運籌學基本概念范文

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關鍵詞：運籌學；課程建設；教學研究；教學方法；教學改革

中圖分類號：G6420文獻標識碼：A文章編號：1674-120X（2016）17-0076-02收稿日期：2016-04-21

基金項目：本文系“中國傳媒大學教學改革項目”（2014 No32）的研究成果。

作者簡介：朱永貴（1964―），男，北京人，中國傳媒大學理工學部教授，博士，研究方向：運籌學、信息處理。

運籌學主要研究系統最優化問題，從實際問題出發，應用數學理論和方法建立數學模型，然后給出求解這些數學模型的各種最優化方法[1]。運籌學主要研究的是線性最優化問題，其內容有線性規劃、目標規劃、整數規劃、動態規劃、圖與網絡分析、排隊論、存儲論、對策論、決策論和啟發式方法[2]。運籌學是信息與計算科學、數學與應用數學、統計學和其他相關專業的專業基礎課，其目的是培養學生綜合各學科知識，利用運籌學的方法對實際問題進行定量分析和數學建模，通過本課程的學習為大學生進一步學習專業課程奠定理論基礎，使其具有系統優化的思維方法和邏輯推理能力，從而全面提升大學生應用運籌學解決實際問題的能力[3]。通過對“運籌學”課程的調研和課程教學的親身體會，發現目前“運籌學”教學過程中存在許多問題亟待解決，還有很多方面達不到“運籌學”課程的培養目標。為此我們探索和研究了“運籌學”課程教學的規律和特點，找出了解決問題的一些積極有效的方法。下面從“運籌學”課程培養目標、教學現狀和存在的問題、教學改革措施、教學改革方法幾個方面討論了“運籌學”課程教學改革研究的重要性。

一、“運籌學”課程建設目標

“運籌學”課程的實際應用非常廣泛，涉及很多專業知識，要求學生系統掌握運籌學的基本數學模型、基本概念、基本理論、基本算法和數據處理的基本能力。本課程建設的具體目標如下：

（1）要求學生掌握“運籌學”課程中的線性規劃與單純形法、對偶理論和靈敏度分析、運輸問題的數學建模和表上作業法、目標規劃的數學模型和解目標規劃的單純形方法。

（2）要求學生系統地掌握整數規劃求解的分支定界法和割平面法，掌握0-1型整數規劃數學模型及其求解方法，能夠熟練求解指派問題。

（3）要求學生掌握動態規劃方法、圖與網絡優化方法，系統掌握排隊論、存儲論、對策論、決策論的基本概念和求解方法。

（4）培養學生能夠從實際問題中抽象出運籌學問題，并借助于計算機得以解決，提高學生分析和解決實際問題的能力。

（5）培養學生的創新性意識，讓他們善于發現問題、分析問題和解決問題。

二、“運籌學”課程教學現狀和存在的問題

1教學內容過于陳舊和教學重點不突出

在目前高等學校教學改革的大環境下，現階段開設的“運籌學”課程教學內容偏重于經濟管理專業所使用的“運籌學”，而且內容主要是線性最優化問題。線性優化問題對非線性科學不再實用。隨著科學技術的發展，特別是信息科學的發展，非線性問題越來越多，與此相適應則需要非線性最優化方法去求解非線性最優化問題。只有這樣才能適應高等學校的教學改革要求，才能使“運籌學”課程教學富有活力，進而實現“運籌學”的課程建設目標。

2教學手段過于單調，沒有創新性

目前“運籌學”課程教學以多媒體教學授課方式進行，缺少板書教學。利用多媒體教學，僅僅顯示PPT的內容，沒有有針對性地對部分定理給出一些數學推導過程。學生們獲得的信息非?？菰?、非常有限，講課的速度過快，學生很難跟上主講教師的思路與節奏，同時也沒有更多的時間去獨立思考，最終導致課堂教學效果比較低。比如單純形法求解線性規劃問題、表上作業法求解產銷平衡運輸問題、分支定界法求解整數線性規劃問題，在講解過程中過于重復，缺乏創新性的內容。

3教學內容的取舍與側重點不明晰，主次選擇不恰當

講授“運籌學”課程的大多數教師是數學出身，不太熟悉計算機軟件的使用，教學過程中偏重于理論分析與解題方法的講解，不注重算法的實現和程序的編寫，也很少安排上機實習。結果大部分學生認為“運籌學”課程比較抽象，對本課程的學習缺乏興趣。目前“運籌學”課程中的主要教學內容有線性規劃、整數規劃、運輸問題、目標規劃和動態規劃、圖論與網絡等，而大部分高校設置的教學課時是48學時。由于受教學課時的限制，在教學中不可能講完所有的內容。對于不同專業、不同學科和不同類型課程的學生如何選取教學內容，以滿足教學改革和教學內容創新的需求，需要我們進一步探索。

4教學方法需要更新，考核方法要科學合理

如何在本課程的教學過程中更多地激勵學生去主動積極地學習課程內容，提高課堂的教學效果是值得探討的一個重要問題。為此，我們教師要突破傳統的教學理念，改變以往的教學方法，引進和學習國內外具有創新思想的教學理論和方法。對學生學習情況進行合理的考核是提高學生學習積極性的重要環節?！斑\籌學”課程主要培養學生創造性地分析問題、建立模型并解決問題的能力，但教學結果的考核常采用傳統的閉卷筆試的模式，主要考查一些概念和定理與計算方法，致使學生死記硬背“運籌學”的理論、概念和方法，這導致多數學生考完試后就忘記所學內容，談不上“運籌學”的實際應用能力的提高。為此，我們要對“運籌學”采取閉卷考試和上機實驗環節測試的考核方法，其目的在于尋找更科學、更適合學生們的教學方法。

三、“運籌學”課程教學改革措施

1優化“運籌學”課程教學內容

不同專業的培養目標一般是不同的，不同專業的學生對“運籌學”課程知識點的需求也是不一樣的。因此，我們對教學內容的選取要按照不同的專業進行取舍。選取以學生需求為導向的教學內容，這樣不僅滿足了不同專業學生的培養目標要求，而且還做到了因專業施教，提高了“運籌學”課程的教學效果。

2建立科學合理的“運籌學”課程體系

選擇教學內容是教學過程的重要環節，在這個重要環節中，我們要注重引進新的教學內容、教學理念與教學方法，建立合理的課程體系。我們應該按照“運籌學”課程的培養目標，力求使課程內容的設置和難度的確定符合大學生的認知規律?！斑\籌學”應用范圍廣，涉及專業多，不同專業學生的知識基礎千差萬別，對“運籌學”的要求也有所不同。對信息與計算科學、數學與應用數學兩個專業的本科生開設“運籌學”課程，要較系統地講解“運籌學”的理論知識和應用方法，使他們掌握基本的數學規劃方法，線性規劃、整數規劃、0-1規劃的數學模型、基本概念、基本理論、基本算法和實際應用。而對于統計學專業的本科生來說，所開設的“運籌學”課程要與“經濟數學實驗”課程相結合，介紹經濟管理和生產管理實際問題建模的案例及Matlab、Lingo等計算軟件的使用和編程的技術和方法，增加實踐教學過程，使學生能夠解決經濟領域中的現實問題，同時也為學生從事該方向的繼續學習與深入研究打下基礎等。

3優化“運籌學”課程教學手段

合理使用多媒體教學，多增加板書內容。例如，在講解圖解法求解線性規劃問題、整數規劃問題時，應該使用多媒體課件技術將目標函數的等值線在約束域中沿著梯度方向平移，恰好離開約束域時即得到線性規劃問題的最優解和最優值。用單純形法求解線性規劃問題時，不斷更新單純形表的過程是一個非常煩瑣的過程，所以應該使用黑板講解單純形法的數學思想是Gauss迭代過程，從理論上要讓學生明白單純形方法是怎么得到的。這有助于學生在上機編程實現單純形方法求解線性規劃問題。在“運籌學”課程的教學過程中，合理運用多媒體技術，將黑板板書與其結合使用，讓學生及時理解、消化課堂知識，從而提高教學質量。在“運籌學”課程的教學過程中， 合理應用案例教學。案例教學模式可以通過教師引導、學生參與，培養學生的分析問題和解決問題的能力。適當加入實驗教學環節，“運籌學”課程中的數學模型問題涉及的決策變量數目一般比較多，約束條件也比較復雜，從而會使問題求解的計算量增加。為此可考慮利用計算機進行實驗教學，使得學生掌握基本的計算工程軟件如Matlab的操作。這樣不但可以減少手工計算的煩瑣性，而且節約了計算時間，將更多的時間和精力應用到數學建模、結果分析等方面，進而培養和提高學生解決實際問題的能力。

四、“運籌學”課程教學改革方法

運籌學的教學內容與教學方法，要滿足數學與應用數學、統計學、信息與計算科學以及非數學類專業學生的需求。要突破傳統的教學方法和教學模式，不斷改革、不斷創新，要在“運籌學”課程實踐教學過程中探索新的教學規律和教學方法，進一步修訂、完善教學課件，根據本課程的教學特點采用板書與課件有機結合的方式，增加新的教學內容，全面提高教學效果。要循循善誘、因材施教，不拘泥于呆板的教學方式，從各類專業的學生基礎出發，激發所有學生的學習興趣。主講教師要積極主動地與學生形成一個互動式教學氛圍，提高課堂的教學效率。要開發“運籌學模型求解教學輔助軟件”，用來幫助指導學生掌握運籌學模型的求解方法和思路。要適當吸納國際化課程教學方法，可以以英語教材為輔助教學材料，插入一些雙語教學。

在課后定期開展一些專題講座，講座的形式可以多種多樣，可以由學生來講，也可以由與“運籌學”課程有關的教師來講。第一階段可以介紹運籌學領域的發展歷史和發展現狀，第二階段主要介紹“運籌學”在經濟領域的企業管理、生產管理、庫存管理、物流管理、科學管理工程等中的應用，第三階段主要介紹“運籌學”領域的前沿問題和最新動態。通過系列學術講座活動，能夠讓學生了解如何應用“運籌學”工具解決實際生活問題，同時可以拓寬學生的學術視野，激發學生的學習興趣，提高學生的研究能力，激勵他們利用“運籌學”知識解決實際問題，從而提高他們理論聯系實際的能力。

參考文獻：

[1]朱永貴“運籌學”課程建設探討教師，2012，（11）：31―32.

