获奖等级:国家级
完成单位:经济与管理学院
课程负责人:党耀国
课程团队其他主要成员:朱建军、徐海燕、关叶青、王俊杰
一、课程概况
“运筹学”是一门受军事、经济、生产等活动中所产生的决策问题的推动而发展起来的学科,它应用数学方法和相关科学技术知识解决实际问题,为决策者选择最佳方案提供理论依据。本课程由党耀国教授担纲,集合了经济与管理学院其他4名理论扎实、教学经验丰富的骨干教师,整合了最新最全的线上、线下教学资源,生动形象地讲授了运筹学概论、线性规划、对偶理论、灵敏度分析、运输问题、目标规划等相关理论基础、解题方法和实际应用案例。同时,结合国内外最新运筹学研究进展,引导学生独立思考,加强理解,真正实现“学以致用,融会贯通”,为全面提升学生的深度思考能力和综合应用能力奠定坚实的基础。
二、课程建设与改革举措
教学团队在坚持线上线下并行授课模式的基础上,积极弘扬爱国教育,将学科史、科技史融入日常教学内容,提出了“双线多维度”的课程思政教学思路。双线即“育德育知”,多维度即“爱国、报国、求知、钻研”。授课教师注重挖掘和整理学科专业中的时代楷模、身边榜样以及学科专业的光荣使命等,为培养学生精益求精的大国工匠精神提供鲜活案例。将思政教育贯穿教学全过程,有助于实现全过程育人、全方位育人的思政教育目标,对培养具有家国情怀、工匠精神、勇于创新的强国人才奠定基石。此外,课程教学团队成员在南京航空航天大学课程思政教学竞赛中取得二等奖的优异成绩。
(二)教学资源
由党耀国教授主讲的“运筹学”线上线下混合式课程是国家一流本科课程,教学资源储备丰富。
1.MOOC资源建设
“运筹学”线上课程采用MOOC的形式,配备与教材相关的在线习题库、案例库、视频库等丰富的学习基础资源与共享资源。“运筹学”MOOC课程以“微课+练习”为核心,旨在为学生提供课前、课后的线上学习服务功能,为学生课前预习、课后巩固提供平台支撑。同时,教师可以通过平台数据了解学生的知识点掌握概况,并借助线上系统进行过程性考核评价。截至目前,“运筹学”MOOC课程已累计开课15次,累计选课人数达49000余人。
图1 “运筹学”MOOC在线开放课程
2.教材资源
“运筹学”线上线下混合式课程采用团队主讲教师党耀国教授主编的《运筹学》教材,内容丰富、结构合理。主编将线上线下混合式教学模式的改革成果、项目式教学实践成果和课程思政的理念融入“数字化、立体化”的课程教材新体系。同时,教学团队制作了与教材配套的电子课件,不断更新项目案例库与思政资源库。《运筹学》教材自初版以来,被30余所高校选用,累计发行4万余册,受到知名运筹学专家钱颂迪教授、管理科学与工程类专业教学指导委员会数位专家以及高校教师们的一致认可。
图2 《运筹学》系列教材
(三)教学内容
以“提出问题”为导向,以“解决问题”为目标,以“线上案例导引-线下理论讲授-线上线下案例实训/汇报”为主线,“运筹学”教学团队重构了线上线下混合式课程的教学内容。充分发挥线上平台学习和线下课堂讲授的场域优势,建立了线下纵向贯通的理论课程体系与线上横向衔接的案例实训体系。
1.纵向贯通理论课程,牢固学生学习根基
线下理论授课阶段,教学团队创新实现了“案例导引”与“理论导入”的有机结合。课前,教师借助线上平台发布相关案例分析,帮助学生了解理论知识的产生背景,引导学生进行思考并提出问题;课中,教师带领学生进行案例分析,并讲授相关理论知识,促进学生将理论知识内化于心。此外,教师还带领学生进行运筹学软件应用的实践,如MATLAB、Lindo、Lingo和SPSS等,使学生正确理解运筹学基本原理,并掌握计算机软件求解技术。
2.横向衔接案例实训,提升学生实践能力
综合考虑学生经验与运筹学间的逻辑关系,团队教师设计了系列适用于个人完成或团队协作完成的项目案例,并发布于线上课程平台。学生通过完成线上案例实训与线下的案例汇报,既能实现理论知识的巩固与应用,又能提升学生的课堂参与度和自主学习的积极性。
(四)教学设计
根据“运筹学”线上线下混合式课程建设的特点,教学团队改进以往“重线下、轻线上”的教学模式,借助线上课程为学生提供课前的知识点预习平台,基于线下课堂针对性讲授课程重难点并指导学生进行案例讨论,利用线上课程为学生课后知识点巩固、问题答疑及成绩评定等提供线上平台支持。“运筹学”线上线下混合式课程建设的交互式教学框架以及教学设计如下图所示:
