《运筹学及工程优化》课程教学大纲

《运筹学及工程优化》教学大纲课程编号：16180733英文名称：OperationResearch学分：2学时：总学时40学时，其中理论24学时，实践16学时先修课程：高等数学B1、Python程序设计、线性代数（经管）课程类别：专业主干课程授课对象：工程管理专业学生教学单位：土木工程学院修读学期：第4学期一、课程描述和目标本课程从工程应用的角度出发，注重算法基本思想和方法的阐述，研究各种工程系统的优化途径和方案，进而对人力、物力和财力进行合理筹划和运用，寻找决策优化的综合性。它是管理科学、经济科学和现代化管理方法的重要组成部分。本课程拟达到的课程目标：本课程能够将线性代数等基础理论课和工程项目管理、土木工程施工等专业课联系起来，是工程管理专业人才培养知识系统重要的课程环节，学生学习本课程后在知识、能力及素质发展等方面应达到的目标如下：课程目标1：通过本课程的理论教学，使学生基本掌握线性规划、整数规划、多目标规划、运输问题、图与网络等分支的基本优化原理及在工程中的应用，掌握其中常用的模型和算法，具备一定的建模能力，并具备处理实际工程项目管理问题的能力。课程目标2：通过本课程的理论教学，使学生将线性代数，工程项目管理等课程有机的结合起来，提高学生综合运用所学知识解决工程管理中的实际问题的能力。课程目标3：通过本课程的学习，应使学生了解工程优化对优化决策问题进行定量研究的特点，理解线性规划、整数规划、多目标规划、运输问题、图与网络等分支的基本优化原理及在工程中的应用，掌握其中常用的模型和算法，具备一定的建模和计算能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点1-1.具备数学、自然科学、工程基础知识，并将其用于工程管理问题的描述。课程目标10.3指标点1-4.能够将工程管理相关知识和数学模型方法，用于工程管理专业工程问题解决方案的比较与综合。课程目标20.4指标点3-2.能设计满足工程管理特定需求的投资方案、施工方案或运维方案，并在设计和实施过程中体现创新意识。课程目标30.3教学内容、基本要求与学时分配（一）理论教学环节序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1线性规划及单纯形法基本要求：熟悉线性规划问题的数学模型，解的概念，解的性质；掌握线性规划问题的图解法、单纯形法。了解解的退化、循环和防止循环的方法。了解优化的起源与发展，基本思想。重、难点：线性规划问题的图解法、单纯形法。德育要求：化繁为简5集中讲授，小组讨论课程目标1、22线性规划的对偶理论与灵敏度分析基本要求：了解线性规划的对偶理论；掌握对偶单纯形法以及常用的灵敏度分析方法。重、难点：对偶单纯形法以及常用的灵敏度分析方法。德育要求：知行合一4集中讲授、小组讨论课程目标1、2、33运输问题基本要求：掌握运输问题初始解的最小元素法、沃格尔法和最优解的闭回路法、位势法。了解运输问题的数学模型，解的结构与性质。重、难点：运输问题初始解的最小元素法、沃格尔法和最优解的闭回路法、位势法。德育要求：以人为本3集中讲授、小组讨论课程目标1、2、34整数规划基本要求：熟悉数学模型；掌握分配问题的匈牙利法、了解分枝定界法和割平面法。重、难点：匈牙利法德育要求：以不变应万变3集中讲授、小组讨论课程目标1、2、35多目标线性规划基本要求：熟悉多目标线性规划问题的数学模型，多目标优先级，解的概念与性质；掌握多目标线性规划问题的图解法、了解多目标线性规划的单纯形法。重、难点：多目标线性规划问题的数学模型以及图解法。德育要求：万变不离其宗3集中讲授、小组讨论课程目标1、2、36图与网络分析基本要求：熟悉图与网络的基本概念和原理，最小部分树、最短路、最大流问题、网络技术的基本概念；掌握最最小部分树、最短路、最大流问题、最大流最小费用的解法；了解关键线路法。重、难点：最小部分树、最短路、最大流问题、最大流最小费用的解法。德育要求：工匠精神6集中讲授、小组讨论课程目标1、2、3合计24（二）实践教学环节序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1线性规划求解根据教师自拟的题目采用excel求解多变量（4个及以上）的线性规划问题，掌握excel建模方法和规划求解操作步骤，熟悉线性规划问题建模方法。4综合课程目标1、2、32运输问题求解根据教师自拟的题目采用excel求解运输问题，掌握excel建模方法和运输问题求解操作步骤，熟悉运输问题建模方法和产销不平衡问题以及转运问题的建模方法。4综合课程目标1、2、33指派问题求解根据教师自拟的题目采用excel求解指派问题，掌握excel建模方法和指派问题求解操作步骤，熟悉指派问题建模方法和不平衡问题的建模方法。4综合课程目标1、2、34整数规划求解根据教师自拟的题目采用excel求解整数规划问题，掌握excel建模方法和整数规划求解操作步骤，熟悉整数规划问题建模方法，以及0-1变量的合理应用。4综合课程目标1、2、3合计16四、课程教学方法PPT和板书结合的集中讲授的教学方法，鼓励学生课下通过MOOC进行自主学习。理论课课堂教学着重引导学习数学模型的特点和求解方法，实验课着重引导学习建模方法和计算机求解。章节测验和平时作业注重检查学习效果和督促学生主动学习，专题研习旨在鼓励学生综合应用所学知识进行创新性研究以解决实际问题。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、章节测验、专题研习、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占50%、平时作业成绩占30%、章节测试成绩占10%、课程论文成绩占10%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业101010302章节测试1000103专题研习0010104期末考试20201050课程目标对应分值403030100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分平时作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析线性规划领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析线性规划领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对线性规划领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对线性规划领域相关专业问题进行识别、分析。2.章节测试与评价标准章节测试根据测试题目及评分标注进行打分（百分制）。3.课程论文考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分专题研习格式规范，符合课程论文写作要求；内容主题明确，符合课程教学内容，有明确的综合分析论点。参考文献充分、正文引用恰当，文献引文格式符合文献标准；无摘录摘抄痕迹，能恰当运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合课程论文写作要求；主题明确，符合课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献充分、正文能够较好对文献进行引用，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文主题大部分运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合课程论文写作要求；主题基本明确，较符合课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献有，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文有部分摘抄，论点分析较清晰。论文格式不符合课程论文要求，能反映部分主题内容，论文结构不完整，论点分析不清晰，参考文献少，正文没有引用，格式不完全符合科技论文文献标准。4.期末试卷考核与评价标准闭卷考试，根据试卷评分标准进行评分。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《运筹学基础及应用（第七版）》，胡运权主编，高等教育出版社，2021年3月版；2．《管理运筹学（第四版）》，管理运筹学（第五版），韩伯棠主编，高等教育出版社，202