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［關鍵詞］動態規劃；最優性原理；無記憶性；記憶性

在運籌學的分支體系中，動態規劃因其應用的廣泛性而占有十分重要的地位。但動態規劃僅僅是解決某類特殊的多階段決策問題的一種方法，不具有統一的數學模型和算法步驟[1]，而且概念多，因此學生普遍反應“動態規劃真的有用但確實難學”。本文以最短路問題為案例，對動態規劃相關概念、最優性原理、無記憶性等進行了闡釋。

一、案例的選擇

可用動態規劃求解的問題很多，如最短路、資源分配、生產與存儲等，而最短路問題因其空間特征明顯，易于劃分階段、易于描述每階段開始和結束時的狀態，以及在每個狀態之下做出的決策、每次決策產生的決策指標值等，因此，對初學者而言，最易接受和理解的例子還是最短路問題。本文以最短路問題作為引例，幫助學生們理解和掌握動態規劃的相關概念及基本方程、最優性原理等。

二、相關概念的解釋

動態規劃相關概念繁多，從階段、狀態開始，到過程指標函數，剛接觸時，不少學生感到一頭霧水，十分茫然。而借助于最短路問題，將動態規劃的相關概念與最短路問題中大家耳熟能詳的名稱相對應，則十分有助于學生對動態規劃基本概念的把握。

三、最優性原理的解釋教材[1]

對最優性原理作了如下表述：無論過去的決策和狀態如何，對前面的決策所形成的當前狀態而言，余下的決策序列必須構成最優策略，即最優策略的子策略總是最優的。

四、無記憶性與記憶性

在動態規劃一章中，教師經常會提到“無記憶性”與“記憶性”兩個看似完全矛盾的概念，不少學生也感到十分茫然。其實，這兩個概念在動態規劃中得到了完美的統一?！盁o記憶性”指的是可用動態規劃方法求解的多階段決策問題，在劃分階段時，狀態必須滿足的一個特性，也稱為無后效性或馬爾科夫性。其實質是：某階段的狀態一旦確定，則此后過程的演變不再受此前各狀態及決策的影響。即“未來與過去無關”，當前的狀態是此前歷史的一個完整總結，此前的歷史只能通過當前的狀態去影響過程未來的演變。[1]“記性性”指的是用動態規劃方法求解多階段決策問題時（以逆序為例），為求得第K步最優子策略fk（Sk），必須先計算出從第K＋1階段的各狀態出發所對應的最優子策略fk＋1（Sk＋1），并由第K＋1步的最優子策略fk＋1（Sk＋1）去求取第K步最優子策略fk（Sk）。這些后續狀態對應的最優子策略實際上構成了一張查找表（LookupTable）。[3]為更好地理解無記憶性與記憶性，仍以最短路問題為例進行說明。假設有一個可分為10個階段的最短路問題，每階段有10個狀態可供選擇?！盁o記憶性”指的是當游客在第k階段處于狀態Sk時，則該游客從Sk出發到終點的最短路徑（K步最優子策略）只與Sk相關，而與Sk之前的狀態、決策無任何關系?！坝洃浶浴敝傅氖钱斢脛討B規劃方法求解最短路問題時，第K步最優子策略是由第K步的決策和第K＋1步的最優子策略共同決定的，而第K＋1步的最優子策略已在之前求出并存放于內存之中，這就是記憶性。動態規劃的記憶性可節省大量的計算時間，但會占用較多的計算機內存，即常用的“空間換時間”策略。以上題為例，10個階段每階段10個狀態的最短路問題，如果采用窮舉法，則需要計算的路徑條數（相當于動態規劃中的全策略）為109條，每條路徑需要進行10次加法運算；在109條路徑中找出最短路徑需要進行109－1次比較運算，則總的基本運算是11＊109－1次。而采用動態規劃方法時，每階段的每個狀態需要進行10次加法運算和9次比較運算，則總的基本運算次數為1539次（其中加法運算810次，比較運算729次），和窮舉法比較可節省大量的計算時間。從該例題的分析可知，一個多階段決策問題之所以可采用有“記憶性”的動態規劃方法求解，恰恰是因為該問題在劃分階段時，各階段的自然特征（即狀態）滿足“無記憶性”。因此，我們說，“記憶性”與“無記憶性”在動態規劃中得到了完美的統一。

五、結束語

經教學實踐證明，在動態規劃教學中以最短路為引例，有利于學生對動態規劃相關概念的理解，尤其有利于學生掌握最優性原理和無記憶性、記憶性這些晦澀難懂的原理與性質，為學生學好、用好動態規劃打下了良好基礎。

［參考文獻］

［1］胡運權.運籌學教程（第四版）［M］．北京：清華大學出版社，2012：191-232．

［2］［M］．普林斯頓大學出版社，1957：58-92．

［3］北京：人民郵電出版社，2008：744-754．

［4］《運籌學》教材編寫組.運籌學（第三版）［M］．北京：清華大學出版社，2005：194-215．

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【關鍵詞】管理運籌學 研究性教學

【中圖分類號】G642.0【文獻標識碼】A【文章編號】1006－9682（2009）05－0041－02

運籌學是近幾十年來發展起來的新興應用學科，它廣泛應用現有的科學技術知識和數學方法，解決實際中提出的管理決策問題，為決策者選擇最優決策提供定量依據。運籌學的特點是應用系統的、科學的、數學的方法，通過建模、檢驗和求解數學模型而獲得最優決策的科學。運籌學廣泛應用于交通運輸領域，涉及空運、水運、公路運輸、鐵路運輸等。空運問題涉及飛行航班和機組人員服務時間安排。水運有船舶、港口裝卸設備的配置和船到港后的泊位安排。公路運輸除了公路貨運車運營調度外，還有公路客運網絡的設計和分析。鐵路運輸方面包括鐵路編組站作業組織、列車運行調整優化、區段能力的計算等。管理運籌學課程是交通運輸類專業的主干課程，也是所有專業基礎課中難度較大的一門課程。該門課程對于交通運輸類專業學生的培養不同于數學類專業，其主旨在于運用運籌學方法去分析和解決交通運輸管理中的問題，而不是單純學習運籌學理論本身。管理運籌學教學的目的就是要使學生掌握運籌學理論的基本思想方法，掌握各種定量模型及其求解方法，為今后運用運籌學理論解決實際交通運輸管理問題打下堅實的基礎。

研究性教學是在教學中以學生為中心，教師與學生的合作、學生與學生的合作，由學生主導而進行研究性學習的新的課堂教學方法。這種教學方法把學生位于教學活動的中心，是學習活動的關鍵角色，這有利于培養學生的創新意識和創新能力。

管理運籌學不同于純數學課程，模型的求解并不代表問題的解決，還需要考慮許多因素，這又要求在教學中不能片面地追求學生數學能力的提高，而要培養學生解決實際問題的能力。研究性教學鼓勵學生在學習過程中不拘泥于課本，不墨守成規，鼓勵學生充分發揮自己的想象力和主觀能動性，獨立思考，大膽探索，提出自己的新觀點、新思路和新方法。

一、合理安排教學內容，適當增加案例分析和課堂討論。

運籌學是一門應用性很強的學科，然而目前管理運籌學課程的教學還停留在傳統的模式上，把學生當作消極被動裝填知識的對象，大量灌輸現成的定義、公式及定理之類的知識，強迫學生接受和記憶相關內容，缺乏對運籌學應用、分析問題和解決問題方法的講授。這樣，學生只記住了一些基本理論、模型及其求解方法，對其背景及來龍去脈了解不多，當運用所學知識去分析和解決實際問題時，顯得茫然無措、無從下手，也感覺不到管理運籌學的實際應用價值。

管理運籌學課程的教學內容一方面需要一定的數學理論支撐，另一方面又與問題背景與應用實踐密切相關，這就要求課程教學中必須兩方面并重，數學理論基礎的內容必不可少，同時必須讓學生通過學習和掌握典型問題的分析及建模的技巧，這樣為進一步學習其他有關課程，并在以后的實踐中靈活運用運籌學的知識和理論解決實際問題打下堅實的基礎。對干交通運輸類專業，學習一些基本的計算方法和原理是必要的，但是不能陷于復雜繁瑣的算法之中，教學重點應該轉移，“用運籌學工具解決管理決策問題”的根本思想貫穿整個教學過程，強調運籌學只是工具，解決實際問題才是目的。教學的重點內容就從數學定義、定理及其推導到分析實際問題、建立優化模型和尋找求解方法上。

管理運籌學的教學內容應考慮到學科體系的完整性，既要為學生打好理論基礎，又要突出培養學生創造能力和解決實際問題的能力。做到教學內容的設置符合學生的認知規律，注重選擇具有代表性的典型例題與案例，使它們能基本覆蓋主要教學內容。在講解這些經過精心選擇和設計的典型例題和案例的過程中，逐步地使學生掌握運籌學基本理論方法及其應用。運籌學中很多理論方法涉及數學證明和推導，有些證明過程還比較抽象，學生感覺難度很大。但是，實際上抽象的定義、定理及證明都有著其直觀形象的背景，可以通過講解直觀而簡單的典型例子，減少學生對抽象邏輯的畏難情緒，同時激發學生的學習興趣。

運籌學的分支較多，許多分支的獨立性也很強，但都涉及到問題的提出、模型的建立及其求解方法等方面。因此，在課堂教學中，適當增加案例的討論，在討論中找出解決問題的方法，使知識得到綜合運用，從而提高學生分析問題、解決問題的能力。運籌學的案例有很多，案例的選取直接影響到教學效果的好壞，所以在選擇案例時，根據本專業的特點，選取啟發性強、實際應用方面的典型案例。同時還要鼓勵學生積極參與，引導學生搜集相關資料，圍繞案例主題進行討論。另外，運籌學博大精深，課時又有限，所以要合理安排時間，使理論部分與案例分析融會貫通，以達到能活學活用的教學效果。

二、有效地采用多種教學形式

管理運籌學既有數學類學科的特點，又有很強的實際應用背景，所以適合采取研究性教學模式，把課堂講授、課堂討論、案例教學及優化軟件的應用等有機地結合在一起。如對運籌學基本概念的理解，就可采用課堂討論的形式，強化學生的學習效果，激發學生的探索性。通過討論典型案例，讓學生借助所學的理論知識，分析和提出合理假設，建立模型和求解模型，然后把所建立的模型及其求解方法應用到實際問題，提高學生解決實際問題的能力。另外，還可使學生明白運籌學還有很多有待于進一步深入研究的問題，鼓勵學生提出自己的觀點與看法，增強他們的研究意識，使他們養成在研究問題中學習知識。

管理運籌學課程是交通運輸類專業的專業基礎課，重點放在理解問題的思路、建模、算法及解決實際問題上。利用抽象的數學理論，花費大量的時間來推導運籌學的定理，將管理運籌學變為“運籌數學”，不僅學生的收獲不大，而且降低他們學習的興趣和積極性。因此，在安排教學內容的時候，盡量弱化抽象的數學推導和證明過程，盡量用簡單的典型例子來說明有關模型和求解方法。而且，要鼓勵學生在課堂上積極思考，盡量當堂學當堂掌握，強調利用計算機進行運算，使學生能夠利用運籌學的思想分析問題，利用計算機作為工具來解決問題。

