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2011/11/16 运筹学系列课程的建设与改革 (点击:4262 ) 收缩

山东大学是全国运筹学的发源地之一,早在六十年代初就开始进行运筹学的研究和教学,在全国最早成立了运筹学专业方向。1981年运筹学和控制论专业被批准为国家首批博士点,并于2001年被批准为国家重点学科。经过几代人的努力,建立了我们目前力量较强,在全国有一定影响的运筹学系列课程国家级教学团队,团队负责人是国家级教学名师刘桂真教授。我们从培养创新性人才出发,对运筹学系列课程的课程体系、教学内容、教材建设和教学方法与手段进行了全方位的创新性改革。四年来获得了名师、名教材、名课程、名团队的优秀教学成果,解决了教学中的师资队伍建设、教材建设和课程体系改革等问题。

一、加强教学团队建设,改革教学模式

教学改革的关键之一是师资队伍建设,近几年来山东大学运筹学系列课程加强了教学团队的建设。多位年轻教师到国外访学进修,提高了科研和教学水平,并聘请了加拿大汤姆森大学于青林为讲座教授进行合作研究。目前运筹学系列课程的教学团队师资力量雄厚,年龄、学历与知识结构合理,13名教师全部具有高级职称,教授8人,副教授5人,其中有博士生导师5人,硕士生导师5人,并且45岁以下的7位教师都具有博士学位。团队中的胡发胜教授2004年获得“山东大学青年教学能手”称号,2005年获得国家级教学成果二等奖一项。李国君教授是山东省“泰山学者”特聘教授, 主持的运筹学课程被列为“全国理科基地创建名牌课程”。本团队主要给本科生讲授运筹学、概率论、数理统计、经济计量学、数学模型、现代物流等运筹学系列课程,同时还给研究生讲授图论、组合优化、生物信息计算、运筹学在经济中的应用等10多门课程。团队多数成员参加了国家精品课程《运筹学》的教学和建设、参加了大学数学国家级规划教材、配套教材及参考书的编制工作。通过加强“学习型”课程团队的建设,形成了一支在多年的教学改革与实践中具有极强敬业精神和合作精神的师资队伍。运筹学系列课程教学团队2008年被评为国家级教学团队,带头人是国家级教学名师刘桂真教授。

在教学中,坚持教授为本科生上课,每门课程都有一个老中青相结合的教学梯队,注重集体备课,形成听课和试讲制度,加强集体教学研究,老教师对年轻教师起到了传帮带的作用。我们将单一的课堂讲授,变为课堂讲授、课堂讨论、案例教学、实验教学相结合的形式。课堂讨论的内容有的是运筹学的某些基本摄念、基本原理或基本方法,也有运筹学的应用案例。新的教学模式激发了学生的探索性思维活动,强化了学习效果,教学质量得以不断提高。

二、加强课程建设,改革课程体系

本着与时俱进、与专业发展趋势俱进的原则,我们重点对《运筹学》课程进行了建设,包括对课程建设、教学方法等进行了一系列的改革和创新。首先通过深入研究国内外运筹专业的课程设置和学科前沿发展方向,按照专业基础课、专业必修课、专业选修课的要求进一步完善优化山东大学运筹学课程体系,体现了本科、硕士研究生与博士研究生在该课程体系中的差异性。其次我们对运筹学的现有相关课程体系整体结构进行了优化,形成了一种反映时代要求的全新课程体系。运筹学教材涵盖了线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、图论与网络分析、网络计划技术、排队论、决策分析、对策论等主要内容,并辅佐相关课程进行内容的深化和广义化,如现代图论、优化理论与方法、最优化方法等课程分别作为运筹学的后续课程。知识体系完整、内容设置合理,模块化结构易学易教,这种编写结构和内容体系在运筹学系列教材中尚很少见,具有先进性和创新性。运筹学课程被列为国家理科基地创建名牌课程并于2005年被评为国家精品课程。

教学方法方面,在传统教学的基础上我们丰富了教学手段,教学中采用先进的多媒体教学手段,体现了多元化的现代教育技术方法与手段,广泛应用电子教案、多媒体技术教学,培养学生的建模与计算能力,充分调动同学们学习的主观能动性。

三、加强教材建设,改革教学内容

在运筹学系列课程教材建设中,我们重点加强了《运筹学》教材的建设。《运筹学(第一版)》是通过教育部组织的全国竞标获得的编写权,在全国广泛应用并多次获奖,曾获教育部科技进步二等奖。《运筹学(第二版)》作为面向二十一世纪教材出版,2002年被教育部评为“高等教育百门精品课程教材”。 2007年《运筹学(第三版)》作为“十一五”国家规划教材出版并评为国家级精品教材,该教材仅2007年就发行5万多册。第三版与第一二版相比在教学思想、内容设置上进行了较大改革,体现了厚理论、宽口径,理论联系实际的特点。主要表现在:其一,在每章习题后增加了(B)类题目,该类题目来自实际的优化问题,很好地体现了运筹理论联系实际的特点,既激发了学生的学习兴趣,也给同学们提供了利用所学知识解决实际问题的机会,使学生开阔了视野,得到了锻炼。其二,特别增加了网络计划技术一章,丰富了优化工具和方法。其三,完善了部分内容,如在“线性规划”一章中增加了参数规划内容;在“动态规划”一章中增加了关于几类多阶段决策问题的内容;在“决策分析”一章中精简了常规的确定型决策分析内容,使内容组织编排更加科学合理。其四,增加了部分需要一定计算量的题目,每章后的习题也编排为理论与应用两部分,并配有相关的教学计算软件随书同时发行。目的在于引导学生学习相关的计算软件,使学生在学习基本理论和算法的同时,能在计算机上熟练地操作解决一些实际应用问题,来培养和提高学生科学素质和分析问题、解决问题的能力。另外2005年至今我们还编写了下列教材:S-粗集与粗决策、函数S-粗集与系统规律挖掘、数理统计、大学数学学习指南、 概率论与数理统计、数与形(数学卷)经济数学、微积分辅导及习题精解、线性代数辅导及习题精解、图与网络技术等,特别与于青林教授合作在高等教育出版社出版了专著“图的因子与匹配可扩性”,其英文版在国外斯普林格出版社出版。

