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第一节
运筹学释义与发展简史

一、知识点与对应的思政元素

运筹学作为近代应用数学的一个分支,于20世纪30年代末作为科学名词在欧美地区首次出现。其英文名词为“operations research”,原意是操作研究、作战研究等,将其译作“运筹学”是借用了《史记》“运筹于帷幄之中,决胜于千里之外”中的“运筹”二字,包含运用筹划,以策略取胜等意义。运筹学是使用科学的方法去研究人类对各种资源的运用、筹划活动的基本规律,发挥资源的最大效益,实现全局最优目标的科学。这里的“资源”既包括物质材料,也包括人力设备;既包括技术装备,也包括社会结构。

现代运筹学的兴起可以追溯到20世纪初期,但其概念和方法的系统提出却是在第二次世界大战期间。第二次世界大战结束后,运筹学的研究中心从英国转移到美国,从军事部门转移到管理部门,研究的范围也渐趋扩大,研究成果被广泛应用到生产、管理、经济、社会等领域。与此同时,运筹学自身也得到了快速发展,形成了许多分支,包括规划论、图论与网络理论、存储论、排队论、决策论、对策论、冲突分析、可靠性分析等。运筹学虽然首先在西方国家逐步发展并完善为一门系统性的学科,但早在2 000多年前中国古代的筹算中便蕴含着朴素的运筹学的思想。近现代以来,自1956年起,运筹学在钱学森、许国志、华罗庚等科学家的引入、应用推广以及发展下,很多分支在中国的理论研究和实际应用达到世界先进水平。

通过本节知识的学习可知,运筹学是从实际问题中抽象出来的模型化手段,是一种解决实际问题的系统化方法,并在研究和解决复杂的实际问题中不断发展和创新。在本节知识学习过程中,学生可以掌握运筹学从创建、成长再到普及与迅速发展的阶段性历程,了解老一辈科学家在中国进行运筹学研究与应用的相关事迹,有助于培养学生的民族自豪感与家国情怀。同时,学生可以进一步理解运筹学的学科特点,感悟利用运筹学思想解决实际问题的智慧,认识到科学方法的重要性,从而激发对科学技术发展的兴趣和探索精神,培养分析与解决复杂问题的能力。

本节借助古代中国朴素运筹学典故,帮助学生初步了解运筹学在中国的源起,并理解运筹学是一门通过系统化的方法和技术来解决各种实际决策问题的应用科学。

二、课程思政教学案例

简史溯源——古代中国的朴素运筹学典故

田忌赛马:孙膑的“斗马术”是我国古代运筹学应用的著名范例,体现了“争取总体最优”的朴素运筹学思想。这个故事讲的是一次齐王和大将田忌赛马,规定双方各出上、中、下三个等级的马各一匹。如果按同等级的马比赛,齐王可获全胜,但田忌听从孙膑的建议,采取的策略是以下马对齐王的上马,以上马对齐王的中马,以中马对齐王的下马。结果田忌反以二比一获胜。田忌在赛马比赛中采用了巧妙的战略,他并不追求所有比赛都赢,而是在关键时刻保留实力,采取分阶段的策略。田忌赛马的故事反映了运筹学中制定合理策略的思想,即在资源有限的情况下,灵活运用策略以最大化整体利益。同时,在孙膑的帮助下,田忌用局部的牺牲去换取全局的胜利,从而实现以弱胜强。这是一个典型的博弈问题,体现了运筹学中强调系统性思维的原则,即在解决问题时要考虑整个系统的相互影响和关系。

围魏救赵:这一典故反映了中国朴素运筹学思想在军事战略中的运用。围魏救赵发生于战国时期,主要涉及赵国、魏国和齐国之间的军事策略。赵国和魏国交战,魏国围困了赵国都城邯郸,赵王面临困境,决定向齐国求救。齐王命田忌、孙膑领兵救援。孙膑采取了一种巧妙的战略,即“围魏救赵”。田忌和孙膑率领大军绕道魏国,直接攻打魏国的都城大梁。这一行动出其不意,迅速打破了魏国的防线,迫使魏国不得不分兵应对。魏国为了保卫都城,只能从邯郸撤回兵力,解除了对赵国的威胁。最终,赵国成功脱困,魏军在撤回魏国的途中遭齐军伏击,大败而归,战局发生逆转。这一策略使得赵国不仅解除了邯郸的围困,还在魏国内部形成了混乱,为整个战局带来了转机。围魏救赵这一典故充分体现了如何筹划兵力,考虑整体局势,选择最佳时间、地点,趋利避害,集中优势兵力以弱克强的运筹学思想,这是博弈论的雏形。

丁谓建宫:这一典故是我国古代大规模工程组织方面运用运筹学思想的典型例子。故事发生在北宋,皇宫因火焚毁,由丁谓主持修复工作。丁谓让人在皇宫前的大街上取土烧砖,挖成大沟后灌水成渠,利用水渠运来各种建筑用材料,工程完毕后再以废砖烂瓦等填沟修复大街,做到减少和方便运输,加快了工程进度。丁谓一举三得,挖土、运送物料、处理废弃瓦砾等三项工程一蹴而成,节省的工费数以亿万计。丁谓建宫的运筹学思想体现在注重战略规划和谋略运用,强调整体性和系统性以及在决策中要能灵活变通,善于应对变化,从全局角度思考问题,从而制定长远的发展战略。

从上述三个典故可以看到,我国古代关于运筹学的思想比比皆是,涵盖了军事、农业、贸易、工程技术等方面。能引起大家共鸣的早期运筹学思想,远远早于西方类似思想的出现,承载着中华民族的智慧,也体现着我国优秀的传统文化,并一代一代传承下来,托举起中华民族的文化“脊梁”。在文化全球化的当下,难免会有各种外来文化与本国文化相互碰撞摩擦,我们不仅要勇敢接受外来文化并大胆吸收和引进外来文化的先进部分,更要增强民族文化认同感,坚定文化自信,着眼于发展和创新,创造出更优秀的文化成果,繁荣并发展中国特色社会主义文化。

运筹学的发展历程思想,也可以与中国共产党的成立与发展相联系。锚定“目标”是运筹学的关键,“运筹帷幄之中”要有“大局意识”才能“决胜千里之外”。“讲大局、顾大局”是中国共产党的优良传统和一贯政治作风,中国共产党依靠“大局意识”战胜了一次又一次困难,取得了一个又一个胜利。结合上述三个历史典故,学生可以感受到全局观念的重要性,并要学会以运筹学的科学理论为指导,解决现实生活中出现的各种问题。 v+k02xWLBjhKAvvDuLebL5KUGSzjCmaN6uReQumsuQBcWrGNzG+2LSoa8QzAZAiS

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