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[中圖分類號]G64 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432(2012)41-0145-02
1 引 言
卓越工程師教育培養計劃(以下簡稱“卓越計劃”)是為貫徹落實黨的十七大提出的走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家、建設人力資源強國等戰略部署,貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》實施的高等教育重大計劃。“卓越計劃”具有三個特點:行業企業深度參與培養過程、學校按通用標準和行業標準培養工程人才、強化培養學生的工程能力和創新能力。力求培養一大批面向工業世界、面向世界、面向未來、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。而高校是實施“卓越計劃”的主要陣地,在“卓越計劃”的推進過程中加強專業課程改革是十分必要的。
管理運籌學的飛速發展為各個行業把握管理大型組織的復雜性提供了一套十分重要的工具。這些工具集中了世界的各個邊緣的知識,其中包括數學、統計與概率論、計量經濟學、電機工程甚至生物學。這些外來的技術,如線性規劃、排隊論、自動控制理論、博弈論、動態規劃以及信息論,正在幫助解決各個行業中的實際問題。
因此,在管理運籌學教學中應針對所要解決實際問題的要求和其面臨的客觀環境條件,作出假設分析,抽象為數學模型,然后應用相關的數學知識加以解決。這就要求問題解決者要知識面廣、邏輯思維嚴密,這對于非數學專業,特別是經管類專業學生實在過于困難,因為,由于受到學時限制,經管類專業學生對高等數學、線性代數、概率與數理統計等先修課程學的比較膚淺,沒有或很少經過數學嚴密的邏輯思維方面的訓練,而且經濟管理類專業學生是文理科兼收,有相當一部分學生在數學方面的課程普遍底子較差,這客觀上就給運籌學教學帶來很大困難。因此,為使經濟管理類學生能正確全面地掌握各級管理中已被廣泛應用,且發展較成熟的最優化理論與方法,并能恰當運用解決實際管理工作中的各種最優化問題,有必要針對經濟管理類專業學生的特點和運籌學課程的性質,進行運籌學教學方法的改革。
2 運籌學在數學建模中的應用
管理運籌學在數學建模中有著廣泛的應用,多年來許多數學建模競賽中都涉及運籌學的相關內容。
首先介紹一下圖與網絡在數學建模中的應用,通過“奧運場館周邊的MS網絡設計方案”這個例子來說明其應用。假定奧運會期間每位觀眾平均出行兩次,一次為進出場館,一次為餐飲,并且出行均采取最短路徑。測算題目中20個商區的人流量分布。首先將建模結構圖轉化為無向賦權圖,并鑒于該圖的對稱性,通過設計一種特殊的流量計算方法對傳統的Dijkstra算法進行改進;其次,用MATLAB編寫求解最短路的應用程序,可以得到任意兩點間的最短路徑,進而得到觀眾出行的最短路徑和所經過的商區。
接著通過“彩票發行方案的優化設計模型”這個例子來說明決策論在數學建模中的應用。設計一種“更好”的方案,據此給彩票發行部門提出建議。對此問題,可根據效用理論中存在著主觀概率,以及彩票信息在人群中的傳播效應,建立主觀概率意義下的優化模型。但這個模型是較大規模的非線性規劃模型,用窮舉法求解比較困難,可采用模擬退火算法來求解,用MATLAB編程實現。
3 結合數學建模改進教學方法
3. 1 更新教學觀念,充分重視實驗教學
結合數學建模在教學中增加實驗教學,以提高學生解決實際問題的能力、培養學生的觀察和動手能力為宗旨,有利于培養學生的創新意識與創新能力。在今后的教學中,統籌安排課時,根據教學進度合理安排實驗教學時間,力求在完成每一知識點的學習后安排一次實驗。實驗內容將從實際問題出發,突出本章節的基本原理與基本方法,教師進行監督與指導,有助于學生對理論知識的掌握與理解,同時學生的實踐能力得到鍛煉,自主學習能力得到提升。
3. 2 分級教學
從學生實際出發,因材施教是將幾乎處于同一水平的學生放在一起分別教學的一種教學手段。這種教學體系,根據學生的個體差異,按照不同科目的不同學習能力的高低將學生群體劃分成不同的級別或層次,有針對性地進行分班教學。有效的分級教學,能使教師節約精力突出重點積累經驗,能讓學生盡可能地在各自的最近發展區得到充分的自由發展,謀求各個層次的學生都能獲得成功的體驗,促進學生的素質得到全面提高。所以說,分級教學是建立在以學生成才為本理念基礎上,為實現教學目的的一致性和教學過程的互異性所進行的重要實踐,因材施教是分級教學的核心思想。在運籌學教學過程中,也可采用分級教學,培養學生對運籌學的學習興趣,進而培養數學建模人才。
