大数据时代电子商务专业“运筹学”课程案例教学

 

  运筹学是指应用分析、试验、量化的方法，以统筹安排经济管理系统中有限的人力、物力、财力等资源，以便为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。通过对这门课程的学习，培养管理科学与工程类专业本科生和研究生具备良好的科学管理能力。该课程最大的特点是通过建立抽象的数学方法，来解决实际问题，且其行业应用范围非常广泛，如生产制造业，物流业，军事等领域。运筹学不但是一门理论丰富的学科，而且是一门具有广泛应用背景的学科。我根据自己讲授电子商务专业运筹学课程的感受，提出一些教学转变的方式和案例，供大家参考。作为一门具有很强应用的学科，它的研究内容体现出多样化、多学科交叉的特点。经过六十多年的发展，运筹学已逐步形成了一整套系统的解决和处理实际问题的方法，具体可概括为下面的阶段：构建相应的数学模型，将一个实际问题通过建立模型的方式，抽象成一个运筹学问题；对问题进行分析，具体包括（最优）解的性质和求解的难易程度，寻求合适的求解方法；设计能够解决问题的算法，并对算法的性能作出分析；编程实现具体的算法，并分析所得的数值结果；将解代入模型以判定上述过程的有效性，给出具体的解决实际问题的方案。这些阶段既不相互独立，也不是依次进行的。案例教学是指在教学过程，通过对现实问题的主动探索和求解，理论结合实际的讲授方式。它能使学生变被动为主动学习，从而充分激发学生的学习热情。教学过程中使用的案例，要选择学生容易理解的背景，创造科学实验的条件。学生使用案例教学，从一个具体问题入手，通过对问题的分析，建立运筹学模型，再通过教师的理论讲解，求解模型并上机实现具体的算法。在这个过程中，既符合运筹学解决问题的思路，又锻炼了学生的实践能力。在这个过程中，学生围绕着问题分析、数学建模和数学实验去开展学习，激发了学生的学习兴趣，主动思考，主动分析，极大的提高了他们的能力。

  （一）教学以理论为主，实践教学环节薄弱 

  现在各个高校开设的运筹学课程，主要包括理论教学和实践两部分。在具体教学过程中，往往以理论教学为主，实践教学为辅。以理论和算法的讲授为主，过多的理论讲解使学生感觉内容太过抽象，也过去枯燥。使他们难以培养学习热情和兴趣，特别是一些数学基础差的学生，更是望而却步，迟迟不能上手，更难以将这门课程当作解决问题的工具，加以利用。这就违背了运筹学的教学目的，使得教学效果差强人意。通过实践环节的增强，来体现这门课“理论联系实际”的特点。

  （二）考核方式以理论和应试为主，难以培养科学决策能力

  有什么样的考核机制，就带来什么样的学习方式。当前高校大部分课程，特别是像运筹学这种必修课，往往以期末闭卷考试的形式为主。导致学生容易靠刷题、押题等方式，获得高分。而这样的考核方式比较单一，难以真正的、科学的衡量学生的能力。这种以应试教育为主的考核方式，不能对学生进行全面的学习管理，更无法体现学生在学习过程中，建模能力和求解问题能力的提升。因此，建议对课程的考核方式进行改革，注重对学生学习过程的评价，提高学生的平时成绩在总的成绩中所占的比重。具体来讲，以解决实际问题为中心，由此出发设计案例实验，学生提交解决案例的实验报告。这里面包括如何分析抽象出模型，建立运筹学模型，如何求解模型，上机实验的内容，所求得的解有什么意义。通过每次提交案例报告，给出相应的成绩，这样能够提高学生的学习兴趣，自觉完成理论和实验学习，从而引导学生从以考试为中心转向以建立模型和求解问题的方向转变。

  （三）缺少具有专业针对性的运筹学案例

  由于运筹学是经济管理以及应用数学等专业都开设的课程，所以大部分教材中的案例，都是通用的案例，虽然非常经典，但是跟电子商务这种特定专业不相符。电子商务专业的学生在经过 2—3 年的专业学习之后，对专业领域的问题有广泛兴趣，如果能够添加针对电子商务专业学生熟悉的运筹学案例，能激发学生的学习兴趣。基于此，我们在实际教学中，添加与学生专业背景高度相关的案例，并将这些案例问题的解决，贯穿到整个课程中。

  （一）选取针对电子商务专业的案例教学

  设计和选取符合学生实际水平以及专业特色的案例。要适应不同学生的学习水平，比如说本科生、研究生，同样是管理类管理，可选取难度系数不同的案例。针对电子商务专业的案例，要广泛应用电子商务的背景，使得学生读起来能够产生专业共鸣，提高学习兴趣。案例要的选取要与实际科研问题和企业面临问题相结合，还要能够引导学生更好的理解运筹学各章节的理论。

  （二）提高学生参加学科竞赛的积极性

  应用到运筹学理论知识的学科竞赛有不少，比如数学建模大赛或者一些科研课题。在教师的教学过程中，应该多给学生展示这样的机会，以此来鼓励学生积极参加学科竞赛等活动。通过多种形式活动的组织与开展，使学生能够把在运筹学课堂上学到的知识，真正应用到学科竞赛中，感受这门学科的实用性。在这些活动中，锻炼了学生的团结协作能力，使学生

