柳硕 庞洪博

摘  要：工业工程运筹学是工业工程专业一门主干课程，运筹学为实现工科人才跨越式发展提供了有力保障，工业工程运筹学课程在教学改革中面临的问题逐渐显著。本文总结了工业工程运筹学课程在教学内容改革、教学手段方法改革以及考核方式等方面存在的问题，并提出相应的解决策略，进而结合运筹学中的具体问题进行展开讨论。实现了教学课程的不断深入，提升了教学效果，以期能够促进工业工程运筹学教学改革的效果。

关键词：工业工程;运筹学;改革措施;MOOC

中图分类号：G642.0    文献标识码：B    文章编号：

运筹学是一门应用科学，它是广泛运用现有的数学方法和科学技术知识，解决实际提出的问题，为决策者选择最优决策提供定量依据。运筹学最早应用在军事领域，后来逐渐在经济管理、财政、城市管理等领域中广泛使用[1]。近年来很多领域的研究结合着用到运筹学思想和方法，运筹学知识的交叉使用越来越成为流行的趋势，运筹学也随着应用程度的广泛而受到不同领域的研究学者的关注。

工业工程（Industrial Engineering，简称IE是在20世纪产生的一门学科，它发源于美国，并在许多发达国家得到了迅速发展和应用，该专业是综合应用数学、物理和社会科学的专门知识、技能以及工程分析和设计的原则和方法，对人员、物料、信息、设备和能源组合的综合系统进行设计、改进和实施，并对系统的成果进行鉴定、预测和评估，以获得最佳经济效益，从而达到保证质量、提高生产率、降低成本和提高经济效益的目的[2]。

运筹学是工业工程专业至关重要的一门基础专业课程，要求工业工程的学生了解和发现其领域中的运筹学规律，应用运筹学方法达到效益的最大化[3]。同时，运筹学课程也是很多工程基础课的基础，为工业工程学生以后的学习和实践打下基础。工业工程运筹学的特点是以定量分析为主来研究实际问题，即将各种领域中提出的问题归结成适当的运筹学模型，然后选择恰当的方法求解，最后对求解结果加以分析评价为决策提供定量依据[4]。学者将运筹学运用到工业工程上来，成为工业工程的理论基础之一。

一、工业工程运筹学现状分析

（一）工业工程运筹学课堂教学内容不明确

运筹学中的线性规划、网络计划、博弈论、排队论、存储论等理论方法都可以运用到工业工程问题中。因此，授课教师在48学时的要求下，如何在繁多的运筹学分支下选定运筹学分支和内容是首要问题。同時，工业工程的学生动手能力、操作能力比较强，部分学生数学理论基础较好，但还有一部分数学理论基础较差。那么在运筹学课堂的讲授上既要把重点分支、重点方法讲清楚，又要兼顾学生的理解能力及实际操作能力。目前，工业工程运筹学使用清华大学出版社的运筹学书，讲解的内容为：线性规划与单纯形法、对偶问题、整数规划问题、图与网络计划、排队论、存储论，没有讲对策论，决策论、非线性规划。在线性规划与单纯形、对偶问题、整数规划章节讲的比较详细，用的课时偏多平均3-4个学时，其它章节仅用2个学时完成。关于运筹学方法的数学推导几乎都已忽略，单纯形法的原理和对偶理论的原理在所在章节中也是简单阐述，这样才保障课程的按时完成。学生们用死记的方法，懵懵懂懂的上完了运筹学。

（二）工业工程运筹学重理论轻实践

目前工业工程运筹学课程以理论教学为主，教学过程采用传统的单向授课，学生被动听课，没有调动学生学习的主动性，再加上部分学生反映运筹学难学，丧失了学习的兴趣。课堂教学上仅以讲授理论为主，而运筹学问题大部分是使用计算机求解的，仅口述理解起来抽象，缺少解决问题的完整性。目前讲授的理论方法都是最简单的运筹学问题，用各种方法解决实际问题方面涉猎较，问题不具有全面性。运筹学教学不仅仅是向学生传授运筹学方面的理论知识，更重要的是培养学上的运用运筹学知识解决问题的能力。

（三）工业工程运筹学考核方式单一

运筹学教学评价手段是一般采用闭卷考试的手段，使学生把大部分时间放在最后考试上。学生是否能够真正运用运筹学来解决实际问题，达到培养目标的要求。对于期末考试，很多同学是死记硬背，在运筹学考试中，很多运筹学方法的使用不完整，这说明运筹学方法的掌握不扎实。由于考卷中所选的题都是易操作的，并不能全面的检验学生对所有运筹学问题的掌握。没有计算机答题求解的考核，也不能检验出动手能力和用计算机解决运筹学问题的能力。

二、工业工程运筹学教学改革措施

（一）教学内容改革

（1）抓住重点分枝和重要运筹学方法。工业工程专业多年的教学内容主要包括：线性规划、整数规划、目标规划、图论、动态规划、排队论、存储论等。运筹学各分枝自成体系。每个分支解决问题、建立的模型，解决的方法截然不同。面对这么多的内容，凭有限的时间是无法讲完的。这就需要教师突出重点，精选内容和案例。例如在线性规划的讲解上，对于线性规划问题几何意义不作为掌握内容;对偶理论中，对偶理论的几个性质简单了解就行。排队论、存储论只需要使用公式求解就可以，不需要掌握公式的由来。