課堂教學主要采取多媒體的教學方式，但應該少量結合傳統的板書。板書是傳統的教學方式。板書的特點是教學內容展開的節奏是根據講授的節奏進行的，因而比較清晰。然而，運籌學解題表格多，步驟復雜，計算量大，因而板書量非常大。如果全部采用板書教學，那么花在板書上的時間占的比重就很大，課堂教學環節會因此而浪費掉許多時間，而很難保證正常教學計劃的完成，更談不上開展研究性教學。與傳統的板書教學相比，多煤體課堂教學不僅有利于提高教學質量和效果，而且能加快教學速度，加深理解教材的深度。然而單純采用多媒體教學，信息量增大，特別是對于一些重點及難點部分的問題，缺乏逐步的推導過程，節奏上比較難把握，學生往往會產生視覺上的疲勞和理解上的困難。

因此，有效的教學方式應該是將多媒體輔助教學與板書教學有機結合起來。整個教學內容體系結構包括案例分析使用多媒體教學，而對于推導性、論證性以及概念上的差別等則利用板書教學，這樣，既可避免大量重復，節省時間，加快教學速度，也可使問題更清楚、生動，同時，還能使學生站在較高的層次上理解知識，把握知識的起點和層次。

三、增加課堂教學中教師與學生的互動

教學過程中缺乏教師與學生的相互溝通是運籌學乃至其它數學類課程的共性。研究性教學主張學生是學習的主體，而教師的主要任務在于引導學生發現問題、分析問題和解決問題。學生應該始終是主動的、積極的，強調理解、運用及發揮，并通過學習活動使學生的創造性思維能力得到發展。在教學過程中，要確立學生的主體地位，強調激發學生的能動作用。改變“教師教學生學”的單一傳授過程，鼓勵學生主動表達運籌學學習中的感受與體會，增加互動環節。將以“灌輸”為主的課程教學改為以“引導”為主。相應地教師的主要精力放在有針對性的輔導和課堂設計上，引導學生在課堂上積極思考、敢于發言，形成一種研討辯論式的課堂氛圍，讓學生在這樣的氛圍中逐步養成積極主動的學習態度和獨立思考的良好習慣。鼓勵學生多提問題，培養學生發現問題的能力，使學生養成學習中的“懷疑”精神和獨立思考的習慣。這樣，使得學生在課堂教學中始終處于積極探索的主動狀態，激發學生的求知欲和創新意識。要改變那種認為學生記住了運籌學中相關概念與算法、能夠把課后習題計算正確就完成了教學任務的觀點，要對思維活躍、經常提出問題的學生進行表揚，形成學生競相提出問題和提供解決問題的思路。

四、增加優化軟件應用方面的教學內容

現在很多管理、數學類軟件都有求解優化問題的功能模塊。在實際遇到的大型優化問題，很難用人工計算和求解，但大多數都可以用計算機求解。所以，在課堂教學中有必要講解如何用計算機求解運籌學問題。比如，在課堂教學中用實例講解怎樣用最廣泛使用的辦公軟件Excel來求解簡單的運籌學問題，怎樣用CPLEX求解復雜的大規模優化問題。

根據教學的需要，可以安排若干次的上機實踐課。通過上機實踐課與課堂講授的有效結合，讓上機實踐課緊跟理論教學課與案例教學的進度，使學生對理論講授和案例分析得到最及時的實踐，以期達到完美協調的教學效果。借助上機實踐，學生可以對實際問題建立的數學模型進行運算和分析。對運籌學數學模型的表達、運算和分析能力是學生在該課程學習過程中必須要掌握的一個重要技巧。通過這樣的教學安排，不僅改變了以往教學中滿堂灌的弊端，使學生在掌握已學算法的基礎上學會使用優化軟件，還能提高研究和解決問題的速度與效率，增強學生運用理論知識進行實踐應用的能力。

五、改變考核辦法，注重平時環節。

傳統的考核方式主要依據單一的閉卷考試，也就是通常的期末考試，整門課程的學習成績主要憑最終兩個小時的卷面成績。對于運籌學來說，若考核理論與方法，則離不開大量費時的計算，若考核解決實際管理問題的能力，也需要大量的時間進行分析、建模和求解，期末考這種單一的考核方式，受時間所限，所出的考題就受到了很大的限制，并不能真實反映出學生對該門課程的真實把握程度。因此，貫穿于整個學習過程的有效考核方式不僅能科學地反映出學生真實的學習效果，還能在整個課程學習過程中提高學生的積極性和主動性。

為此，整個考核可以分為四個環節。每次課根據當次課堂教學內容布置課后作業，作為學生對基礎理論部分各章節學習情況的衡量。案例分析可以課堂討論，最終以案例分析報告的形式提交，討論情況和報告質量作為評價學生分析解決實際問題能力的依據。上機實踐環節，對習題和案例中建立的模型用優化軟件進行求解，這一部分的完成情況評價學生的動手能力。期末考試閉卷進行，作為對基礎理論的掌握和分析問題能力的綜合考核。這四部分各自所占的比例，可以根據教學情況具體分配。通過這種全面的考核方法，一方面督促每個學生通過完整的學習過程全面深入地掌握該課程的基礎知識與基本原理，另一方面給予學生充分展示分析問題與解決問題能力的機會，從而避免一次考試定成績的弊端，能有效地引導學生由注重被動地接受知識轉變為注重理解和創新。

總之，交通運輸類專業管理運籌學教學應采取研究性教學方法，根據本專業的特點，精心設計教學內容，注重選擇和講解典型例子和案例，適當增加上機實踐課等，靈活地采取多種教學形式，使學生學到更加豐富的理論知識及其應用，也使得課堂教學更加精彩和有趣。

參考文獻

1 李蘇北、姜英姿、張紅雷.運籌學課程建設與改革實踐研究［J］.大學數學，2005（5）

2 羅桂榮、原海英.運籌學教學改革與探索［J］.理工高教研究，2005（24）

3 孫喜梅、楊兆升.從交通需求看運籌學的學科建設［J］.高教研究與實踐，2003（2）

4 《運籌學》教材編寫.運籌學（第三版）.清華大學出版社，2005.6

5 ［加］Peter C. Bell著.管理科學（運籌學）：戰略角度的審視.機械工業出版社，2000

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【關鍵詞】運籌學；教學改革；能力培養

【基金項目】國家自然科學基金資助項目（No.11401604，11401605，11501279，11601472）河南省高校青年骨干教師資助項目（No.2015GGJS-193）；中原工學院校級教改資助項目.

運籌學始于20世紀40年代，它是一門將工程思想與管理思想相結合，以數學為主要工具，運用定性與定量相結合的方法，通過建立、分析和求解數學模型為決策者選擇最優決策提供理論依據的新興應用學科.正是由于運籌學擁有極高的應用價值，運籌學教育也得到了極大的關注與重視，我國在1998年將其確定為數學、經濟、管理和計算機等專業的主干課程之一.

運籌學作為一門綜合叉學科，又是一門軟科學，具有很強的理論性和系統性，是連接數學知識與實際問題的橋梁，又是培養應用型創新人才的載體.因此，在教學中，既要讓學生掌握運籌學的基本概念、理論與方法，又要幫助學生建立運籌學思想，培養學生的實踐創新能力.然而，目前大多采用的仍是傳統的教學模式，很難達到培養應用型人才的目的.為提高教學質量，運籌學課程改革勢在必行.

一、運籌學教學中存在的問題

（一）忽視了教學目的與人才培養目標

運籌學融合了數學與管理科學，面向的學生涵蓋了多個專業，因此，課堂教學內容要根據學生學習層次、所學專業的特點和性質做相應的調整，使其符合專業的人才培養目標.在運籌學課程教學中存在重理論、輕實際應用的傾向.在課堂上，大部分教師仍采用的是單一講授式的教W方式，但由于課時的限制，按章節一一講授則會過于注重定理的推導、公式的反演以及單模塊化問題的解決.大量的數理講解無法體現運籌學源于實踐、歸于實踐的特點，學生則普遍認為這是一門純粹的數學理論課，不知怎樣應用運籌學的理論與方法去解決實際問題，只僅僅生硬套用公式去應對考試與作業，這嚴重違背了運籌學課程開設是為了提升學生分析解決問題能力的初衷，也與高校培養多方位發展人才的目標背道而馳.

（二）教學內容難度大，實踐環節不足

運籌學涉及多個學科的分支和許多小的知識點，這些小知識點又環環相扣，而學生對于這些知識有些已經遺忘，無論哪個知識點不會應用都會導致后面的問題無法解決，這樣就加大了教學的難度，也易讓學生產生畏難情緒，導致惡性循環.

課堂上理論學習占用大量時間，學生主動學習機會少，師生缺乏互動，學生缺乏對問題產生背景的社會實踐認識，也缺乏對實際問題給出一整套方案的能力，這均與實踐環節不足有很大關系.此外，在教學中對軟件的介紹也相對較少，即使涉及也是lingo、excel等相對簡單的優化軟件，而在科學研究中，最主流的CPLEX、OPL等很少在教學中使用，從而使運籌學研究與信息技術發展存在脫節現象，大大降低了課程的實際應用性和可操作性，成為運籌學普及與發展的障礙.

（三）教學手段不豐富

目前，運籌學課程多采用的是多媒體與板書相結合的方式，板書傳遞的信息量少，但若將板書內容簡單地做成課件，顯然傳遞的信息量大，但是對于一些經典算法的演算，會使學生覺得教師的節奏太快，難以及時消化所學知識，教學手段不靈活難以激發學生的興趣，因此，如何將多媒體、板書結合起來或者引入其他的教學手段和方法成為亟待解決的問題.

（四）考核方式單一

目前運籌學的考核方式較單一，大多是由平時成績（考勤和課后作業）和期末成績兩部分構成.期末主要考查對概念定理的理解以及算法的簡單應用.這種考核方式忽視了對學生實踐能力的考查，會使學生眼高手低.

二、運籌學改革的思路與措施

要想從根本上改變現行運籌學課程存在的問題，提高教學效果，可以從以下幾個方面著手解決：

（一）根據教學目的優化教學內容

由于不同專業的人才培養目標不盡相同，那么對運籌學課程知識點的需求也是不同的.一方面，教師要根據所教專業學生的學習程度來合理安排教學內容.比如，對于經管類專業的學生，因有些學生高中是文科生，其數學基礎較理科生稍薄弱，可弱化理論性較強內容的講解.另一方面，教學內容的側重也要考慮到專業特色.比如，對于人力資源管理專業，根據其就業特點，可重點講解人員指派問題、排班問題等；對于信管專業，可強化其對相關軟件如excel等的應用.這樣不僅提高了教學效果，而且也最大限度地服從了不同專業的培養目標.

