強化系統思想的生產物流建模仿真教學實踐與改革

[摘 要]系統思想即系統論，它研究的是系統的一般模式、結構和規律等。作為一種新的教學手段，仿真課程能夠使傳統教學更加生動和形象。仿真教學實踐性強。在教學時需要立足于企業管理實際，參考國內外相關領域最新研究內容，并積極與實踐相結合進行建模仿真和分析。物流建模仿真教學實踐與改革要從系統的整體性、結構性、層次性和開放性進行課程建設。

[關鍵詞]系統思想 仿真 教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）19-0112-02

近年來，隨著產業的不斷發展，應用計算機、仿真器等工具模擬現實系統成為當前重點研究的方向之一，也是目前應用得最廣泛的方法之一。多數高校都已開設各式各樣的仿真課程，與其他教學內容相比較，仿真教學過程中軟件學習困難、案例間相互獨立、與實踐結合不緊密等問題都使得仿真教學的效果不夠理想。本文從唯物辯證法中的系統思想出發，以系統的特性為指導，通過強化系統思想，探討仿真教學方式的實踐與改革。

一、唯物辯證法的系統思想

系統思想即系統論，它研究的是系統的一般模式、結構和規律等。系統思想是從唯物辯證法的辯證范疇中衍生出來的一種非常重要的研究問題的方式，人們常在學習和工作中運用整個或部分系統觀點，它是解決問題的常用方法之一。由于系統是由互相聯系、互相作用著的若干要素按一定方式組成的有機統一整體，[1] 系統中要素的數量、要素間的層次結構等均會對系統功能和性質產生一定的影響。因此，如何將要素和整體辯證統一，使系統實現其功能和性質的最優化是系統思想追求的目標。

唯物辯證法中的系統包括四大特性，即系統的整體性、結構性、層次性和開發性。強化系統思想就是以唯物辯證法中的系統為基礎，從系統的特性延伸，把解決問題的模式與系統的深層次特性相結合，探討如何在解決問題的過程中以系統思想為指導，優化問題解決方案。

二、仿真教學特點

仿真教學是對以建模與仿真理論為基礎，以計算機、物理效應設備及仿真器為工具，建立并運行模型，對研究對象進行認識和改造的一門綜合性、交叉性學科進行的課程教學。[2]它是一種將理論與實踐相結合的新的教學手段，是現代教育及未來智能化教育的基礎。作為一種新的教學手段，仿真課程能夠使傳統教學更加生動和形象。學生通過虛擬的仿真環境和自身的相互作用來獲取知識，同時，通過計算機強大的交互性能，學生的動手能力和實踐能力得到了增強，自身的潛能也得到了充分的發揮。首先，與一般的教學課程相比較，仿真教學具有多學科交叉性。仿真利用計算機、物理效應設備及仿真器等工具對研究對象進行認識和改造，學生在學習之前需要具備一定的計算機基礎和英文基礎。同時，仿真需要與專業相結合，用于研究不同的研究對象，這需要具備相關專業知識。其次，仿真教學實踐性強。學習仿真的最終目的是更好地服務于相關專業領域，因此在仿真教學中，案例應貫穿于仿真理論知識的學習中，通過案例學習仿真的各種方法與技巧。除此之外，在教學的過程中學生的實際操作也很重要，需要開設一定的實驗課環節或上機環節，通過學生的實際操作加深對仿真工具及專業領域的理解。

三、強化系統思想的生產物流建模仿真教學實踐與改革

（一）強化系統思想的整體性教學——課程整體建設

系統思想中的核心是系統的整體觀念。從整體性上來說，任何一個事物都是一個有機的整體，其整體功能呈現的是各要素在孤立狀態下所沒有的性質，強化系統思想的整體性教學就是要求在教學過程中要著眼于有機整體。生產物流建模仿真課程中包括理論教學，實驗教學和課程考核。在理論教學中，教學的目標直接指向知識的傳授，教師根據教學大綱及課程內容制作多媒體教學課件，利用現代教育技術，通過計算機等先進的現代化信息多媒體工具進行授課，并根據教學內容及時進行現場模擬仿真操作，讓學生在學習理論知識的同時更有切身的感受。實驗教學是最能促進學生自主學習的一種教學方式，在實驗教學中應以學生的自主學習為主，教師的答疑指導為輔，增強師生互動，提高學生自主獲取知識的能力。此外，課程的考核也要突破原有的考試方式，從整體出發改革考核方法。生產物流建模的考核方式是將理論教學中的平時成績、實驗教學中的上機成績與期末考試成績以一定的百分比計入課程綜合成績，這種考核形式改變了書面考試“一次定終身”的做法，從課程整體上對學生進行了較為全面的考核。

