摘要: 运筹学课程是理工科院校数学与统计类专业本科生的一门重要的专业必修课。本文针对当前创新和创业教育的社会需求，深入研究构建“五维度”课程教育体系，通过对课程内容、课程设计、学科竞赛、校企合作、创新创业五个方面的改革和优化，实现对学生从数学理论到动手实践的全过程式闭环教育，不断为社会主义现代化建设提供高复合型人才。
Abstract: Operations Research course is an important compulsory course for undergraduate students majoring in mathematics and statistics in science and engineering colleges. This article focuses on the current social demand for innovation and entrepreneurship education, and conducts in-depth research on the construction of a “Five Dimensions” curriculum education system. Through reforms and optimizations in five aspects: curriculum content, curriculum design, subject competitions, school enterprise cooperation, and innovation and entrepreneurship, by providing students with a full process closed-loop education from mathematical theory to hands-on practice, we continuously provide highly versatile talents for socialist modernization construction.
1. 引言
随着人类进入信息化时代，教育是人类进步的阶梯这一描述显得尤为贴切。面对新时代人才培养的重要挑战，如何实施素质教育，提高教育质量，培养学生创新能力已成为我国高等教育十分迫切而又艰巨的任务。我国高等教育要完成这一任务，关键是要进一步深化教育改革，转变教育观念，改进教师的教学手段和学生的学习方式，创造性地选择有利于学生思维和能力培养、促进学生全面发展的新型教学模式。对此，“五维度”课程体系的构建正是符合这一要求的新教学模式。
目前，我国正处于经济结构转型的关键阶段，新一轮科技革命已经初步展开，各行业领域对于实用型工程科技人才的需求有了很大提升。为了满足各行业领域的人才需求，必须从教育改革入手，对面向社会输送工程科技人才的理工科院校提出全新的人才培养要求[1] [2]。2017年，教育部启动了“新工科”教育，并通过一系列政策和会议，逐步探索新工科作为高等工程教育的发展方向，助力我国实现高等教育强国建设和“中国智造”宏伟蓝图。“新工科”教育建设的核心目标是培养具有跨学科的知识和技能，能够应对复杂的工程问题，并在实践中不断创新的工程技术人才。这个核心目标不仅为理工科院校的人才培养提供了全新发展路径，同时也从实践能力培养、创新创业教育等方面出发，对我国高校各专业的实践教学工作提出了更高要求。而实践教学改革作为实现“新工科”教育建设目标的重要途径，自然而然地受到了理工科院校的广泛关注与高度重视。因此，如何提升理工科院校理科学生的工科思维能力，并培育满足社会各界实际需求的复合型人才已经逐渐成为未来理工科院校的主要工作任务之一。
在当代高等教育中，运筹学是数学类、工程类以及经济管理类的一门核心的专业课程。得益于计算机能力的提升和广泛应用，运筹学的思想和方法已成为解决现实生活中各种难题的重要工具，如：气象预报、人口预测、能源环境、城市交通、经济计划等复杂系统。运筹学课程建设不仅要传授基于课本的传统教学内容，还要结合各专业培养方案和国内外形势，致力于培养高层次人才的综合实践应用创新能力，培养学生基于运筹学知识解决当今世界亟待解决的热点问题的能力。本文针对理科类专业学生实践创新能力提升的需求，提出了建立和健全数学与统计类专业运筹学“五维度”课程体系。
2. 运筹学“五维度”课程体系构建
2.1. 创新教学内容，优化“五维度”教学模式
伴随着时代的变迁，知识的更新和传递也必须与时俱进。数学与统计类专业的课程以传统的数学基础知识为主，而传统的数学基础知识又很难满足现代化建设的需求，这就需要高校深入开展社会需求的调研工作。以社会需求为导向从教学内容上进行改革，充分激发数学与统计类专业学生的学习动机和学习兴趣，让理科类学生拥有主动学习知识的激情、参加学科竞赛动力、创新和创业的能力。以课程教学内容为基础，辅以课程设计和学科竞赛，加强校企合作，以及创新和创业的“五维度”教学模式很好的诠释了当代产学研育人体系(见图1)。“五维度”教学模式首先应该直面科技带来的课堂变化，教师们主动求新求变以应对信息化、网络化时代下的新大学生，根据各学科专业适时扩充和变更教学内容，提升大学生的眼界和能力[3]。通过开展“五维度”教学模式改革，使学生的学习时间更自由、学习方式更灵活、学习行为更主动，进一步提升学生学习的参与度和获得感，使教学产生良性循环。
