案例說明+課程基本信息

案例說明：

水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法的思政教育目標是要讓學(xué)生建立一種科學(xué)思維方式，用辯證和歷史唯物主義的觀點去觀察和分析問題，培養(yǎng)其規(guī)則意識和約束觀念，以社會主義核心價值觀來進行價值定位。將馬克思主義的認識論、方法論和實踐論融入專業(yè)知識的學(xué)習(xí)之中，由實際復(fù)雜水資源系統(tǒng)→概化為抽象系統(tǒng)→構(gòu)建數(shù)學(xué)模型→計算機程序設(shè)計→求解并驗證模型的適用性→修改和完善數(shù)學(xué)模型等過程，培養(yǎng)學(xué)生一種認識和分析以及解決問題的基本素養(yǎng)，提高學(xué)生運用馬克思主義的辯證觀點去領(lǐng)悟科學(xué)研究的內(nèi)涵。教學(xué)過程中通常采用研究型教學(xué)方式，以知識為載體，傳授相關(guān)的思想和方法，鼓勵學(xué)生養(yǎng)成探索的習(xí)慣，從實際問題入手，力求理論與實踐的辯證統(tǒng)一。

課程基本信息：

水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法是水文與水資源工程專業(yè)的一門必修課程。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水資源系統(tǒng)優(yōu)化的基本理論、分析方法和決策技術(shù)等，以及水資源系統(tǒng)分析、評價、優(yōu)化模型構(gòu)建及其計算機軟件求解等方面的知識，要求掌握水資源系統(tǒng)的概念、優(yōu)化模型的建立及求解方法，包括水資源系統(tǒng)的線性規(guī)劃模型、對偶模型、整數(shù)規(guī)劃模型、非線性規(guī)劃模型、動態(tài)規(guī)劃模型、多目標規(guī)劃模型等一些新的理論和方法，引導(dǎo)學(xué)生將系統(tǒng)工程的觀點、思想、方法和原理具體應(yīng)用到水資源工程及水利水電工程的規(guī)劃、設(shè)計和管理等工程實踐中，為學(xué)習(xí)水資源規(guī)劃及利用、水庫優(yōu)化調(diào)度、水環(huán)境保護等專業(yè)課、以及畢業(yè)后從事水利工程等相關(guān)專業(yè)工作及進行科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

01

教學(xué)目標

(一)

知識目標

水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法這門課程對高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和數(shù)理統(tǒng)計等相關(guān)前期課程的基礎(chǔ)要求較高，通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握水資源系統(tǒng)優(yōu)化中的基本概念、基本原理和基本方法，使學(xué)生掌握建立水資源系統(tǒng)模型的方法及其求解方法，要求掌握線性規(guī)劃模型及其單純形求解方法、修正單純形法、線性規(guī)劃的對偶問題及其對偶單純形法、整數(shù)線性規(guī)劃的分支定界法和割平面法、0-1型整數(shù)規(guī)劃及指派問題，無約束非線性規(guī)劃的解析搜索法，包括梯度法、牛頓法和共軛梯度法等，有約束的非線性規(guī)劃的拉格朗日法和罰函數(shù)法等，動態(tài)規(guī)劃的基本原理及確定性和隨機性動態(tài)規(guī)劃模型的求解方法，多目標規(guī)劃的主要目標法、線性加權(quán)和法、理想點法以及功效系數(shù)法等相關(guān)理論知識和模型方法等。

(二)

能力目標

從系統(tǒng)論的角度認識數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建、優(yōu)化算法的程序設(shè)計，提升采用計算機編程解決復(fù)雜水資源系統(tǒng)問題的能力；使學(xué)生在學(xué)習(xí)水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法的過程中體會“概化抽象、基本原理、算法程序設(shè)計、結(jié)果分析與檢驗”這一水利類解決復(fù)雜實際工程問題的學(xué)科形態(tài)，通過經(jīng)典算法模型學(xué)習(xí)與實踐，掌握“問題、形式概化描述、計算機程序化”的問題求解的基本路經(jīng)，在體驗實現(xiàn)計算機自動計算的樂趣同時，提高學(xué)生理性評判能力、對復(fù)雜問題的認知能力和解決能力。

