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關鍵詞 工業工程 運籌學 教學改革
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A
工業工程是一項新興專業,我國本科院校開設工業工程專業只有十多年的歷史。工業工程強調綜合地提高勞動生產率、降低生產成本、保證產品質量,使生產系統能夠處于最佳運行狀態而獲得最高的整體效益。運籌學是工業工程專業非常重要的專業基礎課,它有著十分突出的實踐性和實用性。運籌學既是工業工程專業其他專業課程如《系統工程》、《生產計劃與控制》、《物流分析與設施規劃》等的理論基礎,同時又和這些課程在內容上有所交叉。因此研究工業工程專業運籌學課程的教學改革具有十分重要的現實意義。
1 運籌學教學中存在的不足
運籌學廣泛應用現有的科學技術知識和數學方法,解決實際中提出的專門問題,著重對人、財、物等有限資源進行統籌安排,為決策者選擇最優決策提供定量依據。運籌學中的很多理論方法已經成為現代化管理的有力工具,在生產管理、工程技術、金融財政、軍事作戰、經濟分析等領域中都得到了極為廣泛的應用。目前我國很多院校把運籌學歸到數學學科范疇,使得數學理論的教學內容偏多,而對學生分析與解決實際問題能力的培養環節偏弱,這顯然和工業工程專業人才培養目標相去甚遠。目前在工業工程專業運籌學教學中主要存在以下幾個方面的問題。
(1)教學內容不恰當。運籌學在發展過程中,由于研究和應用的領域不同,發展了各種不同的理論,從而形成了不同的運籌學分支。由于教學時數有限,因此教學內容不可能包括所有的分支。顯然不同的辦學層次、專業背景、學校類型、學生素質以及知識結構存在著差異,目前在運籌學的教學內容選擇上存在著一定的盲目性和隨意性。
(2)過分注重理論推導,忽視對學生應用運籌學解決實際問題能力的培養。盡管運籌學強調以量化為基礎,需要建立各種數學模型,為決策者的決策提供定量依據。但是更為重要的是運籌學分析獲得的結果要能夠被實踐檢驗,并被用來指導實際系統的運行,因此具有很強的實踐性。而目前運籌學課程的教學仍然停留在傳統的模式上,過于注重定義解釋,定理的推導以及算法的推演上,缺乏運籌學的應用和分析問題、解決問題的方法和思路的培養。因而學生普遍存在“眼高手低”的通病。很多學生學習完運籌學之后,感覺不到它的實用價值,更無法把運籌學的思想和方法應用到后續的相關專業課中。
(3)太注重運算的硬結果,而結合實際應用中最優方案的軟化、折中思想較少講授,使學生面對實際問題只能硬搬照抄,缺少應有的靈活性。應用運籌學求解的結果目標通常具有單一性,即追求效益最佳。而從企業要求來看,還需要考慮資金周轉、環境保護、資源合理利用以及企業生存等多方面因素,因此,企業所期望的“效益最佳”具有系統性。這二者之間的差異甚至沖突,也是運籌學實際應用中需要合理解決的問題。因此在教學過程中要培養學生在理念和工作方式上具有開放性。不能拘泥于運籌學書本和文獻資料,而應該深入實際,與相關人員及學科相結合、交叉、滲透、互補,從而達到技術可行、經濟合理及系統優化的目的。
2 運籌學教學改革
根據工業工程專業學生的培養目標,結合運籌學的學科特點,我們從以下幾個方面對運籌學教學進行了改革:
2.1 根據工業工程專業的培養目標,組織合理的教學內容
教學內容的組織是課程教學的重要環節,在運籌學教學工作中,我們注重改進教學內容、思想與方法,強調“融知識傳授與能力培養為一體”。運籌學的教學內容首先考慮到學科體系的完整性,為學生打下牢固的理論基礎。
工業工程專業運籌學的教學目的側重于運籌學在各類管理問題中的應用,其教學內容應根據專業需要進行設置。從實際應用情況看,線性規劃、動態規劃等運籌學分支應用較為廣泛,因此這部分內容作為一般管理類專業必須掌握的內容。此外,圖論、存儲論、排隊論、決策論和對策論在實際生產中對生產計劃問題、庫存問題等各個環節中都能起到重要的理論支撐作用,因此這部分內容也作為工業工程專業運籌學的教學內容。
2.2 豐富教學手段,培養學生解決實際問題的能力
(1)結合工業工程專業實際,淡化數學方法的推導與論證,增加案例教學。案例教學是一種親驗型、參與型的學習方法,能使學生深入到實際問題的環境中,提高分析和解決實際問題的能力,對于他們的全面發展,起著不可替代的作用。在進行案例教學過程中,我們主要從以下幾個方面入手:
首先,案例的選取要具有充分的代表性,結合工業工程專業的特點,覆蓋該專業在實際中最常見運籌學問題的各類類型,在案例選取過程中還應注重以學生緊密聯系的實際生活為背景,從而更好地激發他們學習的興趣。
其次,在講解運籌學模型時,以實際問題引入,并結合實際問題的解決對相關理論和方法進行講授。在講授過程中以實踐應用為主線,以活躍的思維想象與迂回的教學技巧幫助學生掌握教學難點。
最后,對同一案例采用多種運籌學模型進行求解。比如項目投資案例可以采取一般線性規劃模型、運輸問題模型、動態規劃模型、整數規劃模型等多種模型解決,各種模型的相同點和不同點是什么,各種模型的優缺點是什么。通過多個角度的建模不僅培養學生對運籌學知識的綜合掌握,也鍛煉了他們不同維度思考問題的能力,后者也許對于學生的成長更加重要,對于工業工程專業的學生其綜合利用資源尋求系統優化的角度來說,尤其有意義。
(2)通過課堂練習、課堂提問、課堂演示等形式實現教師與學生的互動,在活躍課堂氣氛的同時,提高教學效果。在課堂教授時不能為了追求進度而硬性灌輸,而是通過假設、反問、設疑、爭辯等方式進行啟發式教學,讓學生不斷思考,不斷領悟。在進行案例分析時老師要營造良好的自由討論的氛圍,一方面設法調動學生的主動性和積極性,鼓勵學生參與討論;另一方面引導學生圍繞案例主題展開討論,分析求解結果的可操作性,培養學生在應用運籌學解決實際問題時要與其他學科配合,在整個專業體系框架內,尋求問題的最優方案。案例討論結束后,老師要做簡要的總結,針對學生在討論中提出的分析方法和思路、解決問題的途徑等進行實事求是的評價,最終得出最優的案例分析方案。