（二）豐富教學方式與方法

1.引入案例研討和啟發式教學方法

案例研討可以充分發揮學生的主動性，將被動學習改為主動學習.教師在進行案例材料組織時，應該充分考慮其應用背景， 不能將案例過于簡化，但也不能設置得太復雜，否則會讓學生感到無所適從.要選取一些規模適中，目標相對明確，約束條件較少，富有啟發性和趣味性的案例，對于較復雜的可以讓學生課下研究討論.啟發式的教學方法是一種以學生為主體，教師作為引導的教學模式.教師可通過學生提前自學，設置分小組討論以及課堂練習、課后實踐環節，鼓勵學生參與到教學過程中來.但在設置問題時，問題數量和難度都要適中，要讓不同程度的學生都有自己的見解，而不是讓一些學生在討論時只扮演聽客的角色.

在實際中，我們可將案例討論、理論講授、小組討論和啟發式教學方法結合起來，充分挖掘學生潛能，激發學生探索性、發現性和創造性.

2.將板書、多媒體和計算機軟件有機結合，恰當進行實踐教學

因運籌學課程具有“模型多、案例多、表格多、圖形多、算法多、步驟多、理論推導少”的特點，所以對運籌學中的經典算法，如單純形法、表上作業法等，最好先用板書，對一些案例材料可用多媒體教學，在學生掌握基本計算方法和步驟后對一些繁雜計算可用計算機軟件現場計算，在寫代碼時也要加以說明.在實踐教學中，可以通過開設軟件實驗課，讓學生親自操作，加強動手能力；讓學生去企業進行一些實習，讓學生感受運籌學問題的背景和應用；定期開展運籌學方面的專題講座，通過介紹運籌學的發展歷程以及運籌學的前沿動態，拓寬學生視野；鼓勵學生參加各種級別的數學建模競賽，充分利用競賽資源，增強學生的運籌優化意識，提高學生綜合素質.

三、強化軟件應用，鍛煉建模能力

常用的運籌學軟件有很多，每種都有優缺點，可根據不同專業偏向于解決哪類問題，選擇兩種在此問題上有優勢的軟件進行重點學習；對于一些更為先進的軟件，可介紹一些特別之處，便于解決特殊問題.

實踐證明，數學建模對于培養學生的創新性應用能力和提高學生的整體素質起了很大的作用.運籌學課程與其緊密相連，教師在教學中要不斷滲透建模思想，將建模的內容體系融入運籌學課程中.

四、創新考核方式

考試是教學活動的重要環節，是評價教學效果的重要措施.在運籌學成績評定上，可采取2∶2∶2∶4的方式，其中，課堂考勤和課后作業、案例研討與報告、軟件學習能力考核各占20%，期末閉卷考試占40%.通過這種方式，避免學生投機取巧，既考查了學生理論知識，也考核了學生的實際應用能力.

以上是針對運籌學課程提出的幾點改進建議，在實際中雖取得了一定成效，但由于各學科不斷發展融合也賦予了其新的內容.因此，應該根據時代與學科發展及時調整教學方案，通過不斷摸索，積累經驗，逐步提高教學能力，繼續探索人才培養的方法.

【參考文獻】

篇5

關鍵詞 衛生管理運籌學 教學方法 BPT教學模式

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

0 引言

素質教育是現代學校教育的主題，培養和造就一大批具有堅實的理論知識，實踐技能和創新精神的高素質人才是學校教育的最終目標。運籌學是對有限資源合理配置利用的應用型學科。我國著名科學家錢學森先生曾這樣來陳述運籌學：“由一支綜合性的隊伍，采用科學的方法，為一些涉及到有機系統（人—機）的控制系統問題提供解答，為該系統的總目標服務的學科?！彼饕芯肯到y最優化問題，通過建立數學模型，并對其進行定量分析，求得系統運行或系統設計的最優方案，最終為管理者在做決策時提供科學的依據。衛生管理運籌學是我國中醫藥大學衛生事業管理專業的基礎課程，對培養提高學生的創新精神，實踐能力和管理水平起著至關重要的作用。本門課程的許多內容在醫學和醫藥管理方面有著很強的應用背景。例如，在圖與網絡優化這一章關于圖的染色問題在醫藥存儲中有直接應用。假設一個倉庫要存放種藥品，，…，，要求某些藥品不能相互碰撞，否則會引起化學反應使藥物失效甚至爆炸。所以為了避免這種現象發生，這個倉庫應分割成若干個小空間，以便把這些不能相碰的藥品放在不同的空間里。試問這個倉庫至少應分割成幾個空間？為了解決這個問題，我們先建立一個圖，其頂點集為 = {，，…，}，其中頂點對應于藥品，頂點與之間有邊相連，當且僅當藥品和不能相碰。于是，藥品存儲問題就轉化為圖的頂點染色問題，而圖的色數就對應為應至少需分割成的小空間的數目。

國內一些作者對如何上好大學的運籌學課程做了深入研究，參見文獻[1-5]。

1 衛生管理運籌學教學中存在的問題

通過多年教學實踐，筆者認為現行衛生管理運籌學課程教學存在著如下問題：

1.1 重理論輕實踐

由于衛生管理運籌學是衛生事業管理專業的基礎課程，是以數學方法作為工具為決策人員提供科學高效的意見的管理類學科，在授課過程中需要運用大量的數學理論知識和公式進行推導和演算，從而導致了在教學過程中也同于其他管理類課程，教師更多的是關注基本概念和定理的推導等理論知識的介紹，而忽視了衛生管理運籌學應用型學科的基本特點，如何培養學生利用運籌學知識去分析、解決現實生活中的實際問題的能力培養的環節，從而限制了學生實踐能力、創新能力的培養和提高，不能滿足現代社會對高素質復合型人才的需求。

1.2 教學方式單一

衛生管理運籌學類似于其他數學類方面課程的教學方式，以教師講授為主，教學方式單一。雖然隨著計算機的迅速發展教學手段已經由只在黑板上寫的生硬方法改變為運用PPT展示，但目前的衛生管理運籌學教學過程中也只是由教師一味地灌輸理論知識，沒有更好地發動學生參與教學的積極性，學生的參與度不高，滋生厭學情緒，導致學生對理論知識一知半解或獨立解決實際應用問題的能力欠缺，遇到解決管理中的實際問題毫無頭緒的局面，無法達到預期的教學效果。

1.3 教學手段單一

衛生管理運籌學通過建立數學模型方法來解決實際問題，大量的實際問題都有其深刻的實際背景，大量數據的獲得需要通過實際例子和實際測量得到。僅僅在教室里閉門造車建立的數學模型缺乏可信度，往往與實際有著較大的出入。所以必須把單一課堂變為多個課堂，從教室內走向教室外，從校內走向校外，才能夠科學、準確地把握、解決實際問題。

2 BPT教學模式

考慮到衛生事業管理專業學生的知識結構的特殊性和衛生管理運籌學課程的特點，在教學過程中我們設計了使用于該專業的衛生管理運籌學課程：以能力建設為導向，以“基礎知識教學、實驗技能培養、綜合能力訓練”為抓手，以“課程建設、實踐基地建設”為保障，探索和實踐了大學生實踐能力、創新能力“基礎（Basic）、訓練（Training）、綜合提高（Promote）”的層次化、漸進式培養體系——BPT教學模式，探求一條衛生事業管理專業學生實踐能力與創新能力培養的新路子、新模式。

2.1 構建了“基礎性-提高性-創新性”層次化課堂教學體系

基礎性注重“實”，著力培養學生的基礎知識和基本技能。優化了衛生管理運籌學的課堂教學內容，保留了與衛生管理專業密切相關的線性規劃，運輸問題，整數規劃，目標規劃，動態規劃，圖與網絡理論，排隊理論等教學內容，結合數學實驗、數學建模、數學軟件等課程組建了數學實踐課程教學課程群，實現課程結構體系化。以70% 的教學時數，運用先進的教學方法進行課堂教學。改革傳統的教師一言堂的教學模式，采用課堂教師學生互動，師生一起討論，充分發揮了學生主觀能動性，調動學生的學習主動性與積極性。

提高性突出“?！保τ柧殞W生的專業技能。利用基本課堂應用問題，結合典型實際應用問題，對學生應用數學知識解決實際問題的訓練。

創新性刻求“新”，著力拓展學生的創新能力。教學中刻意向學生介紹課程最新的研究動態和最新的研究方法。

2.2 開創實踐教學環節的課外第二課堂教學體系

強化實踐教學環節，以30% 的教學時數，依托計算機實驗室，開創實踐教學環節的課外第二課堂，對學生計算機應用能力進行專門的訓練。指導學生用計算機進行數學模型的求解，掌握LINDO、LINGO和管理運籌學2.5等相關的軟件包的使用。

引導學生參與社會實踐活動，發現現實生活中有關醫療管理的應用問題，讓學生運用所學知識去解決，在社會生產實踐活動中接受檢驗，提高學生發現問題和解決問題的能力，使學生親身感受學習管理運籌學這門課程的實踐需要和社會價值，在實踐中增長見識和才干、獲得成就感。

2.3 項目化的綜合能力訓練體系

能力建設項目，在課堂教學和實踐教學中，將學生3人一組，同做一個題目，同討論一個問題，增強了學生的團隊精神和團結協作能力。組織學生完成讀書報告和課程論文，促進能力培養普遍化。

課外科技項目，組織學生申報校、院級大學生科技項目，參加大學生科技競賽活動，促進能力培養多元化。

科學研究項目，組織學生參與教師的科研項目，指導學生進行畢業設計，促進能力培養個性化。

3 結束語

通過幾年來的嘗試，“基礎（Basic）、訓練（Training）、綜合（Promote）”的層次化、漸進式衛生管理運籌學課程——BPT教學模式，貫通兩個課堂，優化課內，強化課外，第一課堂教學夯實基礎，第二課堂教學提升能力，二者良性互動，搭建大學生創新能力培養新平臺?；A培訓普及化、提高培訓課程化、綜合培訓專題化，實現了以學促教、以學促專、以學促能的目的。切實培養了學生分析、解決問題的能力和創新能力，收到了良好的效果。

參考文獻

[1] 范鷹，符啟勛，彭慧卿.運籌學課程教學現代化研究與實踐[J].天津城市建設學院學報，1999（3）：90-92.

[2] 宋德昌.對運籌學課程教學改革的幾點思考[J].建材高教理論與實踐，1999（4）：77-79.

[3] 黃宇林.從運籌學教學談人才培養模式與實踐[J].中國教育導刊，2005.2：76-77.

