多供應商市場下的工業(yè)工程仿真課程教學資源庫研究

李賢功,李乃梁,馬從安

(中國礦業(yè)大學 礦業(yè)工程學院,江蘇 徐州 221116)

多供應商市場下的工業(yè)工程仿真課程教學資源庫研究

李賢功,李乃梁,馬從安

(中國礦業(yè)大學 礦業(yè)工程學院,江蘇 徐州 221116)

工業(yè)生產仿真軟件近年來發(fā)展迅速,文章結合當今生產系統(tǒng)仿真軟件發(fā)展的新特點和未來企業(yè)的需求變化,建立面向理論、技術、學生和企業(yè)應用為核心的教學資源庫建設模式,整合各類資源,提高課程教學的效果。

工業(yè)工程;仿真軟件;教學資源庫;建設

1 仿真軟件的分類與新特點及教學中存在的問題

1.1 對新的教學需求和教學形式的資源支撐不夠

隨著MOOC、微課堂、翻轉教學等教學需求和教學形式接受度的不斷提升,對于教學資源的多元化、學生能動性的重視程度也越來越高。必須有足夠的資源支撐,否則難以保證教學效果。

1.2 相似的仿真軟件眾多,老師教學和學生學習不便

發(fā)展至今,仿真軟件種類眾多,跟工業(yè)工程相關的主要包括物流仿真、系統(tǒng)仿真和機器人仿真類軟件。給老師教學和學生學習以及企業(yè)應用帶來了難度。一方面,仿真軟件各有優(yōu)勢和側重；另一方面,軟件的多樣性也帶來了學習的困難,由于所采用技術的不同,導致老師教學和學生在不同仿真軟件切換時候存在困難,過多消耗了對于仿真環(huán)境和語言的學習,無法集中資源使得產出最大化。

1.3 教學與實際應用距離太遠,存在脫節(jié)現(xiàn)象

當前教學和考核過于注重基本理論和方法,對于新問題以及實際的聯(lián)系不足。學生感觸不深,掌握不牢。與企業(yè)的需求實際差距較大,也導致應用效果不良。

2 教學資源庫的建設內容及運行機制

2.1 建設內容

建立系統(tǒng)建模與仿真教學資源庫,使資源庫包括四個庫。即經典理論模型資源庫,技術資源庫、學生案例資源庫、企業(yè)應用資源庫。這個建設內容的過程是一個不斷完善、不斷積累的過程。各個資源庫詳細內容如下。

(1)經典理論模型資源庫。經典理論庫主要包括如排隊論的經典模型、哲學家就餐問題經典模型、科學家旅行問題經典模型、啤酒游戲經典模型等,包括這些模型的數(shù)學描述,計算機解決算法等。這些經典問題,能夠引起學生學習的興趣和思考,通過這些經典的模型和理論資料,可以加深學生對于問題的認識和理解,提升學生的專業(yè)知識水平。

心動為啥難以轉化為行動？自然條件差、經濟基礎薄弱等是常見理由。比如在發(fā)展農業(yè)產業(yè)中，看到典型地區(qū)龍頭企業(yè)數(shù)量多，帶動能力強，因自身經濟底子薄，就聲稱“有心發(fā)展，無力實施”。在農村改廁中，反復強調群眾參與積極性不高，改廁工作難度大。

(2)技術方法資源庫。當前的仿真軟件眾多,就工業(yè)工程領域來說,數(shù)目不下十種。這些軟件既有傳統(tǒng)的,應用很成熟的軟件,也有一些新興的軟件。通常來講,傳統(tǒng)軟件應用廣泛,資源多,教學都相對容易,卻對于新技術,新方法的支持能力不夠。而新軟件則主動融合3D仿真技術、GIS地圖技術以及全新的面向對象的技術等。其實不論哪種技術,能夠解決問題的就是最適合的。軟件的眾多帶來了選擇多樣性的同時,也帶來了教學和應用上的困難。因此,在這個資源庫中,除了包括各種仿真軟件介紹、使用方法和經驗等,還應該包括各種仿真方法的對比,以及不同仿真建模軟件和方法之間的過度和遷移方法等。如包括Witness軟件的編程基礎,編程技巧,常見難題解決方法,軟件的操作指南等供所有學生學習,以及相關軟件如Flexim、Anylogic、Arena、Plant Simulation、Simio等軟件的這方面資料。在資源庫中,注意將不同平臺的相關技術進行歸類,形成一個相互區(qū)別又相互銜接的有機的系統(tǒng)。

