李 斌

(中原工學(xué)院,河南 鄭州450007)

1 引言

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,以制造、物流為代表的離散系統(tǒng)復(fù)雜度越來(lái)越高,在運(yùn)營(yíng)復(fù)雜系統(tǒng)過(guò)程中,對(duì)系統(tǒng)仿真軟件的依賴性也逐漸增強(qiáng)。得益于近年來(lái)計(jì)算機(jī)軟硬件的高速發(fā)展、離散事件系統(tǒng)建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)理論研究的進(jìn)步,專業(yè)化、集成化的系統(tǒng)仿真軟件在企業(yè)運(yùn)營(yíng)中的作用日益突出。

工業(yè)工程專業(yè)以培養(yǎng)從事工程技術(shù)、質(zhì)量管理、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、物流系統(tǒng)優(yōu)化與設(shè)施規(guī)劃等工作的應(yīng)用型人才為目標(biāo),具有較高的實(shí)踐能力要求。在專業(yè)培養(yǎng)過(guò)程中,需全面鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力。

生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課程兼具理論性與實(shí)踐性特點(diǎn),可作為生產(chǎn)運(yùn)作管理、供應(yīng)鏈管理、物流工程、基礎(chǔ)工業(yè)工程等課程必要且有益的補(bǔ)充,在技術(shù)與方法層面對(duì)上述課程形成良好支持。同時(shí),在畢業(yè)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié),給學(xué)生提供分析解決問(wèn)題的必要工具,讓學(xué)生更清晰的認(rèn)識(shí)企業(yè)運(yùn)作流程,了解離散系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)。

2 現(xiàn)行系統(tǒng)仿真課程存在的弊端

通過(guò)多年教學(xué)工作實(shí)踐總結(jié),并與相關(guān)學(xué)科同仁多次交流,結(jié)合學(xué)生反饋回來(lái)的信息,目前各專業(yè)有關(guān)系統(tǒng)仿真方面的課程存在以下幾方面問(wèn)題:

2.1 理論教學(xué)“滿堂灌”

傳統(tǒng)的教學(xué)理念對(duì)系統(tǒng)仿真類課程教學(xué)影響頗深,教師過(guò)于注重課堂教學(xué)效果,在有關(guān)仿真原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、仿真算法等方面講解深入,導(dǎo)致學(xué)生聽得云里霧里,或即使聽得明白,也只是初步掌握了理論知識(shí),對(duì)離散系統(tǒng)仿真能夠解決什么問(wèn)題一知半解。長(zhǎng)此以往,學(xué)生對(duì)系統(tǒng)仿真類課程逐步失去興趣,仿真教學(xué)徹底淪為了編程語(yǔ)言類課程的延伸。

2.2 實(shí)驗(yàn)上機(jī)“大撒把”

在工業(yè)工程專業(yè)開設(shè)系統(tǒng)仿真課程,一定離不開相關(guān)仿真軟件的上機(jī)練習(xí)環(huán)節(jié)。但在這一關(guān)鍵實(shí)踐過(guò)程中,由于教師投入精力不足、經(jīng)驗(yàn)不足或?qū)W時(shí)受限等主客觀因素的存在,導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法獲得有效訓(xùn)練。經(jīng)常以布置幾個(gè)已給出詳細(xì)建模仿真過(guò)程的模型,“依樣畫葫蘆”了事。學(xué)生們除了機(jī)械地模仿,完全學(xué)不到有用的知識(shí),更談不上獲得有價(jià)值的實(shí)踐訓(xùn)練。

2.3 考核結(jié)果“大鍋飯”

對(duì)系統(tǒng)仿真課程的考核,仍多集中在具體知識(shí)點(diǎn)的理解記憶上,即使結(jié)合了上機(jī)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn),由于上機(jī)過(guò)程單一呆板,在成績(jī)上也很難反映學(xué)生分析、解決問(wèn)題的水平。這樣就弱化了通過(guò)該課程鍛煉學(xué)生勤于思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的功能,無(wú)法有效通過(guò)學(xué)習(xí)效果激勵(lì)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)仿真相關(guān)課程主動(dòng)性不強(qiáng),與課堂參與度低、上機(jī)實(shí)驗(yàn)低水平模仿、考核方式單一等問(wèn)題有直接關(guān)系。因此有必要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)科發(fā)展特點(diǎn),進(jìn)一步改革優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)仿真教學(xué)手段。

3 生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課程“學(xué)以致用”教學(xué)方式

3.1 理論講授不重復(fù)

在理論教學(xué)方面,生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課程和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、工程統(tǒng)計(jì)、高級(jí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程有較多交叉重復(fù)之處,通過(guò)與相關(guān)課程任課教師交流溝通,從教學(xué)內(nèi)容上,將計(jì)算機(jī)仿真算法、編程語(yǔ)言等放在高級(jí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言等課程中,而隨機(jī)數(shù)生成、隨機(jī)變量及分布、數(shù)據(jù)結(jié)果推斷分析等內(nèi)容,放在工程統(tǒng)計(jì)等課程講授。在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置上,把生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課放在上述課程之后開設(shè),這樣可大幅減少系統(tǒng)仿真相關(guān)理論知識(shí)的課堂教學(xué)負(fù)擔(dān),并能提高學(xué)生學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)課的實(shí)用價(jià)值。