(3)加強與工業工程其他專業課程的銜接。我們在運籌學的教學過程別注意與其他專業課的銜接,使學生的知識系統化。比如講解線性規劃時,聯系《物流分析與設施規劃》中的選址問題;講解指派問題時,結合《供應鏈管理》中的供應商優選決策講解運籌學知識在其中的應用;講解目標決策時,與《系統工程》中層次分析法和沖突分析法相對比等等。教師在講解的過程中,可以讓學生了解運籌學課程與其他專業課程的關系和銜接,一方面完善學生的知識體系,另一方面明確運籌學的重要性,激發學習運籌學的動力。
(4)開展計算機輔助教學,豐富運籌學上機實驗。開展運籌學計算機輔助教學無論對于運籌學的發展與進步,還是對運籌學教學本身,都有著重要的意義。計算機輔助教學一方面要求學生能夠應用已有的運籌學計算軟件,如Matlab、Lin,go、Lindo等求解大規模的優化問題。另一方面要求學生能夠自己動手編寫運籌學各種算法的計算機程序,鍛煉學生獨立思考的能力。
(5)增加運籌學課程設計。運籌學課程結束后,教師結合實際和教學內容,設計多個帶一定綜合性的課題,根據課題的難易程度,制定合理的評分標準,供學生選擇。學生根據自身的實際情況選擇課題,查閱資料,仔細研究,建立模型、選擇算法、編程上機、調試運行后得出結果,并進行結果分析。該過程主要鍛煉學生的系統性思維,提高他們分析和解決實際問題的能力。
2.3 建立合理的考核體系
在成績考核方面,將傳統的單一閉卷筆試改為課程設計、上機實驗與筆試相結合的考試方式,全面考察學生對所學基本知識的掌握情況和綜合應用能力,并編制運籌學題庫和試卷庫,規范評分標準,以保證運籌學的考試、閱卷、評分做到科學、規范、公正。
(1)數學建模法。運籌學的模型相對來說都是一些比較成熟的模型,但是在現實碰到的一些問題中不一定是常常與這些模型相符合的,所以要實事求是根據不同的需要建立相關問題的數學模型。
(2)運籌學方法。這種方法主要是運用數學方法去研究系統最優化的問題,它的相關理論十分豐富,主要有圖論、庫存論、排隊論、規劃論等。
2基于系統工程。
作為系統工程分支學科的信息系統工程,大部分系統工程類方法都可以成為信息系統工程的方法。
(1)綜合系統評價法。這種方法主要的建立在系統評價的評價指標體系、前提條件、評價原則和評價步驟之上的評價方法。
(2)系統分析方法。這樣一套解決復雜問題的方法是由美國蘭德公司最先提出的,在系統分析方法中主要有狀態空間法、層次分析法和建筑模型等幾種分析方法。
(3)仿真系統法。這種方法主要是利用系統模型在模擬的條件和環境下對系統進行分析、實驗和研究的一種方法。
3基于信息工程。
信息工程為開發新的信息系統提供了工程依據。
(1)戰略數據規劃法。這類方法有其主要的特點:①四種數據環境,即應用數據庫、數據文件、信息檢索系統和主題數據庫。②數據環境對于信息系統尤為重要。③建設主題數據庫。④圍繞主題數據庫搞好應用軟件開發。(2)企業系統規劃法。信息工程的另一個基礎是企業系統規劃法,這種方法主要是為了提供一個信息系統規劃,從而支持企業長期和短期信息需要。(3)信息工程方法。該方法和戰略數據規劃法與企業系統規劃法是呈現出一種交叉的關系,而戰略數據方法和企業系統規劃方法這兩種方法又是信息工程方法的核心和基礎。
4結語
管理運籌學是工商管理專業的一門骨干課,同時也是一門管理學、應用數學、計算機學等學科交叉學科。在本科教學向應用型轉變的大背景下,管理運籌學的課程設計也應做出相應變化。應當對管理運籌學課程進行重新設計,提高案例教學和啟發式教學的比重,增加管理運籌學軟件的學習課時,對考核方式進行調整和優化,為培養應用型管理人才貢獻一份力量。
關鍵詞:
應用型本科;工商管理;管理運籌學
運籌學是一門新興的學科,是使用定量方法進行決策的一門科學,自20世紀30年代誕生以來,取得了長足發展,特別是計算機技術的發展,極大的拓寬了運籌學的研究范圍。同時運籌學還是一門應用型很強的學科,在軍事、農業、系統工程等領域有著廣泛應用,而管理運籌學就是使用運籌學的方法來解決工商管理中的實際問題。目前很多學校在向應用型進行轉變,在此背景下,管理運籌學的教學也應當更加注重應用性,為培養應用型人才做出自己的貢獻。
1管理運籌學學科的特點
1.1引進數學的研究方法
管理運籌學是一門交叉學科,囊括了管理、經濟、數學、計算機等學科的思想,其主要研究的問題來自于社會的經濟管理實踐,而主要的解決手段就是各種數學方法。因此,要學好管理運籌學,就需要學生具備一定的數學基礎。如在構建和求解線性規劃模型的過程中,首先需要學生將具體的問題抽象成函數的表達形式,其次在求解的過程中,無論使用圖解法還是單純形表法,都需要學生具備一定的高等數學和線性代數的知識。
1.2注重對實際問題的分析
管理運籌學注重對工商管理中實際問題的研究。管理是一門藝術,同時也是一門科學,而管理運籌學正是管理科學性的重要體現。目前管理運籌學主要的研究問題有以下幾個方面:生產計劃、運輸問題、存儲問題、人力資源管理問題等。這些問題都來源于管理實踐,需要使用運籌學的方法進行解決。如生產計劃問題,其目標就是在給定生產資料下,實現企業利潤的最大化,或在給定生產目標下,實現生產成本的最小化。由此可見,管理運籌學所研究的問題有著十足的現實意義。
1.3理論與實踐相互促進
近年來,管理運籌學取得了長足發展,其中一個重要原因就是該學科重視理論和實踐的相互促進。從上文中我們可以發現,管理運籌學的研究問題來自于工商管理的實踐,而管理運籌學的理論主要體現在數學方法上。運籌學理論的發展,促進了運籌學研究范圍的進一步擴大;同時實踐問題的不斷革新,也對管理運籌學理論提出了更高的要求。作為工商管理類的學生,需要更加關注對管理實踐問題的梳理和總結;對管理運籌學的最新手段需要及時掌握,而不需要對相關理論進行深入研究。
2管理運籌學教學中存在的問題
2.1學生抵觸學習
數學作為管理運籌學的基本工具,在管理運籌學中有著重要作用,學生是否具備一定的數學基礎,是決定其能否學好管理運籌學的關鍵因素。但在實踐中,工商管理類屬于文理兼招,并且文科生所占的比重很高;從學生的性別來看,工商管理類各專業中女生往往占據著絕對多數,這兩個原因導致工商管理類的學生數學基礎較為薄弱。管理運籌學同工商管理類開設的其他課程有著較大差別,也是造成學生抵觸學習的原因之一。如對于會計專業的學生而言,其各個學期學習的課程幾乎都是圍繞著會計學,如成本會計、管理會計、審計等。這使得學生無法對這門課進行定位,不能充分認識到這門課的重要性,會造成學生主觀認為這門課同其未來的就業缺乏聯系,降低其學習興趣。