篇6

關鍵詞 最優化原理與方法 教材改革 實際案例

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A DOI：IO.16400/ki.kjdks.2017.05.018

0引言

最優化研究的是如何在有限或無限備選方案中選擇一種以達到某種最優指標。它廣泛應用于我們生活的各個方面，如工業、農業、商業、交通運輸業、國防以及經濟管理、系統工程等各個領域。我國大部分工科院校都在研究生教學中開設了“最優化原理與方法”課程，同時也將其作為重要課程來建設。從實際應用來講，通過該課程的系統學習，使得學生既掌握了最優化的計算方法，又能掌握各種方法的來龍去脈，從而能靈活地根據實際情況，選擇最有效的方法或者綜合幾個算法來解決問題。而從學生學習系統來講，該課程是學生學好其它專業課程及從事科學研究的重要工具，也是一些學科專業博士研究生入學考試必考科目之一。

1最優化課程改革現狀

最優化理論與方法是二十世紀五六十年代隨著計算機的普及應用而發展起來的。各高校陸續編寫《最優化原理與方法》教材，在本科高年級或者研究生階段開設課程。到現在已經有半個世紀的時間了。

隨著高校擴招，各個學校各科課程都在尋求改革的出路，“最優化原理與方法”課程教學改革成為大學研究生教改的重要環節之一，受到相關專業研究生導師與任課教師的普遍關注，很多院校已經結合自身特點進行改革。如張火明等在教學中提出了講座式教學法模式。該模式強調以“學生”為主體，培養學生主動性與創造性思維。王文靜等結合高師院校特點，在“最優化原理與方法”課程教學中，強化教學實踐環節，在教學的同時，培養學生實踐能力與創新精神，使得學生在實際教學場景中學習如何做一名合格的教師。朱婧等在“數學模型與最優化”課程教學中，設計了培養大學生創新能力的研究型教學模式，在教學內容、教學過程、課內外學習、數學軟件的應用四個環節中各有側重，一方面激發學生的學習興趣，另一方面也培養了學生的動手能力。李順杰根據“運籌學與最優化”課程和信息與計算專業學生特點，把最優化方法從“運籌學與最優化”課程中分離出來，作為獨立的一門課程在下一個學期開設。在教學過程中，加強案例教學，充分利用學生的上機實驗課。提高學生學習興趣的同時，也鍛煉了學生的動手能力?！白顑灮砼c方法”課程教學改革已經在各高校陸續展開，不過，大部分改革都是針對教學方法、教學內容等課堂教學進行的，對教材的改革很少見。

2《最優化原理與方法》教材的現狀

教學改革的前提是教材改革，優秀教材對教學效果有著明顯的促進與提高作用。因此最優化原理與方法的教材改革就顯得尤為重要。

現有最優化課程教材，普遍存在著理論與實際嚴重脫節的現象。目前可供選擇的最優化教材大體上分為兩類，一類注重理論、方法，而沒有算法的框圖，更沒有實際案例。其弊端是學生只學到一些理論知識，但不會將算法與實際問題結合起來，很難將學到的理論基礎應用到科研實際中，另一類是單純介紹某一種算法的應用，忽視其理論基礎。學生參考這種教材，只能盲目套用，根本無法領會算法的精髓，更談不上靈活運用。同時，教師要豐富課堂內容，做到理論聯系實際，使理論更加生動，就要不停地在很多教材與參考資料之間艱難的選擇。因此教學上急需一本將理論方法與實際案例有機結合的教材。

現有教材缺乏上機實驗內容?，F有教材中所采用的例題與課后習題都是可以通過簡單筆算、經過幾步迭代就能得到最優解的，有一些是能夠求出解析解的，而沒有相應的上機實驗內容。簡單的題目確實是教學過程所必需的，但是只有簡單題目，就顯得單一了，也不足以滿足學生學習以及提高動手能力的需要。還會造成教學過程枯燥，學生缺乏學習興趣，學生學習難度大的惡果。

現有教材內容一直沒有更新。現有教材大部分是以線性規劃與非線性規劃，約束優化與非約束優化的傳統理論與經典算法作為這門課程的學習內容，但僅僅學習這些傳統、經典的內容，已經遠遠不能滿足科學研究和社會實踐快速發展的需要，特別是近幾年智能優化算法、凸規劃的理論、非光滑優化等有了較新的發展和廣泛的應用，都應該在教材中介紹，起到引路的作用。

3《最優化原理與方法》教材改革內容

為方便學生直觀理解一些抽象的定義、定理，激發學生的學習興趣，提高學生的動手能力，經過幾年的教學實踐，我們在教材改革過程中，從教材內容、結構、例題和習題的選取四個方面進行了深入的研究。通過深入細致的理論分析，直觀的幾何解釋、算法框圖、實際例題和實驗題等相關內容，做到了把抽象的描述與直觀解釋相結合、理論研究與實際應用相結合、夯實學生理論基礎與鍛煉學生動手能力相結合，把經典傳統理論與近代研究成果相連接。

3.1在教材內容上

首先，教材內容以基礎知識為主。經典、傳統優化算法針對結構化的問題，有較為明確的問題和條件描述，有清晰的結構信息，屬于確定性算法，有固定的Y構和參數，計算復雜度，有嚴格的收斂性。這些都是最優化算法堅實的理論基礎，是研究最優化問題必不可少的，當然也是最優化教材的重要內容。

其次，加入直觀幾何解釋與算法框圖。由于經典、傳統優化算法一些理論證明需要一定的數學功底，這些內容的講述一般比較抽象、枯燥，不利于學生理解。為幫助學生理解一些基本概念和基本結論，在教材中加入一些直觀的圖形。一方面幫助學生理解、記憶，另一方面也能激發學生的興趣，調動學生的學習積極性，同時還能引導學生思考，進行深入的研究。

最后，引入近代優化算法等內容。隨著時代的發展，知識的更新，教材內容需要不斷更新、補充。傳統優化算法對于單極值問題，傳統算法大部分時候已足夠好，對于多極值問題很容易陷入局部最優。而對多極值問題，近十幾年興起并迅速發展的智能優化算法展現了其優于傳統算法的一面。不止如此，智能優化算法也能解決一些缺乏結構信息的最優化問題。因此，可以說智能優化算法是傳統算法的有益補充，是知識更新的需要。不過，目前已經有很多專門介紹智能優化算法的書籍與其他參考資料，有的甚至已經形成一門專門的課程。因此，我們只是在教材的最后簡要介紹一下智能優化算法中的遺傳算法和粒子群算法，作為傳統優化算法的補充，近代優化算法的引領。

3.2教材結構與知識結構符合系統性、循序漸進性原則

在教材內容的編排上，按照“基本思想-基本概念-直觀幾何解釋-主要結論-算法步驟-算法框圖-算例-實際應用算例-小結-基本習題-實驗題”這樣的結構編排。這樣的結構安排，符合由淺入深、由易到難的規律，符合學生的認知過程，更有利于學生掌握知識，學會利用所學的知識分析并解決實際問題。使學生在獲得系統的最優化基本理論知識、抽象思維和邏輯思維能力訓練的同時，也能對其運用數理分析的方法分析實際問題的能力進行必要的訓練，使其能綜合運用所學知識和具體優化算法，形成最優化數學模型并求解的能力，激發學生的學習興趣，提高學生分析問題、解決問題能力。

3.3例題的選取

例題分為兩種，一種數據簡單，運算量小，但是能體現算法涉及到的每一種可能。通過這樣的例題，學生可以按照算法步驟或者算法框圖掌握整個算法步驟。另一種例題便是實際應用算例。這類例題只能按照算法編制程序計算，但是要求有實際來源，學生會先形成數學問題，再求解。這類例題的目的在于激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，逐漸學會怎樣利用所學的知識分析并解決實際問題。

3.4習題的選取

習題也分為基本習題和實驗題兩種，均有答案。基本習題可以是基本概念理解題，基本證明題，也可以是計算量偏小的計算題。學生通過基本習題的訓練，掌握基礎知識，理解基本概念和結論，掌握算法的基本思想。實驗題主要是計算題，有實際背景，有一定的計算量，必須借助于計算機才能求解。通過實驗題的訓練，學生要能掌握算法精髓，對于實際問題，能熟練選擇算法，并能熟練使用計算機求解。一方面鞏固了基本知識，另一方面學生的動手能力、創新能力、探索問題的能力都會得到鍛煉，為后續科研工作做好充分的準備。

總之，通過深入的教學研究和對最優化基本理論體系與闡述方式進行再思考，改革舊的體系，吸收先進的處理方式，反映當代最優化的發展趨勢。堅持“以理論為基礎，注重實踐，突出實用”的原t，從工科院校的學科專業背景出發對教材進行了“再創造”，建成了基本完整的最優化課程新教材體系。

篇7

關鍵詞：水利工程；技術經濟；管理現代化

中圖分類號：F426.91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-10-0235-1

1 技術經濟

1.1 講求經濟效果

不同的社會制度國家，由于生產的目的不同，經濟效果的概念也不同。社會主義國家，生產和建設的根本目的是不斷滿足人民日益增長的物質文化需要。經濟效果的概念就是產品在生產過程中，資源耗用量（包括資源占用量）與所創造的使用價值的比例關系。生產同樣多的產品，資源消耗量（占用量）小，經濟效果就大；反之，經濟效果就小。經濟效果的表述，采用技術經濟評價。資源耗用量是生產實際支付的人工、材料和臺班等用量，溶化于產品中，它與生產的時間因素無關。資源占用是指生產時占用的資源量（如機具設備等），它與時間因素有直接關系。

1.2 技術經濟效果評價

技術經濟效果評價是對工程建設中所采用的各種技術措施、技術方案的經濟效果進行計算、比較、分析和評價，為選優提供依據。社會主義所講經濟效果的實質，是用盡可能少的勞動消耗，取得盡可能多的適合社會主義需要的使用價值，以便更好的滿足整個社會不斷增長的物質和文化生活的需要。原則是：力求技術先進和經濟合理。一定的技術總是在一定的經濟基礎上發展起來的，而技術的發展又推動生產力和整個經濟的發展。任何技術革新、技術措施的實施，離不開經濟條件，經濟的發展，必須依靠技術的進步；不僅要計算直接的經濟效果，還要考慮相關投資的經濟效果和整個國民經濟的經濟效果；既要計算目前的經濟效果，又要考慮長遠的經濟效果。

1.3 技術經濟評價指標體系

由于經濟現象的復雜性，對工程技術經濟效果的評價，如果只用個別指標或僅幾個指標衡量，往往達不到全面、準確評價的目的。需要一套通過科學的分類，又是相互之間形成有機聯系的整體指標體系，既包括技術指標，又包括經濟指標，才能全面衡量工程合理性和科學性。它是綜合分析、全面衡量工程的重要手段。

技術經濟體系應能全面地反映工程建設的主要特征，又要避免過于繁瑣，而是簡易可行。指標體系中按其重要程度，可分為主要指標和輔助指標；按其表現形式，可分為貨幣指標和實物指標。也有建議：水利水電工程的指標體系分類為分析指標、主體指標和目的指標的指標體系。分析指標為技術經濟指標的基礎，主體指標為反映經濟效果大小的指標，目的指標為滿足社會需要程度的指標。這些指標用各個不同的具體指標，或由各個不同具體指標組成的指標組來表示各個方面。

