《運(yùn)籌學(xué)及工程優(yōu)化》課程教學(xué)大綱

《運(yùn)籌學(xué)及工程優(yōu)化》教學(xué)大綱課程編號(hào)：16180733英文名稱：OperationResearch學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)，其中理論24學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)B1、Python程序設(shè)計(jì)、線性代數(shù)（經(jīng)管）課程類別：專業(yè)主干課程授課對(duì)象：工程管理專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：土木工程學(xué)院修讀學(xué)期：第4學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，注重算法基本思想和方法的闡述，研究各種工程系統(tǒng)的優(yōu)化途徑和方案，進(jìn)而對(duì)人力、物力和財(cái)力進(jìn)行合理籌劃和運(yùn)用，尋找決策優(yōu)化的綜合性。它是管理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)和現(xiàn)代化管理方法的重要組成部分。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo)：本課程能夠?qū)⒕€性代數(shù)等基礎(chǔ)理論課和工程項(xiàng)目管理、土木工程施工等專業(yè)課聯(lián)系起來，是工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)知識(shí)系統(tǒng)重要的課程環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后在知識(shí)、能力及素質(zhì)發(fā)展等方面應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：通過本課程的理論教學(xué)，使學(xué)生基本掌握線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃、運(yùn)輸問題、圖與網(wǎng)絡(luò)等分支的基本優(yōu)化原理及在工程中的應(yīng)用，掌握其中常用的模型和算法，具備一定的建模能力，并具備處理實(shí)際工程項(xiàng)目管理問題的能力。課程目標(biāo)2：通過本課程的理論教學(xué)，使學(xué)生將線性代數(shù)，工程項(xiàng)目管理等課程有機(jī)的結(jié)合起來，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工程管理中的實(shí)際問題的能力。課程目標(biāo)3：通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生了解工程優(yōu)化對(duì)優(yōu)化決策問題進(jìn)行定量研究的特點(diǎn)，理解線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃、運(yùn)輸問題、圖與網(wǎng)絡(luò)等分支的基本優(yōu)化原理及在工程中的應(yīng)用，掌握其中常用的模型和算法，具備一定的建模和計(jì)算能力。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點(diǎn)1-1.具備數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)知識(shí)，并將其用于工程管理問題的描述。課程目標(biāo)10.3指標(biāo)點(diǎn)1-4.能夠?qū)⒐こ坦芾硐嚓P(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法，用于工程管理專業(yè)工程問題解決方案的比較與綜合。課程目標(biāo)20.4指標(biāo)點(diǎn)3-2.能設(shè)計(jì)滿足工程管理特定需求的投資方案、施工方案或運(yùn)維方案，并在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。課程目標(biāo)30.3教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配（一）理論教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1線性規(guī)劃及單純形法基本要求：熟悉線性規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)模型，解的概念，解的性質(zhì)；掌握線性規(guī)劃問題的圖解法、單純形法。了解解的退化、循環(huán)和防止循環(huán)的方法。了解優(yōu)化的起源與發(fā)展，基本思想。重、難點(diǎn)：線性規(guī)劃問題的圖解法、單純形法。德育要求：化繁為簡(jiǎn)5集中講授，小組討論課程目標(biāo)1、22線性規(guī)劃的對(duì)偶理論與靈敏度分析基本要求：了解線性規(guī)劃的對(duì)偶理論；掌握對(duì)偶單純形法以及常用的靈敏度分析方法。重、難點(diǎn)：對(duì)偶單純形法以及常用的靈敏度分析方法。德育要求：知行合一4集中講授、小組討論課程目標(biāo)1、2、33運(yùn)輸問題基本要求：掌握運(yùn)輸問題初始解的最小元素法、沃格爾法和最優(yōu)解的閉回路法、位勢(shì)法。了解運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型，解的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。重、難點(diǎn)：運(yùn)輸問題初始解的最小元素法、沃格爾法和最優(yōu)解的閉回路法、位勢(shì)法。德育要求：以人為本3集中講授、小組討論課程目標(biāo)1、2、34整數(shù)規(guī)劃基本要求：熟悉數(shù)學(xué)模型；掌握分配問題的匈牙利法、了解分枝定界法和割平面法。重、難點(diǎn)：匈牙利法德育要求：以不變應(yīng)萬變3集中講授、小組討論課程目標(biāo)1、2、35多目標(biāo)線性規(guī)劃基本要求：熟悉多目標(biāo)線性規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)模型，多目標(biāo)優(yōu)先級(jí)，解的概念與性質(zhì)；掌握多目標(biāo)線性規(guī)劃問題的圖解法、了解多目標(biāo)線性規(guī)劃的單純形法。重、難點(diǎn)：多目標(biāo)線性規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)模型以及圖解法。德育要求：萬變不離其宗3集中講授、小組討論課程目標(biāo)1、2、36圖與網(wǎng)絡(luò)分析基本要求：熟悉圖與網(wǎng)絡(luò)的基本概念和原理，最小部分樹、最短路、最大流問題、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念；掌握最最小部分樹、最短路、最大流問題、最大流最小費(fèi)用的解法；了解關(guān)鍵線路法。