2.2過分重視理論
管理運籌學是運籌學在管理學中的應用,管理運籌學的很多研究者都來自于運籌學領域,因此他們編著的教材更加偏重于理論部分,如各種數學模型的推導,而管理學的內容所占篇幅較少。教材的編寫過分重視理論,不僅導致了教材晦澀難懂,同時也極大的影響了學生學習的積極性。隨著計算機技術的快速發展,管理運籌學問題的求解過程變得十分簡便,計算的精度也大大提高,因此不需要過分強調學生一定要掌握手工計算的方法。同時過分重視理論學習,也使得管理運籌學背離了應用型學科的初始設定。學習管理運籌學更是希望學生在面對管理的實際問題時,能夠具備全面、系統的思維方式。
2.3考核方式單一
目前,管理運籌學在很多學校都是以考試的形式進行考核。而考試的形式,又決定了考察的內容主要以理論為主,相應的計算題也比較簡單,而不能充分反映學生對管理運籌學的實際應用能力。隨著計算機技術的快速發展,特別是管理運籌學相關軟件的普遍應用,很多學校在教學中已經設置了一定比例的上機操作。但由于上機操作部分不在考試內容之中,學生在學習時往往不夠認真,學習效果也十分有限。
3管理運籌學課程改革思路
3.1對管理運籌學課程進行重新設計
針對管理運籌學教學中存在的諸多問題,特別是為了適應教學向應用型轉變,應當對管理運籌學課程進行重新設計。首先,為了解決學生數學基礎差,在線性規劃建模和求解過程的困難。應當將管理運籌學設置在第四學期,也就是在學生完成高等數學和線性代數的課程學習,一些管理運籌學所需的數學知識還掌握的比較牢固。同時在教學過程中,教師也應對一些基礎數學知識進行講解,增強學生對所涉及數學問題的認識和理解。在教學手段上,不能過分依賴多媒體教學。通過實踐,我們發現使用多媒體教學雖然是對課堂的豐富,也能減輕教師的教學負擔。當多媒體的教學手段,同樣也會導致授課節奏變快,進一步增加學生對管理運籌學知識學習的難度。因此,應當適當增加黑板教學的比重,特別是在理論教學部分,使學生有充足的時間來理解所學知識,提升管理運籌學的教學效果。管理運籌學是工商管理專業的一門專業基礎課,幾乎所有的學生都需要學習這門課,同時上課的人數往往在100人左右。而過多的學生,也增加了授課的難度,同時也對學生的聽課效果產生了負面影響。因此,建議應嚴格控制管理運籌學的課程規模,以1~2個班,不超過50個人為優。
3.2提高案例教學和啟發式教學的比重
管理運籌學是一門應用性很強的學科,是使用運籌學的手段來解決管理學中的實際問題,因此,管理運籌學的教學內容應當緊密同實際進行聯系。特別是在本科教育應用型轉型的大背景下,更應增加案例教學在管理運籌學中的比重。案例教學能夠提高學生學習的積極性,同時通過豐富的案例教學,也能使學生更加認識到管理運籌學在管理中所發揮的巨大作用。同時為了進一步提升學生學習案例教學的興趣,也可以在課程的初始階段,鼓勵學生提供一些管理運籌應用的素材,而老師對學生提出的實踐問題進行加工和優化,使其真正成為一個管理運籌學的典型案例。同時也要加強啟發式教育。傳統的管理運籌學以“填鴨式”教學為主,不僅教學效果較差,同時也使得學生缺乏主動學習的機會。因此,應當加強啟發式教育在管理運籌學教學中的應用。教師針對每個章節的內容,設置一些實際問題,通過對實際問題的分析,引出本節課的主要知識點。對線性規劃模型的求解過程,也應緊密同已學過的知識點進行聯系,通過學生的自主學習和主動探索來加深其對新知識點的認識和理解。如在學習單純性表法求解前,可以緊密同圖解法進行聯系,指出每一個基本可行解在圖中的位置,這樣可以使知識點聯會貫通,同時也能使學生體會到管理運籌學并沒有那么難以學習。
3.3增加管理運籌學軟件的學習課時
管理運籌學軟件的普遍應用,是管理運籌學教學的一大突破。目前各個學校普遍使用的教學軟件有Lindo、Lingo、Excel等,這些軟件的應用,不僅極大的降低了學生手工求解線性規劃問題的難度,同時也使學生掌握了一門實用工具,對其未來的就業提供較大的幫助。傳統的手工求解線性規劃問題,不僅過程繁瑣、求解速度慢,同時當決策變量的數量多于10個時,學生幾乎不能進行求解。而管理運籌學軟件的應用就解決了這一問題,即提高了運算的精度,又極大的降低了學生學習的難度,提高了其學習的積極性。因此,應當增加管理運籌學軟件學習的課時量,通過實踐證明,將軟件學習的課時量占到總學時的20%,就能夠使學生基本掌握軟件的操作過程,同時也能對學生掌握理論知識有著很好的促進作用。在課下,也應組織一些興趣小組,將有想深入學習管理運籌學的同學組織起來,組織大家對管理中的實際問題進行研究,鼓勵同學進工廠、進企業進行調研,并將所學知識應用到實踐中。通過這樣的學習過程,打破課堂同實踐之間的隔閡,使同學認識到管理運籌學在實踐中的巨大作用,并實現將學生培養成應用型人才的目標。
3.4對考核方式進行調整和優化
最后,應當對管理運籌學的考核方式進行調整和優化。為了實現本科教學向應用型轉型,我們對管理運籌學的課程進行了全新設計,在課堂教學中提高案例教學和啟發式教學的比重,增加管理運籌學軟件學習的課時量;在課后,組成管理運籌學興趣小組,鼓勵同學將所學的運籌學知識應用到管理實踐之中。這樣的課程設計,符合本科應用型教學的培養目標,同時也保證了對學生全面能力的培養。因此,管理運籌學的考核方式也應適應這樣的變化,對考核方式進行調整和優化。應當適當降低筆試考試的所在比重,而增加對學生上機操作和課外實踐的考核,通過全面的考核體系,即增強學生對上機操作和課外實踐的重視程度,同時也是對其自身全面能力提升的一種督促和促進。
4結語
本科教學向應用型轉變是我國教育的發展方向,管理運籌學作為工商管理類專業的一門重要課程,也應進行重新設計以實現這一目標。本文通過對目前管理運籌學特點以及存在問題的梳理,提出應用型本科工商管理專業管理運籌學課程設計的實施辦法,希望對提高管理運籌學的教學效果提供一些幫助,同時這也是培養應用型管理人才的一種有益嘗試。
作者:李森 單位:沈陽建筑大學商學院
參考文獻
[1]楊嘉歆.管理運籌學中板書和多媒體教學的有機結合[J].價值工程,2012(06).
