《运筹学》课程教学大纲

《运筹学》教学大纲课程名称：运筹学英文名称：OperationalResearch课程编号：F035091172学分：4总学时/课内实践学时：64/0课程性质：选修课程开课单位：数理科学与工程学院数学系基层教学组织适应对象：信息与计算科学专业一、课程简介运筹学是信息与计算科学专业的一门限选的专业核心课程。它以数学为主要工具，寻求由生产、管理和生活中提出的若干问题的最优方案，是一门研究优化决策的科学。通过本课程使学生熟悉一些运筹学的基本模型及其求解原理、方法技巧、主要算法和实际应用，并掌握简单问题的建模方法。通过学习本课程既能为学生今后工作提供指导生产实践、提高经济效益的有利工具，又能为学生攻读相关专业（包括运筹学、信息类、计算机专业、经济类、管理类等）的硕士研究生，设计系统软件和应用软件等打下坚实的基础。本课程以课堂讲授为主，精讲多练，注重理论联系实际,各章中平行的内容可安排学生自学。通过本课程的学习，使学生独立思考和解决问题的能力得以提高，培养学生的抽象思维和慎密概括的能力，使学生具有独立学习和工作的能力。教学采用板书手写的方式，考核方式为闭卷考试。课程特点是需要同学记的知识点比较多，需要多复习，课后习题多做几遍才能真正理解和掌握。课堂上除了讲授本门知识之外，在同学们注意力不集中的时候，把课程思政元素融入教学，会提到要加强品德修养，要有爱国情怀等等。Operationsresearchisacorecourseofinformationandcomputingscience.Ittakesmathematicsasthemaintooltoseektheoptimalschemeofsomeproblemsraisedinproduction,managementandlife.Itisasciencetostudyoptimaldecision-making.Throughthiscourse,studentswillbefamiliarwithsomebasicmodelsofoperationsresearchandtheirsolutionprinciples,methodsandskills,mainalgorithmsandpracticalapplications,andmasterthemodelingmethodsofsimpleproblems.Thiscoursecannotonlyprovidestudentswithfavorabletoolstoguideproductionpracticeandimproveeconomicbenefitsintheirfuturework,butalsoprovidestudentswithmaster'sstudentsmajoringinrelatedmajors(includingoperationsresearch,information,computer,economy,management,etc.),andlayasolidfoundationfordesigningsystemsoftwareandapplicationsoftware.Thiscoursefocusesonclassroomteaching,focusingonintensiveteachingandmorepractice,andpaysattentiontocombiningtheorywithpractice.Theparallelcontentineachchaptercanbearrangedforstudentstostudyindependently.Throughthestudyofthiscourse,students'abilitytothinkindependentlyandsolveproblemscanbeimproved,andstudents'abstractthinkingandcarefulgeneralizationabilitycanbecultivated,sothatstudentshavetheabilitytostudyandworkindependently.Theteachingadoptsthemethodofwritingontheblackboardandhandwriting,andtheexaminationmethodisclosedbookexamination.Thecharacteristicsofthecoursearethatstudentsneedtoremembermoreknowledgepoints,reviewmore,anddomoreexercisesafterclasstoreallyunderstandandmaster.Inadditiontoteachingthisknowledgeinclass,whenthestudentsarenotfocused,integratingtheideologicalandpoliticalelementsofthecourseintotheteachingwillmentiontheneedtostrengthenmoralcultivation,havepatriotismandsoon.二、课程目标1.理解和掌握比较常见的、比较基础的运筹学模型的解决方法，学会比较常用的单纯形法，以及求解的步骤等。强化科学伦理教育，注重科学思维方法训练和科学精神培养，提高学生分析问题和解决问题的能力，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。2.理解和掌握对偶理论，学会比较常用的对偶单纯形法，灵敏度分析中的各个条件发生变化时，解的变化，以及掌握解的步骤等。3.能够把所学的内容应用到运输问题等实际问题中，并能使学生在相关的实践中提高解决问题的能力。