學(xué)科教育論文-試論農(nóng)業(yè)院校運(yùn)籌學(xué)教學(xué)【摘要】本文從農(nóng)業(yè)院校運(yùn)籌學(xué)發(fā)展歷史出發(fā)，介紹了當(dāng)前農(nóng)業(yè)院校中運(yùn)籌學(xué)課程在課程性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面的發(fā)展變化，分析了農(nóng)業(yè)院校開(kāi)展運(yùn)籌學(xué)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)及對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科發(fā)展的意義，展望了農(nóng)業(yè)院校中運(yùn)籌學(xué)教學(xué)與科研實(shí)踐相結(jié)合的發(fā)展前景?！娟P(guān)鍵詞】運(yùn)籌學(xué)農(nóng)業(yè)院校農(nóng)業(yè)系統(tǒng)【Abstract】Thisarticlefirstlydescribesthedevelopmenthistoryofoperationsresearchinagriculturaluniversity,thenintroducesthechangesanddevelopmentofcoursenature,coursecontentsandteachingmethodsintheteachingofoperationsresearchinagriculturaluniversity,theapplicatioonprospectsoftheteachingcombinedwithresearcharediscussedattheendofpaper.【Keywords】OperationsresearchAgriculturaluniversityAgriculturalsystem一、運(yùn)籌學(xué)課程在農(nóng)業(yè)院校的歷史運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)20世紀(jì)30年代在英美發(fā)展起來(lái)的科學(xué)，首先應(yīng)用于軍事，二戰(zhàn)結(jié)束后轉(zhuǎn)入民用，120世紀(jì)50年代后期，由錢(qián)學(xué)森、許國(guó)志將其引入我國(guó)，并由華羅庚等一大批科學(xué)家結(jié)合國(guó)情加以大力推廣。運(yùn)籌學(xué)主要是以建立數(shù)學(xué)模型的方法，輔之以計(jì)算機(jī)運(yùn)算，來(lái)研究和解決各類(lèi)系統(tǒng)中的最優(yōu)化問(wèn)題。在錢(qián)學(xué)森提出的系統(tǒng)科學(xué)體系結(jié)構(gòu)中，運(yùn)籌學(xué)和控制論、信息論一樣，屬于基礎(chǔ)科學(xué)之下的技術(shù)科學(xué)，可應(yīng)用于各類(lèi)工程技術(shù)，如軍事系統(tǒng)工程、能源系統(tǒng)工程等各類(lèi)系統(tǒng)工程。2運(yùn)籌學(xué)在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程中也有著廣闊的應(yīng)用空間和眾多優(yōu)秀應(yīng)用范例，可用于糧食調(diào)運(yùn)、場(chǎng)地選址、勞力安排、作物布局、溝渠管道鋪設(shè)等諸多方面，34例如我國(guó)運(yùn)籌學(xué)運(yùn)用初期最廣為人知和容易明白的“打麥場(chǎng)選址”問(wèn)題，曾于1988年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的“黃淮海平原農(nóng)業(yè)時(shí)空開(kāi)發(fā)配置模型”，曾于1996年獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)的“全國(guó)糧食產(chǎn)量預(yù)測(cè)”等。1985年在西安舉辦了首屆非運(yùn)籌專(zhuān)業(yè)運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)討論會(huì)，我國(guó)的一些農(nóng)業(yè)院校，如華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等院校中已有多年開(kāi)設(shè)運(yùn)籌學(xué)課程的歷史，一般作為經(jīng)濟(jì)管理、工程、計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)等專(zhuān)業(yè)的必修或?qū)I(yè)選修課程。目前，隨著高校課程體系設(shè)置的全面改革與調(diào)整，農(nóng)業(yè)院校里運(yùn)籌學(xué)課程面臨著新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。二、農(nóng)業(yè)院校運(yùn)籌學(xué)課程變化與發(fā)展1課程性質(zhì)的擴(kuò)展一方面，因?yàn)榕囵B(yǎng)方案的改革需要進(jìn)行課程壓縮與調(diào)整，所以運(yùn)籌學(xué)在一些原來(lái)將其作為專(zhuān)業(yè)必修課或?qū)I(yè)選修課的商學(xué)院、工學(xué)院中面臨著學(xué)時(shí)壓縮或者被取消的局面；另一方面，越來(lái)越多的農(nóng)業(yè)院校將運(yùn)籌學(xué)納入了公共選修課范圍，使得更多農(nóng)科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也有機(jī)會(huì)接受運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化思想和方法的學(xué)習(xí)，農(nóng)業(yè)院校中普及運(yùn)籌學(xué)教育有如下兩點(diǎn)益處：（1）有助于調(diào)整和完善農(nóng)科專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)和技能結(jié)構(gòu)。