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运筹学是一门新兴的学科,是使用定量方法进行决策的一门科学,自20世纪30年代诞生以来,取得了长足发展,特别是计算机技术的发展,极大的拓宽了运筹学的研究范围。同时运筹学还是一门应用型很强的学科,在军事、农业、系统工程等领域有着广泛应用,而管理运筹学就是使用运筹学的方法来解决工商管理中的实际问题。目前很多学校在向应用型进行转变,在此背景下,管理运筹学的教学也应当更加注重应用性,为培养应用型人才做出自己的贡献。
1管理运筹学学科的特点
1.1引进数学的研究方法
管理运筹学是一门交叉学科,囊括了管理、经济、数学、计算机等学科的思想,其主要研究的问题来自于社会的经济管理实践,而主要的解决手段就是各种数学方法。因此,要学好管理运筹学,就需要学生具备一定的数学基础。如在构建和求解线性规划模型的过程中,首先需要学生将具体的问题抽象成函数的表达形式,其次在求解的过程中,无论使用图解法还是单纯形表法,都需要学生具备一定的高等数学和线性代数的知识。
1.2注重对实际问题的分析
管理运筹学注重对工商管理中实际问题的研究。管理是一门艺术,同时也是一门科学,而管理运筹学正是管理科学性的重要体现。目前管理运筹学主要的研究问题有以下几个方面:生产计划、运输问题、存储问题、人力资源管理问题等。这些问题都来源于管理实践,需要使用运筹学的方法进行解决。如生产计划问题,其目标就是在给定生产资料下,实现企业利润的最大化,或在给定生产目标下,实现生产成本的最小化。由此可见,管理运筹学所研究的问题有着十足的现实意义。
1.3理论与实践相互促进
近年来,管理运筹学取得了长足发展,其中一个重要原因就是该学科重视理论和实践的相互促进。从上文中我们可以发现,管理运筹学的研究问题来自于工商管理的实践,而管理运筹学的理论主要体现在数学方法上。运筹学理论的发展,促进了运筹学研究范围的进一步扩大;同时实践问题的不断革新,也对管理运筹学理论提出了更高的要求。作为工商管理类的学生,需要更加关注对管理实践问题的梳理和总结;对管理运筹学的最新手段需要及时掌握,而不需要对相关理论进行深入研究。
2管理运筹学教学中存在的问题
2.1学生抵触学习
数学作为管理运筹学的基本工具,在管理运筹学中有着重要作用,学生是否具备一定的数学基础,是决定其能否学好管理运筹学的关键因素。但在实践中,工商管理类属于文理兼招,并且文科生所占的比重很高;从学生的性别来看,工商管理类各专业中女生往往占据着绝对多数,这两个原因导致工商管理类的学生数学基础较为薄弱。管理运筹学同工商管理类开设的其他课程有着较大差别,也是造成学生抵触学习的原因之一。如对于会计专业的学生而言,其各个学期学习的课程几乎都是围绕着会计学,如成本会计、管理会计、审计等。这使得学生无法对这门课进行定位,不能充分认识到这门课的重要性,会造成学生主观认为这门课同其未来的就业缺乏联系,降低其学习兴趣。
2.2过分重视理论
管理运筹学是运筹学在管理学中的应用,管理运筹学的很多研究者都来自于运筹学领域,因此他们编著的教材更加偏重于理论部分,如各种数学模型的推导,而管理学的内容所占篇幅较少。教材的编写过分重视理论,不仅导致了教材晦涩难懂,同时也极大的影响了学生学习的积极性。随着计算机技术的快速发展,管理运筹学问题的求解过程变得十分简便,计算的精度也大大提高,因此不需要过分强调学生一定要掌握手工计算的方法。同时过分重视理论学习,也使得管理运筹学背离了应用型学科的初始设定。学习管理运筹学更是希望学生在面对管理的实际问题时,能够具备全面、系统的思维方式。
2.3考核方式单一
目前,管理运筹学在很多学校都是以考试的形式进行考核。而考试的形式,又决定了考察的内容主要以理论为主,相应的计算题也比较简单,而不能充分反映学生对管理运筹学的实际应用能力。随着计算机技术的快速发展,特别是管理运筹学相关软件的普遍应用,很多学校在教学中已经设置了一定比例的上机操作。但由于上机操作部分不在考试内容之中,学生在学习时往往不够认真,学习效果也十分有限。
3管理运筹学课程改革思路
3.1对管理运筹学课程进行重新设计
针对管理运筹学教学中存在的诸多问题,特别是为了适应教学向应用型转变,应当对管理运筹学课程进行重新设计。首先,为了解决学生数学基础差,在线性规划建模和求解过程的困难。应当将管理运筹学设置在第四学期,也就是在学生完成高等数学和线性代数的课程学习,一些管理运筹学所需的数学知识还掌握的比较牢固。同时在教学过程中,教师也应对一些基础数学知识进行讲解,增强学生对所涉及数学问题的认识和理解。在教学手段上,不能过分依赖多媒体教学。通过实践,我们发现使用多媒体教学虽然是对课堂的丰富,也能减轻教师的教学负担。当多媒体的教学手段,同样也会导致授课节奏变快,进一步增加学生对管理运筹学知识学习的难度。因此,应当适当增加黑板教学的比重,特别是在理论教学部分,使学生有充足的时间来理解所学知识,提升管理运筹学的教学效果。管理运筹学是工商管理专业的一门专业基础课,几乎所有的学生都需要学习这门课,同时上课的人数往往在100人左右。而过多的学生,也增加了授课的难度,同时也对学生的听课效果产生了负面影响。因此,建议应严格控制管理运筹学的课程规模,以1~2个班,不超过50个人为优。
3.2提高案例教学和启发式教学的比重
管理运筹学是一门应用性很强的学科,是使用运筹学的手段来解决管理学中的实际问题,因此,管理运筹学的教学内容应当紧密同实际进行联系。特别是在本科教育应用型转型的大背景下,更应增加案例教学在管理运筹学中的比重。案例教学能够提高学生学习的积极性,同时通过丰富的案例教学,也能使学生更加认识到管理运筹学在管理中所发挥的巨大作用。同时为了进一步提升学生学习案例教学的兴趣,也可以在课程的初始阶段,鼓励学生提供一些管理运筹应用的素材,而老师对学生提出的实践问题进行加工和优化,使其真正成为一个管理运筹学的典型案例。同时也要加强启发式教育。传统的管理运筹学以“填鸭式”教学为主,不仅教学效果较差,同时也使得学生缺乏主动学习的机会。因此,应当加强启发式教育在管理运筹学教学中的应用。教师针对每个章节的内容,设置一些实际问题,通过对实际问题的分析,引出本节课的主要知识点。对线性规划模型的求解过程,也应紧密同已学过的知识点进行联系,通过学生的自主学习和主动探索来加深其对新知识点的认识和理解。如在学习单纯性表法求解前,可以紧密同图解法进行联系,指出每一个基本可行解在图中的位置,这样可以使知识点联会贯通,同时也能使学生体会到管理运筹学并没有那么难以学习。
3.3增加管理运筹学软件的学习课时
管理运筹学软件的普遍应用,是管理运筹学教学的一大突破。目前各个学校普遍使用的教学软件有Lindo、Lingo、Excel等,这些软件的应用,不仅极大的降低了学生手工求解线性规划问题的难度,同时也使学生掌握了一门实用工具,对其未来的就业提供较大的帮助。传统的手工求解线性规划问题,不仅过程繁琐、求解速度慢,同时当决策变量的数量多于10个时,学生几乎不能进行求解。而管理运筹学软件的应用就解决了这一问题,即提高了运算的精度,又极大的降低了学生学习的难度,提高了其学习的积极性。因此,应当增加管理运筹学软件学习的课时量,通过实践证明,将软件学习的课时量占到总学时的20%,就能够使学生基本掌握软件的操作过程,同时也能对学生掌握理论知识有着很好的促进作用。在课下,也应组织一些兴趣小组,将有想深入学习管理运筹学的同学组织起来,组织大家对管理中的实际问题进行研究,鼓励同学进工厂、进企业进行调研,并将所学知识应用到实践中。通过这样的学习过程,打破课堂同实践之间的隔阂,使同学认识到管理运筹学在实践中的巨大作用,并实现将学生培养成应用型人才的目标。
3.4对考核方式进行调整和优化
最后,应当对管理运筹学的考核方式进行调整和优化。为了实现本科教学向应用型转型,我们对管理运筹学的课程进行了全新设计,在课堂教学中提高案例教学和启发式教学的比重,增加管理运筹学软件学习的课时量;在课后,组成管理运筹学兴趣小组,鼓励同学将所学的运筹学知识应用到管理实践之中。这样的课程设计,符合本科应用型教学的培养目标,同时也保证了对学生全面能力的培养。因此,管理运筹学的考核方式也应适应这样的变化,对考核方式进行调整和优化。应当适当降低笔试考试的所在比重,而增加对学生上机操作和课外实践的考核,通过全面的考核体系,即增强学生对上机操作和课外实践的重视程度,同时也是对其自身全面能力提升的一种督促和促进。
4结语
本科教学向应用型转变是我国教育的发展方向,管理运筹学作为工商管理类专业的一门重要课程,也应进行重新设计以实现这一目标。本文通过对目前管理运筹学特点以及存在问题的梳理,提出应用型本科工商管理专业管理运筹学课程设计的实施办法,希望对提高管理运筹学的教学效果提供一些帮助,同时这也是培养应用型管理人才的一种有益尝试。
参考文献
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[2]何丽红,陈士成.管理运筹学课程的教学改革与实践[J].教育教学论坛,2011(34).