[2]何麗紅,陳士成.管理運籌學課程的教學改革與實踐[J].教育教學論壇,2011(34).
(1)運籌學在化工設備管理中的應用系統工程是將現代數學以及電子計算機技術用科學的觀點系統表現出來的綜合管理技術,它以信息論為基礎,運籌學是其分支之一,它是系統工程的基礎。具體的運籌學方法也非常多,但各有不同的應用方向,例如,線性規劃,它主要是應用于物力分配的維修方面。(2)系統地分析設備投資系統分析是一個復雜而艱巨的過程。首先,需要設計一個可行的方案,其次,根據此方案建一個模型,再通過模型之間的對比分析出相應的投資及收益,最后根據收益額進行優選。
2電子計算機的應用
電子計算機具有快速記錄存儲大量數據的能力,因而在現代化工企業中應用廣泛,尤其是其高效的管理能力及數據庫提取系統為化工設備的管理帶來了極大的便利,提高了管理效率,降低了企業的管理成本。在實際應用中,通常是運用計算機輔助設備來幫助企業實現化工設備的管理。其中,工程計算尤為重要,它通過數據分析方法來實現對設備的管理。此外,還有過程控制及信息處理等也是計算機輔助系統的重要組成部分。目前,應用較廣泛的有設備動力系統、人事管理系統等。電子計算機應用于設備維修①制定設備維修計劃。工作人員在指定維修計劃時,需要結合長期維修計劃和短期維修計劃,二者統稱為維修總表。那么在日常的設備管理中,巡回檢查及日常保養等間隔4周內的常規作業都需要保證在維修總表中。此外,對于預防維修卡,即PM卡,對于此卡的管理,應使其作業間隔期控制在8周內。作業間隔期超出8周的,可編制長期預防維修作業。②制定改善維修的內容。改善維修是指常規維修之外的一些修理計劃,如事后修理等,而且改善維修往往是突況,無法預先制定維修計劃,所以,此時就需要通過電子計算機的幫助了。應用數據庫系統,設置檢索數據。由計算機通過檢索依據來檢索設備故障,可以迅速確定故障部位,有利于設備維修的順利展開。通常指令要求會將設備故障的歷史記錄展示出來,工作人員可以從中選擇相應的故障,包括過去的故障測試數據、維修記錄及輔助分析等,這一系列相關信息都可以從中檢索到。當然也可以按照設備故障的相應編號檢索故障處理的相關資料和信息記錄,也可以通過相應的零配件的編號檢索出零件剩余量及單價等。③分析設備維修。在以往的維修工作中,我們獲得了許多有價值的信息,通過對這些信息的分析及整理,可以總結出設備現下的耗損情況,并為以后的設備維修提供相應的技術分析資料。這些技術資料不但為指定維修計劃提供了技術依據,而且能幫助找出維修工作的薄弱環節,為維修方案的選擇提供必要的信息,提高了維修工作效率。此外,還能夠通過信息反饋對工作進度進行及時調整。④電子計算機應用與設備管理。計算機在設備管理中應用十分廣泛。首先,由于化工設備的復雜性,導致其常常出現變更,以致我們經常要刪改或修減備件及存儲信息。運用電子計算機可以實現對信息的快速查詢。根據電子計算機的入庫記錄可以列出各種備件的單價、數量及金額。另外,對各種備件的庫存數量設一個臨界警報值,當庫存量達到一定數量或低至一定數量時,計算機給與提示,使庫存量總能維持在合理范圍內。
3ABC管理法則的應用
ABC管理法則是根據設備維修或發生故障時對產量、成本等一系列因素的影響程度將設備分為A、B、C三類,分別代表重要設備、主要設備、一般設備,對于設備的劃分,其標準可以是使用頻率,也可以是維修難度等。另外還可以通過綜合評分法對設備的分類進行界定,即通過各方面因素的綜合評價,較高分值段的設備界定為A類設備,中間分值段的設備界定為B類設備,較低分值段的設備界定為C類設備,對于不同類別的設備,分別給予不同的管理方法。
4點檢管理
在現代化工企業中,點檢管理法作為一種科學的管理方法,對于企業的設備管理效果很突出,它通過對設備的定點、定期檢查,進而能夠及時發現設備中存在的潛在問題,還能檢測出設備在日常運行中產生的一些隱患。點檢管理法主要通過一些儀表來對設備進行管理。在管理中,我們通常在設備使用前制定一定的標準,通過對一些常規數據的檢測與分析,將得到的結果與事先的標準相比較,發現問題,然后對癥下藥。點檢管理法是現代管理中的必備方法,設備管理人員通過對設備管理的多次總結,對各種設備的運行特點和常見故障有了系統的了解,不但提高了自己的業務能力,也為企業創造了經濟效益。
5結語
關鍵詞:整數規劃;0-1規劃;圖論;孤立點
中圖分類號:F22 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2013)07-0307-02
引言
數學模型(Mathematical Model)是用數學符號對一類實際問題或實際發生的現象的(近似的)描述。數學建模(Mathematical Modeling)則是獲得該模型并對之求解、驗證并得到結論的全過程。數學建模不僅是了解事物的基本規律,而且從應用的觀點來看更重要的是預測和控制所建模的系統行為的強有力的工具[1]。圖論是運籌學的一個重要分支,它是以圖為研究對象,圖是由若干給定的點及連接兩點的線所構成的圖形,這種圖形通常用來描述某些事物之間的某種特定關系,用點表示事物,用連接兩點間的線表示相應的兩個事物之間具有的特定關系[2~3]。圖論應用領域廣泛,隨著科學技術的發展和計算機的出現與廣泛的應用,圖論的理論得到了進一步的發展。特別是龐大的復雜系統工程和管理問題都可以轉換成圖的問題,從而可以解決很多工程設計和管理決策中的最優化問題。在本文中,我們引入下述兩個案例:救護站的選址問題和消防站選址問題[4~5],應用圖論理論,根據實際問題的要求,在布點選址過程中不應該出現孤立點的結點,可以得到更簡單的解決思路和方法。
一、問題簡述
問題1:救護站的選址問題
某市有8個行政區,各區之間的救護車輛的行車時間(單位:min)(如表1所示)。市政府擬在市區內建立公共救護中
表1 各區之間的行車時間表
心,設計要求從各區到救護中心的行車路線都不超過10min。該市政府請你提供可行的設計方案:全市至少要建幾個救護中心,具體建立在哪個區?
問題2:消防站的選址問題
某城市的消防總部將全市劃分為11個防火區,現有4個消防站,圖1給出的是該城市防火區域和消防站的位置示意。其中①,②,③,④表示消防站,1,2,…,11表示防火區域。根據歷史的資料證實,各消防站的可在事先規定允許的時間內對所負責的區域火災予以撲滅,圖中虛線即表示各地區有那個消防站負責,沒有虛線連接的表示不負責?,F在總部提出:能否減少消防站的數目,仍能保證負責各地區的防火任務?如果可以的話,應當關閉那個?