運(yùn)籌學(xué)是一門(mén)典型的應(yīng)用技術(shù)性學(xué)科，能應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，運(yùn)籌學(xué)課程能幫助農(nóng)科大學(xué)生提高科學(xué)管理與決策的水平，學(xué)習(xí)到一些經(jīng)濟(jì)與管理的基礎(chǔ)知識(shí)，從而拓寬知識(shí)面，提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)就業(yè)適應(yīng)能力。（2）有助于學(xué)科交叉而產(chǎn)生農(nóng)科專(zhuān)業(yè)上的拓展性應(yīng)用。運(yùn)籌學(xué)的本質(zhì)決定了，一個(gè)好的運(yùn)籌學(xué)實(shí)踐必須具備兩方面的條件，一是對(duì)運(yùn)籌學(xué)模型方法的熟練應(yīng)用，二是對(duì)所研究專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的深入了解，兩者缺一不可，緊密結(jié)合。通過(guò)對(duì)農(nóng)科專(zhuān)業(yè)大學(xué)生開(kāi)設(shè)運(yùn)籌學(xué)公選課程，突破了運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用瓶頸，使他們成為兩個(gè)條件都具備的復(fù)合型人才，更好的在所學(xué)專(zhuān)業(yè)中應(yīng)用到運(yùn)籌學(xué)優(yōu)化決策的思想與方法，從而產(chǎn)生學(xué)科交叉所帶來(lái)的科技創(chuàng)新、拓展性應(yīng)用等諸多優(yōu)勢(shì)。2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整運(yùn)籌學(xué)作為一門(mén)較新的學(xué)科，本身在不斷的發(fā)展著，較之幾十年前，又有不少新的分支，如多目標(biāo)規(guī)劃、預(yù)測(cè)、穩(wěn)定性理論等，因此授課內(nèi)容根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要也不斷有新的內(nèi)容加入并對(duì)原有內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，如物流、交通運(yùn)輸?shù)葘?zhuān)業(yè)學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)輸問(wèn)題、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)流等方面內(nèi)容，工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生，可增加穩(wěn)定性理論，而生物專(zhuān)業(yè)學(xué)生，可加強(qiáng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃、圖與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容等。運(yùn)籌學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展使得更有條件有針對(duì)性的開(kāi)展教學(xué)，做到因材施教。另一方面，運(yùn)籌學(xué)中一些新的算法，如內(nèi)點(diǎn)算法、分支定界法等算法的更新，降低了學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度，使得農(nóng)科專(zhuān)業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)更加容易，只要具備一定高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)和概率統(tǒng)計(jì)方面的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，就能較好的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。因此，新算法的引入也有助于農(nóng)業(yè)院校中運(yùn)籌學(xué)的普及教育。此外，在早期的運(yùn)籌學(xué)教學(xué)中，主要強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)模型和方法的應(yīng)用，而現(xiàn)在除了工程、計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生仍然將此作為學(xué)習(xí)重點(diǎn)以外，其余專(zhuān)業(yè)的學(xué)生更多地注重運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用與實(shí)踐。從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，全球的運(yùn)籌學(xué)教育中逐步呈現(xiàn)出案例教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，目前我國(guó)有越來(lái)越多運(yùn)籌學(xué)教材中加入案例教學(xué)的內(nèi)容，如胡運(yùn)權(quán)的運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用即在第四版時(shí)增加了案例作為綜合練習(xí)。