今后能够更好地加入科研团队中。

  运筹学作为一门科学，最早源于二战时期在军事领域的应用。英美等盟国成立了运作小组，以对抗德国。这个运作小组的重要任务，是如何使有限的军事资源在战争中发挥最大的作用。二战后，这个运作小组将运筹学推广，使其在各个领域发挥它的重要作用，尤其是在工业领域。到了 21 世纪，随着大数据、云计算和人工智能等科学的引入，结合这些新的科学，为了从海量数据中发掘有效信息用于指导决策，很多大型企业建立了运筹学实验室，开展服务于企业决策的研究课题。“互联网＋”开启了大数据时代，也需要以运筹学的方法提供科学决策。以电子商务企业为例，通常其面对 C 端（customer）的核心业务包括：如何帮助消费者找到最合适的商品；如何及时将消费者购买的商品送达；怎样为消费者提供更加个性化和多样性的售后服务。这三个典型问题，都需要运筹学的理论和算法做支撑。

  （一）商品的定价与组合销售问题

  以某电商平台为例，当消费者使用搜索引擎时，电子商务平台的搜索结果中，展示什么商品最能吸引消费者？这些商品的定价是否恰好符合消费者最愿意接受的价格？展示的商品是否有消费者潜在需要购买的商品？这就需要综合考虑多种因素进行决策，比如说商品和搜索关键词的相关性、商品的定价策略，以及所展示商品的相关性和替代性，消费者对于商品价格的接受范围。随着大数据技术的发展，各个电子商务平台积累了相关数据。解决诸如此类的问题，离不开运筹学理论，比如商品的动态定价问题（Dynamic Pricing Problem），商 品 的 组 合 优 化 问题（Assortment Optimization Problem），最优匹配问题 （Optimal Matching Problem）等。

  （二）库存管理与货物运输问题

  当用户从电子商务平台购物之后，订单生成，随后进入物流阶段。电子商务物流涉及存储中心、配送中心，以及最后的送货问题。存储中心会收到捡货单，经过捡货、包装之后，货物从存储中心运输到配送中心，经过转运，最后送到用户端。在这个过程中，物流企业有这样几个关键的核心问题：在哪里建立存储中心和配送中心？解决这些问题需要用到运筹学中的选址问题（Hub Location Problem）。存储中心的存储量是多少？何时达到库存的预警？解决这些问题需要用到运筹学中的库存管理问题（Inventory Management Problem）。配送中心需要建成多大规模，需要多少配送员，配送路径如何规划，解决这些问题需要用到运筹学中的路径规划问题（Vehicle Routing Problem）。

  （三）人员安排问题

  为了在销售过程中和售后阶段为消费者提供及时的服务，电子商务客服关系管理显得尤为重要。特别是随着电子商务市场的竞争激烈，能否满足用户个性化和多样化的售后服务需求，已成为电子商务企业要解决的关键问题。另一方面，企业也面临人力成本的不断提高。因此，如何使有限的人力资源，发挥最大的客户服务效果，就成为解决这一问题的核心任务。即是否可以雇佣更少的客服人员来满足客户的需求？是否可以更合理地安排客服人员的时间？如何将客服人员按照客户的需求进行划分，以提供最有效的服务？这里涉及运筹学中的呼叫中心排班问题（Call Center Staffing Problem），排队论（Queueing Theory）等。以上三个电子商务专业需要解决的案例，贯穿于整个教学过程中，通过对这些问题的分析，建模，求解以及验证，能够生动形象的解释运筹学理论，并提高学生解决实际问题的能力。

  （一）用做决策的方式去思考问题

  当学生面临一个信息量庞大、时间很紧迫或者结构很复杂的问题时，可能一时找不到思路。但是如果可以站在一个决策的高度去思考，现在能做什么，最主要的问题是哪些，哪些是确定性的，哪些是可以相对量化的，哪些是没有任何用处的，关注的核心价值是哪些。尝试着去做这样的战略决策和思考，当学生遇到比较复杂的决策问题时，就会有一个不同的思考方式。

  （二）掌握一些数学方法

  数学方法有很多种，如果是有数理背景的同学可以关注一些量化的数学方法，不管是基本运筹学，还是用概率论去描述不确定性，用微分方程去求解连续问题，所有的应用场景，其实都可以从方法上去尝试训练。

  （三）关注具体的应用场景

  除了要掌握理论知识，如果没有一个合适的应用场景，或者在应用的时候完全用理论去套用实际问题，仍然是不能很好地解决问题。学生可以多跟他们感兴趣行业的从业人员去沟通，因为他们面对着那个行业里面特有的场景和特有的维度，多和他们沟通，当学生有了一个解决问题的思维方式和一些量化非常清晰的方法时，在某个特定的应用场景里，一定可以用于解决非常核心的决策问题。在电子商务专业的教学过程中，通过引入学生感兴趣的专业相关的案例，以激发学生的积极性，取得了较好的实际效果。

 

［1］胡运权.运筹学基础及应用［M］.第6版.北京:高等教育出版社,2014.

［2］胡晓东,袁亚湘,章祥荪.运筹学发展的回顾与展望［J］.中国科学院院刊,2012,27(02):145-160.

［3］邢光军,罗坤晔,李培君.经管类专业“运筹学”实践教学改革探讨［J］.江苏科技信息,2018,35(02):68-71