圖1 各城區和消防站示意圖
二、救護站選址問題的分析與解決
對于問題1,我們通過各區之間的行車時間表數據建立各區之間的交通圖,在該圖中,我們過濾行車時間超過10分鐘的數據,得到下頁圖2:各區之間不超過10分鐘的交通圖。
圖2 各區之間不超過10分鐘的的交通圖
由于設置公共救護中心的宗旨是各區都應該能夠救護到,且救護時間不超過10分鐘,因此如果我們建立去掉某個區域的子圖,子圖中應該沒有孤立點,這樣就可以判定該區域是否應該保留。通過對圖2去掉區域1,建立相應的子圖,我們可以發現區域1去掉后,會有2、7兩個區域形成孤立點,因此1區域應該建立公共救護中心,它解決了1、2、7區域的救護問題。而對3、4、5、6、8號區域進行分析,可以發現8號區域只和6號區域連通,去掉6號區域,8號區域將成為孤立點,而去掉其他各點都不會形成孤立點。因此分析可以得到:該問題最少要建立兩個救護站,分別在1、6號區域設立公共救護站,就可以覆蓋8個區域,實現公共救護問題。
三、消防站問題的分析與解決
在這個問題中,①,②,③,④四個消防站負責11個消防區域,現在的問題是能否減少消防站的數目,仍能保證各地區的防火任務?和上個問題的解決思路是一致的。如果我們建立去掉某個消防站的子圖,那么根據消防的宗旨,應該在相應的子圖中沒有孤立點。當我們去掉①號消防站后,可以發現3號區域成為孤立點;當我們去掉③號消防站后,可以發現5號區域成為孤立點;當我們去掉④號消防站后,可以發現10號區域成為孤立點。唯有在去掉②號消防站后,沒有孤立點的形成。因此②號消防站屬于重復建設,可以去掉,并且對全市的消防安全沒有影響。圖3是去掉①號消防站,3號區域變成孤立點的示意圖。
圖3 去掉①號消防站的示意圖
四、歸納總結
如何在條件允許的范圍內,盡可能地找出一個“最好”的辦法,把需要的事情做好始終是運籌學的中心問題 [5~6]。隨著運籌學的分支越來越細密,理論方法越來越完善,研究領域越來越廣泛,運籌學的實際意義也越來越凸顯[7~8]。從不同的方法在解決同一個問題的靈活性上,我們可以看出運籌學中方法的多樣性。也同時給我們提示:從不同的角度看問題、用不同的方法解決問題可能會使問題的解決得到事半功倍的效果。在本文中我們通過圖論簡單的理論,解決了布點問題。但是盡管本文提供了一種思想,但對于復雜情況下的布點情況沒有進行進一步的分析,沒有給出進一步的系統理論。因此我們有待于進一步進行研究,以期給出更好的結果。
參考文獻:
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Site Location Problem Solving from the Angle of Graph Theory
CHEN Hui,LI Jin-na
(Department of the Fundamentals,Yantai Vocational College,Yantai 264670,China)
關鍵詞:研究生課程教學;教學模式;軍事運籌學
中圖分類號:G643.0 文獻標志碼: 文章編號:1674-9324(2014)25-0212-02
研究生教育是大學本科教育后更高層次的研究型人才培養的階段,為國家現代化建設培養高素質、高層次創造性人才。研究生教育的宗旨是培養研究生的研究能力[1]。在研究生教育的過程中,課程教學是培養高質量研究生的重要教學環節,在使研究生具有本學科堅實的理論基礎和寬廣專業知識方面起到不可或缺的作用。雖然不同的研究生課程在專業性、動態性和實踐性等方面具有不同的特點,但研究生課程教學在如何幫助研究生掌握知識、轉化能力的方向上是一致的。研究生課程教學應樹立教學與研究并重的理念,注重對于知識本質和科學方法的揭示,課堂教學要能夠活躍學術交流氣氛,培養學術思維的創新能力。我們在研究生“軍事運籌學”課程的教學過程中,基于教為主導、學為主體的教學思路,吸取國內外研究生教學的先進經驗[2-4],從教學模式方面進行了一些改革嘗試。本文就此作粗淺論述和介紹,以期拋磚引玉,進一步改進我們的研究生課程教學工作。
一、教為主導、學為主體的認識
研究生“軍事運籌學”課程是一門適用于系統工程專業、軍事運籌學專業的研究生專業課,同時也是一門適用于其他工學專業研究生的選修課。和本科生專業課教學相比,它具有兩個明顯的區別。一是研究生的知識積累和學習能力都比較高,對新知識的理解和消化吸收快。另一個是來自各個不同專業的研究生同時選學這門課程,研究生的知識結構有比較大的差異。這種“高層次”與“多元化”的特點對教學模式的選擇帶來了挑戰[5]。以前的“軍事運籌學”研究生課程教學一般是以下模式:根據研究生的培養方案和計劃,選定教材;根據課程教學時數制定課程教學計劃;然后根據課時計劃逐次講授教材內容,布置作業;研究生通過復習和完成作業鞏固所學知識;教師講完教材內容后進行課程考試。課程考試的內容基本不超出教師上課講授的內容。研究生通過準備考試系統鞏固所學課程知識。在這種教學模式中,教師也是起主導作用的,教什么、學什么都是由教師決定。它的主導作用僅僅是保證在課程教學中講完課程規定的主要內容,以期研究生能夠掌握基本理論和方法。學為主體沒有在課程教學中得到充分的反映。它存在的主要問題有以下幾點。
1.為使學生更容易理解和接受教材知識,在傳統的教學過程中教師精講教材內容。這對研究生的課堂注意力要求較高且耗費課時多,教師講課容易照本宣科。這種單向式灌輸容易使研究生被動地依賴老師把什么問題都講清楚。學習方法和本科學習階段基本沒有根本差別,研究生學習的自主性不強。
2.由于教材的編寫和出版都需要一定的時間,教材的使用一般也會有一定的持續時間,僅僅根據教材組織教學,教學內容難以反映比較前沿的知識,與軍事運籌學領域的新應用研究也有一定距離。研究生不能根據自己需要研究問題的重點來學習相關的理論和方法,學習自覺性降低。
3.忽略了現在網絡教學資源非常豐富的優勢,沒有通過研究生課后利用網絡資源進行學習研究來更有效地提高研究生的自習能力。解決這些問題的關鍵是根據教為主導、學為主體的教學思路進行教學模式的改革。首先必須深化對教為主導、學為主體的認識。教為主導不能僅僅表現為表層或淺層次的教師主導。根據研究生的培養方案和計劃選定教材、制定課程教學計劃、逐次根據課時計劃講授教材內容這樣的主導是不完善的。主導的作用主要應該體現在教師以各種方法和手段啟發研究生的創新思維,把創新能力培養貫穿于整個課程教學過程。學為主體也不僅解釋為研究生是學習這門課程知識的主體,而是從研究生的知識積累、學習能力和選修“軍事運籌學”課程的目的等所體現的個性出發,教學過程能為研究生學習發現問題和獨立解決問題提供支持、幫助、刺激和鼓勵,從而在要求研究生掌握基礎理論知識的同時進一步培養創新思維和研究能力。