(3)學生案例資源庫。學生案例資源庫主要包括以往屆本科生優(yōu)秀的作業(yè)案例、課程設計以及畢業(yè)設計案例,此外還包括學生參加競賽的獲獎案例等。學生案例庫是最接近于學生學習的一個資源庫,由于是學生的優(yōu)秀作品的整理,因此對于學生來說容易理解和學習。學生可以通過在向前幾屆學生學習的基礎上做到青出于藍而勝于藍。

(4)企業(yè)應用資源庫。企業(yè)應用資源庫包括網上收集的企業(yè)實施仿真項目案例,軟件供應商提供的企業(yè)案例以及教師企業(yè)科研項目案例等。企業(yè)資源庫是最接近實際生產和生活系統(tǒng)的仿真應用,可以連接實習基地、科研企業(yè)等建立企業(yè)資源庫。在企業(yè)資源庫中,可以根據(jù)不同的類型來進行分類,如按照行業(yè)可以分為能源采掘行業(yè)、制造業(yè)、服務業(yè)等進行分類。在制造業(yè)內部還可以按照供應、生產、分銷等進行分類。在企業(yè)資源庫的使用過程中,可以根據(jù)不同的需求有所側重。

2.2 運行模式

案例資源庫應用主要在老師備課、學生課堂討論、作業(yè)以及案例的來源,同時可以延長課程學習的時間與拓展學生學習的空間。要保證資源的使用效果必須解決課程庫如何用的問題,通過建立一套辦法來提高課程資源庫的運行效果。

(1)作為教師備課、講授的有力支撐。近年來,不少高校在教學大綱制定時,往往壓縮講授學時,提高實踐學時。這就要求教師在有限的時間內,提供足夠的知識給學生。豐富的案例庫,可以有效提高教師講課的信息量,為教師課堂講授提供有力的支撐,

(2)作為課堂討論、作業(yè)的問題和案例來源。有些教材的習題和案例分析存在年年重復的問題,在課堂教學的討論以及課后作業(yè)中需要更具有信息量的資料或者案例,因此豐富的課程資源庫將是提高這些環(huán)節(jié)教學效果的有力支撐。

2.3 輸出及考核

(1)注重多重途徑考核與反饋。教學效果的考核與評價往往與課程考核等同。課程的結束也意味著教學的結束。其實從教學的根本目的來看,應該把這個時間范圍進一步拉長。系統(tǒng)仿真類課程的教學不僅僅瞄準課程的考核要求,應該更進一步瞄準專業(yè)課程設計、學生大學期間的畢業(yè)論文乃至以后在企業(yè)中的應用。因此,教學效果的考核方式包括課程考核、課程設計、畢業(yè)設計以及企業(yè)人才反饋等。

(2)參加各類級別的仿真建模大賽和專業(yè)比賽。系統(tǒng)仿真作為一門近年來快速發(fā)展的技術,在解決當今復雜問題中體現(xiàn)出來的優(yōu)勢越來越明顯。培養(yǎng)學生動手解決實際問題的能力,學生的思維和創(chuàng)新能力。各類比賽也是進一步提高學生解決問題能力,服務企業(yè)和社會的絕好機會。幾年來,隨著軟件供應商對于仿真市場的開發(fā),如Flexsim、Simio等仿真軟件企業(yè)都在資助全國乃至全世界的仿真技能大賽,通過指導學生參加此類比賽,不僅能夠提升學生的視野和能力,還能夠通過這個交流平臺進一步提升學生的創(chuàng)新意識和學習能力。

2.4 更新與完善

為了提高課程庫的使用效果和活力,必須建立課程庫動態(tài)更新與完善的方法。做到臨時更新與學期更新以及年度更新相結合,不斷地補充各個子庫的資源,使軟件庫能夠及時完善。

3 結 論

課程資源庫的建設是一項系統(tǒng)工程,為了提高課程資源庫的使用效果就必須有效整合各種資源,提高包括學生、教師、學校和企業(yè)在內的整個社會收益。課程資源庫建設從提升學生學習與應用效果的角度,兼顧老師、學生、學校和企業(yè)各個主體的需求,提升各個主體的收益。為學生課堂學習及課外學習提供資源,同時為教學形式和方法的改革提供了充分的資源支持。

10.13939/j.cnki.zgsc.2016.49.182

2014年中國礦業(yè)大學教改項目“系統(tǒng)建模與仿真課程庫建設研究”(項目編號：2014QN01)。

李賢功(1981—),男,漢族,江蘇贛榆人,博士,講師。研究方向：系統(tǒng)優(yōu)化。