[摘要]管理运筹学是经济管理类专业重要的专业基础课，专业性和实践性较强，实验教学在管理运筹学教学中具有重要的地位。文章对管理运筹学实验教学中存在的问题进行总结，在此基础上提出管理运筹学实验教学平台的设计方案，对该平台的设计理念、内容、运行过程及预期成效进行说明，以期进一步完善课程实验教学体系，提升实验教学效果。
[关键词]数智时代,管理运筹学,实验教学平台
0引言
随着数智技术的不断发展与应用，推动其与教育进行深度融合成为教育改革的重要方向。实验教学作为高等教育的重要组成部分，其数字化转型成为研究热点。不同学者分析了高校实验教学面临的新形势和新要求↓,探索了在线智能实验教学模式[2]、实验教学改革路径3、实验教学平台开发方案[4]及虚拟仿真实验模式5,为数智时代的高校实验教学改革提供了参考。管理运筹学作为一门分支多、应用广的课程，更应重视实验教学建设，充分利用数智技术，深入推进教学改革。
1管理运筹学实验教学存在的问题
1.1实验学时较少，实验环境不佳
管理运筹学总学时为48学时，其中理论学时为36学时，实验学时为12学时。从学时分配上看，实验学时较少，教师只能选择部分重点知识进行实验教学，实验教学内容很难覆盖所有理论知识。学生也只能进行一次性学习，很难在短时间内熟练掌握软件操作及应用。此外，受实验设备限制，实验操作需要在实验室进行，而实验室开放时间固定且同时提供多门课程教学，使得学生无法获得课外练习机会。
1.2实验理念落后，实验组织形式单一
在实验教学理念方面，教师仍认为实验教学是理论教学的辅助，对实验教学的重视不足，定位不清，使得实验教学未能充分发挥出理论与实践之间的桥梁作用，学生也未能在实验课中体会到管理运筹学知识在实际问题中的应用6]。另外，教师采取以学生独立完成实验项目为主、教师答疑为辅的方式组织实验，形式上缺少选择性、多样性和灵活性，学生往往被动完成实验任务，缺乏主动思考和创新的积极性。
1.3实验设计简单，实验过程枯燥
实验设计以验证型实验为主，即教师演示例题的软件求解操作并对计算结果进行讲解，学生根据教师的演示完成相应习题的计算分析。实验设计过于简单，存在实验内容与实际管理脱节问题，造成实验项目缺乏高阶性和挑战性。此外，教学设计无法为学生营造真实的管理环境，学生在实验过程中仅机械地完成一道又一道习题的建模计算，感到枯燥乏味，甚至认为实验课就是习题课，从而产生厌恶情绪。
1.4实验评价体系不完善，能力培养不足
实验成绩主要来自教师对实验报告完成情况的评分，存在重结果轻过程、评价维度单一、评价指标不全、评价主体唯一等问题，无法全面反映学生的实验表现。另外，实验报告可复制性强且较难溯源，造成很多学生坐享其成，无法反映学生真实的实验情况，使得实验效果不佳，无法培养学生综合运用知识解决实际问题的能力和创新能力。
2管理运筹学实验教学平台设计方案
2.1实验教学平台设计理念
为解决上述问题，进一步提升管理运筹学课程实验教学效果，本文提出构建包含“一心、二师、三力、四化”的管理运筹学线上实验教学平台。一心即以学生为中心，二师即人师和机师，三力即培养学生理论联系实际能力、决策能力及创新能力，四化即实验教学资源数字化、实验教学评价智能化、实验学习过程定制化及学生学习个性化。
2.2实验教学平台设计内容
为落实上述教学理念，实验教学平台要包含学习区、任务区、讨论区及排名区4个模块，每个模块的具体内容及功能如下。
学习区包含四部分内容：一是与课程实验教学配套的知识图谱，二是与实验项目相关的理论知识教学视频、教学演示文稿、实验软件操作视频、实验软件操作文档、互动练习，三是实验所需的各类软件的安装包及安装说明书，四是管理运筹学实际案例及相关前沿文献。学习区主要为学生完成实验提供理论知识巩固、软件操作指导、工具下载及前沿知识学习等服务。学生可以通过知识图谱了解实验教学整体架构，制订学习计划，在学习相关知识后能点亮该部分知识图谱，有效提升学习积极性及效率。