二、教學模式的設計與實踐
基于教為主導、學為主體的教學思路,我們對“軍事運籌學”課程的教學模式進行了一定的改革,具體做法如下。
1.精心組織和拓展教學內容,做好教學準備。由于研究生有一定的知識積累和學習能力,而且研究生選修“軍事運籌學”課程各人的目的也很明確,我們根據研究生的具體情況,精心組織和拓展教學內容,根據需要確定不同的教學方式,建立教學內容動態更新機制。在課程的第一次教學中,我們著重介紹軍事運籌學的知識體系和學習本課程應該掌握的基本理論和方法的范圍。我們給研究生介紹與教學內容和教材相關的參考書、文獻資料和其他參考資料,明確指出教學內容已經不僅限定在選定的教材內,而是通過學習教材和通過課后大量有針對性的閱讀我們介紹的參考書、文獻資料來掌握本課程知識,強化研究生學習的自主意識。教學內容由理論教學、實驗教學和文獻研討三大部分構成。理論教學是對課堂組織教學的內容提供知識背景和方法論,已經定論的知識主要給總結性的引導或思考,重點是提出進一步研究的方向或者探索性的問題,培養研究生發現問題的能力。實驗教學主要學習和掌握實用軟件,培養建立模型和求解模型的能力,提高理論結合實踐的應用研究水平。文獻研討是選用公開發表的高水平學術論文進行研討,了解和掌握前沿知識,凸顯專業領域研究的課程教學前瞻性。
2.創新組織形式,培養研究生自主學習能力。傳統的教學過程比較重視教師對知識的傳授能力。對擬定的教學內容,教師要能夠從基本概念入手,深入淺出,層層展開知識點的聯系、重點和難點,使得學生容易了解、熟悉和掌握教學內容。對于難度很大的課程教學內容,教師理應這樣組織教學。但是,每課都這樣組織教學,勢必需要很多的教學課時,也不利于研究生自主學習能力的培養。一方面,教師應該精選重點的而且難度很大的課程教學內容通過自己的講解,使研究生體會攻克學習難點的方法;另一方面,教師在組織教學過程中,應該有意引導研究生思考教材內容與本學科前沿性知識的聯系,用適當的主線將這些知識統攝起來,變成整體知識,做到融會貫通。在組織形式上,要減少教師講課的時間,增加研究生報告的時間。每次講課或報告的內容應該著重在對于知識本質和科學方法的揭示,融入批判性思維,能夠闡述背景性知識、問題性知識、過程性知識、方法性知識以及知識之間的關系。這樣的教學模式能夠給研究生充分展示運用所學知識的機會,有利于研究生訓練表達和應用專業知識的基本能力,同時也使得教師能夠發現研究生在知識積累和應用能力方面存在的薄弱環節。這樣的教學模式能夠實現互動式教學,通過師生互動、生生互動的作用促進研究生的研究性學習,培養學術思維的創新能力。這樣的教學模式轉變了以教師為中心、以教材為中心、以課堂為中心的傳統觀念,倡導了教為主導、學為主體的教學理念。
3.重視任務設計,力求方法多樣化。給研究生布置作業和學習任務是使研究生鞏固和應用所掌握知識、啟發和提高研究生的創新思維能力的重要手段。力求方法多樣化。根據課程教學實施計劃,應該適時布置消化和鞏固基本理論和方法的作業,作業面有一定的寬度和數量。鼓勵研究生從自己專業研究領域尋找問題,然后運用所學課程知識進行研究和提出創新點,撰寫學術論文。
4.加強教學過程管理,改革教學考核方式。教師要加強對研究生自習的檢查力度,通過課堂討論、提問等方式提高研究生自習的意識,可采取預先布置任務,實施教學時隨機抽取研究生課堂報告,然后集體討論的方式。這樣有助于提高教學效果。課程考核改變傳統的單一課程結束筆試為主的做法,采用多種形式考核。作業解答、實驗報告、理論研究報告、課堂報告、課堂研討發言和課程結束筆試等都納入考核內容,賦予權重后合成作為課程考核成績。
基于教為主導、學為主體的教學思路,在研究生課程教學中我們對教學模式的改革作了嘗試,能夠較好地培養研究生的研究能力。部分學員運用軍事運籌學的理論知識研究本專業的前瞻性問題,在課程小論文的基礎上撰寫學術論文,發表在核心刊物、EI和SCI收錄的源期刊上。這說明在研究生“軍事運籌學”課程的教學實踐中取得了良好的效果。我們也應該看到,雖然新的教學模式具有可操作性和現實意義,但是對教師的責任心、知識能力和教學過程管理能力也提出了更高的要求,需要我們更加努力地把研究生教學工作做得更好。
參考文獻:
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關鍵詞 管理科學與工程 發展史 特征 展望
中圖分類號:F272 文獻標識碼:A
1管理科學與工程概況
管理科學與工程從字面上講可以分為兩個部分,即科學管理與工程方法,可以理解為綜合運用系統科學、管理科學、經濟學等相關知識解決社會經濟問題的一門交叉學科。屬一級學科,下設工業工程、信息管理與信息系統等研究方向。
2管理科學與工程學科的發展史
管理科學與工程學科已逐步形成了較為系統的理論基礎和多角度的研究方向,成為了推動社會經濟發展的重要學科支柱。
2.1西方管理科學與工程學科的形成及發展規律
2.1.1學科形成
以蒸汽機的改進與廣泛應用為標志的工業革命預示著一個嶄新時代的到來,文化總是可以為科學和技術的進步創造條件,伴隨而來的是一系列的管理問題和管理思想的發展。100多年前的泰勒正是科學管理的代表性人物,他將工人的操作方法和動作進行分解并系統地研究工作效率。在泰勒的影響下,吉爾布雷斯夫婦從“運動研究”的角度出發改進了泰勒的方法,將人的所有動作歸納成17個動素,那么工人的作業就分解成一些動素的和。這是工業工程開始的標志,因此泰勒和吉爾布雷斯夫婦是最著名的工業工程創始人。兩次世界大戰期間電子技術得到空前發展,電子計算機的出現以及信息論、系統論等學科的應用使得管理理念進一步現代化。二戰結束后的經濟恢復期,工業工程與數量分析、運籌學等學科不斷融合。進入21世紀,管理也逐漸進入到人本管理的階段,該學科的覆蓋面不斷擴大,延伸到物流與供應鏈管理、金融工程等眾多研究領域。尤其在今天的大數據時代,該學科為大交通、大數據等熱點問題引入了很好的應用方法。
2.1.2規律總結
