“模糊优化”课程教学改革的探索

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[摘要]文章从教学方法与教学手段的创新、课程内容的扩展，以及教学队伍与教学资源的建设三个方面，阐述了“模糊优化”课程教学改革的思路，旨在提高该课程的教学效果，培养学生的科研能力和创新能力。

[关键词]模糊优化 课程教学 教学改革

[作者简介]刘颖（1980— ），女，河北保定人，河北大学数学与计算机学院，讲师，硕士，主要从事不确定规划方向的教学与研究工作。（河北 保定 071002）

[基金项目]本文系2010年国家自然科学基金资助项目“2—型模糊理论及其在工程优化中的应用”（项目编号：60974134）、2011年河北省科学技术研究与发展计划（第三批）项目（自然科学基金）“平衡规划的算法与应用研究”（项目编号：A2011201007）、2010年保定市科学技术研究与发展指导计划（第二批）项目“不确定环境下的供应链问题及应用”（项目编号：10ZG012）和2010年河北大学自然科学研究计划项目（青年项目）“模糊环境下的供应链管理问题”（项目编号：2010Q28）的研究成果。

[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004—3985（2012）29—0134—01

一、“模糊优化”课程的特点与现状

优化课程具有内容丰富、应用面广的特点，我们一般将优化课程分为确定优化问题和不确定优化问题两类。确定优化问题是指针对清晰定义的机构或行为的系统，通过建立清晰数学模型，借助精确数学方法来求解的问题。而存在大量不确定性的系统的处理问题则都属于不确定优化问题的范畴。根据不确定性的不同分类，不确定优化又可分为随机优化和模糊优化。模糊优化是优化课程在模糊方向的发展，是一门研究如何用模糊理论去处理各类优化问题的学科。如在早期的投资组合问题中，我们将股票收益确定为某个确定的数值来进行投资回报的计算。而现实情况是，多种因素影响下的股票收益是不能预知的，此时用模糊变量表示收益计算出的投资回报更符合实际。

“模糊优化”课程是一门运筹学与控制论专业的研究生课程。近年来，随着一些院校本科特色教学的探索，该课程作为一门专业选修课程，面向数学与应用数学等专业高年级本科生开设，属于应用数学众多模块课中的一个方向。虽然学生已经学习了模块课中的一些基础课程，但该课程理论性强，涉及模糊数学、运筹学和优化理论等多个学科；应用面广，包含经济、管理和工程方面的众多应用问题，在有限的学时内引导学生对“模糊优化”课程进行全面深刻的理解和把握成为一个难题。为了让学生深刻理解模糊优化的核心思想，更好地完成教学任务，我们在教学工作中不断探索，并对课程的多方面开展教学改革工作，事实表明这些工作取得了良好的教学效果。

二、“模糊优化”课程教学方法与教学手段的创新

在进行教改探索之前，“模糊优化”课程教学以传统的课堂授课为主。传统授课方式的优点是知识讲述系统完整，不足是对于这种理论性强、内容高度抽象的课程，可能会出现部分学生课堂参与度低的情况。为了防止这种情况的发生，我们对如何调动学生主动参与，积极融入课堂的教学作了几方面的尝试：

1.实验教学——对“模糊优化”课程的整个教学进行学时划分。我们将8学时（两周）的内容改为实验课程。在实验教学中，提供设备选址问题、库存管理问题、投资组合问题等众多涉及经济、管理或工程方面的实际问题，供学生选择。学生选取自己有兴趣的问题，应用“模糊优化”课程所讲授的理论和方法进行处理，最终得到问题的解决方案。在实验教学环节中，学生解决实际问题的能力得到了锻炼和提高。

2.网络教学——借助网络教学的特有资源。Blackbord网络平台，为学生建立一个虚拟的课堂环境。在平台建设时，要参照课堂的教学进度，上传教案、讲义、课堂作业等教学资料，确保学生进行网络学习时，教学内容完整，与课堂教学同步。为学生创造一个第二课堂，随时学习“模糊优化”课程。同时开辟交流区，及时回答学生提出的问题，解决了大学里课下教师学生接触时间少造成的沟通问题，让网络平台成为师生交流沟通的一个新的方式。