(三)

素質(zhì)目標

1. 專業(yè)素質(zhì)目標

(1)掌握水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法的基本概念，以及實際問題描述和解決方法。

(2)掌握“問題、形式概化描述、計算機程序化”這一典型的問題求解過程。

(3)增強理論結(jié)合實際能力，獲得實現(xiàn)優(yōu)化算法程序、實現(xiàn)計算機自動計算等更多解決復(fù)雜工程問題的專業(yè)技能。

2. 思政教育目標

(1)通過優(yōu)化模型目標函數(shù)的擬定和約束條件的建立，培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)則意識、約束觀念，并以社會主義核心價值觀來進行價值定位。

(2)通過水資源復(fù)雜系統(tǒng)的抽象概化到模型構(gòu)建，再到優(yōu)化算法的實現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生由復(fù)雜到簡單再到復(fù)雜的轉(zhuǎn)換能力、以及對實際復(fù)雜問題認知能力和解決能力，充分體會馬克思主義認識論、方法論和實踐論的內(nèi)涵。

(3)通過對優(yōu)化方法的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生建立一種科學(xué)思維，要用辯證唯物主義和歷史唯物主義的觀點去觀察和分析事物，而不是唯心主義和機械唯物主義去分析和解決問題。

02

教學(xué)策略

(一)

課程思政融入設(shè)計

水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法作為水利工程學(xué)科門類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，講授將復(fù)雜水資源系統(tǒng)概化為抽象的模型系統(tǒng)并對其進行優(yōu)化的一個方法的基本原理，既有實際復(fù)雜水資源系統(tǒng)的抽象概化問題，又有較為成熟優(yōu)化算法的基本原理，同時還有數(shù)學(xué)模型求解的技術(shù)方法，是理論與實踐結(jié)合較好的重要學(xué)科基礎(chǔ)課程之一。本課程教學(xué)過程中將馬克思主義認識論、實踐論和方法論等觀點融入其中。

1. 認識問題、分析問題、解決問題，是科學(xué)研究的基本素質(zhì)

水資源系統(tǒng)優(yōu)化模型的構(gòu)建過程，首先，要根據(jù)水資源系統(tǒng)內(nèi)各要素的關(guān)系，概化成由點、線、面構(gòu)成的水資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，即概化成用于優(yōu)化模型的抽象水資源系統(tǒng)；然后，設(shè)定決策變量，根據(jù)水資源系統(tǒng)實際要達到的效果設(shè)定目標函數(shù)，根據(jù)水量平衡、供水量及需水量等方面確定約束條件；再通過程序設(shè)計由計算機計算獲得模型結(jié)果。這一過程，正符合馬克思主義從感性認識到理性認識的辯證統(tǒng)一觀點。

2. 規(guī)則意識和約束觀點是實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化的基本特征

在構(gòu)建水庫優(yōu)化調(diào)度的動態(tài)規(guī)劃模型中，需要一定的規(guī)則劃分階段、設(shè)定階段變量、決策變量、狀態(tài)變量、指標函數(shù)、構(gòu)建系統(tǒng)方程，按照一定的規(guī)則(逆序或順序)來推求每一階段的最優(yōu)決策，從而形成最優(yōu)策略，整個過程都在一定的規(guī)則和約束條件下進行，方可推求出模型的最優(yōu)解，這也正符合馬克思主義的價值觀，現(xiàn)實世界任何事務(wù)的價值是在一定規(guī)則和條件下才能實現(xiàn)。

3. 以三峽水利工程多目標規(guī)劃模型為例，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和家國情懷

在講解水資源系統(tǒng)多目標規(guī)劃模型的內(nèi)容時，以三峽水利工程為例，闡述三峽工程發(fā)揮防洪、發(fā)電、航運和供水四項功能，較為詳細地向?qū)W生介紹三峽工程的世界之最，激發(fā)學(xué)生從事水利專業(yè)而感到自豪和驕傲，為社會主義國家集中力量辦大事感到無上榮光，使學(xué)生從專業(yè)的角度去體會家國情懷和愛國熱情。