管理科學與工程學科的發展有其歷史原因,包括科學技術的發展,生產方式、社會經濟形態的演變以及需求的改進。從蒸汽時代到泰勒的科學管理再到電子技術的廣泛應用,科技的發展帶來生產方式的變化,對整個社會經濟形態的演變也起到了很大程度的影響,從而共同作用于學科的發展。
2.2中國管理科學與工程學科的形成及發展規律
2.2.1學科發展
20世紀中期,我國開始建立了管理科學與工程學科。80年代初期,開始對工業工程有所認識并不斷發展。到今天該學科涵蓋了工業工程、管理科學等18個分支學科,包含了社會科學與自然科學的交叉融合。
2.2.2規律總結
該學科在中國的發展可以歸因于管理學在中國的發展以及改革開放后社會生產水平以及社會需求的不斷改進。
該學科發展的基礎是管理理念的引入與更新,中國的管理思想可以追溯到儒家學說―以和為貴,與西方的人本管理有著異曲同工之處??梢哉f管理思想的發展并沒有伴隨著管理活動的更新與創造,直到近代民族工業的興起,我國才開始了真正的管理活動。改革開放是個重要的轉折點,對西方管理及技術理論的重視開始引導國人加強該學科的構建。
2.3國內外管理科學與工程類專業的發展概況
2.3.1工業工程專業
1908年美國賓夕法尼亞大學首次開創了工業工程課程,這是工業工程學術化的開端。上世紀五六十年代,美國的許多大學先后成立了工業工程系。今天,美國已有150多所大學設立了工業工程專業。汪應洛教授是我國工業工程學科的帶頭人,提出企業柔性戰略概念以及“精簡、靈捷、柔性”的生產準則。
2.3.2管理科學專業
上世紀30年代霍勒斯卡文森將復雜的數學模型應用于數據工作,50年代開始出現了管理科學的教科書。60年代初,運籌學開始進入美國大學的課程規劃中。在我國,錢學森是系統工程界的代表人物,他提出航天系統工程的理論,并致力于將系統工程的概念推廣到整個國民經濟建設中。
2.3.3信息管理與信息系統專業
上世紀60年代起美國開始在大學設立管理信息系統專業,計算機的普及是該專業產生的直接原因。1985年,管理信息系統的創始人――明尼蘇達大學的管理學教授Gordon B.Davis為管理信息系統給出了一個較完整的定義,各種管理信息系統也應運而生。
3管理科學與工程的學科特征
(1)跨學科性;
(2)拓展性;
(3)實踐性。
4從辨證發展的角度分析新形勢下的管理科學與工程學科
技術的創新促進了社會經濟的發展與繁榮,同樣也帶來了很多問題。學科發展也是如此,我們應該學會用辨證的方法去剖析,認識到其中的不足與挑戰。在當今大環境下,該學科應與國家社會發展目標緊密結合,跟蹤國際研究的前沿,推進國際學術交流,同時加強人才隊伍的培養以此發揮學術團體的積極作用。
新時期下更需要我們轉變思維模式,加大創新力度,唯有實現真正的創新才能形成具有中國特色的管理科學與工程體系。
參考文獻
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關鍵詞:工業工程;創新
當代世界經濟發展的主流已經從“知識經濟”轉向“創新經濟”,稱之為“創新力經濟”。有效利用人力與資本并鼓勵創新,成為推動社會發展的“全因素生產力”。在歷次科技革命的高新技術發明的前提下,信息與信息之間、經營與管理之間、企業與企業之間發生著交融互促的效應,在這個過程中,工業工程(IndustrialEngineering,IE)應運而生,為世界經濟的迅速發展帶來了必要的技術與理念的前提。
工業工程是工程技術、經濟管理科學和人文社會科學相結合的邊緣學科。工業工程將人、信息、物料、設備、過程和能源集成到產品、服務或項目的整個壽命期內,把獲利性、效率、適應性、響應能力、質量同產品與服務的不斷改進和創新,貫穿整個壽命期做為目標。
工業工程自誕生以來,經歷了圍繞提高作業效率為重要內容的傳統工業工程階段;與運籌學相結合進行更系統和精確設計的獨立活動階段;以系統工程為新的支柱,形成從微觀到宏觀、從局部到整體進行分析和設計的系統科學體系階段;目前可以認為是工業工程應用各種新技術、新理論不斷拓展應用領域和范圍的新的發展階段。工業工程在其發展和應用實踐過程中,逐步形成了自身的特色和職能。
一、工業工程的內涵
工業工程是對由人員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統進行設計改善和設置的一門學科。它綜合運用數學、物理學和社會科學方面的專門知識和技術,以及工程分析和設計的原理和方法,對該系統所取得的成果進行鑒定、預測和評價。
工業工程不僅用于生產事業,還可用于服務業、金融業等領域。由其廣闊的應用范圍可以看出它的內涵相當廣泛。工業工程涉及的學科領域很多,研究方法多樣,它綜合運用數學、物理學及社會科學方面的知識和工程學中的分析、規劃、設計等理論,另外與運籌學、系統工程、計算機等現代科學技術緊密結合。
工業工程是一個過程。它是一個不斷改進,追求創新的過程。堅信“改善無止境”——“Thereisalwaysabetterway!”。工業工程強調人的因素,它將影響人的因素放在比較重要的位置,追求人——機——環境關系的最佳、最和諧狀態。工業工程是集成系統的整體優化,將系統中的各要素孤立考慮和僅僅將各要素簡單相加都是不合適的,它追求由人員、物料、設備、能源、信息等生產要素所組成的集成系統的整體效益,要產生1+1>2的效果。
二、創新是工業工程的本質
創新是企業發展的根本源泉。通過對系統的分析評價、完善改造以達到促進系統不斷創新的目標,是工業工程的功能之一。這里的創新主要包括產品改進、工藝改進、設施改進、系統組織改進、工作方式改進、技術創新的激勵與組織、新產品新技術的工作開發等。
工業工程的研究對象是以人為主體的工作系統,它的最基本的思想就是“做每件事,總有一個最好的辦法”。從其內涵可看出,改善是實現工業工程任務和目標的基本手段,是工業工程的永恒目標,是工業工程的靈魂,而改善的結果是創新。
工業工程是一門對以人為主體的工作系統進行規劃設計和組織管理的綜合技術,其工作過程是一個集體努力和綜合創造的過程。如果把它理解為管理,它需要不斷探索改進管理系統與工作程序以提高效率。工業工程的基本方法,除系統分析和系統設計外,就是創造性技術。隨著發明學、創造工程、系統工程和管理科學的發展,人們已經先后提出了一百多種創造技術和方法,其中1個不忘(不忘動作經濟原則)、4大原則(取消、合并、重排、簡化)、5個方面(操作、運輸、貯存、檢驗、等待)、6大提問技術(目的、方法、人物、時間、地點、原因),這些都是改進與創新工作必不可少的關鍵。由此可見,工業工程需要高度的改善改造性,改善創新是工業工程的本質功能。