任务区模拟游戏闯关模式设置为易、中、难3个部分，分别对应验证型实验项目、综合型实验项目和挑战型实验项目，学生需要从易到难完成实验任务。验证型实验以课本习题集为主，考查学生对理论知识的掌握情况，要求学生根据题意建模求解，解决简单的管理决策问题。综合型实验以实验案例集为主，考查学生对理论知识的综合运用能力，要求学生能对案例进行综合分析、计量并提出解决问题的最优方案，培养学生整体优化意识。挑战型实验以相关竞赛项目及企业管理实践为主，要求学生从问题出发，搜集整理相关数据，建模分析并提出最优解决方案，训练学生的高阶思维、创新能力。其中，验证型实验需要独立完成，综合型及挑战型实验可以选择独立完成或组队完成，根据项目难度限制组队人数。每类实验均包含任务发布区、方案提交区及评分区。发布区发布实验项目集，每个项目利用人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术对真实企业管理决策项目进行模拟，采用图片、视频、文档等方式展示任务背景、内容、问题、要求及分值；方案提交区收集展示学生提交实验结果和分析；评分区供任课教师及AI助教对学生提交的方案进行打分。任务区是学生检验理论知识及软件操作的实践场所，为学生提供沉浸式的管理决策体验，强化学生理论联系实际的意识。
讨论区设置知识拓展区、智能答疑区、学生提问区、学习交流区。知识拓展区设计为回帖模式，教师为发帖者，学生为回复者。教师发布拓展问题，增加学生学习的深度并拓展广度，强化学生对实验内容的深入思考，启发学生产生新观点、新方法。智能答疑区设计为AI答疑模式，即学生可输入实验疑问，AI助教给出参考答案。学生提问区设计为对话模式，供学生向任课教师提问，教师给予回复，该模式可以更好地保护学生隐私，避免部分学生因怕被嘲笑而不敢提问。学习交流区设计为回帖模式，教师、学生都可发帖、回帖，进一步拓展师生、生生交流的渠道。讨论区主要为生生互动、师生互动及人机互动提供场所，解决互动难的问题，同时帮助教师及时提供学生学习反馈，有利于教师进行教学反思，形成教学闭环。
排名区设置理论学习积分、任务完成积分、互动交流积分及总积分4个部分，各部分根据学生积分情况进行排序。理论学习积分来自学习区，以知识图谱点亮情况来衡量，根据学生学习的时间、频次、内容等由系统自动判断，给予相应积分。任务完成积分来自任务区，以实验项目完成情况为依据，根据验证型、综合型和挑战型实验项目的累计得分进行积分发放。互动交流积分来源于讨论区，设置回复积分、提问积分，根据提问及回复的频次、质量等发放积分，如提问或回复一次获得1个积分，对于质量较高的回复，教师可以单独发放积分。总积分由理论学习积分、任务完成积分、互动交流积分及登录积分构成，其所占比例分别为20%、50%、25%、5%,登录积分根据登录次数及在线时长按天发放，完成登录并达到在线时间即可获得，该设置可进一步增强学生的平台黏性。
2.3实验教学平台运行过程
结合实验教学平台的设计理念及内容，本文将从教师、学生及平台3个方面进一步介绍平台运行过程。
教师是实验平台内容的提供者及任务完成的评价者，包括人师和机师两种类型，其中人师为课程教师及企业导师，机师为AI助教。在平台运行过程中，教师需要完成“授→评→导→改”等工作。“授”即上传并动态更新教学资源。具体为利用AI助教构建实验教学知识图谱、准备实验教学资料并上传到学习区，向学生传递知识。同时，利用AI创设管理实践情境，准备各类实验任务资料发布到任务区。“评”即对实验结果进行评价。其中，AI助教对任务提交的及时性、实验结果的正确性进行评价，任课教师及企业导师对结果分析的合理性、创新性进行评价。“导”是指通过交流互动对知识进行纵向、横向扩展，激发学生探索性学习的兴趣。例如，在讨论区提出拓展问题，引导学生全面思考，拓展知识学习的广度，鼓励学生提问并通过AI助教、教师答疑，加深知识学习的深度。同时，强化学生发起讨论及生生互助的意识，鼓励学生相互学习。“改”即进行教学反思。根据排名区学生积分及AI助教学情分析获得实验教学反馈，对教学效果进行反思、改进，形成教学闭环。