（二）強化系統思想的結構性教學——課程體系建設

課程體系建設要根據人才培養的目標和要求對教學內容及體系結構作出規劃。根據強化系統思想的內涵，課程體系在建設的過程中按照強化系統思想的結構性教學要求，從課程的結構性入手，優化課程中各部分之間相互聯系、相互作用的方式，包括一定的比例、秩序和結合形式等，使課程體系結構功能不斷完善，實現最佳效果。按照人才培養的要求，學生要掌握仿真軟件的使用方法，并對簡單系統進行建模仿真和分析。這就要求學生在學習的過程中要綜合多方面的知識，需要有其他課程的支持。我校的生產物流建模仿真課程開設在大三下學期，前期開設的計算機文化基礎課程、專業英語課程為軟件的學習和使用打下了堅實的基礎，設施規劃與設計、物流工程等一些專業課程的開設讓學生們更加理解生產物流的內涵，以便于建模仿真及結果分析。教學內容包括兩大部分，第一部分是仿真的理論課程講解，第二部分是針對課本中特定的案例進行建模仿真和分析。按照原教學大綱的安排，實驗課程安排在理論課程之后，即將兩部分課堂內容上完之后學生才能夠自主進行軟件操作。有不少學生反映這樣的安排方式效果不理想。在課程體系建設中，課程組對課程體系結構進行了優化，實驗課程被安排穿插在理論教學中，在教學內容的第二部分中就穿插了實驗課程。這種方式使得學生學習到的知識能夠及時得到應用，并能反映在學習過程中未理解的地方，這樣的調整極大地提升了學生的學習積極性。

（三）強化系統思想的層次性教學——課程深度建設

系統思想中的層次性揭示的是系統的層次結構及層次間的關系。強化系統思想的層次性教學指的是以課程大綱為指導加強課程深度建設。對于仿真課程來說，在短時間的教學課程中完全掌握某一軟件的全部功能是非常困難的，因此如何把握課程深度就顯得十分重要。仿真教學中包括理論講解和案例應用兩個方面，在仿真教學的過程中，使用多媒體課件進行理論講解，使用錄像演示或現場演示等多種方式可以幫助學生理解和掌握軟件的使用方法。同時，軟件的理論講解需要與案例相結合。將理論應用于案例，再通過案例學習理論，兩者相輔相成。此外，還有一些學生在學習的過程中不僅僅滿足于課堂中簡單模型的建立，有的希望將軟件應用于較為大型的系統，還有的希望通過模型了解系統仿真的數學原理，對軟件本身的源代碼進行分析或改寫，開發軟件中沒有涉及的功能，這些都可以在基本理論學習完的基礎之上，利用實驗課程對學生的軟件使用能力進行提升。

（四）強化系統思想的開放性教學——課程實踐建設

從系統思想的開放性來看，系統的行為或功能是由系統所處的環境或系統的結構決定的。任何一門課程的學習都不能按部就班的學習課本上的死知識，如何將知識應用于實際才是課程學習的最終目標。在生產物流建模仿真的課程中，實驗課程的開設就是將課本中的理論知識與實際運作相結合的過程。我校除了在生產物流建模仿真課程中開設實驗環節加強課程實踐性以外，還開設了生產物流建模仿真課程設計。教師去生產企業進行調研，收集一些生產物流相關的真實數據，出題并指導學生完成課程設計。課程實踐與畢業設計相結合，是課程實踐建設中的另一個重點。生產物流建模仿真在與畢業設計相結合的過程中，需要學生自己去生產現場觀察發現需要改進的地方，從大量繁雜的數據中收集和提取系統仿真所需要的數據，建立并運行仿真模型后，將取得的結果應用于生產實際的改善過程中。這樣的一種實踐方式打破了原有的教師出題學生答題的方式，提高了學生自主發現及解決問題的能力，極大地提升了課程的實踐建設。

本文根據仿真教學的特殊性，探討了強化系統思想在仿真教學中的應用，并以我校生產物流建模仿真課程為例，說明了如何從系統的整體性、結構性、層次性和開放性進行課程建設。通過強化系統思想，課程教學效果得到了提高，學生的知識應用能力和專業水平得到了提升。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李守學.唯物辯證法的系統觀和系統方法及運用[J].江蘇社會科學，1997（3）：72-76.

[2] 廖守億，張金生，劉志國等.計算機仿真本科課程的比較教學法探索與實踐[J].時代教育，2013（1）.

[3] 王亞超，馬漢武.生產物流系統建模與仿真—Witness系統及應用[M].北京：科學出版社，2012.

[4] 于新生.計算機仿真技術在課堂實訓教學中的應用[J].計算機教學信息化，2012（9）.

[責任編輯：陳 明]