運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)大綱

《運(yùn)籌學(xué)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱運(yùn)籌學(xué)OperationalResearch課程代碼課程性質(zhì)選修開課院部數(shù)學(xué)與計(jì)算科學(xué)學(xué)院課程負(fù)責(zé)人授課學(xué)期4學(xué)分/學(xué)時(shí)3/48課內(nèi)學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)40實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0實(shí)訓(xùn)（含上機(jī)）8實(shí)習(xí)0其他0適用專業(yè)數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)（師范）授課語言中文對(duì)先修的要求《高等代數(shù)》中基本的矩陣知識(shí)，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》中基本的概率知識(shí)對(duì)后續(xù)的支撐為后續(xù)課程《數(shù)學(xué)建?！诽峁﹥?yōu)化模型的建立方法和Lingo軟件的使用方法課程思政設(shè)計(jì)介紹運(yùn)輸問題，分配問題，網(wǎng)絡(luò)分析等的基本理論，模型的建立和求解，鼓勵(lì)學(xué)生以國家和社會(huì)需要解決的實(shí)際問題作為出發(fā)點(diǎn)，為國家和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設(shè)計(jì)通過對(duì)實(shí)際問題的分析與建模，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；在模型的優(yōu)化與求解過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。課程簡(jiǎn)介課程定位：運(yùn)籌學(xué)是一門研究如何將生產(chǎn)、管理、工程等事件中出現(xiàn)的運(yùn)籌問題加以提煉，利用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行解決的應(yīng)用學(xué)科，在有些領(lǐng)域里也稱為管理決策。主要學(xué)習(xí)內(nèi)容：該課程主要學(xué)習(xí)線性規(guī)劃問題，整數(shù)規(guī)劃問題，目標(biāo)規(guī)劃問題，運(yùn)輸問題，動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題的提出與求解，靈敏度分析，以及運(yùn)籌學(xué)軟件包（Lindo,Lingo等）解決規(guī)劃問題的技能。核心學(xué)習(xí)結(jié)果：使信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)和數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生獲得以下能力與素養(yǎng)：1)具有在實(shí)際問題中應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識(shí)，用數(shù)學(xué)方法和思想進(jìn)行問題分析和解決的能力；2)會(huì)利用運(yùn)籌學(xué)軟件包求解各類優(yōu)化問題，并進(jìn)行靈敏性分析。主要教學(xué)方法：本課程主要采取課堂講授的教學(xué)方法給學(xué)生傳授運(yùn)籌學(xué)基本知識(shí)和基本理論；除了課堂講授外，還特別注重解題能力的培養(yǎng)，通過案例分析的方法，掌握利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)模型和算法等方法，去尋找復(fù)雜問題中的最佳或近似最佳的解答的方法；通過上機(jī)使學(xué)生掌握運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)軟件包（Lindo,Lingo等）解決優(yōu)化問題的技能。本課程強(qiáng)調(diào)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決實(shí)際問題，注重?cái)?shù)學(xué)工具和數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用，使學(xué)生具備對(duì)經(jīng)濟(jì)管理，工程等實(shí)際問題的分析能力和解決問題的能力，并掌握基本的解決方法。二、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐序號(hào)課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1目標(biāo)1：掌握線性規(guī)劃問題、運(yùn)輸問題、整數(shù)規(guī)劃問題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題等的分析、建模、求解和靈敏度分析。3.5具備一定的物理、計(jì)算機(jī)及相關(guān)人文社科知識(shí)，初步具備運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，初步具備適應(yīng)中學(xué)教育教學(xué)所需的綜合素養(yǎng)。3．學(xué)科素養(yǎng)：了解數(shù)學(xué)學(xué)科的歷史概況和發(fā)展情況，理解中學(xué)數(shù)學(xué)與高等數(shù)學(xué)的內(nèi)涵聯(lián)接，具有一定的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。掌握數(shù)學(xué)學(xué)科的基本知識(shí)、基本原理和基本技能，理解數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的基本思想和方法，具有良好的數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)建模和直觀想象等數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)。