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基于项目教学的《物流系统建模与仿真》教学设计研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2016/8/31 8:35:02  

物流系统仿真是设计、开发和优化物流系统的一种重要的方法和技术手段,在机场、高速公路和港口设计与规划,以及物流作业流程再造、库存系统订单策略研究等方面都得到了广泛的应用。为了培养和提高物流专业学生建模与仿真的实践能力,很多高校的物流管理专业都开设了应用性、综合性较强的《物流系统建模与仿真》课程,但其教学效果并不好,尤其是在实验教学和课程设计等实践环节。首先,实验课程一般围绕某一仿真软件平台集中时间进行教学,该教学模式往往使这门课程被“沦为”软件培训,学生只能学习掌握仿真软件的基本功能,却没有掌握应用仿真软件解决实际问题的技能。其次,学生在实验中往往对模型的实现和3D 效果比较感兴趣,而忽视了数据修正和模型优化背后的实际意义,难以掌握对实际问题抽象和建模的能力。

为了解决上述教学方法和教学模式的局限,笔者引入项目教学的方法,以物流系统建模和仿真课程的教学设计为案例,探讨如何发挥项目教学法的优势,使学生在完成项目任务的过程中获取知识、掌握技能,从而培养和锻炼学生的综合实践能力。

一、项目教学法

项目教学(project based learning,PBL),又称项目学习,是基于项目活动的研究性学习。项目教学通常以企业的实际需求为目标,组织学生真实参与,是通过师生共同实施一个完整的项目工作而开展的教学活动。相对于其它教学方法,项目教学强调以工作任务为依托组织教学内容,以学生为主体开展教学活动,以多样化的解决任务的策略展示学习成果。

项目组成员根据自身教学和企业的实践经验,设计基于教学目标的仿真项目。在教学要求上,针对学生的专业基础和认知特点,设计更具综合性、技巧性的教学项目,强调学生的自主学习和探索。在教学形式上,通过学习小组分工和集体学习的形式,让学生通过集体讨论、分工设计和团队实施的方法,强化项目学习过程中的建模和仿真技能。在能力要求上,鼓励并引导学生针对实际对象的思考和抽象,培养学生的团队合作意识和创新精神。

二、《物流系统建模与仿真》项目教学的设计方案

1. 教学目标和教学内容

《物流系统建模与仿真》是物流管理专业的一门专业基础课,是一门专门研究系统建模和仿真的理论、方法在各种不同类型物流系统的实际运用的学科,是一门实践和理论结合性较强的应用学科。本课程要求学生掌握各种物流系统的建模方法及相关物流仿真软件的操作技巧,培养学生今后从事物流系统规划以及流程设计的综合能力。以Flexsim 仿真软件为例,本课程运用项目教学的方法,设计实验教学内容。

(1)流通型物流中心的模型构建与仿真(2 + 2 学时)。本实验在学生掌握Flexsim 中发生器、暂存区、处理器、输送机和吸收器等基本实体的参数设置和端口连接等基础内容的基础上,以配送型物流中心的模型为例,构建配送中心的作业系统,主要让学生掌握建立配送中心各项运作流程及相关设备设施的一般方法和过程,能够使用叉车、高架货仓、机器人和堆垛机等设备。

(2)仓储型物流中心的模型构建与仿真(2 + 2 学时)。本实验以仓储型物流中心的模型为例,学习构建自动化立体仓库等仓储系统。本实验主要达到两个目的:一是掌握货物流通所涉及控件的使用方法;二是掌握货物存储转化所涉及控件的使用方法。

(3)复合型物流中心的模型构建与仿真(2 + 2 学时)。本实验旨在构建一个复合型物流中心模型,主要涉及分配器、操作员和运输机实体等控件,实现物品的出入库运作。通过复合型物流中心的模型构建与仿真,使学生了解物流中心的最优运作流程,掌握对控件条件进行设置和编程的方法。

(4)多场景下物流系统的仿真与控制(2 + 2 学时)。本次实验主要介绍控件的其它功能和操作,让学生掌握实验控制器的运作规则,用来对不同类型的物流系统模型进行多次运行和多场景分析。

2. 项目化教学内容的设计

项目组成员根据文献总结和企业调研,重新构建了项目教学的仿真案例库。这些案例项目不仅避免学生机械式的软件操作学习,而且可以更好地辅助学生的技能培养,部分案例要求学生举一反三式的思考,强化了学生对实际问题的抽象和建模能力。

以“流通型物流中心的模型构建与仿真”项目为例,本次课程要求学生以五里店果蔬配送中心为研究对象,研究其对周边各大超市配送果蔬物品的业务流程。整个项目根据实际任务分成对象调研、数据收集、模型构建与调试、输出分析和方案优化等5 个过程,每个过程都有对应的工作任务和能力目标,每个工作任务都与理论课程的知识点相对应。项目实施过程以学生为主体,要求学生在团队合作中调研对象、收集资料、抽象建模和优化方案,使学生在学习知识、实施调查、细化项目、掌握技能的过程中完成课程的学习。教学项目具体设计方案见表1 所列。

每个项目实施完成后,还设有2 个综合实训的拓展项目(针对配送系统的建模与仿真,开展检验器的设置与数据统计或检验器的设置与数据统计),进一步培养学生团队合作和独立思考的创新能力,并可以充当课程设计的考核项目, 以检验学生对实际问题抽象和建模的能力。图1 和图2 为不同小组针对综合实训项目构建的仿真模型。

通过项目教学的实施,改变了传统教学中学生被动接受的学习方式,培养了学生自主学习和团队合作的精神,提高了学生独立思考和抽象思维的能力。项目教学的改革探索虽取得一定的成效,但仍需在项目扩充、教材编写等方面进一步的完善。

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