运筹学课程思政案例集
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第二章 线性规划

第一节 线性规划及其基本概念

一、知识点与对应的思政元素

线性规划是运筹学中的一个重要分支,是现代科学管理的重要手段之一。线性规划中通常包括决策变量(代表问题中需要做出的决策或选择的变量)、目标函数(描述决策变量的函数组合,旨在最大化或最小化这个函数)、约束条件(限制决策变量的取值范围的系列条件)。通过线性规划,我们可以确定最佳决策变量的取值,同时满足所有的约束条件,使得目标函数最大化或最小化。线性规划在资源分配、生产计划、运输规划、供应链管理等领域得到了广泛的应用。

线性规划的核心思想是在资源约束条件内,通过不断迭代更新目标函数的值,实现效益的最大化或成本的最小化。我们从资源约束中可以看出,“没有规矩,不成方圆”。当代青年做任何事情都应有自己的尺度限制。我们从目标函数中可以学到,万事皆有自己的目标,制定清晰的目标才能激发自己不断向前的意志。我们从迭代更新中可以学到“量变引起质变”,只有不断地尝试和突破,才能找到最优值。当代青年学者应秉持着“细小处见真功夫”的心态,感悟简单知识背后蕴含的大道理,将自身的发展与祖国的建设紧密相连。

本节借助孟子和梁惠王的历史典故,旨在帮助学生了解线性规划中目标和资源约束的关系,并进一步指引学生建立资源合理分配的理念。

二、课程思政教学案例

历史典故——《寡人之于国也》

一日,梁惠王对孟子说:“我对国家,真是够尽心的了。河内(今河南省境内黄河以北的地方)发生灾荒,就把那里的一部分百姓迁移到河东(黄河以东的地方)去,把粮食运到河内去赈济。河东发生灾荒,我也这么办。考察邻国的政务,没有哪个国君能像我这样为百姓操心的了。但是邻国的人口并不减少,而我们魏国的人口并不增多,这是什么缘故呢?”孟子回答道:“五亩田的宅地,(房前屋后)多种桑树,50岁的人就能穿上丝绸了。鸡、猪和狗一类家畜不错过它们的繁殖时节,70岁的人就能吃上肉了。100亩的田地,不要占夺(种田人的)农时,几口人的家庭就可以不饿肚子了。”

从这个案例中可以看出,孟子和梁惠王讨论了如何合理利用土地资源的问题。梁惠王说,齐国人的土地特别肥沃,田地很大,但并未合理耕作,导致土地荒芜。可以看出梁惠王虽然有心系百姓的觉悟,但是制定和实施的举措并不完全正确,导致最后的结果不尽如人意。孟子对此提出建议,指出齐国应该对土地进行合理分割,合理利用资源,按照土地的肥沃程度进行重新分配,让每个农民都能获得适合自己的土地,并有动力去耕种和经营。通过这个故事,我们看见了有限资源分配的合理性和有效利用的重要性。在线性规划中,优化问题通常涉及资源的分配与利用。这个故事强调了土地资源的合理分割和利用,确保每个人都能得到适合自己的资源,并在此基础上提高生产效率。虽然不是严格意义上的线性规划,但这种理念与线性规划所关注的资源优化和合理分配是相通的。