（2）案例教学在教学中广泛使用。在运筹学讲授的内容，逐步强化案例教学内容，理论课堂上除了书上的例子以外，还要引用实际例子，组织学生独立分析问题，并建立与书本知识和例子的联系，这样能让学生主动参与课堂教学，启发学生的开拓思维，选取的案例也可选取与工业工程专业有关的案例，更能激发他们的学习兴趣。案例教学是理论与应用教学较好的结合，培养学生用所学知识思考、应用、实践。

（二）教学方法和教学手段的改革

随着高等教育改革不断深化，运筹学教学面临着新的挑战和问题。表现为在培养目标上对学生要求用理论解决实际问题的应用型人才培养模式，这就要求教师摒弃过去那种只讲理论而轻视实践的教学模型，在理解运筹学的基本理论和方法的基础上大幅度提高其运用运筹学方法构建优化决策的能力，以更加新颖、有效的教学手段实现教学目标。

（1）多媒体结合板书进行讲授教学。对于理论推导和演算，上课过程用黑板，便于学生充分掌握基本理论，打好坚实的理论基础。对于抽象的算法和案例分析等进行多媒体课件教学，使教学更快捷、生动。所以合理运用多媒体授课，节约讲课时间，提高课堂效率，这样科节约出时间来培养学生时间能力，在教学中引入合适的软件，节省学生和教师在解题技巧上、作业上耗费的大量时间。

（2）MOOC结合板书进行授课教学。MOOC是将课程中的重点，难点片段做成生动、形象的视频片段。它是一种碎片化的教学手段。微课通常是短于10分钟，它是将动画、图片、教师展示等多种元素放入视频中，它可作为课堂前的知识引入，也可作为课堂重点演示甚至可以把知识点划分解讲解。在运筹学的MOOC内容制作上重在运筹方法的应用上，而运筹学方法本身的了解、掌握，可简单说明即可。在制作微课时，要注意上下节微课之间的衔接，在他们中间进行引入、总结及下节微课的提示等。微课形式的教学模式有利于具有一定自学能力和主动性学习的同学，而对于学习没有主动性的同学来说起不到很大作用，甚至不如传统教学模式。因此，在组织微课教学时，老师应在学习任务中明确给出学习目标、要求，在课中还要对这类学生加强督促检查。

（3）实验教学和理论教学相结合。本课程包括理论教学和实验教学，教学内容组织以实例实例启发式引导，提出问题、借助多种运筹学方法和计算机软件分析问题、解决问题。本学院有良好的实验计算机实验室，在48学时的理论课时的基础上加8学时的实验课，即在每章讲授完之后，安排一次实验课。对本章的案例进行计算求解，在实践过程中出现的问题彻底解决，并撰写完成小论文。

（三）教学考核的改革

根据《运筹学》课程的特点以及教学的目标，逐步改革传统的考核方式，突出学生实践能力、创新意思作为课程学习效果的评价。首先改革考核方式，在最初的试卷考试、考勤、作业三项考核内容上增加小组课程论文评价，突出实践能力和团结协作能力的评价。根据多年的教学积累，逐步完成本课程的题库建设，试卷命题内容覆盖面广、分布合理、题型多样，即有填空题、判断题和计算题，也有数学建模题和综合分析题。题目既有基本题、中等题，也有较难题，难易度合适。改变教学评价手段，变纯理论考试的形式为多形式分散式考核。因为运筹学课程是一门应用型学科，很大程度上是考核其学生的解决实际问题的能力如何，采用传统的闭卷考试，靠死记硬背，虽然分数较高，但能力欠佳，达不到我们课程的要求。介于48学时的教学量，可采用平时+期末的考核模式。除了包括平时的考勤情况，可增加期中测试，期末完成小论文。可将传统的传统笔试的单一考试方式，改为大作业、计算机编程与笔试结合的考试方式，全面考察学生对所学基本知识的掌握情况和综合应用能力。

三、结语

运筹学是工业工程专业的一门重要的专业基础课。通过本课程的学习，培养学生从系统总体出发来观察、分析和处理各种实际问题的思想方法和掌握足够的优化方法，并為后续专业课程提供必要的理论知识和方法。所以对运筹学的教学研究是一项长期而艰巨的工作，必须从工业工程专业的需要考虑，以培养学生能力为主线，精心组织教学内容。

参考文献：

[1]李军，董雄报，张于贤.工业工程专业运筹学课程教学研究[J]，桂林电子工业学院学报，2003（2）：74-76.

[2]祝荣欣，李 萍.工业工程专业“运筹学”课程教学模式探讨[J]，长春理工大学学报，2011（10）：164-165.

[3]潘晓明，卢伟宏.工业工程专业运筹学课程的改革与创新[J].高教研究，2013（9）：206-207.

[4]丁剑飞。工业工程专业运筹学课程教学改革研究[J]科教导刊，2011（2）：56-57