中图分类号:G420 文献标识码:A
工业工程是一项新兴专业,我国本科院校开设工业工程专业只有十多年的历史。工业工程强调综合地提高劳动生产率、降低生产成本、保证产品质量,使生产系统能够处于最佳运行状态而获得最高的整体效益。运筹学是工业工程专业非常重要的专业基础课,它有着十分突出的实践性和实用性。运筹学既是工业工程专业其他专业课程如《系统工程》、《生产计划与控制》、《物流分析与设施规划》等的理论基础,同时又和这些课程在内容上有所交叉。因此研究工业工程专业运筹学课程的教学改革具有十分重要的现实意义。
1 运筹学教学中存在的不足
运筹学广泛应用现有的科学技术知识和数学方法,解决实际中提出的专门问题,着重对人、财、物等有限资源进行统筹安排,为决策者选择最优决策提供定量依据。运筹学中的很多理论方法已经成为现代化管理的有力工具,在生产管理、工程技术、金融财政、军事作战、经济分析等领域中都得到了极为广泛的应用。目前我国很多院校把运筹学归到数学学科范畴,使得数学理论的教学内容偏多,而对学生分析与解决实际问题能力的培养环节偏弱,这显然和工业工程专业人才培养目标相去甚远。目前在工业工程专业运筹学教学中主要存在以下几个方面的问题。
(1)教学内容不恰当。运筹学在发展过程中,由于研究和应用的领域不同,发展了各种不同的理论,从而形成了不同的运筹学分支。由于教学时数有限,因此教学内容不可能包括所有的分支。显然不同的办学层次、专业背景、学校类型、学生素质以及知识结构存在着差异,目前在运筹学的教学内容选择上存在着一定的盲目性和随意性。
(2)过分注重理论推导,忽视对学生应用运筹学解决实际问题能力的培养。尽管运筹学强调以量化为基础,需要建立各种数学模型,为决策者的决策提供定量依据。但是更为重要的是运筹学分析获得的结果要能够被实践检验,并被用来指导实际系统的运行,因此具有很强的实践性。而目前运筹学课程的教学仍然停留在传统的模式上,过于注重定义解释,定理的推导以及算法的推演上,缺乏运筹学的应用和分析问题、解决问题的方法和思路的培养。因而学生普遍存在“眼高手低”的通病。很多学生学习完运筹学之后,感觉不到它的实用价值,更无法把运筹学的思想和方法应用到后续的相关专业课中。
(3)太注重运算的硬结果,而结合实际应用中最优方案的软化、折中思想较少讲授,使学生面对实际问题只能硬搬照抄,缺少应有的灵活性。应用运筹学求解的结果目标通常具有单一性,即追求效益最佳。而从企业要求来看,还需要考虑资金周转、环境保护、资源合理利用以及企业生存等多方面因素,因此,企业所期望的“效益最佳”具有系统性。这二者之间的差异甚至冲突,也是运筹学实际应用中需要合理解决的问题。因此在教学过程中要培养学生在理念和工作方式上具有开放性。不能拘泥于运筹学书本和文献资料,而应该深入实际,与相关人员及学科相结合、交叉、渗透、互补,从而达到技术可行、经济合理及系统优化的目的。
2 运筹学教学改革
根据工业工程专业学生的培养目标,结合运筹学的学科特点,我们从以下几个方面对运筹学教学进行了改革:
2.1 根据工业工程专业的培养目标,组织合理的教学内容
教学内容的组织是课程教学的重要环节,在运筹学教学工作中,我们注重改进教学内容、思想与方法,强调“融知识传授与能力培养为一体”。运筹学的教学内容首先考虑到学科体系的完整性,为学生打下牢固的理论基础。
工业工程专业运筹学的教学目的侧重于运筹学在各类管理问题中的应用,其教学内容应根据专业需要进行设置。从实际应用情况看,线性规划、动态规划等运筹学分支应用较为广泛,因此这部分内容作为一般管理类专业必须掌握的内容。此外,图论、存储论、排队论、决策论和对策论在实际生产中对生产计划问题、库存问题等各个环节中都能起到重要的理论支撑作用,因此这部分内容也作为工业工程专业运筹学的教学内容。
2.2 丰富教学手段,培养学生解决实际问题的能力
(1)结合工业工程专业实际,淡化数学方法的推导与论证,增加案例教学。案例教学是一种亲验型、参与型的学习方法,能使学生深入到实际问题的环境中,提高分析和解决实际问题的能力,对于他们的全面发展,起着不可替代的作用。在进行案例教学过程中,我们主要从以下几个方面入手:
首先,案例的选取要具有充分的代表性,结合工业工程专业的特点,覆盖该专业在实际中最常见运筹学问题的各类类型,在案例选取过程中还应注重以学生紧密联系的实际生活为背景,从而更好地激发他们学习的兴趣。
其次,在讲解运筹学模型时,以实际问题引入,并结合实际问题的解决对相关理论和方法进行讲授。在讲授过程中以实践应用为主线,以活跃的思维想象与迂回的教学技巧帮助学生掌握教学难点。
最后,对同一案例采用多种运筹学模型进行求解。比如项目投资案例可以采取一般线性规划模型、运输问题模型、动态规划模型、整数规划模型等多种模型解决,各种模型的相同点和不同点是什么,各种模型的优缺点是什么。通过多个角度的建模不仅培养学生对运筹学知识的综合掌握,也锻炼了他们不同维度思考问题的能力,后者也许对于学生的成长更加重要,对于工业工程专业的学生其综合利用资源寻求系统优化的角度来说,尤其有意义。
(2)通过课堂练习、课堂提问、课堂演示等形式实现教师与学生的互动,在活跃课堂气氛的同时,提高教学效果。在课堂教授时不能为了追求进度而硬性灌输,而是通过假设、反问、设疑、争辩等方式进行启发式教学,让学生不断思考,不断领悟。在进行案例分析时老师要营造良好的自由讨论的氛围,一方面设法调动学生的主动性和积极性,鼓励学生参与讨论;另一方面引导学生围绕案例主题展开讨论,分析求解结果的可操作性,培养学生在应用运筹学解决实际问题时要与其他学科配合,在整个专业体系框架内,寻求问题的最优方案。案例讨论结束后,老师要做简要的总结,针对学生在讨论中提出的分析方法和思路、解决问题的途径等进行实事求是的评价,最终得出最优的案例分析方案。
(3)加强与工业工程其他专业课程的衔接。我们在运筹学的教学过程别注意与其他专业课的衔接,使学生的知识系统化。比如讲解线性规划时,联系《物流分析与设施规划》中的选址问题;讲解指派问题时,结合《供应链管理》中的供应商优选决策讲解运筹学知识在其中的应用;讲解目标决策时,与《系统工程》中层次分析法和冲突分析法相对比等等。教师在讲解的过程中,可以让学生了解运筹学课程与其他专业课程的关系和衔接,一方面完善学生的知识体系,另一方面明确运筹学的重要性,激发学习运筹学的动力。
(4)开展计算机辅助教学,丰富运筹学上机实验。开展运筹学计算机辅助教学无论对于运筹学的发展与进步,还是对运筹学教学本身,都有着重要的意义。计算机辅助教学一方面要求学生能够应用已有的运筹学计算软件,如Matlab、Lin,go、Lindo等求解大规模的优化问题。另一方面要求学生能够自己动手编写运筹学各种算法的计算机程序,锻炼学生独立思考的能力。
(5)增加运筹学课程设计。运筹学课程结束后,教师结合实际和教学内容,设计多个带一定综合性的课题,根据课题的难易程度,制定合理的评分标准,供学生选择。学生根据自身的实际情况选择课题,查阅资料,仔细研究,建立模型、选择算法、编程上机、调试运行后得出结果,并进行结果分析。该过程主要锻炼学生的系统性思维,提高他们分析和解决实际问题的能力。
2.3 建立合理的考核体系
《物流运筹学》的特点是用运筹学理论知识解决物流中的实际问题,其技术性和应用性都很强。所以,本课程在教学中既要展现将复杂问题模型化的过程,又要融入计算程序流程化、软件化的解题思路,使学生不仅能够掌握运筹技术的深刻内涵,更重要的是能够学以至用,最终达到理论和实际应用的平衡。
1.2根据学生特点确定课程教学方法
高职高专物流专业的学生相对于本科院校和工科类的学生,具有以下特点:首先,运筹学相关知识储备少,数学基础较薄弱,学生的知识结构与课程内容所要求的基础之间会出现断层;其次,缺少在企业解决实际问题的切身体验,容易造成知识应用的鸿沟;再次,学习驱动力相对比较被动,特别是本课程,数据多、模型多,内容比较枯燥,所以学生较难产生兴趣;但是,高职高专学生也有他们的优点:思维活跃、表现欲强、有动手操作的愿望等。基于以上4个特点,老师在教学方式上要以引导为主,章节内容要保证重点,又应该有选择性,避免繁琐的理论推导过程,同时,通过引入案例和运筹软件的使用,使得课堂教学更加高效和直观。具体教法和学法如下:
1.2.1启发引导式教学与探究式学习结合