4. 上機程序設(shè)計和編程實踐環(huán)節(jié)，引入馬克思主義實踐論

上機程序設(shè)計和編程實踐環(huán)節(jié)，將馬克思主義理論聯(lián)系實際，實事求是，在實踐中檢驗真理和發(fā)展真理的觀點融入其中。與此同時，融入馬克思主義實踐論當中從實踐到認識，再從認識到實踐如此實踐、認識、再實踐、再認識，循環(huán)往復(fù)以至無窮，逐步深化和提高的觀點。同時培養(yǎng)學(xué)生改革創(chuàng)新、積極進取、敬業(yè)奉獻的工匠精神，以及不斷探索勇于擔當?shù)目茖W(xué)精神。

(二)

教學(xué)方法

1.?教授方法：課堂理論知識講授24學(xué)時，上機實驗教學(xué)8學(xué)時。課內(nèi)講授推崇研究型教學(xué)，以知識為載體，傳授相關(guān)的思想和方法，引導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)。上機實驗教學(xué)則提出基本要求，引導(dǎo)學(xué)生相對獨立地解決實際問題。

2.?學(xué)習(xí)方法：養(yǎng)成探索的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生重視基本理論的鉆研，在理論指導(dǎo)下進行實踐；注意從實際問題入手，歸納和提取基本特性，設(shè)計抽象模型，最后實現(xiàn)計算機問題求解(計算程序設(shè)計及算法的實現(xiàn))。建立從現(xiàn)實世界(實際水資源系統(tǒng))，到抽象世界(水資源系統(tǒng)優(yōu)化模型)，再到計算機程序設(shè)計(優(yōu)化算法的實現(xiàn))。明確學(xué)習(xí)各階段的重點任務(wù)，做到課前預(yù)習(xí)，課中認真聽課，積極思考，課后認真復(fù)習(xí)，不放過疑點，充分利用好教師資源和同學(xué)資源。仔細研讀教材，適當選讀參考書的相關(guān)內(nèi)容，從系統(tǒng)模型算法實現(xiàn)的角度，深入理解概念，掌握方法的精髓和算法的核心思想，不死記硬背。積極參加上機實驗，在上機實驗中加深對優(yōu)化原理與方法的理解。

03

教學(xué)成效

通過在《水資源系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法》課程教學(xué)中融入課程思政元素，首先豐富了該課程的思政教學(xué)資源，革新了傳統(tǒng)的思政教育方式，使專業(yè)課程教學(xué)有機融合的思政教育，相比傳統(tǒng)思政課程教育具有更明顯的感染力和實效性；其次，改變傳統(tǒng)的專業(yè)課程教學(xué)中重專業(yè)知識和技能、輕德育教育的現(xiàn)象，在專業(yè)知識和技能的教學(xué)過程中，融入愛國熱情和民族自豪感以及家國情懷、職業(yè)素養(yǎng)和科學(xué)探索精神等實例，學(xué)生獲得專業(yè)知識的興趣也更加濃厚；最后，通過修訂課程教學(xué)大綱，有效融入課程思政教育元素，更新教學(xué)內(nèi)容，促使教師更新和探索教學(xué)方法，進而提高教學(xué)水平。

作者簡介

門寶輝，教授，博士生導(dǎo)師。主持教改項目4項，獲得北京高等學(xué)校青年教師社會調(diào)研優(yōu)秀項目一等獎2項、二等獎1項，獲得教育部水利類教學(xué)指導(dǎo)委員會教學(xué)成果優(yōu)秀獎1項，獲得校級教學(xué)成果獎二等獎1項、教學(xué)優(yōu)秀特等獎2次、教學(xué)優(yōu)秀獎6次，入選華北電力大學(xué)教學(xué)名師培育計劃(第四期)，出版“十三五”規(guī)劃教材3部，發(fā)表教改文章13篇，指導(dǎo)大學(xué)生創(chuàng)新項目獲得國家級優(yōu)秀4項。

信息來源：華電微教務(wù)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c++程序设计原理与实践_课程思政水资源系统优化原理与方法课程思政元素的探索...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。