图3 “运筹学”线上线下混合式课程的交互式教学框架
图4 “运筹学”线上线下混合式课程的教学设计
(五)教学方法
秉承“学懂、会用、敢为”的教学理念,本课程教学团队以“线上问题牵引-线下理论分析-线上案例实训-线下案例汇报”为主线开展线上线下混合式教学模式。在课前线上学习基础上,根据学生获取知识、吸纳知识、内化知识、创新知识的螺旋式上升认知规律,形成以学生为主体的线上学习链;基于学生对知识的了解、吸纳情况,灵活设置线下翻转课堂,结合项目式教学提升学生课堂学习的参与度;在尊重学生学习规律基础上,合理安排线上习题与案例练习,巩固课堂理论知识,强化学生实践能力。“运筹学”线上线下混合式课程的教学方法如图5所示:
图5 “运筹学”线上线下混合式课程的教学方法
(六)考核评价
以激发学生学习动力和专业志趣为着力点,本课程教学团队构建了“课研结合”“线上线下并行”“师生-生生”双评的全过程、多元化评价体系。科学确定线下课堂问答、案例汇报、阶段性测试与线上作业测评、视频学习情况等过程性考核所占比重,优化课程评价方式。采用选择性反应评价、书面论述式评价、表现性评价,实现课堂内外、线上线下、课前课中课后的全过程评价。全过程、多元化评价体系既实现了“运筹学”线上线下混合式课程理论学习与研究学习的全面落实,也有助于激发学生学习兴趣,增强实训能力。“运筹学”线上线下混合式课程的考核评价方式如图6所示:
图6 “运筹学”线上线下混合式课程的考核评价方式
三、课程主要特色
(一)突出中国情景,解决理论本土化问题(高阶性)
通过挖掘中国国情中所蕴含的运筹问题,借助线上平台的课前导引设置,引导学生从中国国情入手认识相关理论,既激发了学生的内在学习兴趣,调动了学生学习积极性,也强调了运筹学理论的本土化,实现了教学内容的高阶性。
(二)设置案例实训,激发学生创新思维(创新性)
综合考虑到学生经验和运筹学间的逻辑关系,团队教师设置了一系列匹配线下课堂理论教学的驱动型案例问题,带领学生进行分析讨论。通过线下的典型项目案例赏析,促进学生从知识应用到思维启发,从单向传输到多维立体互动,递进式提升学生的综合创新素养。同时,基于课堂的逻辑思维训练和理论知识学习,选课学生积极参与到课下的实际案例小组研讨活动,充分运用课堂知识解决实际问题,不仅提升了学生的学习能动性,也实现了教学内容的创新性。
(三)知行合一,实现“理论+实践”教学融合(挑战度)
团队教师采用“线下理论教学”“线上案例实训”“线下案例汇报”的教学方式推进“运筹学”线上线下混合式课程建设。以案例实训驱动理论知识吸纳,为学生填补了理论知识与实际应用之间的鸿沟。线上线下并行,“理论+实践”融合的教学模式显著强化了学生对运筹学各分支经典模型的理解,提升了课堂实效。
四、课程建设成效
(一)学生实践能力显著提高
通过落实线下理论授课、案例汇报与线上知识巩固、案例实训的线上线下混合式课程教学方式,一方面筑牢了学生的基础知识根基,另一方面强化了学生的实践能力和系统思维能力。选课学生运用所学的运筹学知识参与国家级、省级比赛,取得优异奖项。在最终的考核环节,学生学业成绩优良,高阶能力得到显著提升。
(二)教学团队水平明显提升
团队教师通过内部研讨和外部交流,一方面基础理论更加扎实,另一方面教学改革思路更加开阔。线上线下混合式课程加强了突出了学生学习的主体地位,强化了教师与学生之间的双向互动,使教师对课堂疑难点、授课重心的把握更加清晰。在评教环节,授课教师评教成绩位列前茅,学生满意度高。
(三)获评江苏省高等学校重点教材
为持续推进“运筹学”线上线下混合式一流课程建设,团队负责人党耀国教授带领教师共同编写了《运筹学》(第四版)教材。该教材进行了新形态教材一体化设计,以网页链接的形式嵌入了与教学内容相关的航线路径优化、应急物资调配、物流选址等实例分析20余个,被评为“十三五”江苏省高等学校重点教材、工业工程专业新形态系列教材。
(四)开辟优质网络教学资源
为满足学生课后、线上的多样化学习需求,团队负责人党耀国教授带领团队教师出版了“运筹学”数字课程。数字课程中包含教学视频、课件、自测题等教学资源,学生可以通过数字课程随时随地复习和预习相应知识点。
“运筹学”线上线下混合式课程的主要建设成效如图7所示: