运筹学运筹学,面向电力系统“运筹学”教学革新与实践写作

：“运筹学”是三峡大学电力系统自动化专业硕士生培养案例中一门的专业课。为了让学生学以致用，本专业面向电力系统的特点，以工程运用的角度，对“运筹学”课程教学了革新：将本课程教学由论述、案例浅析与实践三个密切联系所组成的有机整体，优化教学内容、教学、整合教学策略、改善考核方式。实践革新提高了学生的专业素质和科技革新能力。
词：电力系统；运筹学；课程系统；教学革新
作者介绍：游文霞（1978-），女，湖北嘉鱼人，三峡大学电气与新能源学院，副教授。（湖北宜昌443002）
基金项目：系“面向电力系统的运筹学与最优化论述课程系统革新与实践”（项目编号：YKC201009）的探讨成果。
中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）17-0043-02
运筹学是一门广泛运用现有的科学技术知识和数学策略解决实际中的专门不足，为决策者选择最优决策定量的科学。运筹学侧重解决实际不足，三峡大学电气与新能源学院自2000年电力系统自动化专业工学硕士点以来就开设了该课程，并将其设置为学位课。设置该课程的初衷是要求电自专业硕士探讨生运用数学优化的思维策略解决电力系统的实际不足。本课程的学习，学生应当掌握的定量思维技艺，并具有运用科学的定量浅析策略解决电力系统实际不足的能力及思维习惯，为后期科学探讨打下坚实的论述。，本课程在电自专业硕士探讨生的培养系统中占有地位。
传统的“运筹学”教学过于定义的解释、定理的推导手工演算的训练，缺乏对运筹学浅析不足、解决不足策略的讲授，学生“运筹学”难学，培养出的学存活在“学而不知其用”的通病。为了克服这些不足，切实提高人才培养质量、加强“运筹学”的专业地位并发挥“运筹学”在科学探讨作用，三峡大学电气与新能源学院运筹学课程组教师电自专业人才培养面向电力系统的特点，开展了“运筹学”课程教学革新，以教学内容、教学方式考核与评价等了大胆探讨，勇于革新，敢于实践，产生了很好的效果。就该课程教学革新与实践了总结。

一、教学内容革新

运筹学是一门运用科学，它来实践，在实践中得以进展并服务于实践。电自专业硕士探讨生“运筹学”课程担负着对学生定量浅析和优化决策电力系统实际不足的能力培养的任务。，良好的教学效果，“运筹学”的教学以实际电力不足出发，抽象出优化模型并求解，并计算结果对实际不足解释。这样既有助于学生消化论述知识，又激发学生的学习兴趣。在革新中突破原有“运筹学”课堂教学侧重于原理和算法的论述讲授方式，运筹学在电力系统运用实际，重新设计了该课程的教学：除了论述教学外，增设了实验教学，辅以大量具有电力背景的案例浅析，并分配各的教学学时。，论述教学是实践教学的，案例浅析是论述知识的运用，实验教学则为案例浅析了必要的，三个有机组合，形成完整的教学系统。它们之间的联系如图1所示。

1.论述与案例浅析教学内容设计

“运筹学”课程具有论述性强的特点，所以要求学生具有较好的数学浅析能力。“运筹学”课程中各论述策略的特点将论述教学内容分为三大：数学规划、组合优化与随机优化。在教学中，强调原理的讲解、优化策略的运用求解算法的推导。
为了引导学生正确理解运筹学的论述策略，培养学生对运筹学的学习兴趣，提高学生运用运筹学浅析、解决实际不足的能力，做到学知所用，在论述教学的上增加了案例教学，辅以电力系统案例浅析对论述知识强化。电力系统规划、设计和运转诸多优化与决策不足都运用运筹学来寻求解决策略，配电网重构、电力系统检修计划、电力系统的经济运转与制约、水力发电水库优化调度、电力系统安全评价、电力需求侧管理、电力市场竞价、电力企业管理等。论述与案例浅析教学内容安排如表1所示。，线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、网络优化与排队论是教学。
表1论述与案例浅析教学内容表
教学内容教学章节案例教学
数学规划医学论文线性规划输电线路规划不足；发电机组燃料管理不足
整数规划配电网时间检修计划不足；发电机组最优启停不足
规划电力项目优先开发次序不足；电力企业投资规划不足
非线性规划火电系统有功负荷经济调度；水火电系统有功负荷经济调度
动态规划水库优化调度；发电功率最优增加不足
组合优化网络优化配电网检修最优负荷转移路径不足；配电网重构
统筹图电力设备检修规划不足；电力施工进度规划管理
随机优化排队论电力负荷预测不足；电力系统主干网带宽容量决策不足
决策浅析电力企业绩效评估；电力设备采购决策不足
对策论电力市场竞价不足；电力企业管理不足

