運籌學(xué)中求基解的步驟范文
時間:2023-11-02 17:37:27
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篇1
關(guān)鍵詞:線性規(guī)劃;激發(fā)動力;多媒體;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
中圖分類號:G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1672-1578(2015)12-0485-02
線性規(guī)劃是經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是線性代數(shù)后續(xù)基礎(chǔ)課之一,是運籌學(xué)中研究較早且相對比較成熟的一個重要分支。它是由于社會發(fā)展的需要而產(chǎn)生和發(fā)展的。上世紀(jì)30年代末40年代初,康托洛維奇等在生產(chǎn)組織和運輸問題等方面開始研究應(yīng)用線性規(guī)劃這一數(shù)學(xué)方法[1];1947年美國數(shù)學(xué)家Dantzing提出的單純形方法從理論上為線性規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。它廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識和數(shù)學(xué)方法,解決實際中提出的專門問題,為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)?,F(xiàn)如今,線性規(guī)劃已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、國防、交通運輸、能源、水利、經(jīng)濟(jì)、管理決策等眾多領(lǐng)域,它可以解決各行業(yè)中的最優(yōu)計劃、最優(yōu)分配、最優(yōu)管理、最優(yōu)決策等最優(yōu)問題。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握線性規(guī)劃的主要模型、基本理論、主要算法,并能將這些理論和方法應(yīng)用于實際問題,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和分析、解決問題的能力,從而為學(xué)生今后進(jìn)一步深造以及從事經(jīng)濟(jì)管理方向的學(xué)習(xí)和研究工作打下堅實的基礎(chǔ),提高學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。下面就筆者的一些教學(xué)實踐,淺談一下線性規(guī)劃這門課程課堂教學(xué)的幾點體會。
1.合理安排教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力
首先,線性規(guī)劃是線性代數(shù)的后續(xù)課程之一,課程中要用到很多線性代數(shù)的知識,比如,矩陣、矩陣的秩、矩陣的運算、矩陣的初等變換、向量組的相關(guān)性、無關(guān)性、線性方程組的求解等等。因此,我們在講解線性規(guī)劃課程的內(nèi)容之前,首先要幫助學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固線性代數(shù)中學(xué)過的內(nèi)容。雖然這樣會加重本課程的教學(xué)任務(wù),但是只有代數(shù)中的這些內(nèi)容理解透徹了,線性規(guī)劃課程中的單純形方法等知識才能真正地理解其中的原理,才能做到"知其然,更知其所以然",而不是死記硬背、"依葫蘆畫瓢"。
其次,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力是學(xué)生學(xué)號一門課程的前提之一。提到數(shù)學(xué)課程,大多數(shù)的學(xué)生的第一反映是理論性強、很抽象、難掌握。我們課程的第一部分是線性規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)模型,課本上出于知識的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的考慮,先給出的往往是變量很多、表達(dá)復(fù)雜的抽象的模型,這些太抽象太復(fù)雜的內(nèi)容會使學(xué)生認(rèn)為這門課程很高深、難聽懂而產(chǎn)生挫敗感,進(jìn)而使學(xué)生在這門課程中的學(xué)習(xí)動力大打折扣。因此,我們授課時不妨可以先從一個貼近我們生活的實例出發(fā),建立一個簡單且容易理解的線性規(guī)劃模型。如下面這個問題[2]:某工廠在計劃期內(nèi)安排生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品。已知生產(chǎn)兩種產(chǎn)品所需的設(shè)備臺時及A,B兩種原材料的消耗、設(shè)備及兩種原材料的現(xiàn)有量、單位產(chǎn)品的利潤如下表:問:應(yīng)如何安排生產(chǎn)計劃,才使獲利最多?
這是生產(chǎn)組織與計劃問題中的一個很典型、實際生活中也很常見的問題,經(jīng)過簡單的提示,學(xué)生們完全可以自己建立出該問題的數(shù)學(xué)模型。
解:設(shè)生產(chǎn)甲乙兩種產(chǎn)品分別為x1,x2單位。
maxS=2x1+3x2
x1+2x2≤84x1≤164x2≤12x1,x2≥0
再根據(jù)高中時期學(xué)過的圖解法,我們還可以求出最優(yōu)的生產(chǎn)方案:生產(chǎn)甲4單位,生產(chǎn)乙2單位時,可獲得最大利潤S=14元。于是,我們可以告訴學(xué)生,我們這就已經(jīng)解決了一個比較簡單的線性規(guī)劃問題了。這樣一來,學(xué)生在獲得成就感的同時,也發(fā)現(xiàn)了這門課程并非像想像中的那樣深不可測,是完全可以掌握好的,也就激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和動力。
2.傳統(tǒng)的板書教學(xué)應(yīng)與多媒體教學(xué)相結(jié)合
傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂采用的是黑板加板書的授課方式。但是隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展,多媒體技術(shù)作為一種新的教育形式和現(xiàn)代化的教學(xué)手段,被廣泛應(yīng)用到我們的日常教學(xué)工作中?,F(xiàn)在越來越多的數(shù)學(xué)課程也都采用多媒體的授課方式了。就線性規(guī)劃這門課程而言,采用多媒體技術(shù)進(jìn)行授課有以下優(yōu)點:
(1)采用多媒體教學(xué)能夠省掉很多重復(fù)勞動
比如,我們講解圖解法時,最優(yōu)解存在有唯一的最優(yōu)解和存在無窮多最優(yōu)解的情況,我們可以以下面這兩個題目為例來講解:
①maxS=2x1+3x2 ②maxS=2x1+4x2
x1+2x2≤84x1≤164x2≤12x1,x2≥0 x1+2x2≤84x1≤164x2≤12x1,x2≥0
問題①存在唯一的最優(yōu)解,問題②存在無窮多最優(yōu)解,但是這兩個問題的約束條件相同,因此,兩者的可行域是完全相同的。板書教學(xué)時,如果我們在同一個圖形中求解會是圖形看起來雜亂、不清晰,如果畫兩個圖形求解,既占用了黑板的版面,也浪費了課堂時間。但是如果我們采用多媒體形式的話,首先,軟件繪制的圖形要比我們教師手繪的圖形精確的多,什么情況下取到最優(yōu)解,學(xué)生可以看得一目了然;再者,課件上的圖形比黑板上的圖形要干凈清晰很多,因此,這兩個題目在一個圖形中求解也不會顯得雜亂,同時也更方便學(xué)生對這兩種最優(yōu)解的情況進(jìn)行比較。
(2)多媒體教學(xué)能夠豐富課堂內(nèi)容,提高教學(xué)效率
比如,我們每門課程的第一次課,教師大都會介紹該課程的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及相關(guān)課程的背景知識來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講解線性規(guī)劃課程的內(nèi)容前,我們可以介紹一下運籌學(xué)的主要分支及研究內(nèi)容,尤其是與實際生活息息相關(guān)或日常生活中常見的一些問題。這些內(nèi)容如果我們?nèi)堪鍟瑢W(xué)生可以了解的比較清楚,但是信息量太大,會占用太多的課堂時間;如果只是口述,時間占用少了,但是學(xué)生會聽的云里霧里。多媒體的授課方式就可以很好地解決這兩者的矛盾,如果我們將這些內(nèi)容制作成精美的多媒體課件展現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生的印象就非常直觀,我們講解后,學(xué)生就會了解到線性規(guī)劃乃至整個運籌學(xué)都是解決實際問題的學(xué)科,是日常生活很多決策問題需要依賴的學(xué)科,可是他們?nèi)蘸蠊ぷ髦锌赡軙玫降膶W(xué)科,這樣一來,就激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力。因此,多媒體教學(xué)既豐富了課堂內(nèi)容,又沒有過多的占用課堂時間,提高了教學(xué)效率。
我們在享受多媒體技術(shù)給我們帶來的便利的同時,也要注意到全程多媒體的授課方式也存在著一些不足之處:
(1)過度使用多媒體會模糊教師在課堂中的主體地位,我們不能讓我們的課堂變成一個"影院",多媒體課件變?yōu)槠聊唬處熥兩頌殡娪胺庞硢T,而學(xué)生則變成了看電影的觀眾。觀眾看完一場電影后能夠記住全部情節(jié)的有多少,能夠?qū)η楣?jié)內(nèi)容反思的又有多少。同樣地,如果只是教師點鼠標(biāo),學(xué)生看幻燈片,這樣一堂全程多媒體的課堂下來,學(xué)生中能夠記住所講知識的能有幾人,對所講知識進(jìn)行思考、分析的又能有幾人,答案不言而喻。
(2)全程多媒體講解會加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)。教師在課前做好了多媒體課件,一堂課45分鐘,多媒體課件呈現(xiàn)的內(nèi)容要比傳統(tǒng)板書講到的內(nèi)容多得多,這就要求學(xué)生長時間保持精力集中,這實際上對學(xué)生的要求是比較高的。同時,由于多媒體授課內(nèi)容多,信息量大,很多學(xué)生可能連筆記都不能記完整,更談不上消化、思考了。
因此,我們在授課時應(yīng)將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書教學(xué)相結(jié)合,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,提高教學(xué)效果。一些抽象的概念、圖解法等內(nèi)容我們可以采取多媒體的方式講解,一些理論的推導(dǎo)等我們可以采用板書的方式詳細(xì)講解,有時我們還可以采用板書加多媒體的形式,比如我們講解單純形方法時,有些題目迭代次數(shù)較多,全程板書會浪費大量的課堂時間,我們可以在第一步迭代時用板書的形式詳細(xì)講解每一個步驟及每一個數(shù)據(jù)的求解方法,力求學(xué)生理解掌握迭代的過程,之后的迭代原理和方法就同第一步迭代是相同的,只是數(shù)據(jù)不同而已,這時我們就可以采用多媒體的形式講解,避免了重復(fù)工作,節(jié)省了課堂時間,提高了課堂效率。
3.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,加強師生之間的交流
現(xiàn)在很多學(xué)校都建立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,我們可以將我們的授課計劃、教案、多媒體課件等教學(xué)資料上傳至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,學(xué)生可以隨時隨地的查閱課程進(jìn)度情況、各章節(jié)的重點難點提示,通過多媒體課件還可以補充課堂上筆記沒有記全或沒有記清的部分,教師也可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺給學(xué)生布置課后作業(yè)、解答學(xué)生的提問等。
另外,我們還可以每一個教學(xué)班建立一個QQ群,教師可以通過QQ群與學(xué)生進(jìn)行在線交流,及時了解學(xué)生對課程的掌握情況以及學(xué)生的需求,也可以在能夠講解清楚的情況下對學(xué)生的提問進(jìn)行解答。
參考文獻(xiàn):