3. 3 適宜的教學方法
近幾年來,由于擴招,生源的擴大,學生基礎參差不齊。因此,教師應根據學生具體情況,精心設計教案,調整教學內容、次序和教學組織方式;盡量從學生感興趣的實例出發,引入正題,以引發學生學習興趣,吸引學生注意力,使之能更好地掌握理解所學知識,并能恰當運用解決實際問題。
傳授新知識時,教師講授的時間不能過長,內容不能過多,節奏不能過快,并要將基本概念、基本原理在不影響教學效果的情況下,分散介紹,使學生易于接受;否則,教師的講授將是無效的講授。運籌學課程內容多、邏輯性強且抽象,需要學生理解掌握。因此,課堂上教師的板書一定要簡潔、條理清楚、重點和注意事項突出,并要求學生養成做筆記的良好習慣,以便于課后溫習理解和掌握。
3. 4 量體裁衣,突出專業特色
實驗教學中實驗內容是反映教學目的載體,豐富的實驗內容可以激發學生的學習熱情和拓寬知識結構。因此,實驗內容的選擇要“量體裁衣”。面對知識面較廣的商學院學生,要想上好運籌學并凸顯其實用性,教師需具備充分的定量和經濟管理學知識。例如,庫存模型通常將需求區分為固定和相對復雜的隨機兩類,當學生對需求滿足特定分布的假設產生疑惑時,教師就應當能夠適時介紹需求數據的獲取及利用統計學軟件對其分布加以判斷的方法,這可加深學生對運籌學交叉性的理解。
4 結 論
隨著科學技術的進步及“卓越計劃”的深入推進,需要對運籌學課程的建設持續探索與實踐,不斷完善教學方法與教學內容,提高學生的學習興趣,激發學生的學習熱情,真正意義上實現運籌學作為經濟管理類專業核心課程應有的重要作用,并鍛煉學生的動手能力,培養學生的創新意識與創新能力,以滿足創新教育的要求。
參考文獻:
[1]教育部. 教育部啟動“卓越工程師教育培養計劃”[Z].
[2]韓中庚. 數學建模競賽——獲獎論文精選與點評[M].北京:科學出版社,2007(5).
盡管信息科學的奧秘遲至本世紀才由控制論、信息科學論等現代科學所揭示,但人類卻一直生活在信息科學的海洋中。最近,筆者根據資料,把人在利用信息科學方面的幾個重要歷史時期整理成如下表格。表格說明,人類長期以來,一直在致力于發展收集、處理和傳輸信息科學的能力,以便快速、有效地利用信息科學資源。信息科學資源的發展狀況是不同尋常的,專家學者們把它的迅速增長,稱為“爆炸性增長”。他們指出,信息科學資源和傳統的資源、能源不同,不是越使用越少,而是越使用越多,越消費越增長。日新月異的科學發現和層出不窮的技術發明。是新知識、新信息科學不斷增加和出現爆炸性增長的主要原因。自1750年以來,科學知識約50年增加10倍,為世界人口增長速度的2.5倍。有人作過如下統計:到七十年代初為止,世界每年出版的科技圖書達50萬種,科技雜志4萬多種,科技論文多達300萬篇,此外還有大量的文集、研究報告、專刊文獻等其他信息科學。在出現新技術革命以后的三十年中,新增加的知識和信息科學、占人類全部知識信息科學的90%。在利用信息科學資源方面,人類已經通過科學技術的發展、尤其是現代科學中的信息科學論、控制論、系統論等學科的誕生,使人類認識到信息科學是自然界的第三大資源,懂得了信息科學的巨大功能和價值。信息科學作為生產力、競爭力和經濟成就的關鍵,也已日益為經濟和社會的發展所證實。在這種情況下,人類迅速提高了利用信息科學資源的自覺性。這種自覺性,正是人類發展信息科學技術、提高利用信息科學資源能力的強大動力。在新的技術革命中,計算機、微電子、現代通信等信息科學處理和傳遞技術正在突飛猛進,信息科學革命已成為新技術革命的主要標志。從七十年代開始的第一次信息科學革命和八十年代開始的第二次信息科學革命,都是人類為提高利用信息科學資源的能力而作的努力。經過這兩次信息科學革命,信息科學化已經由點發展到面,出現計算機和現代通信相結合的網絡信息科學化和系統信息科學化。這樣,就使信息科學資源可以更迅速、更有效、更準確地為人類所利用。根據上面的分析,我們可以對信息科學資源利用的誘人前景,作出如下預測性的描述:首先,在未來的技術革命和世界新的產業革命中,可以開發利用的信息科學資源將急劇增加,繼續呈現爆炸性的增長,信息科學資源將在未來的科學技術和經濟社會的發展中扮演更為重要的角色。其次,隨著第二次信息科學革命繼續向縱深發展,利用信息科學資源的處理和傳遞技術,將對經濟社會的發展產生重大影響,如果一個國家信息科學技術落后,那么它必將在技術經濟方面拉開和發達國家的差距。第三,由于開發利用信息科學資源的需要,信息科學科學技術必將得到迅速的發展。以信息科學為中心的新研究群和新知識群正在崛起。新的研究群和知識群將由信息科學科學、微電子學、信息科學處理、信息科學通信、系統論、決策論、信息科學經濟學、信息科學通訊未來研究、信息科學技術評價、知識社會學、信息科學法學、信息科學管理等知識門類組成。第四,由于信息科學資源的重要性日益增強和信息科學化社會的形成,社會將有更多的人去研究信息科學資源開發利用問題和從事信息科學資源開發利用的實際工作。
