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基于“翻转课堂”的运筹学课程教学模式探索

日期:2014-12-31 来源:数字化阅读服务团队 人气:853 标签:

  一、引言

  运筹学是考虑整体优化、多学科配合及模型方法应用的一门综合学科,是用数学思维和方法将实际问题转化成数学模型进而求解的科学方法。教育部将运筹学列为经济管理类专业主干课,主要培养学生理解掌握最优的思想及分析问题解决问题的能力。传统的运筹学教学模式中,主要以教师课堂讲授,学生课后练习的一种教学模式。这种教学模式还是以灌输式的教育为主,学生缺乏主动学习的积极性,同时也缺乏对学生的个性化教育方面的考虑,面对高等教育在新时代引来的各种挑战,有必要改变这种教学模式,提高教学效果。

  二、传统运筹学教学中存在的问题

  由于传统运筹学教学模式中以教师讲授为主的教学模式的限制,再加上运筹学课程的理论知识,特别是数学知识的要求较高,导致学生学习运筹学的积极性不高,学习效果不佳,运筹学课程教学中存在的问题主要有:

  1、 运筹学课程教学不能适应市场需要

  由于受到传统教育体制和专业教育模式的惯性思维局限,培养学生的传统定位和培养目标与大众化时代背景下面向企业培养应用型人才的现实需要相矛盾的。显然,运筹学的实际教学体现的理念是毋庸置疑的,但理论教学培养出来的学生已远不能适应现代企业生产实践的需要,应改变现行的教学体系和课程定位,适应市场需要。

  2、.教学内容不能与时俱进

  现行的教学大纲中明确学生必须掌握基本理论与相应的算法,但由于学生层次比较复杂,对运筹学的前续知识如线性代数等掌握不足,尽管教师绞尽脑汁使劲浑身解数也无法让学生全部掌握消化基本理论知识,对算法的学习特别僵化,教师让做什么学生就做什么,知其然不知其所以然,究其原因,除了学生自身外,主要就是教学内容过于强调理论与算法,忽略了运筹学实际也是一门实践科学。

  3、考核方式过于单一

  一般都是以试卷考试为主考核理论知识,忽视了对学生利用运筹学解决实际问题的考核,造成运筹学教学过程中存在着偏重优化理论推导证明与解题技巧的传授。

  4、学生学习兴趣下降

  由于侧重理论知识的讲解,理论的枯燥及手算的繁琐,再加上学生数学基础不牢,导致学生逐渐失去学习的兴趣。按照学生的说法,运筹学就是上课晕(运)下课愁(筹),这种说法显然是学生学习运筹学的鲜明写照。

  三、翻转课堂教学模式的特点

  翻转课堂译自“Flipped Classroom”或“Inverted Classroom”,是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生。在这种教学模式下,课堂内的宝贵时间,学生能够更专注于主动的基于项目的学习,共同研究解决本地化或全球化的挑战以及其他现实世界面临的问题,从而获得更深层次的理解。教师不再占用课堂的时间来讲授信息,这些信息需要学生在课后完成自主学习,他们可以看视频讲座、听播客、阅读功能增强的电子书,还能在网络上与别的同学讨论,能在任何时候去查阅需要的材料。教师也能有更多的时间与每个人交流。在课后,学生自主规划学习内容、学习节奏、风格和呈现知识的方式,教师则采用讲授法和协作法来满足学生的需要和促成他们的个性化学习,其目标是为了让学生通过实践获得更真实的学习。

  四、翻转课堂模式下的运筹学教学模式设计

  根据翻转课堂模式特点,可以考虑从以下方面进行运筹学教学模式的重新设计。

  1、教学目标的设计

  为了更好地适应新时代下高等教育的技能型、应用型人才培养的需要,运筹学的课程教学要以培养学生利用运筹学知识解决实际问题为目标,重点锻炼学生的发现问题、分析问题和解决问题的能力。所以在教学过程中,首先应该让学生知道利用运筹学能解决哪些方面的问题。其次,应该让学生知道怎样利用运筹学来解决这些问题。最后,要让学生真正将所学的运筹学知识进行实践应用。

  2、教学流程的改造

  根据翻转课堂模式的思想和方法,运筹学课程的教学流程大致可以归纳为以下几个过程。

  (1) 提出问题阶段:在此阶段可将一些运筹学的实际应用案例,结合教师的个人应用经验,以微视频的方式通过在线课程网站、微信、微博等各种现今流行的社交媒体进行发布,让学生对运筹学的应用范围有充分地了解。

  (2) 能力培养阶段:在此阶段需要将运筹学的理论知识,主要是各种类型的运筹学问题、数学模型和运筹学工具软件的使用等内容,让学生做充分地了解。

  (3) 实践锻炼阶段:此阶段,可考虑以团队为单位,让学生自己寻找感兴趣的运筹学应用的实际问题,通过团队合作的方式来解决这些问题。

  3、教学内容的重新组织和设计

  由于着重培养学生的实际应用能力,所以在教学内容上要以问题的描述,数学模型的选择和运筹学工具软件的使用为重点,将算法部分内容进行适当地缩减。例如,可在教学内容中将运筹学常用的软件工具,Lingo,Matlab等做重点地介绍。教学内容的组织上也可以突破运筹学经典类型问题的组织形式,将内容根据实际应用背景进行组织,例如,人力资源问题,生产管理问题,物流管理问题等。

  4、教学方法的设计

  教学方法要突破教师课堂讲授为主的模式,教师作为学生学习过程中的引导者、监督者和考核者。把原先课堂上讲授的内容放到课前去解决,让学生在课前通过在线课程平台、手机平台等方式做充分地自主学习,教师通过收集学生的在线学习数据来监督学生的学习。在课堂上,学生要根据课前学习的内容要提出问题,教师针对学生的问题进行个性化地答疑、引导。同时,在课堂上通过练习,小测验等方式考核学生的学习效果。

  5、课程考核方式的设计

  课程考核可考虑采用多样化的考核方式,可将学生应用运筹学方法解决实际问题发表的论文,参加的相关比赛,例如数学建模比赛的所获的成绩作为考核的依据,让部分优秀的学生可以免于参加考试。同时,将学生平时的课前学习时间,课堂表现,团队应用运筹学解决问题的成果等的考核依据进行量化,加大这些部分的考核比例。

  总结

  运筹学的教学应在新时代的专业课程学习中发挥它真正的价值,要让运筹学的学习不再使学生晕,学生愁,需要利用先进的教学思想进行教学模式的探索,上述构想还需要在实践教学中进一步地细化和验证。

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