Figure 1. The “Five Dimensions” curriculum system of operations research for mathematics and statistics majors
图1. 数学与统计类专业运筹学“五维度”课程体系
2.2. 创新教学实践，“科研 + 案例”提升学习自主性
随着科技的发展进步和创新形态的不断改变更迭，产学研的教育思想和教学模式已经逐步在政府、高校和企业之间达成一种共识。目前，高校在招聘教师时普遍要求博士学历的做法也为产学研的开展提供了可行性。教学科研型教师在高校通过自身科研和课程教学结合的方式与学生开展交互，使得课堂教学内容更加生动。教师通过将与课程内容相关的科研引入教学，不仅能帮助学生理解和消化课本知识，还能激发学生主动探究课本之外的知识，培养学生的科研思维和学以致用的学习习惯；教师通过企业中的案例分析让教学内容在学生脑海中具象化。“科研 + 案例”让教师和学生两者紧密相连，提高学生自主学习能力，培养创新意识和创新能力，从而完成产学研式的创新教学和学生全面发展。
2.3. 创新教学手段，校企联合培养解决学以致用问题
运筹学“五维度”课程体系需要根据产业转型升级和社会发展的要求，不断优化教学内容和手段。我们通过引入社会企业机构，逐步构建以转变学生学习方式为重点的“问题驱动型”教学手段，解决数学与统计类专业本科生运筹学教学与社会实践之间的脱节问题。首先，需要充分掌握好所授课程的内容在企业研发中的位置，教师在多大程度上理解和做好这一点，教学就在多大程度上容易被掌控。其次，需要充分把握好学生的知识基础与素质、能力。学生的需要是教师要重点掌握的，将教学目标、内容与学生的人生成功巧妙地结合起来。最后，需要充分利用好企业资源和优势，设置与时俱进的社会热点问题，创设问题情境，激发学生的好奇心，提高学生课堂参与度，培养学生运筹帷幄的思维能力。
2.4. 优化教学评价，运筹学课程体系质量评价标准建设
教学评价是提升教书育人质量和水平的重要环节。数学与统计类专业运筹学课程质量评价体系是建立和健全运筹学课程质量保证体系的重要基础。首先，高校通过积极探索运筹学课程的教学质量评价体系，形成一系列课程教学质量考核和评价规范；其次，明确运筹学课程教学内容的申报和审查机制、开设标准，为课程知识点的准入与退出提供参考依据，使课程体系建设、改革和评价有章可循；最后，稳步建立一支可持续化的教学质量评价和反馈团队，通过定期对运筹学课程进行质量评价，实现“以评促建、以评促改”的目的，不断提升课程教学质量。
3. 拟解决的关键问题
3.1. 理顺现有运筹学课程体系的结构模式
现有的运筹学课程体系对于新时代的人才培养存在内驱力不足的缺陷。基于新时代各专业培养方案，针对运筹学课程教育体系的五个维度，开展运筹学课程各维度科学的设计与优化。拟对高水平院校的运筹学课程开展调研，并深入合作企业了解需求，最终实现课程内容紧贴时代需要，课程设计有的放矢。
3.2. 进一步推进运筹学课程体系教学模式改革
构建以转变教学模式为重点的一体化教学，促进教学资源共享，实现学科融合、产学融合、校企融合、教研学融合等多方面的协同创新育人模式。拟在校园网络信息平台建立完整的教学资源链，有针对性的引入数学建模竞赛题目资源，并邀请企业导师合作共同出题指导学生毕业论文等等。
3.3. 基于学科竞赛型运筹学课程体系的构建
利用日益发展的信息和网络技术，以学科竞赛为推手，鼓励数学与统计类专业学生积极组建队伍参与各种交叉型学科竞赛，全方位锻炼和提高理科类学生的数学应用能力。拟依托数学建模竞赛广纳贤才，定期在学校各专业选拔优秀的学生开展学科竞赛培训。
3.4. 建立科学合理的课程教学质量评价标准
组织调研和探讨运筹学课程教学方案改革，与时俱进制定教学内容的准入与退出标准，进一步建立已毕业学生运筹学知识使用的长期跟进调查数据库，并借助大模型、大数据等手段进行分析。拟与学院的学工办合作，对在校学生的选课信息及课程满意度开展问卷调查；对近10年来数学与统计类专业毕业的学生开展问卷调查，分析运筹学在学生毕业后的工作中实际应用情况及改进措施等。
4. 结论
人才来自教育，发展教育事业，推进教学改革，高校的使命就是要全力培养能够应对智能化时代的挑战的高素质人才。运筹学课程作为一门实用性很强的专业课程是连接知识和现实的桥梁。本文研究的基于“五维度”对运筹学课程进行全面改革能很好地适应当前社会对复合型人才的需求，通过将因材施教的教育思想充分融入教学改革当中，教师结合各学生专业特点和培养目标，对运筹学课程“五维度”的各个维度进行优化和设计，最终辅助各专业实现人才培养的目标。
基金项目
湖南省普通高等学校教学改革研究一般项目(编号：HNJG-2022-0603)。