具備一定的物理、計(jì)算機(jī)及相關(guān)人文社科知識(shí)，初步具備運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，初步具備適應(yīng)中學(xué)教育教學(xué)所需的綜合素養(yǎng)。2目標(biāo)2：通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生具備建立數(shù)學(xué)模型，解決實(shí)際問題的能力。掌握運(yùn)籌學(xué)軟件包（Lindo,Lingo等）的應(yīng)用。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)國家和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中需要解決的經(jīng)濟(jì)效益，能源高效利用，環(huán)境保護(hù)等問題進(jìn)行優(yōu)化決策，為國家和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。8.2理解學(xué)習(xí)共同體的價(jià)值，具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，能協(xié)助團(tuán)隊(duì)其他成員且能良好配合，根據(jù)需要獨(dú)立或協(xié)作完成團(tuán)隊(duì)分配的任務(wù)。8.溝通合作：具有良好的口頭表達(dá)和書面表達(dá)能力（一般的日常表達(dá)+數(shù)學(xué)語言表達(dá)），能夠就教育、教學(xué)和教育管理問題與同行及學(xué)生和社會(huì)公眾等進(jìn)行有效溝通和交流；理解學(xué)習(xí)共同體的價(jià)值，具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。掌握溝通合作技能，能在本學(xué)科及多學(xué)科團(tuán)隊(duì)活動(dòng)中發(fā)揮個(gè)人作用，并能與其他團(tuán)隊(duì)成員合作共事。三、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1教學(xué)內(nèi)容：線性規(guī)劃問題：線性規(guī)劃問題模型的建立，單純形法求解線性規(guī)劃問題，對(duì)偶理論及靈敏度分析。培養(yǎng)學(xué)生建立和求解線性規(guī)劃模型的能力。教學(xué)重點(diǎn)：?jiǎn)渭冃畏ㄇ蠼獠襟E和靈敏度分析。教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)渭冃畏ㄇ蠼獠襟E和靈敏度分析。能根據(jù)實(shí)際問題的需要建立簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃模型并用單純形法進(jìn)行求解，并進(jìn)行靈敏度分析。16講授自學(xué)作業(yè)目標(biāo)1目標(biāo)22教學(xué)內(nèi)容：運(yùn)輸問題：運(yùn)輸問題及其數(shù)學(xué)模型，表上作業(yè)法，產(chǎn)銷不平衡的運(yùn)輸問題及其應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生求解運(yùn)輸問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)輸問題及其數(shù)學(xué)模型，表上作業(yè)法。教學(xué)難點(diǎn)：產(chǎn)銷不平衡的運(yùn)輸問題的求解。能根據(jù)實(shí)際問題的需要建立運(yùn)輸問題模型并用表上作業(yè)法進(jìn)行求解。4講授自學(xué)作業(yè)目標(biāo)1目標(biāo)23教學(xué)內(nèi)容：整數(shù)規(guī)劃與分配問題：整數(shù)規(guī)劃問題及其數(shù)學(xué)模型，分支定界法，指派問題。培養(yǎng)學(xué)生建立和求解整數(shù)規(guī)劃模型的能力。教學(xué)重點(diǎn)：整數(shù)規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)模型，分支定界法。教學(xué)難點(diǎn)：分支定界法。能根據(jù)實(shí)際問題的需要建立分配問題的整數(shù)規(guī)劃模型并用分支定界法進(jìn)行求解。4講授自學(xué)作業(yè)目標(biāo)1目標(biāo)24教學(xué)內(nèi)容：目標(biāo)規(guī)劃：目標(biāo)規(guī)劃問題及其數(shù)學(xué)模型，目標(biāo)規(guī)劃的圖解法及應(yīng)用舉例。培養(yǎng)學(xué)生建立目標(biāo)規(guī)劃模型及求解的能力。通過講授目標(biāo)規(guī)劃問題的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：目標(biāo)規(guī)劃問題及其數(shù)學(xué)模型及應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用。能根據(jù)實(shí)際問題的需要建立目標(biāo)規(guī)劃問題的模型并求解。4講授自學(xué)作業(yè)目標(biāo)1目標(biāo)25教學(xué)內(nèi)容：圖與網(wǎng)絡(luò)分析動(dòng)態(tài)規(guī)劃：圖的基本概念與模型，樹圖和圖的最小部分樹，最短路問題，網(wǎng)絡(luò)的最大流，最小費(fèi)用最大流。培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)算法求解實(shí)際問題的能力。教學(xué)重點(diǎn)：圖的基本概念與模型，最短路問題。教學(xué)難點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)的最大流，最小費(fèi)用最大流。掌握?qǐng)D的基本概念與模型和最小部分樹，最短路問題，網(wǎng)絡(luò)的最大流，最小費(fèi)用最大流的求解方法。