洪曉雪
摘 要:運(yùn)籌學(xué)是研究給定物質(zhì)在財力、物力、人力的條件下,分析數(shù)量、統(tǒng)籌兼顧,使人力、財力和物力可以實現(xiàn)科學(xué)的分配,最終達(dá)到預(yù)期效果的方法。運(yùn)籌學(xué)在現(xiàn)代社會當(dāng)中占據(jù)著非常重要的地位,加強(qiáng)運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)工作,提高課程質(zhì)量和效果尤為重要。本文主要對運(yùn)籌學(xué)的特點和數(shù)學(xué)建模意義進(jìn)行分析,通過典型案例,說明數(shù)學(xué)建模在運(yùn)籌學(xué)當(dāng)中至關(guān)重要的作用,這將有利于為21世紀(jì)培養(yǎng)具有運(yùn)籌決策能力和科學(xué)管理能力的復(fù)合型人才。
關(guān)鍵詞:教學(xué)實踐;數(shù)學(xué)建模;運(yùn)籌學(xué);探索
1.運(yùn)籌學(xué)的特點
(1)應(yīng)用性。實際上運(yùn)籌學(xué)由應(yīng)用和實踐發(fā)展而來,因此應(yīng)用性是運(yùn)籌學(xué)與生俱來的特質(zhì)。目前除了在較為傳統(tǒng)的領(lǐng)域應(yīng)用之外,在自動化、通信以及航空航天領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。
(2)綜合性。運(yùn)籌學(xué)是一種科學(xué)方法,將應(yīng)用數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、社會學(xué)等互相滲透,融合,加以交叉運(yùn)用。
(3)最優(yōu)性。運(yùn)籌學(xué)在空間上強(qiáng)調(diào)最優(yōu)整體,在時間上強(qiáng)調(diào)最優(yōu)全過程。
2.數(shù)學(xué)建模的意義
(1)提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。大學(xué)生對大學(xué)數(shù)學(xué)的態(tài)度一般情況下都認(rèn)為其比較難學(xué),甚至感到害怕,這就很容易導(dǎo)致學(xué)生對數(shù)學(xué)失去學(xué)習(xí)的信心和興趣。而數(shù)學(xué)建模既能夠體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的應(yīng)用性,也能極大地激發(fā)學(xué)生參與其中的興趣,能夠讓學(xué)生切身體會到學(xué)好數(shù)學(xué)可以解決身邊的實際問題;并從中獲取快樂,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主動性、積極性。
(2)幫助學(xué)生提升思維能力、表達(dá)能力以及創(chuàng)新能力。數(shù)學(xué)建模具有較強(qiáng)的靈活性,并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案,同一個問題,學(xué)生甚至可以從多個角度進(jìn)行分析和討論,用多種方法去解決實際問題;但是要保證數(shù)學(xué)建模的合理性和可行性。因此,數(shù)學(xué)建模能使學(xué)生的表達(dá)能力、創(chuàng)新能力和思維能力得到不斷強(qiáng)化。
(3)提高學(xué)生運(yùn)用知識解決實際問題的能力。只有充分運(yùn)用各個領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識,才能夠真正解決數(shù)學(xué)建模問題;但是由于學(xué)生知識存在片面性問題,不可能精通各個領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識,因此,在建模過程中,學(xué)生要有針對性地查閱、利用大量的文獻(xiàn)資料,這就是幫助學(xué)生運(yùn)用知識解決實際問題的過程。
3.數(shù)學(xué)建模在運(yùn)籌學(xué)中的教學(xué)案例
根據(jù)上述數(shù)學(xué)建模和運(yùn)籌學(xué)的特點,我們不難發(fā)現(xiàn),與數(shù)學(xué)建模聯(lián)系最緊密的課程之一就是運(yùn)籌學(xué),因此,一定要在運(yùn)籌學(xué)的教學(xué)課堂上展現(xiàn)數(shù)學(xué)建模的思想,并且要充分、有效地結(jié)合數(shù)學(xué)建模的具體案例。
例如,眾所周知的田忌賽馬的問題,田忌與齊王賽馬,兩個人有三個層次不同的馬,分別是上、中、下,賽馬規(guī)則為三局兩勝制,如果按照上對上、中對中、下對下的等級進(jìn)行賽馬比賽,田忌必輸無疑。后來,田忌的賓客孫臏想了個方案:讓田忌的上等馬對戰(zhàn)齊王的中等馬,讓田忌中等馬對戰(zhàn)齊王的下等馬,讓田忌下等馬對戰(zhàn)齊王的上等馬,結(jié)果田忌贏了兩局,輸了一局,贏得了比賽的勝利。
分析:孫臏對田忌現(xiàn)有的條件進(jìn)行充分地分析和研究,統(tǒng)籌考慮,最終幫助田忌贏得了比賽。這里不僅體現(xiàn)了運(yùn)籌學(xué)當(dāng)中非常重要的優(yōu)化思想,而且教師用這種案例來講解,能避免講解運(yùn)籌學(xué)研究對象和定理定義的枯燥乏味,能極大地激發(fā)學(xué)生的興趣。
再比如服裝受歡迎度的評判問題。假設(shè)u=價格費用、耐穿程度、款式花色,v=不喜歡、一般、比較喜歡、很喜歡?,F(xiàn)在有一批衣服,對款式花色、耐穿程度、價格費用這三項評價中,很喜歡的人為(0.7/0.2/0.3),比較喜歡的分別為(0.2/0.3/0.4),一般的人為(0.1/0.4/0.2),不喜歡的人為(0/0.1/0.1)。由于每個人的實際情況不一樣,服裝三要素的權(quán)數(shù)也不盡相同,如果B=(0.5,0.3,0.2)是某班學(xué)生給出的權(quán)數(shù),根據(jù)模糊綜合評判模型,該服裝的綜合評價如下:
R=BA(0.47,0.27,0.21,0.05)
即很喜歡的程度為0.47;不喜歡的程度為0.05;比較喜歡的程度為0.27;一般的程度為0.21,根據(jù)最大隸屬的原則,該服裝是很受大眾喜歡的。
4.結(jié)語
在運(yùn)籌學(xué)教學(xué)過程中,充分結(jié)合具體的案例進(jìn)行分析,發(fā)揮數(shù)學(xué)建模的重要作用,能夠讓學(xué)生有效地利用和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件,使學(xué)生從中獲益良多。
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