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名课程系列介绍—《运筹学》

作者:        日期:2021-07-20

一、基本情况

《运筹学》课程,2018年被评为山东农业工程学院“名课程”,教育部产学合作协同育人在线建设立项课程。

二、课程性质

《运筹学》是我校经管类和工程类专业开设的一门专业基础课,是应用型管理、工程类专业人才实现科学化管理的必修课。

三、教学目标

通过《运筹学》的学习,使学生掌握若干运筹学的重要方法与技术,系统掌握若干运筹学的重要模型和基本分析方法,并理解它们所包含的优化决策思想。了解运筹学的原理和优化思想在管理领域的基本应用,了解管理工作中使用运筹学模型和数量分析方法对于解决实际问题和提高效益所起的作用。建立起系统观点和优化观点,培养和提高学生分析和解决实际问题的能力。致力于我校培养现代农业工程为特色和服务乡村振兴的应用型人才。

四、教学内容设置

第一部分 绪论:了解管理科学的内涵、特点和应用;理解管理科学与运筹学的关系;了解运筹学发展历史,熟悉运筹学的研究内容,掌握运筹学的工作程序。

第二部分 线性规划:掌握线性规划模型的三个要素,熟悉线性规划的标准型并能将一般线性规划问题转化为标准型,能够应用图解法分析两个变量线性规划解的情况;理解单纯形法的理论基础,并能应用单纯形表求解线性规划;掌握线性规划对偶问题的建立方法,理解对偶问题的经济意义,掌握对偶单纯形算法,能对简单的线性规划进行灵敏度分析;了解线性整数规划的分类,能够应用线性整数规划描述和分析实际问题。

第三部分 运输和指派问题:掌握产销平衡运输问题的数学模型及其特点;掌握运输问题的表上作业法,包括初始调运方案的确定、检验数的计算、运输方案的调整方法;掌握产销不平衡运输问题转化为产销平衡问题的处理办法,中转运输问题;掌握运输问题在实践中的典型应用;了解指派问题的数学模型、特征,掌握标准指派问题的求解方法,会将各种非标准指派问题转化为标准指派问题。

第四部分 图与网络:掌握图的相关概念,了解图的矩阵表示;掌握求解最小树的破圈法、避圈法;掌握最短路的Dijkstra、Floyd算法;掌握最大流的标号算法,了解最小费用最大流问题算法;了解中国邮路问题和旅行商问题的实际背景及其求解方法;针对实际情况,能够熟练识别、转换为各类典型图与网络问题,并能正确建模和求解。

★第五部分 案例课程:

(1) 案例选择:本案例选择实际问题或成熟案例,旨在于让学生体会运筹学工作全过程。

(2)本案例课程涉及的主要仪器设备:多媒体教室+配应用软件winQSB独立主机或笔记本。

(3)本案例课程的内容:实用建模求解,包括提出和形成问题---模型类型识别--线性规划建模---模型求解(使用软件)---解的检验---解的控制分析。

五、教学方法

在《运筹学》的教学过程中,我们积极探索新的教学方法,充分调动学生的学习积极性和兴趣,发挥学生的主观能动作用。

(1)启发式教学:采用“线索式”和“流程式”教学法,契合运筹学问题研究特点。在教学过程中注重启发学生的思维,采用循循善诱的方式引导学生自己提出问题,并逐步解决问题,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。这极大调动了学生的主观能动性,培养了学生分析和解决问题的能力。

(2)在教学中,我们注意教学内容的深广度与学生的实际要结合、注意教学方法的灵活性并和学生的基础知识相结合、注意理论与实践相结合、注意技巧的掌握与能力培养相结合、注意自学和讲授相结合、注意方法与内容相结合、注意抽象与直观相结合、注意运筹学与高等数学相结合。对于不同的专业要求采取不同的方法,切实做到因材施教,力求达到较好的教学效果。

(3)在教学中,特别强调知识产生的背景、发展过程和应用范围,既使学生懂得结果,又能感受过程,体现教学的从直观到抽象、由浅入深、深入浅出的原则。

(4)线上线下混合式教学,借助超星平台开展线上线下混合式教学法,通过线上视频、线上作业和线上测试等多种方式课程教学。

六、师资队伍

目前开设《运筹学》课程的本科专业学生人数约300左右,师资力量配置尚合理,配有教师5人,全部为专职教师。教师的平均年龄为40岁,其中40岁以上3人,40岁以下2人。课程组的知识、学历、职称、学缘、年龄结构合理,教授1人,讲师4人,其中3位教师具有10年以上高校教学经历。课程组的教师专业素质高,具有较高理论水平和较强应用研究开发能力。80%教师都具有硕士学位,主讲教师均从事教学5年以上,各位主讲教师同时承担了多项科研和教改课题。近两年来,在各类学术刊物上发表论文和出版著作5篇(部),完成或正在承担的教科研项目4项。

《运筹学》课程组全体主讲教师长期工作在教学的岗位上,具有非常丰富的课程的教学经验,并且责任心强,功底扎实,精力充沛,教学及学术水平较高,正处于教学黄金年龄段上,是一支极有潜力的教学队伍。在教学过程中,能严格执行制定好的教学计划,并开展教研活动,不断寻求教学方法的改进和改革。在教学实践活动中,取得较好的效果,获得学生的高度评价。

七、学时安排

本课程共12周,每周4学时,共计48学时。坚持“学生受益第一、开放共享为先”的基本理念,重构课程教学内容、教学模式、考核评估方式。已建成课程资源:《运筹学》校内超星泛雅平台在线课程。视频库试题库:录制了《运筹学》22个单元视频,教学视频总时长达2200分钟,200多道题的试题库,电子教案2套。