Understandandmasterthecommonandbasicmethodsforsolvingoperationsresearchmodels,learnthecommonlyusedsimplexmethod,andthestepsforsolving.Strengthenscientificethicseducation,focusontrainingscientificthinkingmethodsandcultivatingscientificspirit,improvestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblems,andstimulatetheirpatriotismandmissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.Understandandmasterthedualtheory,learnthecommonlyuseddualsimplexmethod,thechangesinsolutionswhenvariousconditionsinsensitivityanalysischange,andmasterthestepsofsolving.Beingabletoapplythelearnedcontenttopracticalproblemssuchastransportation,andenablingstudentstoimprovetheirproblem-solvingskillsthroughrelevantpractice.三、课程目标与毕业要求对应关系本课程的课程目标对信息与计算科学专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：知识要求具有扎实的数学基础，掌握信息科学、计算科学和计算机科学的基本理论和基本知识。课程目标2毕业要求2：能力要求能运用所学数学和计算机知识解决某些科研或生产中的实际问题。课程目标3毕业要求3：素质要求具有较好的数学、计算机专业素养，具有正确的人生观、价值观和道德观，爱国、诚信、友善、守法，具有高度的社会责任感；具有良好的心理素质和积极的人生态度。课程目标1四、课程教学安排课程共有4项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1绪论爱国教育222线性规划及单纯形法职业教育24243线性规划的对偶理论与灵敏度分析科学精神培养22224运输问题——1616合计6464教学安排绪论教学要求：熟悉运筹学的数学模型。教学内容：了解运筹学的概况；熟悉运筹学的数学模型。重点难点：运筹学的数学模型。思政元素：讲授著名数学家苏步青的案例，激发学生爱国情怀。著名数学家苏步青早年留学日本，1931年获得博士学位。日本不少名牌大学以高薪聘请他，但他想到出国留学是为了祖国掌握科学，就一一辞谢，毅然回国。回国后，他在浙江大学执教，一连四个月领不到工资，穷得连饭都难吃饱，而当时日本的帝国大学还答应他保留半年的工资。贫贱难移爱国心，苏步青毫无再去日本之意。抗日战争爆发后，日本帝国大学又打电报，请他前去任教。出于民族大义，他一口回绝道：“我要留在自己的祖国。祖国再穷，我也要为她奋斗，为她服务！线性规划及单纯形法教学要求：掌握图解法，了解单纯形法原理，掌握单纯形法的计算步骤。教学内容：线性规划问题；可行域与基本可行解；单纯形方法；初始解。重点难点：掌握单纯形法。思政元素：讲授居里夫人，曹雪芹，陈金水，周总理的案例，对学生进行职业教育。居里夫人的实验室条件极差，夏天，因为顶棚是玻璃的，里面被太阳晒得像一个烤箱；冬天，又冷得人都快冻僵了。居里夫人克服了人们难以想像的困难，为了提炼镭，他们辛勤地奋斗着。居里夫人立即投入提取实验，她每次把20多公斤的废矿渣放入冶炼锅熔化，连续几小时不停地用一根粗大的铁棍搅动沸腾的材料，而后从中提取仅含百万分之一的微量物质。曹雪芹晚年贫病交困，在北京西村时，“蓬牖茅椽，绳床瓦灶”，“举家食粥酒常赊”。在这样的困境中，他仍然勤奋写作《红楼梦》，披阅10载，增删5次，真是“字字看来皆是血，十年辛苦不寻常”。《红楼梦》问世已200余年，成为我国古典文学的光辉巨著，也是世界文化艺术的瑰宝。陈金水出生于钱塘江畔，从气象学院毕业后，他只身来到青藏高原，单枪匹马建起了世界上最高的气象观察站。这里的环境十分恶劣，终年积雪，空旷无人；由于低压，他吃不到煮熟的饭；由于寸草难生，他吃不到新鲜的蔬菜；由于缺氧，他患上了心血管疾病。然而，陈金水丝毫没有动摇他献身祖国气象事业的决心，在这里一蹲就是30年，印证了他的一句肺腑之言：我的一切属于祖国的气象事业。“文革”期间，有一次，周总理连续工作了三个昼夜，当天晚上又安排了七个会，累得病又犯了，疼痛难忍，就站起来用椅背顶住腹部，继续耐心地听大家汇报。参加会议的同志请总理坐下，总理低声说:“我不能坐，一坐下就会睡着了。”总理所在的党支部看到总理的身体十分虚弱，便以支部的名义作了一个决议，要总理增加休息时间。可是，对这个决议，总理往往执行得不好。大家又写了一张告示，贴到总理的门上，要他严格执行支部决议，注意休息。总理看后笑着说:“我老了，剩下的时间不多了，要更加抓紧时间为党工作。”线性规划的对偶理论与灵敏度分析教学要求：能够熟练写出线性规划问题的对偶问题；掌握对偶问题的基本性质；掌握对偶单纯形法；掌握灵敏度分析；掌握参数线性规划。教学内容：线性规划问题的对偶问题；对偶问题的基本性质；对偶单纯形法；灵敏度分析；参数线性规划。重点难点：对偶单纯形法，灵敏度分析和参数线性规划。思政元素：讲授居里夫人研究放射性物质的案例，对学生进行科学精神培养。居里夫人研究放射性物质，摧残了自己的健康。她最后死于恶性贫血症。她一生创造、发展了放射科学，长期无畏地研究强烈放射性物质，直至最后把生命贡献给了这门科学。她一生中，共得过包括诺贝尔奖等在内的10种著名奖金，得到国际高级学术机构颁发的奖章16枚；世界各国政府和科研机构授予的各种头衔多达100多个。但是她一如既往地那样谦虚谨慎。伟大的科学家爱因斯坦评价说：“在我认识的所有著名人物里面，居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人。”诺贝尔为研究炸药，自己和助手多次负伤，弟弟炸死。运输问题教学要求