运筹学教材在编写和讲课中,突出其解决实际问题的应用价值,有利于提高学生的综合素质和创新能力,体现了现代教育思想和创新教育的教学理念。教材重点放在运筹学基本概念的理解、基本原理的掌握以及基本方法的应用上,在讲授基本理论时强调案例教学法,通过实用问题来提高学生学习运筹学课程的兴趣和培养学生的运筹思维能力,使学生通过运筹学课程的学习,能够运用运筹学的思想、原理、方法去分析和解决管理工作中存在的大量优化问题。同时我们还引入方便高效的数学软件LINDO\LIOGO\ MATLAB,通过课堂讲解和上机实验课,摒弃传统教学中复杂的手工计算,培养学生应用软件进行优化计算的能力。软件的使用大大提高了工作效率,也极大增强了学生接触实际问题的机会,提高了解决实际问题的综合能力。与运筹学教材配套的学习指导和教学课件以及电子教案也在全国发行并投入使用,收到了很好的效果。

四、加强教学研究,改革教学方法

为了不断提高教学质量,2004年以来我们承担了下列国家级和省部级教学研究项目:运筹学系列课程教学团队建设,《运筹学》全国名牌课程建设,《运筹学》国家精品课程建设,《运筹学》精品教材建设,《运筹学》十一五规划教材建设,国家理科基础科学研究和教学人才培养基地-山东大学数学基地条件建设项目,国家理科基础科学研和教学人才培养基地-山东大学数学基地能力提高项目等。在“中国大学教学”、“中国教育理论杂志”等刊物发表教学论文8篇,其中“国家精品课程运筹学的教学改革与实践”于2006年发表在“中国大学学”。在加强教学研究的同时, 我们还注重教学和科研紧密结合,以科研促教学。在本科教学中注重介绍某些最新的科研成果,同时结合团队承担的科研教学项目,设置一定数量的数学基地学生能力提高项目。

在改革中,我们开设了“最优化方法”、“ 数学建模”、“ 数学方法与数学文化系列讲座”、“ 运筹学在企业中的应用”等选修课,对运筹方向的研究生开设“现代图论”、“ 优化理论与方法”、“决策分析”等后续深化课程,以培养高层次人才在特定领域的专业知识。在改革课堂教学形式方面,将单一的课堂讲授变为课堂讲授、课堂讨论、案例教学、实验教学相结合的形式。我们还注重加强实验教学,在教学中引入数学软件并结合运筹学的算法来解决一些管理中的实际问题。源于对优化理论和软件应用的掌握,学生参加数学建模比赛的成绩得以持续提高,并稳定在一个较高的水平,我们指导的学生在全国及国际大学生数学建模竞赛中多次取得优异成绩。我们在教改中还注意结合团队承担的科研教学项目,引导学生进行科研探索,激发学生对科学研究的兴趣。并鼓励研究生参与本科生的课业指导,为培养优秀的科研后备人才打好基础。网络资源的建设也是教学方法改革的一项重要内容,在《运筹学》、《概率统计》等网站有丰富的教学资源:教学录像、教学大纲、案例库、课业成果等,这些对教学成果的推广起到了很好的作用。

五、教学改革成果社会效益显著

上述改革收到了良好的效果。精品教材《运筹学》曾获教育部科技进步二等奖;运筹学课程2005年被评为国家精品课程;“运筹学专业课程教学改革的实践”于2004年获得山东省优秀教学成果二等奖,“运筹学系列课程的建设与改革”于2009年获得国家优秀教学成果二等奖和山东省优秀教学成果一等奖;团队成员指导的学生在全国及国际大学生数学建模竞赛中多次荣获优异成绩;团队编写出版了《运筹学》、《数学规划》、《S-粗集与粗决策》等10余部教材和专著。其中高等教育出版社出版的《运筹学(第三版)》2007年是“十一五”国家规划教材、国家级精品教材。该教材自从1996年出版以来共发行20万多册,第三版已经发行5万余册,被国内多家高等院校相关专业采用。目前全国已有山东师范大学、山东轻工学院、中国海洋大学、河北大学、山东科技大学等十几所高校将运筹学教材用于教学改革实践中,都取得了很好的教学效果,深受学生的欢迎。同时近年来还有山东、河南、山西等高校的十几名教师来我们这里进修运筹学系列课程,回校后成为教学骨干。团队还指导了10多名高校教师获得运筹学方向的硕士学位,促进和带动了兄弟院校的运筹学教学改革。我们毕业的学生约十余位研究生进入到省内外高校进行运筹专业的教学和科研,还有很多学生进入管理行业成为科学管理的佼佼者,将山东大学运筹学系列课程的闪光点不断发扬光大。

附:主要完成人介绍

刘桂真,教授,博导,山东大学数学学院,第三届国家级教学名师,国家级教学团队带头人,国家级教学成果奖主持人。曾担任国家教委高等学校数学与力学教学指导委员会委员,中国图论研究会理事长,全国高校理科高等数学研究会理事长。                    span style='mso-ignore:vglayout;;z-index:1;left:0px;margin-left:0px;margin-top:98px;width:454px; height:346px'

胡发胜,博士,教授,山东大学数学学院,国家级教学团队成员。
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