未來的決策和信息科學決策學
信息科學資源利用的發展前景,在決策方面為我們提供了那些啟示呢?可以說,沒有信息科學的決策實際上是不存在的。
在未來研究專家們看來,任何決策除了必須以有關決策對象的過去和現狀的資料為依據外,還必須更多地依靠有關決策對象發展趨勢的未來信息科學。這樣做的理由很簡單,因為任何決策都是面向未來的,都是籌劃未來的行動目標和行動的方案的。從這個意義上說,信息科學資源開發利用的前景給我們的啟示,主要有以下四個方面:
一、制訂有關信息科學資源開發利用的決策時,必須把這種前景作為決策的未來信息科學。
二、我們必須盡快地作出有利于發展信息科學技術的各種決策,使信息科學技術得到更快地發展。
三、與人才的培養有關,隨著信息科學資源開發和利用范圍的不斷擴大,我國在這方面的人才必然奇缺。這就要求我們盡早地作出培養和訓練信息科學人才滿足未來需要的決策。這個問題,應當作為科研、教育等方面體制改革的重點來抓。
信息資源開發利用的前景
盡管信息的奧秘遲至本世紀才由控制論、信息論等現代科學所揭示,但人類卻一直生活在信息的海洋中。最近,筆者根據資料,把人在利用信息方面的幾個重要歷史時期整理成如下表格。
表格說明,人類長期以來,一直在致力于發展收集、處理和傳輸信息的能力,以便快速、有效地利用信息資源。
信息資源的發展狀況是不同尋常的,專家學者們把它的迅速增長,稱為“爆炸性增長”。他們指出,信息資源和傳統的資源、能源不同,不是越使用越少,而是越使用越多,越消費越增長。日新月異的科學發現和層出不窮的技術發明。是新知識、新信息不斷增加和出現爆炸性增長的主要原因。自1750年以來,科學知識約50年增加10倍,為世界人口增長速度的2.5倍。有人作過如下統計:到七十年代初為止,世界每年出版的科技圖書達50萬種,科技雜志4萬多種,科技論文多達300萬篇,此外還有大量的文集、研究報告、專刊文獻等其他信息。在出現新技術革命以后的三十年中,新增加的知識和信息、占人類全部知識信息的90%。
在利用信息資源方面,人類已經通過科學技術的發展、尤其是現代科學中的信息論、控制論、系統論等學科的誕生,使人類認識到信息是自然界的第三大資源,懂得了信息的巨大功能和價值。信息作為生產力、競爭力和經濟成就的關鍵,也已日益為經濟和社會的發展所證實。在這種情況下,人類迅速提高了利用信息資源的自覺性。這種自覺性,正是人類發展信息技術、提高利用信息資源能力的強大動力。在新的技術革命中,計算機、微電子、現代通信等信息處理和傳遞技術正在突飛猛進,信息革命已成為新技術革命的主要標志。從七十年代開始的第一次信息革命和八十年代開始的第二次信息革命,都是人類為提高利用信息資源的能力而作的努力。經過這兩次信息革命,信息化已經由點發展到面,出現計算機和現代通信相結合的網絡信息化和系統信息化。這樣,就使信息資源可以更迅速、更有效、更準確地為人類所利用。
根據上面的分析,我們可以對信息資源利用的誘人前景,作出如下預測性的描述:
首先,在未來的技術革命和世界新的產業革命中,可以開發利用的信息資源將急劇增加,繼續呈現爆炸性的增長,信息資源將在未來的科學技術和經濟社會的發展中扮演更為重要的角色。
其次,隨著第二次信息革命繼續向縱深發展,利用信息資源的處理和傳遞技術,將對經濟社會的發展產生重大影響,如果一個國家信息技術落后,那么它必將在技術經濟方面拉開和發達國家的差距。
第三,由于開發利用信息資源的需要,信息科學技術必將得到迅速的發展。以信息為中心的新研究群和新知識群正在崛起。新的研究群和知識群將由信息科學、微電子學、信息處理、信息通信、系統論、決策論、信息經濟學、信息通訊未來研究、信息技術評價、知識社會學、信息法學、信息管理等知識門類組成。
第四,由于信息資源的重要性日益增強和信息化社會的形成,社會將有更多的人去研究信息資源開發利用問題和從事信息資源開發利用的實際工作。
未來的決策和信息決策學
信息資源利用的發展前景,在決策方面為我們提供了那些啟示呢?
可以說,沒有信息的決策實際上是不存在的。在未來研究專家們看來,任何決策除了必須以有關決策對象的過去和現狀的資料為依據外,還必須更多地依靠有關決策對象發展趨勢的未來信息。這樣做的理由很簡單,因為任何決策都是面向未來的,都是籌劃未來的行動目標和行動的方案的。從這個意義上說,信息資源開發利用的前景給我們的啟示,主要有以下四個方面:
一、制訂有關信息資源開發利用的決策時,必須把這種前景作為決策的未來信息。
二、我們必須盡快地作出有利于發展信息技術的各種決策,使信息技術得到更快地發展。