首先,在教学过程中,学是主动的,教是被动的,主动比被动更有效。老师首先可以采用启发引导式的教学方法,以简明扼要的讲解来构建学生的知识框架与逻辑体系,老师的启发引导应该是画龙点睛、留有余味。与此同时,老师可以指导学生采用探究式的学习方法对实际问题(案例)进行剥离,把理论融于实践、使实践上升为理性,培养学生的创新精神和动手能力。
1.2.2目标导向“工作坊”教学与体验式学习结合
目标导向“工作坊”教学方法是指通过设置目标,将教学内容融于目标任务中,以分组的方式,引导鼓励学生挖掘、分析、讨论和解决问题。这是一种“以学生为主体、以职业能力为内容、以工作坊为载体”的实践教学方式,是积极引导学生自主学习、创新思维、创造性工作的方法。基于这种方法,我们可以根据学生的知识基础、兴趣特长进行分组,然后以小组为单位,鼓励学生挖掘物流现实生活中存在的问题,利用运筹学的方法自主地提出、分析、讨论和解决问题。实际上,这种教学方法对学生而言,也是一种多层次、矩阵式、体验式的学习模式。这种把学习的主动权赋给学生做法,能够使一般的学生学有所获、优秀学生有延展空间。
2《物流运筹学》教学程序设计
根据以上课程思路,《物流运筹学》教学程序基本可以分为三个环节、九个步骤,具体如下:第一步,对已学过的知识点进行回顾和提问,它的好处在于:能够帮助学生把新旧知识点衔接起来,同时可以起到集中注意力的作用。第二步,联系物流实际,创设问题情境,引发学生对真实问题的探究。第三步,为了更好地激发学生的求知欲望,老师要善于发现学生的认知矛盾,引起学生在认知上的冲突,同时在知识点分析的时候留下一些疑惑和空白,让学生去讨论和探索,这样能够很好地保持他们的学习热情,并且激发他们的创造潜能。第四步,在认知的基础上,老师可以对问题进行归类和概念化,同时,学生应该思考用什么样的运筹方法来解决物流中的实际问题。第五步,老师指导学生建立相应的数学模型。第六步,通过运筹学软件分析求解方法。第七步,老师要指导学生对结果进行分析和验证,主要是看结果与实际情况是否相符,模型能否正确反映实际问题。第八步,老师指导学生进一步思考问题,如结果与现实的关系是什么,类似的问题是否可以通过这个模型来解决,如果不行怎样来修正这个模型等。第九步,在课程结束之前要对本次课进行总结,对知识点进行归纳,对学生的疑惑进行解答,并布置延伸性的练习,巩固学生的知识和技能。
3《物流运筹学》教学程序实施———以“物流运输问题”为例
在物流活动中,运输成本占物流总成本的35%-50%,不同的运输方式和路线决定了运输时间的长短和运输成本的高低。《物流运筹学》中的线性规划方法能够很好地帮助我们解决“运输问题”。下面以“物流运输问题”为例,结合上面提到的教学方法实施教学程序。
3.1知识点复习
线性规划的研究内容有哪些?①资源数量已定,如何合理利用、调配,使任务完成最多。②系统任务已定,如何合理筹划、安排,耗费资源最少。通过回忆一般线性规划问题,引入特殊线性规划问题———运输问题。
3.2运输问题的引入
举例物资调运问题,如某时期内将多个生产基地的煤、钢铁、粮食等物资,分别运送到需要这些物资的地区。
:分别从定性和定量角度思考在满足一定约束的条件下,怎样安排调运方案,把运输费用控制在最小?
3.4运筹学定量角度实例分析
案例:BZ汽车有三个工厂,分别位于中山、东莞和顺德,这三个工厂下季度的生产能力分别是1000、1500和1200辆汽车。在广州和深圳有两个主要分销中心,其季度需求为2300和1400辆。各产地运往各销地的单位运费如表2,问:如何调运车辆可使总运输费用最小?
3.4.1师生探讨、引出结论
①此为产销平衡的运输问题(总产量=总销量=3700)。②运输问题属于特殊的线性规划问题,可以用到线性规划模型来进行求解。
3.4.2以小组为单位,要求学生根据案例制定调运方案
①要求:各产地要调运若干车辆到销地,并满足各销地需求。②目标:总运输费用最小。
3.4.3小提示
分析决策变量———实际调运数量(Xij)方案最关键的问题是:各产地应调运多少车辆到达销地,才能使得总运费最小?即决策变量(要求的解)就是实际的调运数量。可设为Xij,表示从产地Ai(i=1,2,3)运往销地Bj(j=1,2)的运输量。
二、教学中存在的问题
运筹学的理论与方法不同于高等数学、线性代数等基础数学课程,它不是简单的数学计算,而是综合应用数学、经济学、管理学、物理学、化学等多学科的理论与方法,运用系统思想解决实际问题。
(一)教学目的不明确
工程管理专业的人才培养目标是符合行业、企业标准的应用型人才,课程体系建设标准是建设内容具有针对性、应用性突出的优质课程。而目前运筹学的教学仍然存在重视理论教学、忽略应用研究的现象,最终导致教学中注重公式和算法的讲解,很少将实际案例引入课堂教学,课堂教学亦如此,使得学生只会按已有题型计算,不善于探究所学知识在实际问题中的应用。
(二)教学内容安排不够合理
本校工程管理专业运筹学是拥有较多分支及方法的专业基础课程,也是工程管理专业考研的专业课。目前,计划仅有32学时,对于运筹学的学习要求是不够的,需要有效安排教学内容,突出重点,精选例题,并适当增加理论学时及实验学时。
(三)教学方法不够灵活
运筹学的教学方法仍停留在传统的以讲授为主,教学手段不够灵活,教学方式单一、互动性差,学生仅仅学到书本的理论与例题,没有延伸性的知识。
(四)实践教学环节不足
本校工程管理专业仍采用理论教学,缺乏实践环节,学生仅掌握建模方法进行手工计算,并未进行计算机实践练习,不能利用软件求解模型,降低了课程应用的操作能力。线性规划中单纯形法和运输问题仅能解决变量较少的情况,变量较多的情况必须借助计算机软件求解。
(五)缺乏适用的教材
教材理论性、逻辑性较强,重点介绍相关理论与模型,缺乏实际案例的介绍与讨论,也没有相关软件的方法,且对学生的数学基础要求较高,许多同学看到教材中复杂的公式及推理就已开始畏难,后续学习信心缺失。
(六)成绩考核不科学
考查仍采用笔试,缺乏对综合能力的考核,仅能考查学生对基本理论与方法的掌握水平,不能评定学生对运筹学方法的掌握水平。
三、教学改革建议
(一)明确教学目的
通过学习使学生掌握系统分析方法,树立整体观念,解决工程管理实践中遇到的优化决策问题。运筹学教学应结合人才培养目标和课程体系建设的要求,重视运筹学思想的应用及实例教学,使学生掌握解决实际问题的能力。
(二)合理安排教学内容
根据工程管理专业的培养方案及课程体系,合理安排教学内容。工程管理专业注重培养技能型、应用型专业人才,除了讲授运筹学的基础教学内容,更应侧重于理论知识在工程实践中的应用研究,在教学中应增加与专业发展相关的前沿知识的介绍,拓宽知识面,提高学生的科研创新能力。
(三)改进教学方法
1.加强案例教学。
介绍管理科学中的大量成熟的运筹学应用案例,鼓励学生参与课堂讨论,提高学生兴趣,对成功案例进行分析,总结成功经验。提出实际管理案例,引导学生采用运筹学的理论与方法解决,培养学生的系统思维能力。如线性规划方法可应用在钢筋下料、土石方调运等方面;博弈论可应用在工程招投标、工程质量管理、工程风险管理、工程监理等方面。
2.简化理论推导。
对于教材中较长篇幅论证的理论,讲解时要进行归纳,侧重理论的应用性,避免过分强调公式推导过程,而应侧重于模型的建立和应用。如第一堂课通过讲述古代文献中体现运筹学思想的案例,引起学生学习运筹学的兴趣;通过运筹学思想的应用实例,使学生认识到课程的重要性。运筹学课程内容多,逻辑性强,教师一定要深入浅出,注重条理,突出重点。再如,讲解单纯形法中松弛变量、剩余变量、人工变量的区别时,应注意结合三种变量的经济含义,让学生在理解的基础上区分三种变量的含义与作用。在讲解单纯形法四种解的判别中要注意归纳总结,将单纯形法的原理与解的判别结合起来,有助于学生理解和掌握解的判别标志。
3.多媒体教学。
合理运用多媒体教学,可有效减少理论推理和公式推导时间,重点突出运筹学的应用。课件中要突出案例等实际问题的主体地位,弱化理论论证、公式推导、数学计算等,着重阐述解决问题的思路与方法,提高教学效果。
4.进行辅导答疑。
对章节重难点及易混易错点当面答疑,及时了解学生对重难点的掌握情况,并针对大部分学生的疑惑和作业中的典型错误等进行系统讲解,弥补学生的知识薄弱点。
5.启发式教学。
教学过程中提出实际问题,让学生自行思考、分析解题思路,亲自动手建立相应模型,运用计算机软件等手段求解,对涉及到的问题展开讨论。如模型建立的假设、问题目标的理解、目标条件的分析、模型的建立、求解的步骤及方法、结果的讨论等,教师适当引导,必要时给予解释说明,让学生掌握解决问题的整体思路,最后可让学生以课题报告的形式做出系统全面的分析。
(四)加强实践环节
开展教学实验课程,选择较成熟的教学软件如LINDO,LINGO,WINQSB,EXCEL,鼓励学生运用软件编程解决问题,利用计算机代替手工计算,提高动手能力。鼓励学生参加全国大学生建模大赛,实现理论学习与解决问题相结合,提高对知识的运用能力。
(五)加强适用教材建设
工程管理专业优势特色专业建设目标中提出建立并创新“素质优良、能力一流”的理论与实践一体化的课程体系。编写适合工程管理特色专业的运筹学教材,要重点强调相关理论方法与工程管理和实际生活的结合,增加案例分析;突出运筹学分析和解决问题的思路与方法,理清问题的解决思路,量化相关数据,建立数学模型,运用软件求解,侧重方法的应用与结果分析。
(六)推行科学的考核方式
在考核方式上,将传统考查课本知识点的笔试形式改为课堂分组讨论、软件应用、案例作业、课程设计等综合考查方式,突出工程管理专业的运筹学教学目的。考核内容应围绕工程管理专业方面的知识重点展开,结合工程管理实际问题进行专题研究。
[中图分类号] O1-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)14-0114-02
近些年,我国高校对于研究生的招生规模在不断扩大,但是研究生教育依旧是面向小部分人群,可以算作是中国的精英教育。做好研究生的教育教学工作,不仅关系到国家的发展复兴,还关系到国家各项工作能否顺利、良好地实施和完成。当今是一个科技的年代,知识的年代,创新能力是发展竞争的核心,对于肩负重要使命的研究生而言,创新能力是评价、衡量其是否合格和优秀的标准,这也是研究生教育质量的标志。如何培养研究生的创新能力和创新素养已经成为全国众多研究生培养教育以及管理机构的关注重点。
但是,当今国内高校的研究生教育在创新教育层面普遍存在一些问题,如缺乏相关的创新理论教育,缺乏创新能力实践,研究生的创新教育意识淡薄等。研究生教育的知识结构以及能力结构应该得到相应的、合理的调整和优化。创新是建立在拥有着相对完善和成熟的知识体系和思维方式的条件下进行的,但是在研究生中有相当大一部分存在理论知识学习不扎实,知识体系建设不完备,知识整合能力欠缺,思维思考方式简单和呆板等一系列问题。要想做好创新教育,就要求研究生不断地开拓自己的知识面,建立完整的知识结构,了解和掌握最新的科学动态和科学研究方法。只有这样,才能够在创新方面有所突破。
下面,笔者将基于创新教育的视角,结合高等农林院校的研究生数学课程进行相关的探讨。
一、数学在农林专业中的应用
数学是一门非常重要的学科,在农林专业的科学研究以及实际的生产实践活动中有着非常重要的运用。最早可以追溯到20世纪初Fisher等人基于农业统计数据建立起来的“农业实践统计”,随着学科渗透的不断深入,数学在农业方面的应用也在不断地增加。
1.农业实验。农业实验主要是结合数学的思想,设计相关的农业实验,采集实验数据,分析实验结果,并利用实验结果对实际的农业活动进行指导。
2.农业运筹学。农业运筹学主要是结合运筹学的相关知识进行农业线性规划、农业生态系统的优化等。农业线性规划是对农业生产中各要素进行抽象,建立相应的函数,以求得最大的经济效益;农业生态系统的优化就是利用运筹学的知识对生态系统进行研究,找到合理的结构安排,使得系统经济效益最大化。
3.农业预测以及控制。在农业种植和生产过程中,及时把握农作物的生产情况以及周边环境的变化意义重大。在农业方面运用数学知识,可以准确地预测到各种农作物的生长情况,能够结合环境变化及时地调整生产方案和补救措施。这对于保证农作物产量的稳定增长以及实现最大的经济效益方面大有裨益。
4.农业信息化建设。农业信息化建设是指将计算机技术与农业生产进行结合,对农业生产活动的各种数据进行实时采集,对农业系统进行预测和模拟,对农业管理进行优化等。根据大量的数据建立数学模型,利用计算机技术对农作物生长的各个方面进行模拟。
二、研究生数学教学中的几个问题
1.基础知识不够牢固。在各大高等院校中,无论是微积分、线性代数、统计学还是运筹学,研究生往往是在解题技巧和解题方法上下功夫,但是对基础概念的学习却不够重视。这与学校的考核方式有一定的关系,由此带来了一个弊病:学生对基本概念掌握不清,给更深层的数学知识的学习留有后患,给知识的融会贯通带来了很大阻力。当数学知识与其他学科知识进行交叉时,这将大大降低学生的创新能力。
2.缺乏系统的归纳总结。农林专业的研究生往往注重专业课的学习,对于学习数学的要求仅仅停留在考试及格、基本掌握的层面上,没有做到系统地归纳和总结知识。这使得研究生们缺乏用数学方法应对问题的能力,更不用说是结合数学知识解决专业问题与进行创新研究了。
3.学习缺乏自主性。造成研究生缺乏学习主动性的原因有两个方面:一方面是课程选择大多是由学校或者教师所决定,学生缺乏自主选择权;另外一方面是学生仅仅是为了拿到学分而学习,并且抱有“及格万岁”的心态。
三、研究生课程体系优化
课程学习是进行研究生教育的一个非常重要的环节。这个环节做好了,将对研究生创新能力和创新素养的培养起到很大的推进作用。创新能力要求学生能够自主地发现问题、研究问题、解决问题。研究生要想具备良好的创新能力,就需要拥有充足的知识储备和良好的专业技能,这些知识和技能的积累有很大一部分是在研究生的课程学习中完成的。因此,研究生课程设计优良与否,直接关系到研究生能否学习到所要求的知识水平。
农林专业中食品科学专业与动物科学专业对数学的要求不一样。对于数学课程,其实是可以分为四类的,分别是研究生通识类课程、应用数学基础课程、方法工具数学课程以及提高类数学课程。这四类课程体现了研究生数学的不同层次,研究生可以根据自身的实际情况,进行有选择性、有针对性的学习。
之所以这样设计数学课程,一方面是为了增加学生的选择余地,对学生的学习自觉性和主动性有着促进作用;另一方面,是为了让学生根据自身的实际情况选择有兴趣、有需要的课程,这样解决问题就会更加具有针对性。学生结合自身的实际情况进行课程的选择,对于学生知识体系的建设和完善更有效果和效率。
四、教学方法的改进
课程优化只是进行创新教育的一个方面,要想使研究生的创新能力得到真正的提高,对现有的教学方法进行改进非常有必要。
1.实验课。充分利用计算机技术,在电脑上进行模拟和计算,增强学生对知识的理解和吸收。可以通过计算机绘图软件,增加学生的空间感;也可以结合相关的数据,培养学生进行数学建模和编程的能力,让学生自主探索解决问题的办法;还可以利用计算机网络技术,让学生接触最新、最前沿的知识。
2.开展讨论课。相比传统的“填鸭式”教学,增加教师与学生之间的互动交流其实更能够促进学生对知识的吸收。在农科高等教育中,教师应将数学模型引入实际的教学中,对于模型的建立、参数的设置等方面,学生都可以和教师进行探讨,表达自己的观点。开展讨论课,可以激发学生的学习热情,促进学生积极思考,并且能够锻炼学生的语言表达能力和思维方式。
3.增强课程的时代性和信息性。教师应该把握时代潮流,积极将自身学科知识与其他学科知识进行交叉,了解当今世界大发展趋势以及新的知识和研究方法,并紧密地与自身学科和研究方向进行结合,培养学生的敏感性。在实际的课程教育中,教师应该积极引导学生接受最新的知识,不仅可以激发学生的兴趣,而且结合最新的知识解决问题本身就是一种创新的表现,也很容易取得创新成果。
4.考核方式改革。考核方式直接影响到学生的学习状态和学习效果。教师应该综合考虑各方面的情况,一方面是考虑学生对基础数学知识、基础技能的掌握情况;另外一方面应该考虑让学生将所学的知识运用到实际中,培养其解决问题的能力。所需要参考的不仅仅是期末考试的一纸试卷,还有平时的课堂表现、课外实践活动、论文设计竞赛及科研表现等。
农林院校各个学科都有自身的特点,夯实基础是前提,加强创新是要求和目标。对于研究生的数学教学,要从观念上进行转变,着眼于学生的创新能力培养,从各个方面为研究生的创新能力培养做好准备。合理的课程设计和课程内容,要做到因材施教,建立多层次、多类型的教学模式,以及适合创新培养的考核体系;要加强学科交叉性、前沿性以及国际性;要初步建立面向创新教育的高效的农林院校研究生数学课程新体系。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 孟军.高等农业院校硕士研究生数学课程教学改革方向的研究[J].高等理科教育,2009.
[2] 史国华,居学海.研究生创新教育的现状与改善途径[J].高等理科教育,2008.