重、難點(diǎn)：最小部分樹、最短路、最大流問題、最大流最小費(fèi)用的解法。德育要求：工匠精神6集中講授、小組討論課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)24（二）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1線性規(guī)劃求解根據(jù)教師自擬的題目采用excel求解多變量（4個(gè)及以上）的線性規(guī)劃問題，掌握excel建模方法和規(guī)劃求解操作步驟，熟悉線性規(guī)劃問題建模方法。4綜合課程目標(biāo)1、2、32運(yùn)輸問題求解根據(jù)教師自擬的題目采用excel求解運(yùn)輸問題，掌握excel建模方法和運(yùn)輸問題求解操作步驟，熟悉運(yùn)輸問題建模方法和產(chǎn)銷不平衡問題以及轉(zhuǎn)運(yùn)問題的建模方法。4綜合課程目標(biāo)1、2、33指派問題求解根據(jù)教師自擬的題目采用excel求解指派問題，掌握excel建模方法和指派問題求解操作步驟，熟悉指派問題建模方法和不平衡問題的建模方法。4綜合課程目標(biāo)1、2、34整數(shù)規(guī)劃求解根據(jù)教師自擬的題目采用excel求解整數(shù)規(guī)劃問題，掌握excel建模方法和整數(shù)規(guī)劃求解操作步驟，熟悉整數(shù)規(guī)劃問題建模方法，以及0-1變量的合理應(yīng)用。4綜合課程目標(biāo)1、2、3合計(jì)16四、課程教學(xué)方法PPT和板書結(jié)合的集中講授的教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生課下通過MOOC進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。理論課課堂教學(xué)著重引導(dǎo)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)和求解方法，實(shí)驗(yàn)課著重引導(dǎo)學(xué)習(xí)建模方法和計(jì)算機(jī)求解。章節(jié)測(cè)驗(yàn)和平時(shí)作業(yè)注重檢查學(xué)習(xí)效果和督促學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，專題研習(xí)旨在鼓勵(lì)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新性研究以解決實(shí)際問題。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)、專題研習(xí)、期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考核成績(jī)占50%、平時(shí)作業(yè)成績(jī)占30%、章節(jié)測(cè)試成績(jī)占10%、課程論文成績(jī)占10%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)101010302章節(jié)測(cè)試1000103專題研習(xí)0010104期末考試20201050課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值403030100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分平時(shí)作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析線性規(guī)劃領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析線性規(guī)劃領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)線性規(guī)劃領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)線性規(guī)劃領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進(jìn)行識(shí)別、分析。2.章節(jié)測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測(cè)試根據(jù)測(cè)試題目及評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。3.課程論文考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分專題研習(xí)格式規(guī)范，符合課程論文寫作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，有明確的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)充分、正文引用恰當(dāng)，文獻(xiàn)引文格式符合文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；無摘錄摘抄痕跡，能恰當(dāng)運(yùn)用自己的語言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合課程論文寫作要求；主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)充分、正文能夠較好對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行引用，文獻(xiàn)引文格式基本符合科技期刊論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；正文主題大部分運(yùn)用自己的語言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合課程論文寫作要求；主題基本明確，較符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)有，文獻(xiàn)引文格式基本符合科技期刊論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；正文有部分摘抄，論點(diǎn)分析較清晰。論文格式不符合課程論文要求，能反映部分主題內(nèi)容，論文結(jié)構(gòu)不完整，論點(diǎn)分析不清晰，參考文獻(xiàn)少，正文沒有引用，格式不完全符合科技論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)閉卷考試，根據(jù)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《運(yùn)籌學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用（第七版）》，胡運(yùn)權(quán)主編，高等教育出版社，2021年3月版；2．《管理運(yùn)籌學(xué)（第四版）》，管理運(yùn)籌學(xué)（第五版），韓伯棠主編，高等教育出版社，202