1.4 價值工程

價值工程是計算、分析和評價產品技術經濟效果的一種科學方法。是以最低的總成本可靠地實現產品或作業的必要功能，著重于功能分析的有組織的活動?？偝杀局府a品從設計、生產、施工到使用期間的全部成本費。價值工程的原理包含三個基本概念：即價值、功能和成本。價值，是以功能和現實這一功能所花費的成本的關系確定，當功能一定時，成本愈低，產品價值愈高。當成本一定時，功能愈高，價值愈大。

2 施工管理現代化

管理問題涉及生產力的合理組織、利用和發展，還涉及生產關系和上層建筑的合理調整與改革。因此，管理是一個范圍廣泛的問題。管理現代化的內容有：

2.1 管理思想的現代化

根據社會主義的經濟觀，明確水利水電工程建設的任務和功能，借鑒國外管理科學的理論，確立符合我國客觀實際的現代化管理思想。講求經濟效果，講求效率。

2.2 管理體制的現代化

管理體制是指管理組織和管理制度。全面推行社會主義的責任制，大力精簡各級經濟行政機構，力求提高工作效率。

2.3 管理方法的現代化

一方面在于應用科學管理的方法，另方面在于運用管理科學的技術。科學管理的方法：首先研究勞動效率，叫“工作研究”。在現有的設備條件下對生產程序、操作方法進行科學分析找出最經濟、最有效的程序和操作方法，使工程施工工作效率和資源利用達到最佳效果。其次，關于成本管理叫“價值工程”或“價值分析”。從現有產品出發，用分析價值（如工程成本）的方法，以最低的成本達到產品應有的功能。再次，質量管理，由統計質量管理方法來防止廢品和保證質量，五十年代后，逐步發展了“全面質量管理”。管理科學的技術：現代管理科學的特點，就是管理已經從定性的描述發展到定量的預測，“運籌學”是現代管理科學最重要的理論基礎。運籌學因所服務的對象不同而分成許多分支，其中比較重要的如“規劃論”、“對策論”、“質量控制”、“排隊論”以及統籌方法、優選法等。系統工程是從整體出發，計算出最好的方案，從而組織和安排人力、財力、設備、物資，以達到最合理、最經濟、最有效地完成任務。

2.4 管理技術和手段的現代化

篇8

Abstract： To improve the reliability of aviation equipment， equipment personnel add spare parts for each type of attachment. Calculation shows that reasonable arrangements for the number of spare parts by dynamic programming improve equipment reliability effectively， and the modification cost is reduced to the minimum.

關鍵詞： 裝備可靠性；動態規劃；加改裝

Key words： equipment reliability；dynamic programming；modification

中圖分類號：O221.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）29-0076-03

0 引言

動態規劃是一種數學方法，屬于運籌學的一個分支，其目的是使多階段決策過程最優化。動態規劃的方法廣泛應用于經濟管理、工程技術、生產調度、最優控制和工農業生產及軍事等方面。動態規劃是一種重要的決策方法，可以用來解決裝載和排序、最短路線、最優路徑、設備更新、資源分配、庫存管理、生產過程最優控制等問題。許多問題常常用線性規劃或非線性規劃來解決，但仍不如用動態規劃更行之有效。

裝備的可靠性既是確定維修需求的依據，又是維修工作的歸宿，維修工作必須圍繞可靠性的需求來做，一切維修活動，歸根到底都是為了保持、恢復、提高裝備的可靠性[1]。制定在一定的經濟范圍內保障裝備的可靠性最高的裝備改裝方案，用動態規劃來解決有效很多。

1 動態規劃的方法介紹

1.1 動態規劃的基本思想 動態規劃的核心是最優化原理，具有如下性質：無論過去的狀態和決策如何，對前面一系列決策所形成的目前狀態而言，余下的決策必須構成最優策略[2]。運用該原理，就可以將多階段決策問題的求解過程看作一個連續的遞推過程，由后向前逐步推算，求解問題時，各狀態前面的狀態和策略，對后面的子問題來說，只不過相當于其初始條件，并不影響后面的最優決策[3]。

1.2 動態規劃的基本概念

①階段。階段是指為了便于按一定的次序去求解，而把問題的過程恰當地分為若干個相互聯系的階段，人們常用符號k表示階段變量，階段變量指描述階段的變量。

②狀態。狀態表示每個階段開始所處的自然狀況或客觀條件，它描述了研究問題過程的狀況。描述過程狀態的變量稱為狀態變量，常用sk表示第k階段的狀態變量。

③決策。決策表示當過程處于某一階段的某個狀態時，可以作出不同的決定，從而確定下一階段的狀態，這種決定稱為決策。常用uk（sk）表示第k階段當狀態處于sk時的決策變量，它是狀態變量的函數。在實際問題中，決策變量的取值往往限制在某一范圍內，此范圍稱為允許決策集合，常用Dk（sk）表示第k階段從狀態sk出發的允許決策集合，顯然有uk（sk）∈Dk（sk）。

④策略。策略是一個按順序排列的決策組成的集合。由過程的第k階段開始到終止狀態為止的過程，稱為問題的k子過程。由每段的決策按順序排列組成的決策函數序列{uk（sk），…，un（sn）}稱為k子過程策略，簡稱子策略，記為

pk，n（sk），即pk，n（sk）={uk（sk），uk+1（sk+1），…，un（sn）}

⑤狀態轉移方程。狀態轉移方程是確定過程由一個狀態轉移到另一個狀態的演變過程。若給定第k階段狀態變量sk的值，如果該段的決策變量uk一經確定，第k+1階段的狀態變量sk+1的值也就完全確定。即sk+1的值隨sk和uk的值變化而變化，這種對應關系可以記為

sk+1=Tk（sk，uk）

上式稱為狀態轉移方程，Tk稱為狀態轉移函數[4]。

⑥指標函數和最優值函數。指標函數是用來衡量所實現過程優劣的一種數量指標，它是定義在全過程和所有后部子過程上確定的數量函數，常用Vk，n表示[5]，即

Vk，n=Vk，n（sk，uk，sk+1，…，sn+1），k=1，2，…，n

對于要構成動態規劃模型的指標函數，Vk，n可以表示為sk、uk、Vk+1，n的函數，滿足以下遞推關系Vk，n（sk，uk，sk+1，…，sn+1）=？準k[sk，uk，Vk+1，n（sk+1，…，sn+1）]

常見的指標函數有如下兩種：

1）過程和它的任一子過程的指標是它所包含的各階段的指標的和，即

Vk，n（sk，uk，sk+1，…，sn+1）=■vj（sj，uj）

其中vj（sj，uj）表示第j階段的階段指標[6]，則上式又可以記為

Vk，n（sk，uk，sk+1，…，sn+1）=vk（sk，uk）+Vk+1，n（sk+1，uk+1，…，sn+1）

2）過程和它的任一子過程的指標是它所包含的各階段的指標的乘積[7]，即

Vk，n（sk，uk，sk+1，…，sn+1）=■vj（sj，uj）

這時就可寫成

Vk，n（sk，uk，sk+1，…，sn+1）=vk（sk，uk）Vk+1，n（sk+1，uk+1，…，sn+1）

指標函數的最優值，稱為最優值函數，記為fk（sk）[8]。它表示從第k階段的狀態開始到第n階段的終止狀態的過程，采用最優策略所得到的指標函數值，記

fk（sk）=■Vk，n（sk，uk，…，sn+1）

其中“opt”可根據題意取min或max[9]。

1.3 動態規劃的基本方程 設指標函數是取各階段指標的乘積的形式，那么動態規劃的基本方程為

fk（sk）=■[vk（sk，uk）×fk+1（sk+1）]

k=n，n-1，…，1

邊界條件為fn+1（sn+1）=1[10]。

其中n表示計劃的階段總數，k表示階段變量，fk+1（sk+1）表示從第k+1階段到第n階段采取最優策略所得到的指標函數值[11]，vk（sk，uk）表示第k階段的階段指標，fk（sk）表示從第k階段到第n階段采取最優策略得到的指標函數值，“opt”在裝備更新問題中取max[12]。

2 實例求解

某航空裝備由3型部附件D1、D2、D3（每型各1個）構成，3型部附件間的可靠關系為串聯關系，即有一型部附件出現故障該型裝備即出現故障，無法正常使用。3型部附件使用到時間t的可靠度Ri（t）（i=1，2，3）分別為0.6、0.7、0.5。為提高該型裝備的可靠性，擬對其進行加改裝，每型部附件加裝備用部附件（同型部附件間構成并聯關系）。受重量、加改裝空間等的制約，每一型部附件最多只能加裝3個備用部附件，3型部附件的單個加改裝費用Ci（i=1，2，3）分別為15萬元、30萬元、25萬元?，F要求加改裝總費用不超過120萬元，試制定加改裝方案，使得該型裝備使用到時間t的可靠度最高。

根據題意，本問題為一個3階段的決策問題。設階段k=1，2，3，每個階段解決一個部附件應加裝備用部附件的數量；狀態變量sk表示第k階段可以使用的改裝經費；決策變量uk表示第k階段加裝的備用部附件數量。狀態轉移方程為sk+1=sk-ukck

允許決策集合為Dk（sk）={uk|0？燮uk？燮（sk/ck），uk為整數}

指標函數為vk（sk，uk）=1-（1-Rk）■

遞歸方程為fN+1（sN+1）=1fk（sk）=■{vk（sk，uk）×fk+1（sk+1）}

下面用順序法求解。

①當k=1時，s1=120。

f1（120）=■{（1-（1-0.6）■）×f2（120-15u1）}

=max{0.6f2（120），0.84f2（105），0.936f2（90），

0.9744f2（75）}

②當k=2時，s2=120，105，90，75。

f2（120）=■{（1-（1-0.7）■）×f3（120-30u2）}

=max{0.7f3（120），0.91f3（90），0.973f3（60），0.9919f3（30）}

f2（105）=■{（1-（1-0.7）■）×f3（105-30u2）}

=max{0.7f3（105），0.91f3（75），0.973f3（45），0.9919f3（15）}

f2（90）=■{（1-（1-0.7）■）×f3（90-30u2）}

=max{0.7f3（90），0.91f3（60），0.973f3（30），0.9744f3（0）}

f2（75）=■{（1-（1-0.7）■）×f3（75-30u2）}=max{0.7f3（45），0.91f3（15）}

③當k=3時，s3=120，105，90，75，60，45，30，15，0。

f3（120）=■{（1-（1-0.5）■）}=0.9375

同理解得

f3（105）=f3（90）=f3（75）=0.9375

f3（60）=0.875，f3（45）=f3（30）=0.75

f3（15）=f3（0）=0.5

反推回去，解得

f2（120）=0.91f3（90）=0.853125

f2（105）=0.91f3（75）=0.853125

f2（90）=0.91f3（60）=0.79625

f2（75）=0.7f3（45）=0.525

進而解得f1（120）=0.936f2（90）=0.74529

從而求得u1=2，u2=1，u3=2，即加裝2個D1型備用部附件、1個D2型備用部附件、2個D3型備用部附件。該型航空裝備加改裝總費用為110萬元，使用到時間t的可靠度為0.74529。

3 應用分析

①假設航空裝備技術人員依經驗決定加裝D1型備用部附件2個、D2型部附件1個、D3型部附件3個。則該型航空裝備加改裝總費用為135萬元，使用到時間t的可靠度為0.798525。顯然，與動態規劃計算出來的結果相比，可靠度并沒有顯著增加，總費用卻超出預算很多。

②假設加裝D1型備用部附件1個、D2型部附件1個、D3型部附件2個。則該型航空裝備加改裝總費用為95萬元，使用到時間t的可靠度為0.66885?？梢姡c動態規劃的方法相比，費用雖然在預算之內，但可靠度卻明顯下降。

綜上，制定在一定經濟范圍內的提高裝備可靠性的加改裝方案，運用動態規劃來解決既可以有效提高裝備可靠性，又可以將費用降低到最小。

4 結束語

維修實踐表明，高可靠性和高維修性的航空裝備，既可以延長使用壽命，又可以減少維修項目和維修次數，這是從根本上降低維修費用的有效辦法。另外，增加零部件特別是貴重件的可修復性，即在維修性設計時，使其具有可調整、可矯正、可局部拆換等性能，這樣既能節約維修費用，又便于戰時修復，提高航空裝備作戰效能。動態規劃為決策者提供了每個零部件的備用件加裝策略，綜合考慮了裝備的可靠性和經濟性，使得總效益最大化。

參考文獻：

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[8]俞玉森主編.數學規劃的原理和方法[M].武漢：華中工學院出版社，1985.