對(duì)非理工科專(zhuān)業(yè)大學(xué)生引入實(shí)踐案例教學(xué)，有助于培養(yǎng)更多的各專(zhuān)業(yè)的管理人才。3教學(xué)方法的改進(jìn)從增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力出發(fā)，運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)方法不再是單一的課堂講授，而是大比例的增加了上機(jī)實(shí)驗(yàn)和案例討論的學(xué)時(shí)，從而形成了集“理論學(xué)習(xí)實(shí)例討論上機(jī)求解”三大步驟為一體的完整學(xué)習(xí)過(guò)程，更好的鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。依據(jù)“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、思維訓(xùn)練為主線(xiàn)”的教學(xué)思想，采取多種教學(xué)形式來(lái)挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，凸現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位。教學(xué)中給學(xué)生展示一些重要結(jié)論、方法的思維過(guò)程，開(kāi)啟學(xué)生智慧，同時(shí)有計(jì)劃的組織安排學(xué)生寫(xiě)小結(jié)、寫(xiě)小論文，并進(jìn)行問(wèn)題的討論和探索。例如，在線(xiàn)性規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等數(shù)學(xué)規(guī)劃的學(xué)習(xí)中，更多地啟發(fā)學(xué)生自己去體會(huì)運(yùn)籌學(xué)“初始方案最優(yōu)檢驗(yàn)方案調(diào)整”這種逐步調(diào)整直至最優(yōu)的思維模式，以使學(xué)生對(duì)這種算法思想有更深刻的體會(huì)，并可聯(lián)系到學(xué)習(xí)生活中，只要堅(jiān)持正確的目標(biāo)（最優(yōu)檢驗(yàn)），不斷的進(jìn)步和改進(jìn)（方案調(diào)整），則不論起點(diǎn)高低（初始方案），都可以最終到達(dá)理想境界（最優(yōu)方案），以加強(qiáng)學(xué)生印象。再如，啟發(fā)學(xué)生用反證法去“發(fā)現(xiàn)”貝爾曼的“最優(yōu)化原理”，使他們認(rèn)識(shí)到科學(xué)定律并不總是高深晦澀，動(dòng)態(tài)規(guī)劃這一重要分支的理論基礎(chǔ)“最優(yōu)化原理”其實(shí)來(lái)源于一個(gè)眾所皆知的簡(jiǎn)單道理，更好的領(lǐng)悟到運(yùn)籌學(xué)來(lái)源于實(shí)踐、應(yīng)用于實(shí)踐的特點(diǎn)。4教學(xué)條件的進(jìn)步近十年來(lái)，教學(xué)條件得到了極大的改善和發(fā)展。首先是高等院校中普遍具有了多媒體授課的條件，使得運(yùn)籌學(xué)課堂上可以摒棄教師滿(mǎn)堂講授、算法推導(dǎo)的內(nèi)容設(shè)置，而采取以多媒體教學(xué)和黑板板書(shū)相結(jié)合為主，以理論教學(xué)和案例教學(xué)為主線(xiàn)，通過(guò)典型案例引導(dǎo)、重點(diǎn)講授原理、理論，結(jié)合課堂上應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件上機(jī)求解、個(gè)人研究與小組討論相結(jié)合的設(shè)計(jì)性課題分析等課堂內(nèi)容的設(shè)置，使學(xué)生掌握基本理論和方法，掌握常見(jiàn)的典型模型并初步掌握將實(shí)際問(wèn)題抽象成模型的方法和技巧。其次，運(yùn)籌學(xué)上機(jī)軟件有了更多的選擇。2000年以前國(guó)內(nèi)介紹運(yùn)籌學(xué)上機(jī)軟件及模型實(shí)現(xiàn)的資料十分匱乏，上機(jī)時(shí)大多采用國(guó)內(nèi)一些院校自行編寫(xiě)開(kāi)發(fā)的一些運(yùn)籌學(xué)軟件包，能實(shí)現(xiàn)的模型有限。發(fā)展至今，運(yùn)籌學(xué)上機(jī)軟件已經(jīng)有了極為豐富的選擇，推出了一批介紹如何利用EXCEL、LINDO、LINGO、WINQSB、MATLAB等軟件實(shí)現(xiàn)運(yùn)籌學(xué)模型的教材，使得實(shí)驗(yàn)老師有了更多的參考和選擇，可以根據(jù)學(xué)生專(zhuān)業(yè)和學(xué)時(shí)的差異來(lái)安排上機(jī)軟件和上機(jī)內(nèi)容，使之具備運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件求解、分析各類(lèi)運(yùn)籌學(xué)模型的能力。同時(shí)，高等院校近年來(lái)大多改善了實(shí)驗(yàn)機(jī)房上機(jī)條件，建設(shè)了課程支持網(wǎng)站，使得教學(xué)條件全方位得到提升，為提升運(yùn)籌學(xué)教學(xué)質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。5考核方式的多元化考核方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起著風(fēng)向標(biāo)的導(dǎo)向作用，近年來(lái)運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)考核呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)，從單一的結(jié)業(yè)考試發(fā)展到將課堂討論、課外論文、上機(jī)實(shí)驗(yàn)等全方位學(xué)習(xí)過(guò)程都納