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国内本科运筹学课程的教育都存在哪些问题? 第1页

  

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理论讲述方面喜欢把定义怼到你脸上,不注重定义后边的Motivation,具体操作层面喜欢卯足了劲折腾无用的计算,炫一些奇技淫巧的手动计算方法,这就是目前运筹学课程存在的最大的问题。

相信学过运筹学的童鞋都有一点印象:表上作业法,单纯型进基出基来回折腾,手动计算得那叫一个热火朝天。线性规划模型怎么建立出来的不讲,线性规划在哪些实际问题中有应用也不讲,线性规划单纯型法的几何含义还是不讲。总之,你就拼命去计算吧,还是略显傻逼地手动计算,我们是生活在刀耕火种的原始社会吗?都二十一世纪了,计算机满地走的时代了啊。运筹学教材满本书上只写了一句话“我是人肉计算器”,这一刻让我恍惚间梦回小学生算术课。

下图是方述诚老师在台湾交通大学线性规划公开课的课程概览,方老师在每次讲授一大堆理论推导之前,都会先从几何的观点去画图去给一个几何的直观的解释,然后再把刚才的直观几何解释用代数语言去严谨的描述出来。方老师一直在课上强调 Geometric view,Geometric view。我们知道线性规划单纯型法需要一大堆代数运算,如果没有Geometric view你会非常费解这么多代数运算在干什么,看几行公式估计你就要睡着了。反之,有了Geometric view这些理论推导在做什么我心里是非常清楚的,这种感觉会让你觉得非常的顺,各个知识点之间的关系也会串联起来。而国内的运筹学课程最不喜欢讲Geometric view,恰恰却最喜欢搞那些单纯形里的代数推导,用一个成语来形容就是买椟还珠。

运筹学作为一门来自于实践的学科,线性规划是运筹学最基础的内容,它也是后续整数规划,组合优化,凸优化,网络流优化,鲁棒优化的基础。运筹学目前在我们的生产和生活中扮演着很多重要的角色,例如滴滴打车订单分配问题(将每个乘客分配给司机使得总的等待时间最小),例如盒马生鲜库存管理问题(每天每种生鲜产品补多少货,使得既能满足订单需求又不让库存积压导致产品过期),例如飞机停机位调度问题(每架飞机应该在哪个停机口以保证停远机位的次数最少)。可以看到运筹学有很多很漂亮的应用,这些应用很多都是我们身边能接触到的问题。哪怕我们对运筹学一无所知,这些实际问题其实也是我们日常生活中能接触到的。

前段时间我还看到了用运筹学做王者荣耀匹配系统的文章,对匹配系统不满意一言不合就自己用运筹学写一个匹配算法。这个范例是非常适合做教学用的。对于年轻学生来说玩过王者荣耀的不在少数,即使没玩过王者也应该玩过类似的竞技类游戏,他们也一定曾经吐槽过竞技游戏的匹配系统。从学生们熟悉的问题和关心的问题入手来讲述我们的课程才能引发学生的兴趣和深入思考,而不是高高在上的去灌输那些高大上的理论。

胖骁:游戏体验极差?为了优化排位匹配系统,我用动态规划建模写了篇论文...

遗憾的是,许多同学在大学课堂里学完运筹学之后,并没有留下上面我所列出的那些感受(其实我也是后来才有这些感受的)。实际上,大多数人考完试就又把知识交还给了老师。如果说能留下一点感受的话那一定是计算方法,运算技巧和被海量计算所支配的恐惧感吧。

说到这里其实我想强调的是这恐怕不仅仅是国内运筹学教学的问题,这其实是整个大学工科数学教学体系的通病:在理论讲述方面风格偏理论直接定义,喜欢把定义怼到你脸上,不注重定义后边的Motivation,也不会梳理出学科各个定义和知识点的内在逻辑脉络,更不会去讲课程所学内容和目前前沿技术和实际应用的交叉点。在具体操作层面喜欢卯足了劲折腾无用的计算,炫一些奇技淫巧的手动计算方法,编程语言实现几乎不讲,运筹优化求解器也是一笔带过。

这么做的是好处就是老师出考试题非常简单,每年把考卷里题目的数字换一下就是一道新的题目了。学生们呢遇到定义也别问为什么,问就是不知道,你只要背就好了,遇到计算题记住流程一步步手动算术就好了。活生生是把工科数学课学成了文科课+算术课。当然我想声明一点如果你是想应付期末考试,应付考研这么做其实也足够了。如果你是想真正的学点东西,为以后的科研和工作打下坚实的基础,那这么做不但毫无益处,反倒是把你带到了坑里。

我想今天我们在这里讨论这个问题并不是想指责谁,毕竟作为大学老师其实也是带着镣铐跳舞,我们也不应该将责任完全归咎于老师。今天我们的讨论只是单纯的审视这个问题,希望能够为后来的童鞋学习运筹学提供一些帮助,希望能引发相关人员的思考。




  

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