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[10]沈貴林.基于動態規劃的物流裝備更新決策方法[J].2006，29（12）.

篇9

關鍵詞：民航；安全管理；教學改革；學歷教育；職業教育

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）05-0272-02

一、引言

“安全”是民航業永恒的主題，自從1903年人類第一次試飛成功，至今一百多年的時間里，民航業的人們一直關注于安全管理方面的工作。2000年FAA（Federal Aviation Administration，（美國）聯邦航空局）了《Safety Management System》，同年Eurocontrol （European Organization for the Safety of Air Navigation，歐洲航行安全組織）針對ATS（Air Traffic Service，空中交通服務）提出了系統性安全管理要求，2001年又針對ATMS（Air Traffic Management System，空中交通管理系統）提出了安全風險管理要求。ICAO（International Civil Aviation Organization，國際民航組織）從2006年至2013年間連續三次頒布了不斷改進和完善的Doc 9859《Safety Management Manual》，要求各成員國在此原則指導下全行業范圍內開展民航安全管理工作。在此背景下，《民航安全管理》課程應運而生。該課程的傳統教學模式是以教師講授為主，學生被動接受，走上工作崗位后需要依賴對課程知識點的理解處理碰到的實際問題。學生反映課程教學枯燥，沒有興趣，應付考試；走上工作崗位后，發現理論知識與實踐脫節，很難達到該行業領域對學生能力的要求。本文結合課程本身的特點和存在的問題，在深化培養方案、拓寬基礎知識、加強能力培養、重視行業應用、改革考試方式等環節進行有益的探討和嘗試。

二、深化培養方案

《民航安全管理》作為本科專業基礎課程，按照聯合國教科文組織《國際教育標準分類法》中高等教育的劃分，應滿足5A2培養類型，即培養從事先導性的基礎研究的學術研究型人才，課程的培養目標、課程體系以及教學內容等一系列重要問題都需要符合本科生培養大綱的標準，使得畢業生滿足民航業關于應用型高級專門人才的需要。交通運輸規劃與管理專業主要為民航業培養空管、情報、簽派方向的專門人才。學生未來步入工作崗位后，其工作活動均是確保飛行安全的核心環節。因此，民航局對三個方向的培養均非常重視，詳細規定了各類人才的培養標準。中國民用航空規章WM-TM-2012-003《民用航空空中交通管制和情報基礎專業培訓大綱》和CCAR-65《民用航空飛行簽派員執照管理規則》規定了空中交通管制基礎專業、航空情報基礎專業以及簽派員的培養標準，對“安全管理”知識的培養內容均做了詳細具體的要求?？梢姟睹窈桨踩芾怼氛n程的教學，不但要滿足高等教育的有關要求，還必須滿足民航局的法律規章，具有學歷教育和職業教育相結合的鮮明特點。為此，本課程按照圖1的流程科學地設置教學大綱和教學計劃。

Step1：首先授課教師根據相關文件和對該課程的理解程度，初步制定教學綱要和教學計劃；

Step2：成立由管理局、空管局、航空公司、機場等單位相關行業專家組，對《民航安全管理》課程的教學綱要進行評審，明確培養目標和知識體系，形成具體的知識點；

Step3：授課教師根據Setp2的評審結果確定《民航安全管理》課程的內容與學時分配，修訂教學計劃；

Step4：將《民航安全管理》課程優化后的培養方案交由高等教育專家或部門審批。

通過上述四個方面的工作，使得該課程的培養方案滿足：

1.符合本科生培養大綱，符合學術研究理論深度；

2.符合局方培訓和管理要求，提高學生能力。

三、拓寬、扎實民航安全管理的理論知識

課程的第一部分為安全管理基本原理，著重講述基本概念、安全管理戰略、危險源識別和風險管理以及安全管理的責任方等內容。在授課過程中講解知識點原理時，闡釋其內涵固然重要，更需要學生對外延擴展的理解。以基本概念――“安全”為例。安全在人們的潛意識中是至高無上的。因為這種想法認可了生命無上崇高的價值，不論從社會上、倫理上還是道德上來說，都是無懈可擊的。但是每個民航組織作為商業運營單位，從來都是以盈利作為核心目標，安全只是其核心組成程序。因此安全概念指出“控制在可接受的水平范圍內”，并不需要絕對控制，闡釋概念，擴展外延，糾正原有觀念中“安全第一”的錯誤理解。

四、加強學生理論知識的實際運用能力培養

《民航安全管理》課程的第二部分是安全管理方法，主要講述危險源識別方法和風險評估方法，分為定性分析和定量分析兩種。定性分析方法包括頭腦風暴法、專家調查法、HAZOP（Hazard and operability studies，危險與可操作性分析）；定量分析方法包括Reich模型、事件模型、故障樹模型、事件樹模型、層次分析模型、模糊數學、蒙特卡洛模擬等7種安全評估常用方法。授課過程中，重點講解每個模型原理、使用特點和適用情況等知識點，同時給出應用案例，以及一些常用的軟件工具，拓展外延，同時夯實基礎，做到論文第二部分的要求。授課方式需要借助先進的多媒體教學手段，將深奧的理論視覺化，在教師深入淺出的講解之下，有利于學生對理論知識的掌握，有效地化解教學中的重點和難點，提高教學效率，增強教學效果。授課教師首先將授課班級分成若干討論小組，針對指定民航領域曾經發生的不安全事件，在了解發生背景的基礎上，基于課程第一部分理論基礎中事故和事故征候分析原理，按照風險評估流程，研討不安全事件產生的表象原因和根原因。運用上述各種評估工具和軟件識別危險源，評估危險源的嚴重性和可能性，確定風險等級，對于不可接受的風險制定相應的風險緩解措施，將安全風險置于可接受的安全水平范圍內。對于研討結果，要求形成一份相對完整的安全評估報告。此報告質量作為學生此門課程考試成績的一個重要考核指標。

五、完善理論體系與行業應用相結合

課程的第三部分講述內容為SSP（State Safety Programme，國家安全綱要）和SMS（Safety Management System，安全管理體系）。此部分內容的目標是與民航安全管理實際接軌，注重講解行業范圍內的安全管理建設，滿足行業培養需求。SSP和SMS是民航安全管理在國家和各民航單位不同層次的建設內容。在授課過程中，根據ICAO Doc9859文件的要求背景下，詳細闡述兩個部分的各自內容、相互之間的區別和聯系，以及美國、英國、加拿大、歐洲和中國的建設情況。ICAO提出的SSP和SMS是具有指導作用的原則性文件，各國民航局也有相應的文件出臺。但是各個運行單位需要根據自身的工作性質、運行狀況根據上述文件制定符合自身實際特點的本單位SMS文件，在執行的過程中還需要不斷地完善SMS體系，實施閉環的安全管理程序，將各單位的運行風險安全關口前移。為此，通過該課程的學習，學生應該具備根據就業單位的不同性質、不同規模等特點，在步入工作崗位后能夠適應其單位的安全管理模式，并且能順利參與到單位的安全管理建設中。本課程可以采用聘請相關民航單位安全管理相關人員走進課堂的方式，將各單位實際運行中碰到的問題與同學們分享，保證理論與實踐的緊密結合，調動學生的積極性，激發學習興趣。

六、改革考核方式

傳統的《民航安全管理》課程的成績評定只是采用課程結束時單一的閉卷考試成績。該考核方式對這種行業應用背景及強的課程，是不準確的，缺乏對學生創新思維、安全管理知識綜合運用能力的評價。為此，采用課堂提問、大作業和卷面考試相結合的方式進行成績評定。課堂提出不僅包括每次課程之前的知識點復習提問，更重要的是，在同行專家的授課期間，與同行專家討論單位SMS實際建設中遇到問題的解決思路，考查知識點的掌握和運用能力；大作業是指本文第四部分中講述的評估工具對民航事故和事故征候等實際具體問題的分析報告，注重理論工具對實際問題的應用。保留課程結束時的卷面考試方式，全面考核基本要領和基本概念，衡量運用基本概念進行分析的能力?？罩薪煌ü芾韺I是南京航空航天大學實施教育部批準的“卓越工程師教育培養計劃”的重點專業之一，《民航安全管理》是該專業的重點課程之一。因此，該課程的教學改革最終需要以加強基本理論為根本，以理論基礎聯系實際運用為主線，以培養在安全管理中的實踐能力為目標，與課程教學大綱和學生培養目標相一致，滿足學歷教育和職業教育的雙重需求，為國家民航業輸送符合要求的高素質人才，為實現民航大國轉型為民航強國服務。

參考文獻：

[1]中國民用航空局空管行業管理辦公室.民航空中交通管理安全評估管理辦法[R].2011.

