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【此课交大】“运筹”帷幄 寻找最优解的N种可能——交通与运输学院运筹学课程专访

来源:党委宣传部(新闻中心) 日期:2025/09/17 19:00:18 点击数:

开栏语:

课堂是知识的星河,讲台是梦想的起点。在这里,地质锤叩开工程世界的大门,电焊枪点亮材料科学的微光,语言与符号构建起沟通世界的桥梁,运筹算法里藏着交通强国的密码,测量仪的镜头对准山河蓝图......即日起,我们推出“此课交大”专栏,将镜头对准那些“一座难求”的宝藏课堂,聆听老师们将专业学问化作生动故事,见证智慧从理论到实践的精彩跨越,一同探寻三尺讲台上的交大“硬核”浪漫,感受知识传递的动人力量。

代数迷雾绕心间,方程模型巧周旋。

变量约束细考量,最优解处顿豁然。

运筹帷幄乾坤转,决策千里一线牵。

世间万象皆释然,精妙逻辑胜诗篇。

在交通运输与物流学院王坤副教授的运筹学课堂上,你会看见这样的神奇场景:线性规划的单纯形法变身《蓝精灵智斗格格巫》的冒险故事,抽象的代数逻辑化作四行押韵的哲理小诗。王坤用天马行空的教学设计,将运筹学打造成一个充满奇思妙想的“认知游乐场”,那些令人生畏的数学符号,在他精心构建的叙事魔法中变得鲜活可触。

运筹学是一门运用数学模型与方法对复杂系统进行决策优化的学科,核心在于如何在资源约束条件下实现目标的最优解。以热播剧《长安的荔枝》为例,剧中“一骑红尘妃子笑”的经典桥段,本质上就是一个典型的运筹学问题:在唐代有限的交通条件、严苛的时间限制以及复杂的人力物力约束下,如何设计出最优的荔枝运输方案?这恰恰体现了运筹学在现实中的经典应用场景。如今,随着线性规划、动态规划、图论与网络分析等运筹学方法的不断发展,这门学科已为现代物流、智能制造、金融投资、城市交通规划、网络设计等众多领域的优化决策提供了坚实的理论基础和方法支撑。

在王坤眼里,运筹学不是纸面游戏,而是现实世界的解码器。他引导学生从宿舍书桌布局、校园取送快递等日常生活场景中发现运筹学的影子。“这些问题与生活紧密相关,能让学生快速理解问题的本质和逻辑。”王坤解释道。

他的课堂充满生活气息与创新思维,学生们运用数据模型规划毕业旅行,将高铁票价、景点吸引力等要素量化为决策变量,在有限假期内求解“最优旅行方案”;把整数规划转化为游戏中的战术分析工具,精准计算“打野最优路径”;甚至将日常的“取快递-买饭-回寝室”路线抽象为路径优化问题,用算法寻找时间成本最低的生活动线。

王坤要求学生以开放的姿态寻找现实问题,运用运筹学方法描述问题、建立模型、求解优化,完成“分析-建模-求解”的全流程实战。这种充满创意的教学实践,让抽象的运筹学理论褪去晦涩外衣,真正引导学生将知识应用于实际,培养了他们以科学方法优化决策、解决现实问题的能力。

在人工智能技术迅猛发展的时代背景下,王坤的教学改革直面教育本质。他谈道:“在ChatGPT等AI工具可以轻松完成算法编码的今天,培养学生将现实问题抽象为数学模型的能力,才是未来人才的核心竞争力。”为此,他创新性地重构教学体系:一方面通过线上教育平台实施翻转课堂,转变传统教学模式;另一方面精心设计包含仓储订单优化、航班调度等真实场景的教学案例,引导学生掌握从实际问题中提炼数学模型的方法论。这种“理论-方法-实践”教学体系,有效搭建起学术理论与行业应用的衔接,为学生应对智能化时代的挑战提供了关键能力储备。

王坤的教学创新给学生们带来了深刻的学习体验。“王老师培养了我们一种独特的能力,就是将复杂的现实问题转化为精确的数学模型。”一位学生如此感慨。在讲解“多港口空船调运”这个经典运输难题时,当发现学生陷入思维困境,王坤不是直接给出答案,而是循循善诱:“时间延误的根源在哪里?”“瓶颈环节如何定位?”通过层层递进的启发式提问,引导学生自主发现问题的本质。这种教学方式贯穿整个课程,有学生分享道:“老师坚持让我们大声讲解思路,起初觉得痛苦,后来才明白这是在帮助我们梳理知识脉络。”

这门课程在学生成长中绽放独特价值,有人在全国物流设计大赛中运用所学提出创新方案,有人因课堂启蒙而深耕“AI+组合优化”前沿研究......“如果你想掌握科学决策的思维方法,这门课将重塑你的思维方式!”

面对生成式AI对教育领域的颠覆性变革,王坤透露,新学期的课程将重点培养“问题建模+AI工具协同求解”的复合能力——从传统的手工计算,到运用大模型处理海量数据,教学范式正在迭代升级。“工具会更新换代,但将复杂系统转化为可量化模型的运筹思维永不褪色。”王坤坦言:“在AI能自动生成代码的时代,人类的核心竞争力,在于精准界定问题的本质。”

当蓝精灵的童话与数学公式奇妙共振,当毕业旅行的路线规划遇上优化算法的精密计算,这门课程已超越了知识传授的范畴。学生们收获的不仅是解题技能,更是一种在混沌中识别秩序、在约束条件下创造最优解的思维范式——这正是运筹学赋予他们优化世界的智慧武器。


作者:曾潇、魏韬、龙向祺   摄影:魏韬、邓依美惠,部分图片由王坤提供   编辑:冉孟雨   


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