系統仿真課程教學改革的探索與實踐

卓奕君

摘要系統仿真是一門實踐性很強的應用型課程，也是工業工程專業一門重要課程，通過這門課程的學習可以提高學生解決實際問題的能力。針對系統仿真教學中現有的問題，從教學內容和教學方法入手，提出該課程的教學改革思路。首先對教學內容和授課順序進行了適當調整，并改進了教學模式和方法，建立案例庫、加強實踐環節、以綜合評價方式進行考核，提高了學生綜合應用能力，最終取得了良好的教學效果。

關鍵詞系統仿真工業工程教學改革

對工業工程專業而言，系統仿真是一門重要的選修課，也是一門實踐性很強的綜合性課程，其內容與運籌學、管理統計學、工業工程基礎、物流工程、生產管理等課程相銜接，同時又將不同課程的內容結合在一起，以仿真場景呈現，通過直觀方式輔助學生理解生產或服務系統，并對系統進行分析、設計和決策。從專業角度而言，工業工程涉及人、物、料、設備、信息和能源等要素的集成規劃、設計、改善、控制和創新，采用系統化、專業化和科學化的思維方法，為實現生產系統和服務系統的低成本、高效率管理目標提供有力支撐。

由于條件所限，研究過程中有時難以預測某種結果，直接在真實系統中進行研究可能會造成成本的增加，而仿真技術可以很好地解決這個問題，但也要求研究人員對所研究系統非常了解，能正確設置仿真模型中各項參數，保證模型能反映系統真實特征。系統仿真課程的學習，一方面讓學生學習了一項應用性技術，并在生產實習、畢業設計等環節為學生提供了一項研究工具，另一方面也促進了學生對生產系統和服務系統的進一步理解和思考。

通過教學實踐和與學生的溝通，我們發現，系統仿真教學中存在以下問題：

（1）教學內容與其他課程有重疊。現行系統仿真課程中理論部分涉及大量統計內容，與概率論與數理統計、管理統計學課程的內容有重疊，因此不利于老師在某個點上深入講解，也讓學生難以界定不同課程內容，不利于其系統學習。

（2）教學方法較為傳統。教學中主要以教師講解為主，輔以課后練習及實驗，教學方法比較單一，學生在學習過程中缺乏興趣和主動性，分析問題、解決問題的綜合能力未能得到鍛煉，導致學生在遇到真實問題時難以入手。

（3）實踐環節缺乏鍛煉，結合實際應用不夠。系統仿真是一門實踐性很強的學科，強調應用能力和實踐能力，但現有的教學模式下，學生在實驗過程中缺乏思考，也不會從實習、生活中去發現、解決問題。

（4）考核方式單一。以往的系統仿真課程主要通過考試和實驗成績來考核，學生的實際操作能力和解決問題的綜合能力得不到充分體現，學生的學習容易流于表面。

根據專業特點和人才培養目標，結合系統仿真課程本身的教學特點，我們積極探索教學改革的思路，調整了教學內容，改革了教學方法。

1教學內容

從教學內容上而言，系統仿真課程通常分為兩部分內容，一部分是系統仿真相關的理論知識，如系統仿真算法、隨機數與隨機變量、仿真結果分析等內容，一部分是系統仿真軟件的學習和應用。

為了減少與其他課程的重疊，在內容安排上作出適當調整。在綜合考慮概率論與數理統計、管理統計學、系統仿真三門課程的相互關系基礎上，從培養應用型人才的角度出發，系統仿真中隨機數、常用分布等內容可考慮主要放在概率論與數理統計課程中，數據擬合、參數估計及檢驗等內容主要放在管理統計學中講授，并將系統仿真課程安排在另兩門課程之后。這些相關知識不必在系統仿真課程中用大量時間講授，僅在教學中簡單回顧即能幫助學生進入下一個環節的學習。

2教學方法

2.1建立案例庫

現有的系統仿真教材中仿真實例大多由具有典型特點的系統而來，缺乏實際背景，對學生而言較為抽象，不易理解；另一個不足之處在于，仿真實例中缺少服務系統的實例。因此，考慮為課程建立一個案例庫，輔助教學。案例庫建設可以分為兩大類：第一類是適合教師上課講解的案例，包含一些典型的生產及服務系統案例；第二類是適合學生課外作業的案例，學生通過對這些案例的描述、建模、分析，得出相應結論，以提高學生的分析和綜合運用知識的能力。案例庫中的內容可有以下來源：

由相關任課老師進行案例補充。教師一方面可以通過彌補現有案例的不足之處來完善現有案例，另一方面可以通過與實習企業的合作、從科研課題中提煉等方式增加教學案例。

學生通過大作業為案例庫提供素材。學生以小組方式完成大作業，既是對自己綜合能力的培養，同時某些項目與學生日常生活相關，且具有實際意義和新穎性，可以將這些案例填充充在案例庫中。

案例庫的維護是一個長期工作，對建立好的案例庫需要不斷更新，補充新內容，增加對周圍相關問題和熱點問題的分析，以提高學生的學習興趣。

2.2加強實踐環節

實驗過程中減少按部就班的實驗內容，增加一些開放式的案例，通過改變系統的條件和參數，讓學生進行更深入的分析，學生提出不同的改善方案和策略，可以以此考察學生分析問題的能力。

2.3采用綜合性考核評價方式

在考核上采用綜合性的評價方式，其中最終考試、平時作業、上機實驗、大作業各占一定比例。與以往相比，上機實驗、大作業等反映學生綜合能力等環節所占比例更大，能更為客觀地反映學生掌握知識的程度。

實踐證明，我們的探索和實踐已取得了更良好的教學效果，學生解決實際問題的綜合能力有所提高。不過，基于該課程應用性、實踐性強的特點，我們還需要繼續努力探索新的教學模式和方法，以更好地培養學生的綜合能力，更好地滿足工業工程專業應用型人才培養的要求。