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问题驱动型教学模式在运筹学中的应用

时间:2022-03-05 08:16:26 来源:网友投稿

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问题驱动教学法能够提高学生学习的主动性,提高学生在教学过程中的参与程度,容易激起学生的求知欲,活跃其思维。这种教学方法对教师的要求较高,教师必须具备较强的课堂掌控能力和引导能力。数学教学的目的是使学生掌握一定的学习方法、有一定的各方面能力,从而达到解决问题的最终目的。问题驱动式教学模式从一开始就设计一些问题,让学生通过这些问题的解决、分析,找到这些问题的内在因素,从而掌握解决这些问题的学习方法。然后要求学生自己学会提问,学会将复杂的问题转化成若干个简单的问题,从而得以解决。这一过程中,不但能使学生掌握一定的学习方法,更能培养学生的各方面能力,从而使各类问题引任而解[4-5]。

本文主要探讨如何在运筹学课程中引入问题驱动型教学模式,即将所要学的新知识隐含在一个或几个实际问题中,让学生通过对问题的分析、讨论,在老师的指导下找出解决问题的方法,从而将枯燥的知识转化为生动的实验,有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力。

运筹学中应用问题驱动教学法,即以“问题”为载体,师生共同完成,以运筹学中的实际问题为背景作为我们创设教学环境的一个基础,以教学内容中的问题为主线,围绕提出的问题解决教学中的实际问题,以此来引导学生自主学习,合作研究,使得学生在解决实际问题的同时感受到数学中的美,从而实现师生互动,综合素质共同提高的目的,彻底解决上课时老师在讲台上卖力的讲,下面的同学却在玩手机或打瞌睡的现象。

2 具体实例

例如在学习线性规划这一章节时,老师可先抛入一个问题关于香港地铁的交通布局改进问题。香港地铁是世界上最繁忙,然而又是最高效的地铁之一,其原因是取决于设计者的精心布局和合理改进。比如在设计者为了使得换乘的乘客方便,把站台安排在列车的两侧,但是乘客不仅需要换乘的站台方便,而且更希望换乘的时间尽量短,当他们到达站台的时候,他们最不希望看到的是他们需要换乘的列车刚刚离开,这个被乘客们称作“送车尾”现象,为了解决“送车尾”现象,香港中文大学帮助港铁公司进行了交通运行表的调整和优化。首先他们对问题进行具体分析,明确优化的目标,布局优化的过程。首先,要优化的目标是:乘客换乘和等待时间尽量短。优化的手段:调整交通运行时间表。要限定的条件是:列车行驶和班次间隔的限定范围等。接下来,他们就要选择一种适合的技术和方法,于是他们了一种适合的技术方法,他们选择的就是线性规划模型。

接下来介绍数学规模模型,首先是明确问题的目标,求解最大还是最小问题(即目标问题),然后在寻求最优问题的同时有一些约束条件,然后由于实际问题中参数有一个自然条件就是非负的(即约束条件)。

接下来给出一个更具体的实例: 靠近某河流有两个化工厂(见图1),流经第一化工厂的河流流量为每天500万立方米,在两个工厂之间有一条流量为每天200万立方米的支流。

化工厂1每天排放含有某种有害物质的工业污水2万立方米,化工厂2每天排放的工业污水为1.4万立方米。从化工厂1排出的污水流到化工厂2前,有20%可自然净化。根据环保要求,河流中工业污水的含量应不大于0.2%。因此两个工厂都需处理一部分工业污水。化工厂1处理污水的成本是1000元/万立方米,化工厂2处理污水的成本是800元/万立方米。问:在满足环保要求的条件下,每厂各应处理多少工业污水,使两个工厂处理工业污水的总费用最小?

这个具体实例可以让学生5人一组讨论,或者联系自己本专业物流专业分组查阅文献,查询线性规划在物流中的应用,做成PPT然后选一个组长上去给大家讲解,这样极大的调动了学生们的主观能动性。

3 结束语

本文通过讲述了问题驱动型教学模式在运筹学中的应用,列举港铁“送车尾”现象这一实例,引入线性规划的具体内容,激发学生的学习兴趣,让传统的“填鸭式”教育模式转变成导入式,使得学生能轻松接受问题,这样在课堂上用问题驱动型教学模式,使得学生从被动接受知识到通过案例引导学生,激发学生的学习兴趣,调动学生的主观能动性,产生学习兴趣。活跃了课堂气氛,让大家觉得枯燥的数学课变得生动起来。

其次分组学习小组,让学生自己查阅文献并讨论,通过对现实问题分析,建模并求解培养学生团队精神以及解决实际问题的能力,在今后的工作有一定的帮助。

【参考文献】

[1]蒋智凯.浅谈运筹学教学[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2010(24).

[2]课程信息:运筹学[Z].沈阳农业大学,2011.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2010版)[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[4]余卉.数学“问题解决”教学的研究与实践[D].华中师范大学,2012.

[5]杨波.“问题驱动”教学法探讨:计算原理教学案例分析[J].数学之友,2012,4:7-9.

[责任编辑:王洪泽]

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