3.实践教学——让学生验证理论，培养解决实际问题的能力。与实验课程不同，实践教学在培养学生的思维能力、科研能力和创新能力等方面有更高的要求。在具体的实施过程中，我们以全国大学生数学建模竞赛和国际数学建模竞赛为依托，为学生提供一个竞赛平台，加强“模糊优化”课程的实践性教学环节，培养学生的应用能力和创造性思维。事实证明，每年度的竞赛都有多名学生获得多个级别奖励。这一实践活动既完成了培养高素质创新人才的目标，又为学生建立进一步深造的信心和决心。

4.双语教学——引入大量优秀的外文资料。基于模糊优化方向的研究现状，要想了解众多前沿领域的研究成果，就不可避免地要接触大量外文文献。所以，我们尝试在介绍具体应用领域时，采用优秀的英文新教材，提供适量丰富的外文参考资料，选派外语水平程度好的教师开展“模糊优化”课程的双语教学，双语教学在培养学生的国际视野和竞争能力方面成效显著。

三、“模糊优化”课程教学内容的扩展

结合学科发展的前沿理论，我们不断更新相关的教学内容，避免出现学习内容老化、课程内容与现实脱节的情况。

1.理论内容方面。“模糊优化”课程内容中所涉及的问题通常是在模糊不确定的环境下进行讨论的。而现实情况中，复杂的决策问题通常处于各种不确定因素混合的环境中，这时的不确定性不再是单一呈现主观不确定性或客观不确定性，而是模糊性和随机性相互渗透相互影响的一个复杂体系。模糊随机优化理论和随机模糊优化理论就是可以处理这种含有模糊和随机的双重不确定决策问题的理论依据。另外，处理高维模糊环境的2—型模糊优化理论也有了重大的进展，都是模糊优化理论的重要组成部分，这就要求模糊优化课程要向前沿理论领域进行拓展。

2.求解方法方面。结合相关的模糊理论知识，一些模糊规划模型中的目标和约束可以转化为对应的确定等价形式，或得到近似的确定清晰优化模型，最后借助确定规划的成熟算法进行求解。对于不能转化的模型，我们采用或设计恰当的优化算法求解。如经典的启发式算法或智能优化算法，要求我们随着算法发展不断更新知识结构。再如，除了常用的遗传算法、模拟退火算法和禁忌搜索算法等外，新兴的粒子群优化算法和蚁群优化算法也可以求解模糊规划问题。针对某些大规模的复杂问题，我们还需结合逼近方法和智能算法设计更有针对性的混合智能算法来进行求解。

四、“模糊优化”课程教学队伍和教学资源的建设

为了更好地完成模糊优化课程的教学工作，我们还需要关注教学队伍和教学资源的建设问题。

1.在教师队伍建设方面。我们要推选教学经验丰富、学术造诣高的教师作为课程负责人，掌控“模糊优化”课程的教学水平和学术水平。合理的课程团队能保证课程教学的良性循环与发展，同时还要注意课程教师梯队结构的建设和青年教师的培养工作。

2.在教学资源的建设方面。我们选取优秀的国外原版教材或国内的高水平教材作为主导，提供适量、丰富的参考资料和国内外著名大学提供的相关公开课课程作为辅助，让学生参考。同时，配合网络教学，注重课程网站的建设与应用。在网络资源建设时，做到课程网站内容齐全，资源丰富，内容及时更新，能吸引学生浏览，保证一定访问数量，发挥应有的教学辅助作用。

五、结束语

采用多种恰当的教学手段和教学方法来有效调动学生的学习积极性，帮助学生理解“模糊优化”课程内容，促进学生各个方面能力的发展，是“模糊优化”课程教学的目标。我们将本着这一目标，以提高教学水平促进学科发展为动力，继续深化课程教学改革，争取让“模糊优化”课程教学进一步发展提高。

[参考文献]

[1]教育部.关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见（教高[2001]4号）[Z].2001—08—28.

[2]张菊美.加强实践教学，提高学生的创业能力[J].科技资讯，2006（31）.

[3]徐加放.关于双语教学实践的思考[J].中国石油大学胜利学院学报，2010（3）.

[4]吕云峰.网络教学的模式及本质[J].现代教育技术，2002（2）.