[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)05-0036-02
信息管理与信息系统专业设立在我校信息科学与技术学院,主要是计算机科学、经济管理与系统科学等多门学科的交叉综合,目前涵盖两个研究方向:管理信息系y和数据建模与智能决策。数据建模与智能决策方向的特点是依托计算机技术进行各类系统的分析,建立数学模型,进行模型优化,系统决策,发展趋势是对供应链管理系统进行研究,并初步形成科研团队。在研究方向的发展过程中,有很多因素制约着学科的发展,目前比较突出的一个问题是教学过程中学生实践环节薄弱,学生动手能力不强,没有稳定的教师教学团队以及规范的实践培养机制。我们希望通过数据建模与智能决策实验教学平台的建设弥补这些不足,促进学科的全面发展。
一、相关专业课程实验教学现状
数据建模与智能决策研究的课程教学体系是以运筹学为核心,前期课程包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、统计学、离散数学等,相关课程包括信息经济学(主要内容是博弈理论)、预测与决策和数据挖掘,后续课程(主要是知识应用类课程)有供应链管理、电子商务、企业资源计划、生产与运作管理、决策支持系统等。这些专业课大多是纯理论教学,没有实验教学环节,已经开设实验环节的课程有运筹学和企业资源计划,但是实验课时量很少,实验环境简单,通常是借用公共课实验室进行,软硬件要求都只能满足最基本的实验要求。数据建模与智能决策研究方向课程体系中实验教学严重不足,现有实验课程无法进一步开展更多的实践内容,同时由于没有稳定的实验环境,很难集中学生开展一些专项的实践活动,比如一些学科竞赛和实践项目:互联网+大赛,大学生创新创业大赛,大学生研究训练计划项目等,目前这些活动都是由学生各自分散完成,不能形成规模化和团队化,可持续性也很差。
规范合理的实验平台建设,一方面可以保证专业课程实验环节的正常开展,进一步增加实验教学内容,加强理论结合实际,促进课程教学体系的完善,可以更好地让学生理解和掌握理论知识,提高动手能力,增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,同时为学生创造一个创新和创业的基地;另一方面,可以促进教师教学研究和科学研究等各项活动的开展,培养教师科研团队,同时带动学生参加各类社会实践活动,参加专业竞赛,申报学生专项研究,逐渐形成教学研究与科学研究、教师与学生协作的综合团队,逐步提高学科竞争力,培养师资力量,为社会培养更多高级应用型人才。
二、数据建模与智能决策实验教学平台建设的主要目标和内容
(一)搭建教学平台,优化学科体系
1.硬件平台建设,配置数据建模与智能决策实验室的硬件环境。配备专业实验室1间,购置100台计算机、1台服务器、1台投影仪等设备,搭建基本硬件平台,为实验平台建设提供基本保障。2.软件环境建设,搭建实验室软件环境。购买具有一定行业背景的开发应用类软件、业务流程类软件、建模与优化和决策类软件,使学生能通过这些软件的学习和应用,掌握理论知识,模拟企业信息化管理流程,优化算法,从而培养学生的科学研究能力。3.优化人才培养方案,在现有的人才培养方案的基础上,与企业对接,通过实验室的建设,进一步优化理论教学体系和实践教学环节,使之与社会人才需求对应。
(二)完善课程教学,加强实践体系建设
1.课程实验教学的扩充。数据建模与智能决策实验室可进一步增加现有实验教学学时,增设统计学、信息经济学、供应链管理、企业信息资源规划、数据挖掘等课程的实验教学内容,让学生通过对一些实际的社会、经济、金融、生产管理等各系统中的相关问题进行分析、建模、规划设计和优化决策等,加强课程理论结合实际,促进学生实践能力的培养。2.课程设计类教学的增加。增加部分课程设计环节,增加高年级实训模块,毕业设计集中开展等。3.自主设立学科竞赛,积极鼓励学生参加各类学科竞赛项目。在全系或者全院范围内组织学生承担大学生创新实验、竞赛实验教学,并鼓励教师指导学生利用实验平台参加各类专业技能大赛,如信息技术类竞赛,大学生创新创业竞赛等。
(三)通过实验平台的建设和使用,形成规范的育人机制
实验平台一方面用于开展本科和研究生专业课程的实验,专业实训和毕业设计等教学,另一方面也为学生创造了一个先进的技术支持平台和企业真实项目库等,同时提供远程在线专家讲座和实时交流,为学生提供了一个多维度的学习空间,形成一个由校内外共同协作支持指导的有效育人环境和机制。
(四)培养教师教学团队和科研团队
实验室平台也可以为教师提供一个教学研究和科学研究平台,把课程体系中各课程教师凝聚在一起,开展教学研究工作,同时也可以团结科研骨干的力量,开展科研项目的申报和实施,并带动更多教师积极参与到科学研究中,使教学促进科研,科研反馈教学,推动教学和科研协同发展。
(五)通过实验平台与企事业单位协作,进行开放式交流和服务
专业系部和学院可以借助实验平台与企事业单位进行知识和人员的合作交流,为企业研发和发展规划等提供咨询,企业为专业的发展和研究提供建议,逐步形成产学研一体化的合作方式,实现实验室服务社会的功能。
三、实验平台建设实施方案
第一步,从数据建模与智能决策课程逻辑体系和教学目标出发,重新梳理和构建相关课程教学体系,以重点课程如统计学、运筹学、预测与决策等课程为主线,拓展相关实验课程和应用类课程;在现有基础上规划实验室建设,从学科专业发展方向出发,配备专业实验室1间,服务器1台,计算机100台,投影仪1台,购买具有一定行业背景的开发类软件、业务流程类软件、建模与优化和决策类软件,对软硬件进行合理配置。
第二步,对主干课程实验和实践教学内容进行梳理和补充完善,并逐步增设纯理论课程的实验教学内容。一方面对已经开设实验教学的课程进行内容的补充和拓展,改进实验教学方法,编制实验指导书,另一方面对一些课程循序渐进地增设实验环节,如增设数据挖掘、电子商务等课程的实验。
第三步,积极鼓励教师和学生开展各类实践活动和实训项目。教师以实验平台为依托申报各类科研和教学项目,并制作课程网络课件、教学视频、微课程等,一方面丰富了教学形式,教师可以参加各类教学比赛,形成教师团队;另一方面可以鼓励学生申报和参加大学生研究计划、大学生创新创业、互联网+和IT类竞赛等,配备教师长期指导,逐步形成学生团队。
第四步,进行实验教学平台使用效果的评价,教学效果和实践能力的检验和评估。构建科学的实验平台考核评价指标体系,按照年度进行实验平台综合效果的评估,根据评价结果,取长补短进一步完善教学平台的建设和使用。
第五步,进行数据建模与智能决策实验教学平台建设的总结和反思。按一年和三年为时间节点对实验平台使用过程中的经验进行总结,为实验平台后续发展提供参考,也为其他实验平台建设提供借鉴和依据。
第六步,在实验平台建设和使用过程中,制定配套的制度和政策,以有利于平台的可持续发展。实验室建设和使用过程中,制定合理的财物管理和使用制度,持续的人力和物力支持措施,以及依托实验室平台的教师和学生管理规范等,将为实验室平台健康发展提供保障。
四、总结
数据建模与智能决策实验室以本科教学和教师科研为主,以提高学生的综合素质、实践能力和创新能力为目标,将科学研究和教学有机结合,突出资源的有效配置和充分利用,满足专业人才培养的目标,服务于教学,服务于学生,服务于教师。实验室为师生提供了良好的实验教学环境,可以进行大量综合训练、学科竞赛,从而提高了学生的实践动手能力,培养了学生的动态思维、创新能力,达到了知识体系的完整化、系统化,使所学知识与社会需求接轨,并推动了学科体系建设,形成了良好的育人机制,突出了专业特色,形成了专业优势。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 郭必裕.课程群建O与课程体系建设的对比分析[J].现代教育科学,2005(4).
[2] 肖文峰.管理科学专业《运筹学》课程群构建分析[J].经营管理者,2015(36).
1 背景
信息与计算科学专业自1998年诞生以来,短短十三年的时间,设置该专业的院校已经达到466所(由中国教育在线的高考填报志愿参考系统查询得到),办学困难以及对该专业的质疑之声一直伴随全国各地巨大的办学热情[1-2]。因其交叉性与综合性,实践教学尤显困难[3-5]。上海海洋大学(原上海水产大学)于2003年秋开始信息与计算科学专业(以下简称信计专业)的招生与人才培养工作,至今办学已有8年,已产生了4届学生毕业。笔者对信计专业实践教学进行探讨,总结实际经验和教训与同行交流。
2 信计专业的实践教学研究
2.1 信计专业人才培养规格与业务培养要求
教育部高等学校数学与统计学教学指导委员会于2009年公布的《信息与计算科学专业规范》(以下简称“专业规范”)中对信计专业人才培养规格素质结构中专业素质的要求是:具备较扎实的数学知识,学会“数学方式”的理性思维和科学的研究方法,能够对实际问题建立数学模型,能够用规范的数学语言表达自己的思想,具备求实创新意识。对能力结构的要求包括获取知识的能力、应用知识的能力和创新能力。实践教学是其中的数学建模、应用知识的能力、
创新意识与创新能力培养的重要环节。
区别于与最接近的《数学与应用数学专业规范》,信计专业规范别强调:在实践性方面应对课程有针对性地开展计算机编程训练、科学计算训练与信息工程训练。显然,这方面的要求只有通过科学设计的实践教学环节才能落实。
在业务培养要求方面,规范提出了四点:1)具有良好的数学基础,掌握信息科学或计算数学或运筹控制的基本理论和基本方法;2)具备熟练应用计算机(包括常用语言、工具及专用软件)的基本技能,具有较强的算法设计、算法分析与编程能力;3)能应用所学的理论、方法和技能解决信息技术或科学与工程计算或运筹控制中的某些实际问题;4)受到科学研究的初步训练,了解信息科学或计算数学或运筹控制理论、技术与应用的新发展,具有较强的知识更新、技术跟踪与创新能力。其中的每一点尤其是后面三点均有赖于实践教学环节实现。
2.2 信计专业实践教学的特点与原则
基于对实践教学的认识以及对信计专业人才培养目标的理解,对比与本专业关系最为密切的三个专业(数学与应用数学、计算机科学与技术、统计学),结合信计专业办学实践,我们提炼得到信计专业实践教学的特点。
基金项目:上海市第四期本科教育高地建设项目“上海海洋大学信息管理与信息系统教育高地建设”(B-8515-10-0001);2009年重点课程建设项目“计算与优化课程设计”(A-2600-10-0067)。
1) 开创性:虽然1998年信计专业诞生至今已逾10年,但对大多数办学点来说仍然是新专业,处于办学初期的定位与建设阶段。实践教学由于认识、经济、精力和历史等条件的限制,尚未进入重点建设阶段。缺乏适用的教学资料,对实践内容的组织没有成熟的经验可以借鉴,信计专业的实践教学总体来讲还处于初创期。
2) 多样性:这里所指的多样性来自两个方面,其一是信计专业自身的综合性,它涵盖信息科学、计算数学、运筹学和控制论四个主干学科。其二是信计专业办学点背景的多样性,这里将其分为四类,具备多年数学专业办学经验的数学科学学院、有计算机学与技术专业办学经验的计算机或信息学院、有统计学专业办学经验的管理学院或财经或金融学院,以及没有任何相关专业办学背景的理工科学校的基础教学部等。不同办学条件的办学点的实践教学环节设置,在内容、模式、时间安排等方面呈现出丰富的多样性。
3) 重要性:无论从新时期我国高等教育的总任务,还是从信计专业人才培养目标看来,关键在于培养学生创新精神和实践能力。仅靠单纯的理论教学或仅附属于某一门理论课的实验课,希望学生通过自己的钻研,自发地达到融会贯通,具备本专业所要求的熟练应用计算机解决信息技术等领域中的某些实际问题,乃至于具备知识更新和自主创新的能力,是不切实际的。综合性、集中安排的、以解决实际问题为线索的实践教学,是信计专业人才培养的必要、而且愈来愈重要的环节。
针对信计专业对业务培养的要求,以及本专业我国目前办学情况,我们提出信计专业实践教学的原则如下。
1) 创新性:教育创新是实践教学的灵魂,实践教学以提高学生的综合素质、培养学生的创新精神、实践能力为目标。通过大胆改革实践教学的内容、方法和手段,不断进行实践教学的创新,完善实践培养模式。要充分吸纳相关学科最新成果,借鉴其他学校和专业实践教学的先进经验,建立符合学生全面发展规律、激发学生创造性和创新性的新型实践教学模式,形成相互激励、教学相长的师生关系,努力创造有利于学生成长的良好教学环境,使每一个学生都能充分发挥自身潜能,激发学习成长的主动性,实现全面发展。
2) 系统性:信计专业的实践教学是一个系统工程,教学内容的组织应将分属于不同课程的知识技能有机结合、分层进行,其难度和综合性应循序渐进。实践教学贯穿四个学年,实现课程的实验环节不断线,同时,集中安排实习,包括不同方向的课程设计,以满足学生的个性化发展需求。随着教学内容的变化和学生能力的提高,教学方式由“教师手把手地教”、学生体验或“依葫芦画瓢式”地模仿(低年级实验课),到解决较小型问题(如单纯数据分析、数值分析或智能计算问题)的方法训练(高年级实验课),逐渐过渡到解决中等规模的问题的综合训练(课程设计),直至毕业设计(论文)阶段指导学生完成研究或解决比较大型问题的任务。
3) 综合性:实践教学是理论与实际、知识与能力的融合点,其最终目标是全面培养学生的创新意识和实践能力,增强学生对社会的适应性,从而提高毕业生就业率,并在社会上赢得良好的声誉。因为实际问题永远比理论假设复杂,所以社会或市场对毕业生的要求是综合性的,包括品质、素质、能力等各方面的协调发展。在设计实践教学环节时,既需注意教学内容的综合性,又应在教学过程中给足空间,使学生有机会在意志品质、专业素质及能力各方面得到和谐发展。
3 信计专业实践教学的尝试
3.1 信计专业实践教学课程体系
上海海洋大学信息与计算科学专业的实践教学,分为跟随理论课程开设的实验课、单独开设集中安排的实践环节(实习、课程设计、实训、毕业设计等)和学生自主校外实习等,详细内容见表1和表2。其开设时间从学生进校的第1学期到即将毕业的第8学期,每学期都有,使学生明确“信计专业学生面对实际问题,应具备分析建模、算法设计、直至编程计算并解决问题这一系列的技能”的要求,并逐渐将这种要求内化为对自己的要求,通过系统化设计的实践教学环节,在解决老师提出的问题、自己发现问题、再解决问题的过程中提高实践能力,触发创新意识,培养创新精神和创新能力。
实践教学的内容涉及计算机技术(程序设计、数据结构与数据库)、物理、科学计算(数值分析、微分方程数值解)、运筹学、信息处理(数据分析、智能计算、计量经济学)以及数学软件应用等。
比较有特色的有两点。其一是开在三年级短学期的课程设计,按方向分为两组(计算与优化课程设计、经济数学与建模课程设计),教师首先通过以案例为线索的讲解、讨论、小练习,使学生体会每一组专业方向选修课与相关专业选修课程的关系与综合应用,再将学生2~3人分为一组,按组指导学生,解决中等规模的实际问题,要求综合运用所学,采用不同方法解决同一问题,并作分析对比,从中选优。考核成绩由出勤、提问、态度、书面报告、口头报告4部分组成,其中口头报告成绩评定由师生共同参与。这个课程设计起到承上启下的作用,既是对学生之前学习课程的综合应用,又是对毕业设计工作的必要铺垫和准备。
其二是IT技术的实训(专业生产实习)。为提高毕业生的就业竞争能力,在学生三年级第二学期或四年级第一学期,对其进行IT技术(如数据库管理员、计算机网络技术员等)培训,参加政府劳动部门统一考试,合格者由国家劳动和社会保障部颁发国家职业资格证书(加盖上海市劳动和社会保障局印鉴章)。该证书实行全国统一编号、统一注册、全国通用。这些培训项目均得到上海市政府补贴。
表中未能列出的还有大学生数学建模竞赛、大学生创新项目、学生参加学院大型科研项目、学生社团活动以及学生校外实习,等等。
3.2 实践教学环节的落实情况
表1、表2中的实践教学环节设置是逐步形成的,还将根据学科发展情况不断调整。其中所有项目均已开出,最多的已进行七轮,最少的只有两次。教学效果比较好,受到学生和社会的欢迎。本专业2007、2008届就业率分别达到98.98% 和100%,居于我校
前列。其就业方向分别为信息技术31.63%、软件开发14.29%、深造11.22%、信息咨询10.20%、物流管理8.16%、生产制造6.12%、市场营销 6.12%、其他如金融服务等12.26%(此为2007届毕业生数据)。信计专业学生先后获得全国大学生数学建模竞赛全国2等奖、上海1,2,3等奖、“新生杯”辩论赛冠军、田径运动会入场队列及广播操团体第二名、上海海洋大学“迎评促建先进集体”、校五四特色团组织、上海市先进集体、大学生社会实践活动优秀项目奖、上海市十佳明星社团、全国优秀社团100强等荣誉。本科学生参加了信息学院关于数字海洋的大项目,受到项目组全体成员的肯定。严格的数学思维训练与系统的实践教学,使得信计专业学生形成了学风扎实勤奋、班风团结积极、实践能力甚至社团工作能力都比较强的整体形象。
4 结语
实践教学是大学教学的一个重要领域,其本身就
需要我们不断的创新与尝试。随着实践教学体系的形成与完善,实践教学对于学生素质尤其是职业素质的提高更将发挥无可替代的作用。当前应重新认识实践教学,彻底改变传统教育模式下实践教学处于从属地位的状况。