3.2 上機(jī)實(shí)驗(yàn)“三步走”

(1)根據(jù)軟件特點(diǎn),有針對(duì)性的模仿。

上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)是生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課程極為重要的訓(xùn)練手段。為使學(xué)生初步了解掌握軟件基本操作、熟悉仿真思路,應(yīng)針對(duì)仿真軟件各模塊特點(diǎn),設(shè)計(jì)多個(gè)簡(jiǎn)單模型供其練習(xí)。此階段的學(xué)習(xí)主要以既定程序?yàn)橹?通過(guò)模仿現(xiàn)有的模型,使學(xué)生掌握仿真元素、建模思路、程序設(shè)計(jì)等知識(shí)。

(2)完成給定模型后布置“延伸”任務(wù)。

在初步熟悉仿真軟件的基本操作后,可結(jié)合模型特點(diǎn),布置有一定難度和挑戰(zhàn)性的任務(wù),如統(tǒng)計(jì)新的變量、建模元素類型的變化、增加工作環(huán)節(jié)、實(shí)時(shí)顯示仿真數(shù)據(jù)等。一方面可以鍛煉學(xué)生思考問(wèn)題的習(xí)慣,另一方面也可以加深其對(duì)仿真軟件的理解、提高應(yīng)用能力。

(3)綜合應(yīng)用能力鍛煉,解決實(shí)際問(wèn)題。

在前兩階段達(dá)到學(xué)習(xí)鍛煉目的的前提下,可根據(jù)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況,布置開放或半開放的綜合型設(shè)計(jì)題目,讓學(xué)生分小組或獨(dú)立完成。開放性題目的設(shè)計(jì),盡量從現(xiàn)有資源選題,讓學(xué)生方便采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為佳;半開放性的題目,則以給定的建模基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依據(jù),讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)、建模,實(shí)現(xiàn)仿真目標(biāo)。這對(duì)指導(dǎo)老師的業(yè)務(wù)水平以及指導(dǎo)能力均提出較大挑戰(zhàn)。一方面,學(xué)生建模過(guò)程中可能會(huì)遇到各種問(wèn)題,解決技術(shù)難題在所難免;另一方面,對(duì)學(xué)生有關(guān)建模思路方面的提問(wèn)要謹(jǐn)慎回答,既不妨礙其獨(dú)立思考,又要幫助其突破瓶頸。對(duì)教師業(yè)務(wù)水平要求高,也是促使其不斷學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)步的最佳方式,教學(xué)相長(zhǎng),教師的榜樣力量也同樣帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.3 考核方式多樣化

在生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課程的評(píng)價(jià)手段方面,要兼顧教學(xué)規(guī)范的要求以及新教學(xué)方式的特點(diǎn)。在實(shí)踐過(guò)程中,通過(guò)對(duì)學(xué)生日常表現(xiàn)的詳細(xì)記錄,可以較為真實(shí)的反映出其學(xué)習(xí)狀態(tài)及學(xué)習(xí)成效,再重點(diǎn)結(jié)合最終綜合應(yīng)用型仿真題目的完成情況,以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的規(guī)范性等方面,最終能夠較為公平、合理的評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)成果。有條件時(shí),可設(shè)計(jì)建立系統(tǒng)仿真相關(guān)試題庫(kù),借鑒計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程類課程經(jīng)驗(yàn),在學(xué)校機(jī)房完成本課程理論知識(shí)、應(yīng)用能力的考核,也不失為一種有效、便捷的手段。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié),工業(yè)工程專業(yè)課程范圍廣、涉及內(nèi)容多,尤其需要相關(guān)專業(yè)課之間加大協(xié)調(diào)溝通力度,進(jìn)一步明確本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)上的定位,從而為建立相應(yīng)學(xué)科團(tuán)體或?qū)W科群打下基礎(chǔ),同時(shí)還能夠互相激發(fā)教學(xué)研究靈感。生產(chǎn)物流系統(tǒng)建模與仿真課程對(duì)教師專業(yè)水平要求較高,為保證教學(xué)質(zhì)量,上機(jī)過(guò)程任課教師需全程指導(dǎo)答疑,只有不斷學(xué)習(xí)提高方可勝任工作要求。

雖然本課程教學(xué)效果獲得了一定改善,但仍需繼續(xù)努力。下一步可以根據(jù)相關(guān)課程需要,進(jìn)一步開發(fā)上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或課題,真正做到讓學(xué)生學(xué)以致用。同時(shí),在畢業(yè)設(shè)計(jì)及學(xué)生就業(yè)工作中,大力推進(jìn)系統(tǒng)仿真的應(yīng)用領(lǐng)域范圍,為學(xué)生未來(lái)職業(yè)發(fā)展拓寬道路。

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