8講授自學(xué)作業(yè)目標(biāo)1目標(biāo)26教學(xué)內(nèi)容：動(dòng)態(tài)規(guī)劃：多階段決策過程，最優(yōu)化原理與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，離散確定性動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的求解。培養(yǎng)學(xué)生建立和求解動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的能力。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)：最優(yōu)化原理與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型。教學(xué)難點(diǎn)：離散確定性動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的求解。能根據(jù)實(shí)際問題的需要建立動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題的模型并對(duì)離散確定性動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型求解。4講授自學(xué)作業(yè)目標(biāo)1目標(biāo)27教學(xué)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)：Lingo求解線性規(guī)劃模型及靈敏度分析，整數(shù)規(guī)劃問題，運(yùn)輸問題和分配問題，最短路問題，最大流問題和最小費(fèi)用流問題，目標(biāo)規(guī)劃，非線性規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)問題的模型，算法并利用軟件求解的能力。創(chuàng)新教育設(shè)計(jì)：通過對(duì)實(shí)際問題的分析與建模，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；在模型的優(yōu)化與求解過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。思政設(shè)計(jì)：選取我國經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)背景下的實(shí)際問題作為實(shí)驗(yàn)問題，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)經(jīng)濟(jì)效益，能源高效利用，環(huán)境保護(hù)等問題進(jìn)行優(yōu)化決策，為國家和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。教學(xué)重點(diǎn)：Lingo求解線性規(guī)劃模型及靈敏度分析，整數(shù)規(guī)劃問題，運(yùn)輸問題和分配問題，最短路問題。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與編程。熟練運(yùn)用Lingo軟件求解各類優(yōu)化問題。8講授自學(xué)上機(jī)設(shè)計(jì)目標(biāo)2四、課程考核序號(hào)課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)）考核內(nèi)容評(píng)價(jià)依據(jù)及成績(jī)比例(%)成績(jī)比例(%)作業(yè)實(shí)驗(yàn)考試1目標(biāo)1：掌握線性規(guī)劃問題、運(yùn)輸問題、整數(shù)規(guī)劃問題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題等的分析、建模、求解和靈敏度分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.5）對(duì)各類規(guī)劃問題，運(yùn)輸問題，決策問題的分析與模型建立，求解。10070802目標(biāo)2：通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生具備建立數(shù)學(xué)模型，解決實(shí)際問題的能力。掌握運(yùn)籌學(xué)軟件包（Lindo,Lingo等）的應(yīng)用。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)國家和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中需要解決的經(jīng)濟(jì)效益，能源高效利用，環(huán)境保護(hù)等問題進(jìn)行優(yōu)化決策，為國家和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)8.2）設(shè)計(jì)具體案例的模型并用Lingo求解，形成小論文。提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。20020合計(jì)102070100注：各類考核評(píng)價(jià)的具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見《附錄：各類考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表》五、教材及參考資料[1]胡運(yùn)權(quán),運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用(第六版),北京:高等教育出版社，2004,ISBN:9787040289893.[2]劉滿鳳等,運(yùn)籌學(xué)教程,北京:清華大學(xué)出版社，2010,ISBN:9787302229988.[3]沈榮芳,運(yùn)籌學(xué),北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009,ISBN:9787111053071.[4]教材編寫組,運(yùn)籌學(xué)（第三版）,北京:清華大學(xué)出版社，2005,ISBN:9787302102144.