信计专业的实践教学应当借鉴相关专业的经验,同时应避免照搬和拼凑,建构落实本专业培养目标的实践教学体系。信计专业的实践教学从数量和内容上应多于数学与应用数学专业,计算机应用方面的实践教学可以借助计算机科学与技术专业,数据分析与处理方面的实践教学可以借助统计学专业。但计算(包括智能计算)、优化、信息工程、运筹与控制等方面的实践教学则是信计专业所特有,需重点建设。如何优化已开出实践教学环节,构建具有“时代性、适应性、先进性和系统性”基本特征的实践教学体系是我们下一步的研究内容。
参考文献:
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Thoughts and Attempts of Practice Teaching on Information and Computer Science Personnel Training
ZHANG Jianxin, LI Ying
二、调整课程体系,优化专业系列课程整体结构为了实现培养目标,我们把传统的以课程为中心的对事物进行知识分割的教育,转变为以学生为中心的事物进行整体性教育。每门课程在整个课程体系中都有它特定的位置和任务,而若干相关课程又形成了一有一定功能的课程组块。在课程体系改革的过程中,我们运用了系统理论,考虑课程体系中各门课程相互系、相互作用的关系,来构造合理的课程结构,发挥和提高课程的整体功能。在课程改革方面,我们作了以几方面的工作:
1.调整课程设置和教学计划。把技术经济本科专业的课程内容划分为:普通基础类:A.数学、计算机等自然科学基础;B.外语、人文等社会科学教育。专业基础类:包括经济学基础、管理学基础、会计学基础和法律基础等。专业主干课:包括技术经济学、系统工程学、运筹学、管理信息系统等。实践环节:包括课程设计、认识实习、生产实习、毕业设计等。为适应综合素质教育,为扩大学生的知识领域,我们修订了教学计划,在适当增加课程门数的同时,压缩程学时,并抛弃了“重专业、轻基础”的传统课程设置模式,把本科课堂教学的学时数降到2070小时,并将普基础课、专业基础课、专业主干课和实践环节的学时比例大致定为4:3:1:2。合理的学时配置,对探索教学容的恰当性、平衡性以及学生个人整体协调发展是必不可少的。
2.优化专业基础课和专业主干课的课程内容。技术经济专业课程设置解决了课程的数量和种类问题,而程内容是课程质量的保证。为适应课程设置、专业特点及更新的教学观念,我们深入到了教学内容的深层改革。一是系统修订了专业基础课和专业主干课的教学大纲。修订时,首先明确每门课程在课程体系中的位和作用;其次是注意每门课与其它课程的相互搭配,既要避免内容交叉重复,又要防止知识的遗漏,同时要保证自身知识结构的完整性。二是系统编写了专业基础课和主干课教材。编写原则:(1)符合专业课程置和教学大纲的要求;(2)既要给学生一个完整的知识结构,又要注意学生能力的培养,给学生留有补充思的余地;(3)对那些过时、陈旧的教学内容要大胆删除,同时又要增加反映学科发展方向和研究成果的新理、新技术和新方法,以引导学生把握学科发展前沿。目前,专业教师已有计划地自编了一系列教材,正式出的教材有《技术经济学》、《系统工程理论与方法》、《运筹学》、《工业统计学》等。3.强化实验、实习环节。实验、实习环节是学生理论联系实际的关键环节,也是学生能力和素质提高的重要途径。技术经济四年制本科安排了课程设计3周、认识实习3周、生产实习3周、毕业设计10周。同时结合课程内容安排了一定比例的实验课,如会计手工操作实验等,并建立了会计手工实验室和容纳30人上机的计算机室。认识实习和生产实习均在校内或校外的实习基地进行,并要求学生撰写专题论文。
三、改革教学方法,实现教学质量的飞跃随着教育观念的转变和课程内容的更新,教学方法也必须进行相应的改革。教学方法得当,可以使学生较好地掌握所学知识,提高分析问题、解决问题和创新的能力,同时也可使教师授课生动、有趣,使学生对所学内容产生极大兴趣。我们在多年的教学实践中总结和应用了多种有效的、赋有特色的教学方法。
1.案例教学法。案例是建立在实践基础上的,是管理环境和管理情景的模拟。同学们运用所学的原理和方法对案例问题进行分析和解决,即深化了所学知识,又培养了学生综合、全面地运用各种知识解决实际问题的能力和果断的应变能力。目前已把教学案例应用于课堂教学、学生作业、课程设计等教学环节中。例如结合技术经济专业课程,就新建工业项目、扩建工业项目、量本利分析等实行案例教学。
2.计算机模拟教学法。利用计算机模拟出企业的内部情况和市场情形,让学生具体担任某个角色,如扮演一个高层管理人员,让他就某个问题进行决策、下达命令,或扮演一名推销员,去推销产品等,把他的决策行为输入计算机,计算机就会给出每次决策的结果。某一角色可由不同学生承担,这样可以比较不同扮演者的管理方法和管理风格。使同学有一种身临其境的感觉,可谓是一次实际工作的锻炼,受到学生欢迎。
3.学生演讲训练教学法。社会交往和表达能力对技术经济专业毕业生来说尤为重要。但对涉世不深的大学生来说,描述事物的口头表达能力和自我表现能力普遍是较弱的。通过上台演讲使学生演说、辩论、表达能力得到充分锻炼,提高了综合素质。例如《管理学原理》和《管理心理学》的任课教师针对讲授内容给学生布置大量的讲演题目。如在讲授管理哲学时,便布置“人生价值观之我见”;讲授激励理论时,便布置“金钱万能论评析”;讲授群体理论时,便布置“一世同学三世亲”等。这两门课程的讲演题目基本上是每人一题,每人讲演约5分钟。这种训练方法受到同学的热烈欢迎和重视,把讲演看作是锻炼自己综合素质的大好机会。上述教学方法被综合地运用在技术经济专业的系列课程教学中,使专业整体教学质量不断提高,使学生的能力和素质有了质的飞跃。
四、采用先进教学手段,保证教学效果的提高在教学中,科学合理地使用现代化的教学手段对提高教学效率和教学质量的潜力是巨大的。近几年来,我们在现代化教学手段方面加大了投入力度,花费了大量时间和精力。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)04-0131-02
一、引言
信息管理与信息系统专业(下文简称信管专业)起源于20世纪60年代,伴随着管理科学和信息技术的发展逐步兴起。我国信管专业成立于1998年,是一门以现代管理理论为基础,借助先进的计算机和通信技术,对信息进行管理和处理的学科,包含计算机、网络、管理、自动化,经济和财务会计等多种专业知识,具有管理与信息技术相互渗透,知识面广,学科背景复杂等特点。[1]
软件工程通常是计算机科学与技术相关专业的必修课之一,涉及软件开发和维护的基本原理、概念与技术方法,用于培养学生正确的研发理念和良好的研发习惯,提高软件开发效率和产品质量。[2]为了培养信管专业学生的信息系统开发能力,信管专业开设了软件工程课程。
由于信管专业学科跨度大,师资背景和生源结构复杂,教学思想差异较大的影响,软件工程在信管课程体系中的地位存在异议,其教学方法和教学模式亦有诸多不足。文章结合信管专业和软件工程的特点,本着“理性用户培养”[3]的目标,从课程定位、教学方式和方法、教学内容和考核形式等方面分析软件工程的教学现状,提出相应对策。
二、信管专业《软件工程》课程存在的问题
1.课程定位不明确
在信管专业中,软件工程主要指导学生进行管理信息系统的分析、设计、实施及维护,侧重系统的研发和维护的原理和方法。管理信息系统课程则是让学生全面认识管理信息系统,涉及的知识面广,但内容浅显。两者在系统开发和维护部分的内容上存在交集,部分院校因此未将软件工程加入专业培养计划。另外一些院校为强化学生的系统开发能力,将“软件工程”与“信息系统分析与设计”课程同时开设,出现课程重复的现象。这些都是软件工程定位不清晰的结果。
2.课程时间安排不合理
信管专业中的软件工程与诸多信管专业基础课程联系密切,需要较强的专业基础知识,但目前部分院校的课程体系将软件工程与管理学、程序设计等专业基础课程安排在同一学期显然不合适,教学安排缺乏层次性。
3.师资力量存短板
信管专业教授软件工程的教师几乎都毕业于计算机专业,不仅缺乏管理学相关知识且在教学思想上沿袭了理工科的风格,偏重程序研发流程,忽略管理信息系统开发过程的多学科交叉特点,导致学生把管理信息系统等同于一般的计算机软件,使得学生对管理信息系统的内涵认识不足,甚至产生误解。此外,大多数教师并没有实际参与大型管理信息系统项目的开发,缺乏实际的研发经验,故难以全面、深入地介绍管理信息系统研发过程和特点。
4.适用教材缺乏
一方面现有信管专业软件工程的教材大都沿用自计算机专业,着重从理论方面介绍各种经典分析和设计方法,所选案例也缺乏与管理学等其他相关学科结合,且很少结合最新的设计方法和工具进行介绍。这种教材选择方式难以和信管专业内的其他课程有机结合,自身形成知识孤岛,无法体现信管专业管理为主、计算机为辅,多学科交叉的特点,同时也不能反映信管专业与计算机专业的本质区别。
5.教学方法古板,实践不足
软件工程的教学内容多为以往研发经验的概括和总结,知识点多以各种概念、原则、规则和要点等形式出现,缺乏完整案例,内容抽象晦涩,教师多采用单向注入和强行灌输的教学方式,不利学生的理解和应用。此外,信管专业课程体系庞杂,无法为软件工程分配足够的实践课时。其他系统开发相关课程,或因项目过小而无需使用软件工程思想,或因课时限制而侧重系统的实现和测试方面。这些问题导致软件工程思想难以完全付诸实践,使学生缺乏系统性和全面性的训练。
6.学生评价机制不合理