2.实践教学内容安排

实践的增设是为了让学生计算机软件对运筹学不足不足描述、数据处理、模型建立与求解，使学生掌握使用相应软件辅助解决运筹学不足的策略，巩固论述课程学习内容，为学以致用打下。实践教学内容的安排论述教学。时间安排上，实验教学与论述教学穿插交互，相辅相成。
考虑到授课是具有较强自学能力和较好实验配备的硕士探讨生，对于通用的运筹学模型求解工具，如QSB、WinQSB、Excel和Lindo/Lingo等教学中会提及，[3]但要求学生自学掌握。实验教学讲解Matlab优化编程，[4]讲授分为篇与提高篇：篇学生巩固有关原理和，锻炼学生计算机工具浅析求解一般不足的能力；提高篇中会扩充优化算法的内容，如遗传算法、粒子群算法、鱼群算法、免疫算法等，以开阔学生的视野，重难点是遗传算法与粒子群算法的Matlab编程。实验内容与目的要求如表2所示。
表2实验课教学内容及目的要求
实验内容目的要求
篇线性规划熟练掌握Matlab优化工具箱，掌握Matlab中求解线性规划的算法：单纯形法与内点法，能编写Matlab程序求解线性规划不足，并灵敏度浅析，正确完成求解及浅析
整数规划编程求解整数规划的割平面法与分枝定界法的Matlab程序，能熟练不足的求解和浅析。有能力的同学掌握分解算法的Matlab技术，对混合整数规划不足浅析
无约束优化不足掌握几种常见的求无约束不足的算法，如黄金分割法、抛物线法、牛顿法、导数计算法等，能熟练运用Matlab求解无约束不足，不同求解算法的特点
约束优化不足能熟练编写约束优化算法的Matlab程序，如外点罚函数法、内点罚函数法、拉格朗日乘子法，弄清如何寻找罚函数，选择效用函数等不足。有能力者可掌握Rosen梯度投影法与复合形法
提高篇遗传算法掌握遗传算法思想，能熟练运用遗传算法与搜索工具箱编写Matlab程序。能运用遗传算法处理整数规划、约束优化、动态规划、网络规划等优化不足，正确的求解与浅析

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粒子群算法理解粒子群算法的思想与，能用Matlab编写粒子群算法求解线性规划、非线性规划、网络规划、排队论等随机规划数学模型，并能对仿真算法与结果浅析

二、教学方式革新

“运筹学”就学科特点而言，强调“系统集成、学科交叉、讲求效益”，以客观需求为牵引，以实际不足为指导，以技术进展为推动力，明确目的与任务，讲求策略与论述，交叉与合作、追求优化与效益。运筹学的这些特点在三个对课程教学方式了革新探讨。

1.强调讨论式教学

课堂教学中一味地在讲台上解释定义、推导定理、演示手工计算，在课堂上引入讨论式的教学方式。在引入案例浅析教学之余，还将学生生活、学习中接触到的点滴的例子来。解释运筹学深奥的论述与定理，抛砖引玉的方式和提问的策略抛出探讨性的话题，激发学生自主深思不足、表达的，让学生加入到教学活动中来，使其由教学被动接受者变成积极的参与者，尽量寓趣于学，寓教于乐，让学生在思索探讨的中轻松领悟到运筹学中所的学术精髓。

2.多媒体演示与传统板书

教学中辩证使用多媒体教学手段：对于书写不方便（如案例）、书写表达不直观（如图论与网络）对上次课堂教学的温习等，多媒体教学手段；而对于、难点，知识点连贯性与逻辑性较强的章节，则侧重于黑板板书的形式，让学生板书时间，作短时间地整理停顿和深思准备，调整思维下知识点，避开了照屏宣科的单调。这两种教学方式，既了多媒体教学信息量大、便捷的优势，又发挥了黑板板书清晰明了、便于理解的特点，提高了教学效果。

3.引入分组交互式教学

在教学中引入分组交互式的开放教学方式，布置电力系统优化与决策的课题，让学生自主分组，每个小组自主选择课题，以项目承担的方式在课堂外展开探讨式学习。教学方式采取分阶段，层层推进的方式。要求学生完成前期调研与搜集、不足明确、需求浅析、案例设计、软件设计与、成果总结、报告递交、分组答辩等，以期培养学生独立的科研能力与团队协作精神。

三、考核和评价方式革新

本课程考核方式了闭卷考试与平时大作业相的形式，每成绩各占总成绩的50%。评分标准是：
在课程结束后闭卷考试，考查学生对运筹学的与原理的理解。要求学生能运用论述与策略对实际不足深入浅析与数学建模，掌握模型的求解算法与。
平时大作业的成绩是分组交互式教学中展开的探讨式学习后提交的报告与答辩情况来评定。学生实际课题搜索文献，浅析数据，综合运用运筹学论述建立模型，Matlab编写程序，计算机仿真，对模型正确求解。求解结果要真实可靠，并能探讨的实际不足对求解结果做出较为深入的浅析与解释。

四、教学效果

1.课堂教学效果

论述与实践教学内容的设计和多种教学方式的综合运用，学生在课堂上跟随老师积极地深思和回答不足，对学习充满了兴趣；引入大量具有专业背景的案例浅析，学生清楚地课程学习的实用性，不足，并在老师的引导下用优化思想来考虑不足，建立模型；数同学独立地完成实验内容，同学还自发地将课程学习与的学术探讨方向。

2.大作业反馈教学效果

大作业发挥学生的主观能动性。这巩固了课堂和教材上的内容，还地训练和培养了学生的识别、浅析和整理数据的能力，有助于提高学生对实际不足深入浅析的能力，培养创造性的思维方式。已有学生导师的科研项目做大作业，所取成果经过整理后已经在中文核心的杂志上发表。
五、
运筹学是三峡大学电自专业硕士探讨生培养案例内容，该课程的教学革新与实践已经积累了经验。下将学术型硕士、全日制学位型硕士工程硕士的不同特点，有性地开展革新，以提高探讨生的培养质量。经验对于工科的其他专业的人才培养也有借鉴作用。
文献：
《运筹学》教材编写组.运筹学(版)[M].北京:清华大学出版社,2005.
徐绳均,张国立,牛东晓.运筹学在电力系统运用[M].北京:水利电力出版社,1995.
[3]谢金星,薛毅.优化建模与LINDO/LINGO软件[M].北京:清华大学出版社,2005.
[4]龚纯,王正林.精通MATLAB最优化计算[M].北京:电子工业出版社,2010.
（责任编辑：宋秀丽）

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