[5]HillerATaha,Operationsresearch—anintroduction(Fourthed.),MacmillanPublishingCompany:1997,ISBN:9780132023139.[6]胡運(yùn)權(quán),運(yùn)籌學(xué)習(xí)題集,北京:清華大學(xué)出版社,1990,ISBN:9787302054344.[7]WayneLWinston,運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用范例與解法,楊振凱，周紅等譯．北京:清華大學(xué)出版社,2006,ISBN:9787302133193.六、教學(xué)條件需要多媒體教室，機(jī)房上機(jī)；機(jī)房電腦要Lingo11以上版本的正版軟件。附錄：各類考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：對(duì)掌握線性規(guī)劃問題、運(yùn)輸問題、整數(shù)規(guī)劃問題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題等的分析、建模、求解和靈敏度分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.5）按時(shí)按量完成并提交作業(yè)；能根據(jù)作業(yè)問題合理給出模型。對(duì)給定模型進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理分析，解答正確，書寫清晰，規(guī)范。按時(shí)按量完成并提交作業(yè)；能根據(jù)實(shí)際問題合理給出模型，對(duì)給定模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)，邏輯清晰，方法正確。計(jì)算基本準(zhǔn)確，對(duì)結(jié)果分析較為合理，書寫清晰?；灸馨磿r(shí)按量完成并提交作業(yè)；能根據(jù)實(shí)際問題給出模型，對(duì)給定模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)，邏輯基本清晰，方法基本正確。有對(duì)結(jié)果的分析，書寫較為清晰。不能按時(shí)按量完成并提交作業(yè)；不能根據(jù)實(shí)際問題給出大多數(shù)模型并準(zhǔn)確求解。10目標(biāo)2：通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生具備建立數(shù)學(xué)模型，解決實(shí)際問題的能力。掌握運(yùn)籌學(xué)軟件包（Lindo,Lingo等）的應(yīng)用。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)國家和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中需要解決的經(jīng)濟(jì)效益，能源高效利用，環(huán)境保護(hù)等問題進(jìn)行優(yōu)化決策，為國家和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)8.2）無無無無0注：評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的分?jǐn)?shù)段劃分可以根據(jù)課程需要自行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：掌握線性規(guī)劃問題、運(yùn)輸問題、整數(shù)規(guī)劃問題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題等的分析、建模、求解和靈敏度分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.5）無無無無0目標(biāo)2：通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)學(xué)生具備建立數(shù)學(xué)模型，解決實(shí)際問題的能力。掌握運(yùn)籌學(xué)軟件包（Lindo,Lingo等）的應(yīng)用。鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)國家和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)中需要解決的經(jīng)濟(jì)效益，能源高效利用，環(huán)境保護(hù)等問題進(jìn)行優(yōu)化決策，為國家和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)8.2）能熟練使用軟件，能設(shè)計(jì)程序語言解決各類優(yōu)化模型。較能熟練使用軟件，能設(shè)計(jì)程序語言解決大部分優(yōu)化模型。較能熟練使用軟件，能設(shè)計(jì)程序語言解決部分優(yōu)化模型。不能熟練使用軟件，不能設(shè)計(jì)程序語言解決各類優(yōu)化模型。20注：評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的分?jǐn)?shù)段劃分可以根據(jù)課程需要自行設(shè)計(jì)?？荚囋u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：掌握線性規(guī)劃問題、運(yùn)輸問題、整數(shù)規(guī)劃問題、目標(biāo)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題等的分析、建模、求解和靈敏度分析。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.5）能根據(jù)實(shí)際問題合理給出模型。對(duì)給定模型進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理分析，解答正確，書寫清晰，規(guī)范。能根據(jù)實(shí)際問題合理給出模型，對(duì)給定模型進(jìn)行計(jì)算時(shí)，邏輯清晰，方法正確。計(jì)算基本準(zhǔn)確，