成绩评定是评估学生学习效果的重要依据,也是反映教师教学能力的参考指标。本校统一采用“平时表现+期末笔试”的考核机制,比例为3:7。其中,平时表现包含期中考试成绩、日常考勤、课后作业和实验成绩等。这种成绩评定机制存在诸多问题:(1)期末考试比例过大,不能全面客观反映学生的表现。(2)闭卷理论笔试不利于扩展学生的知识面,难以考查知识的实际综合运用能力。(3)笔试为主的考核机制容易诱使学生产生应试教育的倾向。
三、《软件工程》课程教学的若干对策
针对信管专业软件工程课程的问题,结合本校教师的教学经验提出相关的应对措施。
1.明晰教学定位
在信管专业中,软件工程主要指导学生进行管理信息系统的分析、设计、实施及维护,侧重系统的研发和维护的原理和方法。管理信息系统课程则是让学生全面认识管理信息系统,涉及的知识面广,但内容浅显。两者在系统开发和维护部分的内容上存在交集,部分院校因此未将软件工程加入专业培养计划。另外一些院校为强化学生的系统开发能力,将“软件工程”与“信息系统分析与设计”课程同时开设,出现课程重复的现象。这些都是软件工程定位不清晰的结果。
2.课程时间安排不合理
信管专业中的软件工程与诸多信管专业基础课程联系密切,需要较强的专业基础知识,但目前部分院校的课程体系将软件工程与管理学、程序设计等专业基础课程安排在同一学期显然不合适,教学安排缺乏层次性。
3.师资力量存短板
信管专业教授软件工程的教师几乎都毕业于计算机专业,不仅缺乏管理学相关知识且在教学思想上沿袭了理工科的风格,偏重程序研发流程,忽略管理信息系统开发过程的多学科交叉特点,导致学生把管理信息系统等同于一般的计算机软件,使得学生对管理信息系统的内涵认识不足,甚至产生误解。此外,大多数教师并没有实际参与大型管理信息系统项目的开发,缺乏实际的研发经验,故难以全面、深入地介绍管理信息系统研发过程和特点。
4.适用教材缺乏
一方面现有信管专业软件工程的教材大都沿用自计算机专业,着重从理论方面介绍各种经典分析和设计方法,所选案例也缺乏与管理学等其他相关学科结合,且很少结合最新的设计方法和工具进行介绍。这种教材选择方式难以和信管专业内的其他课程有机结合,自身形成知识孤岛,无法体现信管专业管理为主、计算机为辅,多学科交叉的特点,同时也不能反映信管专业与计算机专业的本质区别。
5.教学方法古板,实践不足
软件工程的教学内容多为以往研发经验的概括和总结,知识点多以各种概念、原则、规则和要点等形式出现,缺乏完整案例,内容抽象晦涩,教师多采用单向注入和强行灌输的教学方式,不利学生的理解和应用。此外,信管专业课程体系庞杂,无法为软件工程分配足够的实践课时。其他系统开发相关课程,或因项目过小而无需使用软件工程思想,或因课时限制而侧重系统的实现和测试方面。这些问题导致软件工程思想难以完全付诸实践,使学生缺乏系统性和全面性的训练。
6.学生评价机制不合理
成绩评定是评估学生学习效果的重要依据,也是反映教师教学能力的参考指标。本校统一采用“平时表现+期末笔试”的考核机制,比例为3:7。其中,平时表现包含期中考试成绩、日常考勤、课后作业和实验成绩等。这种成绩评定机制存在诸多问题:(1)期末考试比例过大,不能全面客观反映学生的表现。(2)闭卷理论笔试不利于扩展学生的知识面,难以考查知识的实际综合运用能力。(3)笔试为主的考核机制容易诱使学生产生应试教育的倾向。
二、《软件工程》课程教学的若干对策
针对信管专业软件工程课程的问题,结合本校教师的教学经验提出相关的应对措施。
1.明晰教学定位
信管专业的定位是计算机和管理的交叉学科,管理信息系统是信管专业关系最为密切的信息系统。软件工程在信管专业中的主要任务是为了培养学生使用软件工程的思想分析、设计和开发管理信息系统。鉴于学生培养目标的不同,信息系统开发能力并非所有学生所必须掌握的。因此,软件工程在信管专业中的定位不能搞一刀切,必须因方向而异。系统开发方向的学生应把软件工程作为专业必修课,而信息管理方向的学生则作为专业选修课选修。
2.优化课程安排
软件工程的目的是指导管理信息系统开发,学生选修前需具备基本的编程能力和数据库知识。而且,管理信息系统的开发需要结合管理、会计和运筹等课程的相关知识。因此,软件工程的安排应置于数据结构、数据库、程序设计、管理学和运筹学等课程之后,信息系统课程设计之前。在课程设置上,软件工程与面向对象程序设计、管理信息系统、信息系统课程设计等相关课程组成课程群,相关任课教师以团队方式备课。每学期期初和期末,同一课程群的教师互相交流教学效果和存在的问题,根据学生的情况各自调整后序教学内容,有针对性地开展教学。课程群方式可以有效加强课程间的平滑衔接,强化教师间的团队合作,实现知识的有机结合,提高课程安排的层次性与合理性。
3.建立合理的教师培养机制
教师培养采用“走出去,引进来”的方针,加强与兄弟院校和相关企业的交流。围绕构建应用型本科院校的目标,引入高职院校中的“双师型”培养机制,将科学研究和实际应用相结合,组织软件工程及相关课程组构成的开发团队,积极参与校内外的合作项目的研发,如校内各部门的信息系统开发项目、校外实习基地的合作开发项目、科研项目的系统实现等。在教学任务之外,学校应鼓励任课教师定期到实习单位参加项目见习,甚至直接参与项目研发,提高教师的研发能力,更新知识储备。同时,教师的考核体系应根据教师的授课内容进行分类评价,软件工程等应用性课程的考核机制应加大对实践的要求,鼓励科研与知识应用的结合,真正实现应用型培养的发展方向
4.改进教学方法,强化实践教学
根据软件工程理论和实践要求都较强的特点,采用案例驱动的方法开展教学,将理论知识融入到具体案例当中,通过“学中练、练中学”的模式将抽象的知识通过具体的项目展示,方便理解和消化吸收。此外,单纯的理论知识学习是不够的,需要通过实际的项目训练进行提高,进而达到巩固所学知识,灵活应用的目的。项目训练以学生分组的方式进行,在学习的同时培养学生的团队意识和协作精神。项目类型以中型管理信息系统为宜,来源可出自教师自身的项目或者协作单位项目中的子系统,也可以学生提出由任课教师审核通过。项目结束时,学生必须能够提交可正确执行的程序,同时提交相关的系统开发文档,文档要求严格按照国标GB-T8567-2006编写。在实践过程中,教师应以项目管理人的角色监督项目的进度,及时发现并纠正存在的错误,同时回答学生在实践中遇到问题。这种方式既让学生清楚了解课程开设的目的和意义,也强化学生对所学知识的理解和应用。
5.完善教学资源
信管专业软件工程课程的教学资源(如教材、辅导资料、教学案例等)的安排和设计应按本专业的需求进行改进和完善。首先,调整教材内容的编排。软件开发技术知识点需要与时俱进,已被淘汰的知识点应予以删除或以概述的形式介绍,同时增加近年出现的新技术和新方法,并对其中的典型方法进行重点介绍,并配上相应的案例进行讲解。其次,修改教材内容的编写方式。采用案例驱动的教学模式,将以往逐条罗列的抽象理论融合到具体的教学案例中,让学生通过分析案例提取出知识要点。该方法既有利于对枯燥知识的理解和吸收,也为进一步的知识应用提供极好的参考素材。第三,修改配套案例。案例选择中等规模的管理信息系统的完整研发过程较为合适。案例规模不宜过大的案例,否则不适宜初学者学习;规模太小则细节不足。案例可以取自教学参考书,也可以是教师自身的项目研发经历,还可以源自合作单位的项目。第四,建立信息化教学实验平台。通过云计算等先进技术构建的软件工程教学实验平台,师生能够无时间、地域限制地实现教学课件和视频等资源的共享、作业和课程实践的实时监控和学生疑难问题的解答,极大方便了师生间的交流,对提高教学效果具有重大现实意义。
6.改革学生评价机制
课程成绩对学生在课程学习过程中的表现和效果的综合评价,对学生学习起指向性作用,必须秉承公正、全面、客观的态度。第一、全面考虑学生评价要素。在教学过程中,除考勤情况、期中成绩、期末成绩等常规项目外,学生的课堂表现、作业完成质量和上交情况,实践项目的完成情况等也是衡量学生的学习成绩的重要依据。因此,软件工程的考核体系可综合为以下三方面:(1)平时表现,包含出勤情况、课堂提问和作业完成情况等;(2)实践成绩,包含课程设计和实验的质量和文档的编写情况;(3)卷面成绩,包含期中和期末考试的笔试成绩。第二、合理分配评价要素的比重。评价要素的比重定量反映了课程各教学环节的重要性,能够对学生的学习起导向作用。为了突出软件工程以“理论为基础,重在实践应用”的特点,实践成绩的比重应与卷面成绩相当,也可以考虑使用课程实践成绩代替期末笔试。第三、客观评定评价要素。学生的评价要素通常分为定性和定量两种。其中,各种考试成绩和作业成绩、考勤情况等定量评价易于给定。相对而言,平时表现等定性指标需教师主观评定,易受到教师个人情感的影响,需要教师秉持公正客观的态度。对学生的主观评价一般以良为基础,表现突出的学生可给予优,存在迟到早退、作业应付或缺交、课堂纪律不佳等情况的学生则酌情给予中或差的评价。第四、丰富考核形式。除传统的闭卷笔试外,软件工程的考核形式还可采用以下几种:(1)课程论文:以个人为单位,就管理信息系统研发和管理中的某个环节提出自己的观点并展开论述,完成3000-5000字的课程论文。(2)课程设计:参考教学案例,采用软件工程思想,以团队方式开发一个管理信息系统,完成从需求分析到设计实现的完整过程,并编写相关软件文档。(3)开卷笔试:以论述和应用题为主要题型,主要考察学生解决系统分析、设计、测试和维护等环节中具体问题的能力,如按要求绘制程序流程图、软件结构图和系统流程图等分析设计图表,设计测试用例等。学生允许携带一定数量的参考资料,但不允许携带电子设备。任课教师可根据教学目标和学时安排综合使用上述方式。总体而言,以课程论文或课程设计代替期末笔试进行考核更符合学以致用的教学目标。