年运筹学课题组成功申请安徽省教学团队。为了打造一支实力过硬的运筹学师资队伍，在教学活动中，运筹学课程负责人定期组织大家开展教学研讨活动，通过“传、帮、带”帮助年轻教师更快成长。引导课题组教师从事与运筹学相关的科研工作，因为长期不从事与运筹学相关的研究，教师就很少去关注该领域国内外研究的最新进展，就无法及时地将最新知识介绍给学生。

(二)统筹安排运筹学教学内容

运筹学教学内容的选择首先要考虑到工业工程专业学科体系的完整性，使运筹学与后续的相关专业课有效衔接，包括讲授范围和内容边界确定上。其次要使教学内容的设置和阶梯难度符合大学生的认知规律。比如，运筹学中的网络计划、库存论等方面的内容在专业课程项目管理、生产计划与控制都会有专门的章节介绍其应用，所以为了避免重复或遗漏，需要相关课程的任课教师共同商讨这门课程的教学内容如何安排，使得这门课程能有效地为后续的专业课程服务。

(三)改革教学方法，重视实践教学

针对运筹学的学科特点，教师可以采用诸如案例教学、上机实验、企业参观实习等多种教学手段。

在课堂教学中，教师备课时要精选一些与工业工程专业密切相关、源于生产实际的有代表性的案例。由于案例主要是为讲解相关理论知识服务的，所以在选择时要充分考虑学生的数学基础，不选择大型的、过于复杂的案例，而应该选择目标比较明确、约束条件相对较少的案例。案例教学具有启发性、互动性的特点，为了达到案例教学应有的效果，这些案例应该提前在网络教学平台上发布，让学生课下抽时间预习。通过这些案例的讲解，让学生逐步地体会到运筹学的工作步骤，掌握相应的运筹学理论知识。另外，对运筹学研究的一些最新进展及其应用要及时进行介绍，一方面可以补充或更新知识体系，另一方面也可以让学生认识到运筹学在众多领域的重要作用以及更为广阔的应用前景[5]。课程教学可以采用传统的黑板板书与现代多媒体教学相结合的方法，各取所长，并且在相关的章节穿插一些图片、动画和视频，激发学生的求知欲。

在实践教学中，每半个月安排一次习题课，主要纠正学生做过的作业中存在的错误，有时还可以根据具体情况开展运筹学专题讨论。另外，每半个月安排一次上机实验，主要讲解如何利用EXCEL、LINGO、MATLAB等运筹学软件把教材上的重要算法、重要案例通过编程加以实现，并进行实际操作训练，努力尝试新方法，开拓新思路，提高学生的创造性思维。这些做法激发了学生的学习热情，培养学生的建模与计算能力。为了使理论与实践更好地结合，可以定期组织学生到企业去考察实习，向企业相关人员咨询了解运筹学在企业中实际应用情况，让所学的理论知识在实践中接受检验。

(四)改革考核制度

目前部分高校运筹学课程的考核方式比较单一，主要是采取平时成绩(占30%)+期末考试成绩(占70%)作为学生该门课程的总评成绩，这种考核方式只能检测学生对运筹学理论知识的掌握情况，不能全面考察学生的实践能力。我们结合学校形成性评价试点课程的要求，采用“平时成绩+课题分析报告+考试成绩”的模式进行考核。

平时成绩占20%。由作业、课堂表现和出勤三部分组成。作业每半个月集中批改一次，按照百分制评分，将作业成绩和学生的课堂表现登记在平时成绩记录册，课堂上积极回答问题的学生可以享有额外的加分奖励；将每次课学生的出勤情况记载在课堂考勤系统。

课题分析报告占30%。线性规划是运筹学的一个重要分支。运筹学课程结束后，教师结合教学实际和教学内容，设计多个带一定综合性的以线性规划理论为主的课题，由学生自主组队选题，查阅资料，仔细研究，讨论分析、建立模型、利用运筹学软件求解结果，并进行结果分析[6]。每个小组制作相应课题分析报告PPT，派代表上讲台汇报，汇报完后小组之间进行讨论，教师根据学生的汇报和小组讨论情况按照百分制给每组学生打分。该过程主要训练学生的系统思维能力和综合运用多学科知识解决实际问题的能力，提高他们的团队协作能力和创造性思维能力。

考试成绩占50%。由各教学单元考核成绩和期末考试成绩构成。将“一锤定音”的考试分散化，在每一教学单元学习完后，采用网上测试的方式考核该单元的基础理论和算法，利于学生记忆和发挥，避免一次没考好影响总体成绩的情况发生。最后将每次单元考核成绩与期末成绩综合为最终考试成绩。

(五)加强网络教学平台建设

随着互联网技术的快速发展，网络教学平台给师生提供了一个课后相互交流的机会。教师要及时在平台上建立习题库、案例库、电子教案展示、网上测试、优秀教学视频等资料，督促学生就学习过程中存在的困惑在平台上留言，方便教师及时解答。鼓励学生在平台上对授课效果进行评价，以便教师及时调整教学方法。定期发布每章节需要提前预习的内容和课堂教学的讲课案例，并列出若干个思考题，提醒学生做好预习，上课时就有关的思考题向学生进行提问，检查学生的预习情况，以此来培养学生快速学习新事物的能力。

三、结语

运筹学课程的教学改革是一个永无止境的过程，惟有在教学过程中不断地思考、不断地总结、不断地创新，才能保持教学思想的先进性、教学内容的新颖性、教学方法的灵活性，才能不断地调动学生的积极性和主动性，才能取得好的教学效果，以适应我国对工业工程应用性人才的需求。