三、工業工程的創新技術的特點
信息環境下工業工程的創新技術可以概括為:針對知識資源無形性,使用價值的間接性、共享性、增值性等特征,并有利于實現集約發展的管理方法與技巧。它的研究應用具有以下特點:
(1)集群性。把市場需求和技術供給、把技術創新與管理創新有機結合起來,取得全方位的改善效益。
(2)虛擬性。經濟全球化和信息經濟時代的典型產物就是虛擬就是與信息緊密掛鉤的高智能性知識密集型產品和產業。創新技術的虛擬化具有靈活、柔性、合作、共享、快速反應、高效輸出等素質。
(3)融合性。創新技術應當是多元、合作與共享的集合。多元優于一元,合作大于競爭,共享勝過獨享,就能突破看似有限的改善空間和社會結構,實現優勢忽布和資源重組,在更為廣泛的程度上形成雙贏或多贏的管理運作。
(4)模糊性?,F代網絡通信技術使創新的來源無處不在,沒有明確的邊界。
小結
工業工程是解決各生產要素達到有效結合、形成一個有機整體過程中各種復雜矛盾的創造性方法。它是一個動態的、發展的研究領域,凡是有利于對系統進行分析、設計和評價以及有利于提高效益的方法,都被及時納入了工業工程的研究和應用范疇,其發展具有鮮明的時代氣息。在信息經濟時代,創新的作用得到空前強化,并升華成為一種社會主題。而工業工程從一誕生起就強調不斷改進與創新,工業工程就是在不斷發現問題,考察分析問題、尋求對策的實踐中,永無止境地改革、創新和發展。
參考文獻:
上海交通大學的工業工程專業設置在工科院系,學生具有扎實的專業技術,有較好的工科基礎,不僅掌握工程專業技術還掌握計算機、管理和工業工程專門技術,是社會急需的既懂技術又擅長管理的復合型專業技術人才,主要研究方向包括:
(1)生產與服務系統工程;
(2)現代物流工程;
(3)生產與服務系統規劃、設計與控制;
(4)質量與可靠性工程。但是,學校安排的實踐課程和去企業實習課程少,學生動手實踐能力不足。天津大學工業工程專業隸屬于管理學院,這種模式的專業基礎為管理學、管理經濟學、系統工程學、運籌學和一門工程學科(以機械工程為主)。本科畢業生需掌握工作研究、生產計劃與控制、先進制造系統、物流工程、質量管理與控制、工程經濟學、成本控制、人因工程和管理信息系統等工業工程專業知識和技能,成績合格畢業授予管理學學士學位。其專業培養目標是旨在培養具有管理學、經濟學和系統工程理論與方法的堅實基礎,懂得自然科學和社會科學的基本理論,擁有扎實的專業工程技術。主修課程:管理學、市場營銷學、運籌學、應用統計學、經濟學、企業財務管理、會計學、管理信息系統、經濟法、工程經濟學、系統分析、機械設計基礎、現代制造技術、基礎工業工程、質量管理、成本控制、生產計劃與控制、精益生產、物流工程、可靠性工程、人機工程學、實驗設計、制造系統仿真、工業工程應用與實踐等。由此可見,學校基礎課程比例高,而專業工程類課程比例較少。由上述典型高校工業工程培養模式可知,我國高校工業工程專業的課程設置中管理類課程所占比重較高,而國外高校的工業工程專業課程安排大多以工程學科內容為主,管理類內容為輔。從專業實踐能力來看,美國高校的工業工程專業更注重培養學生的實踐動手能力。許多學校都安排了與機械有關的工廠實習和實際項目研究等方面的學習,使學生有機會獲得生產第一線的基礎經驗,不僅為以后工作打下了良好的基礎,也使學生對所學專業內容有了具體的認識,對以后學習工作都有很大幫助。學習最終是為了投入實踐,我國的工業工程專業也應該進一步加強學生實踐能力的培養,真正做到理論與實踐相結合,為國家和社會培養出優秀的工業工程專業人才。
2對國內高校的幾點教學建議
根據各大高校的調查研究,我國現存教學方案存在以下不足:教學方法古板;教學實踐環節薄弱;課程結構不合理;學生學習目標不明確。針對以上不足,現提出以下改革建議:
(1)大力推行以學生為主體的啟發式教學,改變學生思維模式。在國外經濟發達國家,實行以學生為中心的啟發式教學,以啟發學生的思維為核心,促進他們生動活潑地學習,而我國采取的是以教師為中心的灌輸式教學。啟發式教學的特點是調動學生的主動性,啟發學生獨立思考,發展學生的邏輯思維能力。美國本科教育采取啟發式互動教學方法,教師提問,學生分組討論。只有每個學生都積極地進行討論,才能真正參加到學習過程中。他們把學生在課堂上的活躍度作為平時考核很重要的一部分;
(2)將課程設計作為考核科目,鍛煉動手能力。首先,手的操作不僅可以促進視覺、觸覺、感知能力的發展,還可以增加身體協調性。其次,通過動手設計,可以掌握其產品原理和方法,對理論的理解更加深刻。再次,通過具體的實踐操作把知識從課堂延伸到具體研究項目的執行、完成,為未來的學習、工作做好準備;
(3)實施開放式教學,完善課程結構。開放式教學的核心是學生自主探究,主動參與學習到過程中,突出展現了學生的主觀能動性。教師在教學過程中不只是注重學習內容,重要的是從學生的實際需求和興趣愛好出發,讓學生選擇所學內容,培養積極價值觀。目前,開放式教學主要采用案例教學、項目教學和模擬教學等多種開放性的教學方法。案例教學法,一般來源于真實的生活環境,通過相似的組織結構、人員關系與時間,運用同樣的資源約束、競爭壓力、數據和信息,從總體戰略的角度出發,培養學生的政策觀點和解決實際問題的能力。項目教學法,由學校和企業合作組成小組,深入實踐第一線,在解決實際問題的同時,學習如何運用已有的知識,在實際操作中獲取解決問題的能力。模擬教學法是計算機虛擬現實技術的使用,通過模擬企業實際的情況以及所面臨的市場環境的復雜流動,來制定相應的營銷策略,以培養學生解決問題的能力。在國外,一些知名大學幾乎沒有材,學生也沒有統一的課本。教師總是想方設法地挑選最新的、最有發展前途的、就業率最好的內容來進行教學。毫無疑問,不局限于教材、注重實踐能力培養的開放式教學更容易培養出適合社會需要的人才;
(4)加大工廠實習力度,明確學習目標。注重理論教育的高校,很多學生不知道所學習的知識到底可以用在何處,以致最后漸漸失去了興趣,沒有了學習目標和學習動力。學??梢越Y合學生的就業,有針對性地選擇典型的行業和企業,嘗試建立校外實習基地。在學習過程中引導學生對企業生產經營中存在的實際問題進行分析,提出改革方案,實現校企共贏。
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