学生是实验平台知识的学习者及任务的挑战者，在平台运行中，需要完成“学→践→悟→进”等任务。“学”是指在学习区完成知识图谱中各知识点的学习，确保能掌握各类理论模型并熟练操作相应软件，为后续完成实验项目奠定基础。“践”是指在任务区按照“验证型实验→综合型实验→挑战型实验”的顺序完成实验任务，具体为通过浏览、阅读、沉浸式体验等方式了解实验任务及要求，通过独立或合作方式对实验问题进行建模计算、结果分析及方案优化，并形成图文并茂的报告提交到相应区域，等待教师评分。“悟”是指学生能利用AI答疑及教师提问等方式解决学习或实验中遇到的困难，进而在完成实验后结合拓展问题、前沿文献进行思考、总结，形成自己的观点，并通过与教师、其他同学交流互动启发新思想、新方案及新问题，增强自身的创新思维及创新能力。“进”是指通过排名区的学习反馈，让学生实时了解理论学习、任务完成、交流互动及总体情况积分，以便其及时发现问题并进行反思，进而调整学习计划，提升学习成效，形成学习闭环。
实验教学平台是进行在线实验教学的基础，既是数据的“存储者”,又是师生、人机间的“连接者”。在运行过程中，平台要接收教师上传的资料并在对应区域向学生展示，也要接收学生上传的成果并在对应区域向教师展示。同时，平台还应扩展师生交互的空间，丰富交流互动的方式，实现人机交互，如教师利用AI助教协助备课、评分、分析学情，学生利用AI助教答疑、获取资料等，有效提高教师教学效率及学生学习效率。另外，平台还应记录教学及学习相关数据，及时为教师提供教学反馈，为学生提供学习反馈，帮助教师、学生进行改进，提高实验教学整体效率。
2.4实验教学平台预期成效
实验教学平台的预期成效体现在以下方面：第一，打破学习的时空限制，改善实验教学环境。通过平台，学生能随时随地进行学习实践，教师可及时获取教学反馈，突破课程实验学时及实验设备的限制。同时，仿真实验项目能够加强理论与实践的连接，促使学生获得沉浸式学习体验，激发学习兴趣。第二，丰富实验教学资源、组织形式，使学生实现个性化学习。平台提供多样化且可重复观摩、学习的资料和任务，为学生在学习时间、内容、方式上提供更多选择，使学生可以根据自身情况制订学习计划、完成实验任务，提高学习的自由度和匹配度。第三，加强多主体间的交流互动，促进学生思考、提问。平台能提供多种互动渠道，拓展交流的空间，增设AI助教，可实现24小时为多位学生同时答疑，提升互动的时效性。通过多主体、人机交互，拓展学生学习的深度及广度，启发其进行思考、创新，进而提出新的观点、新的方案，形成发现问题、解决问题、深究问题的学习模式。第四，提供多维度、全过程的评价体系，提高学生的学习内驱力。平台能对学生的实验准备、实验过程、实验成果、交流发言等进行记录并计分，实现对学生实验前、实验中、实验后的评价，弥补传统实验仅对实验结果进行评价的不足，增加评价的维度、阶段。同时，引入AI助教协同评价，丰富评价主体。此外，学生能够通过平台积分获得实时学习反馈，通过排名获取整体学习动态，有效激发学习内驱力，增强学习动力。
3结束语
管理运筹学实验教学平台的构建，既符合数智技术与教育结合的时代要求，又能解决管理运筹学实验教学中存在的问题。但随着人工智能的快速发展，其会给实验教学带来新的机遇与挑战。因此，未来应结合时代变化对管理运筹学实验教学改革进行更加深入的研究，持续完善实验教学平台和实验教学体系。
主要参考文献
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[5]周钰婷，姜鲲，凡院连.数智时代企业精益生产管理虚拟仿真实验教学探索[J].华东科技，2023(9):139-141.
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