篇10

作為高等教育發展中的一個類型，高等職業教育肩負著培養面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才的使命，在我國加快推進社會主義現代化建設進程中具有不可替代的作用。教育部在2006年頒布的《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》明確指出：要針對高等職業院校學生的特點，培養學生的社會適應性，教育學生樹立終身學習理念，提高學習能力，學會交流溝通和團隊協作，提高學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力。物流管理專業是以經濟學、管理學為理論基礎，以定性和定量分析為研究方法，以工程系統為技術依托的新興專業。

高校物流管理專業的培養目標是使學生正確理解和掌握物流管理的基本概念、理論體系、研究方法與手段，了解前沿問題和發展趨勢，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。但在培養目標的具體定位上，普通本科院校和高職高專院校卻有著較大的區別，經對國內數十所高等院校專業培養目標的調查和統計分析，發現大多本科院校的物流管理專業比較重視本專業理論體系的完整性和系統性，強調學生對基礎理論和研究方法的掌握，在教學方法上，本科院校雖說也強調了實踐教學環節的重要性，但在培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力的方法和途徑上，許多本科院校還是以理論教學為出發點的，將理論教學環節放在了更突出的位置。相比較而言，高職院校的物流管理專業在培養目標上具有更強的崗位針對性，強調學生對崗位需求能力的掌握，在專業素質的要求上，可將高職院校的培養目標總結為：具有為達到本專業培養目標所必需的物流管理專業知識、職業技能、外語會話、計算機應用等知識，具有較強的物流管理的基本操作技能及其相關的基本管理技能，有分析解決本專業一般實際管理問題的能力，具有物流管理一線工作需要的實踐能力。

喻立：面向高職院校物流管理專業的CDIO能力指標體系研究十堰職業技術學院學報2012年第6期第25卷第6期在高等院校的工程教育的模式改進中，CDIO從具體的操作和應用方面提出了系統的能力培養、全面的實施指導、完整的實施過程和嚴格的結果檢驗的12條標準。CDIO標準是直接參照工業界的需求制定的，因而能完全滿足產業對工程人才質量的要求。CDIO的關聯原則標準明確指出，采用產品和系統生命周期的開發，以及使用這一工程教育方法論，是強調它作為知識和能力培養的載體及環境，即知識和能力之間的關聯，而不是具體內容[1]。CDIO重視培養學生的個人和人際技能，以及對產品、工藝、系統的掌控技能，使學生能夠引領新產品、工藝、系統的創新和運行[2]。CDIO培養目標涵蓋了在組織中從事工程工作所需的全部能力，包括專業技術知識、實踐能力、個人能力、職業能力和態度、團隊工作和交流能力等，每一個能力點都要具體落實到課程和課外活動中，為學生提供一種學習情境和學習經驗，使學生在學習學科知識的同時，養成個人能力、人際交往能力以及產品系統構思、設計、實施和運行的能力[3]。

二、物流管理專業課程的專業知識特性分析

對物流管理專業主要課程中的教學內容進行知識特性分析，可將各類知識分為4種類型，即：常識性知識、邏輯性知識、技能性知識和創新型知識。

常識性知識指本專業所必須了解和掌握的基礎性理論和應用知識，通過對常識性知識的學習，可以使學生對本專業的課程知識體系的內容和背景產生初步的認識，常識性知識是學生進行后續課程學習并形成專業能力的基礎。

相對于常識性知識，邏輯性知識是邏輯思維的反映，一般具有因果邏輯關系，通過邏輯性知識的學習，可以使學生掌握最基本的理論分析工具，要強調的是，邏輯性知識間的復雜關聯決定了該類知識的隱性特征，因此，在制定專業學習進度計劃時，需要厘清邏輯性知識之間的交互關系，既要避免課程之間的知識重疊，又要注重知識之間的相互融合，在進行CDIO項目設計時，應充分把握邏輯性知識的更新迭代規律，使知識的傳授更具有層次性和針對性。

技能性知識是學生所需掌握的與本專業操作流程相關的程序性知識和控制性知識，包含有大量的程序、規則、流程等方面的知識，技能性知識將使學生獲得解決實際運作流程中問題的能力，具有較強的專業領域特性，需要強調的是，學生專業能力的產生和提高，體現在學生對物流系統的全面認識和整體把握上，將技能性知識模塊化和單元化很容易造成學生對知識理解的片面性，難以形成從系統的角度解決問題的綜合能力，因此在CDIO項目的設計中，既要突出模塊化技能知識的鮮明特性，同時也要考慮到技能性知識的系統性和綜合性，將模塊化知識與項目整體有機結合。

系統性知識是系統性思維和系統規劃能力在專業領域中的綜合體現，具有隱性知識特征，知識的系統性不僅體現在知識內容的前沿性上，而且還體現在知識結構的復雜性上，CDIO培養大綱將學生能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，在CDIO項目教學計劃中，應該讓學生有足夠的參與物流系統過程設計和規劃的經歷，讓學生在“做中學”積累扎實的系統性專業知識。

三、高職物流管理專業的CDIO指標體系構建

在掌握專業知識的基礎上，物流專業的學生需要形成面向具體工作崗位職業能力和素質，美國工程教育認證組織ABET制定的認證標準EC2000提出學生應具備應用數學、自然科學和工程知識等應知能力，除此之外，學生還應具備全面的設計、分析、抽象和解決具體工程問題的應會能力。表1高職院校物流管理專業的CDIO能力指標體系

一級指標二級指標三級指標一級指標二級指標三級指標應知能力應會能力物流系統認知物流技術認知方法論認知基本能力信息獲取能力系統分析能力采購物流系統生產物流系統銷售物流系統回收物流系統供應鏈系統運輸管理技術庫存管理技術信息管理系統其他技術運籌學統計學計算機編程外語應用計算機辦公應用書面表達能力語言表達能力提煉調研主題問卷設計能力文獻調研能力總結與歸納能力定性分析能力定量分析能力環境協同能力系統運作能力團隊協同客戶關

系管理外部環境

的認識系統構思系統設計系統實施系統運行團隊意識溝通交流能力技術合作能力客戶行為理解能力客戶需求預測能力客戶關系處理能力宏觀環境評估能力微觀環境評估能力物流系統目標確定能力物流系統建模能力物流專業知識應用能力跨學科知識應用能力物流系統診斷能力物流系統綜合設計能力物流系統軟硬件整合能力物流系統調試能力設計實施過程管理能力物流系統優化能力物流系統交付及培訓能力終身學習能力基于物流系統服務生命周期的客戶服務意識在具備上述應知應會能力的基礎上，學生還應在職業道德、人際交流以及自我學習方面具備應有的素質。參照EC2000標準及CDIO培養大綱對工程教育應達到的能力目標的全面表述[4][5]，結合高職院校物流管理專業的培養目標，本文從應知能力、應會能力、環境協同能力和系統運作能力4個方面提出面向高職院校物流管理專業的CDIO能力指標體系（如表1所示）。

1.應知能力

（1）物流系統認知

了解物流系統的基本構架及運作機理，熟悉企業生產經營過程中所涉及的采購物流、生產物流、銷售物流、回收物流的系統特征以及各系統之間的相互作用和約束關系。由此，設定以下5個評價指標：采購物流系統知識、生產物流系統知識、銷售物流系統知識、回收物流系統知識和供應鏈系統知識。

（2）物流技術認知

掌握現代物流技術的基本特征，理解物流系統對物流技術的需求趨勢及發展規律，熟練掌握產品在物流過程中所涉及的運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、流通加工、配送、信息處理等環節中所涉及的相關技術知識。運輸、倉儲和信息管理是物流系統運作中的核心環節。由此，設定以下4個評價指標：運輸管理技術、庫存控制技術、信息管理技術及其他技術。

（3）方法論認知

掌握物流系統規劃的基本方法。從戰略、戰術和運作層次上掌握物流系統規則中所涉及的客戶服務目標設計、設施選址戰略、庫存規劃與管理以及運輸網絡規劃與設計所涉及的運籌學、統計學、計算機編程等方面的知識。由此，設定以下3個評價指標：運籌學、統計學、計算機編程。

2.應會能力

（1）通用基本能力

能夠運用英語進行基本的對話交流，閱讀相關的外文專業文獻；熟練運用常用的計算機辦公軟件；撰寫有說服力的專業技術報告或項目建議書，具備一定的演講和呈現技巧。由此，設定以下4個評價指標：外語應用能力、計算機辦公應用能力、語言表達能力和書面表達能力。

（2）信息獲取能力

了解各種信息的綜合來源，熟悉一手信息和二手信息的來源特征，熟練掌握訪談、焦點組、問卷調查及文獻調研的基本方法和流程。針對大量的信息能夠提取其中的有效知識并予以詮釋。由此，設定以下4個評價指標：提煉并闡明調研主題能力、調查問卷設計能力、文獻調研能力、總結與歸納能力。

（3）系統分析能力

了解物流企業診斷和調查的基本流程和方法，針對所收集的信息和資料的討論與整理、掌握特征分析、趨勢分析、假設檢驗等定性和定量分析方法，并能對具有相似性的系統案例進行歸納和分類。由此，設定以下2個評價指標：定性分析能力和定量分析能力。

3.環境協同能力

（1）團隊協同及交流

了解物流服務系統的總目標和分階段目標，明確自己在服務供應鏈中的個體任務和目標，自覺地以系統的終極目標來約束自己的行為，通過與團隊成員的不斷交流和溝通來實現流程任務中的全面協同。由此，設定以下3個評價指標：團隊意識、溝通交流能力、流程技術合作能力。

（2）客戶關系管理

“以客戶為中心”是物流服務企業必須遵循的理念。在對客戶需求進行分析時，關鍵是要把握客戶需求的原因和本質，避免出現理解的歧義，因此需要從業人員具備積極處理客戶關系的能力。由此，設定以下3個評價指標：客戶行為理解能力、客戶需求預測能力、客戶關系處理能力。

（3）對外部環境的認識

包括對區域中與物流相關的地理自然條件、政策法律環境、交通基礎設施、行業競爭態勢以及供應鏈合作伙伴等宏觀和微觀環境的綜合評估能力。由此，設定以下2個評價指標：宏觀環境評估能力和微觀環境評估能力。

4.物流系統運作能力

（1）物流服務運作的系統化構思

具備面向整體的系統化思維能力，凡事能從物流服務供應鏈的系統視角出發，進行總體的構思和局部項目的設計，能夠厘清服務供應鏈中物流、商流、資金流和信息流的相互作用和影響關系。由此，設定以下2個評價指標：系統目標確定能力、系統建模能力。

（2）物流系統的設計

了解物流系統中流體、載體、流量、流速、流程等構成要素的相互作用關系，能夠對物流系統進行合理的規劃，對物流系統存在的問題作出準確的診斷，并能進行簡單的物流系統設計。由此，設定以下4個評價指標：物流專業知識應用能力、跨學科知識應用能力、物流系統診斷能力和綜合設計能力。

（3）物流系統的實施

在設計的基礎上，能夠進行物流系統的整合和調試，了解客戶的需求和系統運行的各階段目標，隨時根據客戶的需求進行系統的改進和調整。由此，設定以下3個評價指標：物流系統軟硬件整合能力、物流系統調試能力、設計實施過程管理能力。

（4）物流系統的運行

隨著客戶需求的變化和信息技術的不斷進步，物流服務系統隨時面臨著改進和升級。這需要專業技術人員具有與時俱進的學習能力和為客戶提供基于產品生命周期服務的職業素養和意識。由此，設定以下4個評價指標：物流系統優化能力、系統的交付及培訓能力、學習能力、客戶服務意識。

［參考文獻］

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