系统仿真课程教学改革的探索与实践

卓奕君

摘要系统仿真是一门实践性很强的应用型课程，也是工业工程专业一门重要课程，通过这门课程的学习可以提高学生解决实际问题的能力。针对系统仿真教学中现有的问题，从教学内容和教学方法入手，提出该课程的教学改革思路。首先对教学内容和授课顺序进行了适当调整，并改进了教学模式和方法，建立案例库、加强实践环节、以综合评价方式进行考核，提高了学生综合应用能力，最终取得了良好的教学效果。

关键词系统仿真工业工程教学改革

对工业工程专业而言，系统仿真是一门重要的选修课，也是一门实践性很强的综合性课程，其内容与运筹学、管理统计学、工业工程基础、物流工程、生产管理等课程相衔接，同时又将不同课程的内容结合在一起，以仿真场景呈现，通过直观方式辅助学生理解生产或服务系统，并对系统进行分析、设计和决策。从专业角度而言，工业工程涉及人、物、料、设备、信息和能源等要素的集成规划、设计、改善、控制和创新，采用系统化、专业化和科学化的思维方法，为实现生产系统和服务系统的低成本、高效率管理目标提供有力支撑。

由于条件所限，研究过程中有时难以预测某种结果，直接在真实系统中进行研究可能会造成成本的增加，而仿真技术可以很好地解决这个问题，但也要求研究人员对所研究系统非常了解，能正确设置仿真模型中各项参数，保证模型能反映系统真实特征。系统仿真课程的学习，一方面让学生学习了一项应用性技术，并在生产实习、毕业设计等环节为学生提供了一项研究工具，另一方面也促进了学生对生产系统和服务系统的进一步理解和思考。

通过教学实践和与学生的沟通，我们发现，系统仿真教学中存在以下问题：

（1）教学内容与其他课程有重叠。现行系统仿真课程中理论部分涉及大量统计内容，与概率论与数理统计、管理统计学课程的内容有重叠，因此不利于老师在某个点上深入讲解，也让学生难以界定不同课程内容，不利于其系统学习。

（2）教学方法较为传统。教学中主要以教师讲解为主，辅以课后练习及实验，教学方法比较单一，学生在学习过程中缺乏兴趣和主动性，分析问题、解决问题的综合能力未能得到锻炼，导致学生在遇到真实问题时难以入手。

（3）实践环节缺乏锻炼，结合实际应用不够。系统仿真是一门实践性很强的学科，强调应用能力和实践能力，但现有的教学模式下，学生在实验过程中缺乏思考，也不会从实习、生活中去发现、解决问题。

（4）考核方式单一。以往的系统仿真课程主要通过考试和实验成绩来考核，学生的实际操作能力和解决问题的综合能力得不到充分体现，学生的学习容易流于表面。

根据专业特点和人才培养目标，结合系统仿真课程本身的教学特点，我们积极探索教学改革的思路，调整了教学内容，改革了教学方法。

1教学内容

从教学内容上而言，系统仿真课程通常分为两部分内容，一部分是系统仿真相关的理论知识，如系统仿真算法、随机数与随机变量、仿真结果分析等内容，一部分是系统仿真软件的学习和应用。

为了减少与其他课程的重叠，在内容安排上作出适当调整。在综合考虑概率论与数理统计、管理统计学、系统仿真三门课程的相互关系基础上，从培养应用型人才的角度出发，系统仿真中随机数、常用分布等内容可考虑主要放在概率论与数理统计课程中，数据拟合、参数估计及检验等内容主要放在管理统计学中讲授，并将系统仿真课程安排在另两门课程之后。这些相关知识不必在系统仿真课程中用大量时间讲授，仅在教学中简单回顾即能帮助学生进入下一个环节的学习。

2教学方法

2.1建立案例库

现有的系统仿真教材中仿真实例大多由具有典型特点的系统而来，缺乏实际背景，对学生而言较为抽象，不易理解；另一个不足之处在于，仿真实例中缺少服务系统的实例。因此，考虑为课程建立一个案例库，辅助教学。案例库建设可以分为两大类：第一类是适合教师上课讲解的案例，包含一些典型的生产及服务系统案例；第二类是适合学生课外作业的案例，学生通过对这些案例的描述、建模、分析，得出相应结论，以提高学生的分析和综合运用知识的能力。案例库中的内容可有以下来源：

由相关任课老师进行案例补充。教师一方面可以通过弥补现有案例的不足之处来完善现有案例，另一方面可以通过与实习企业的合作、从科研课题中提炼等方式增加教学案例。

学生通过大作业为案例库提供素材。学生以小组方式完成大作业，既是对自己综合能力的培养，同时某些项目与学生日常生活相关，且具有实际意义和新颖性，可以将这些案例填充充在案例库中。

案例库的维护是一个长期工作，对建立好的案例库需要不断更新，补充新内容，增加对周围相关问题和热点问题的分析，以提高学生的学习兴趣。

2.2加强实践环节

实验过程中减少按部就班的实验内容，增加一些开放式的案例，通过改变系统的条件和参数，让学生进行更深入的分析，学生提出不同的改善方案和策略，可以以此考察学生分析问题的能力。

2.3采用综合性考核评价方式

在考核上采用综合性的评价方式，其中最终考试、平时作业、上机实验、大作业各占一定比例。与以往相比，上机实验、大作业等反映学生综合能力等环节所占比例更大，能更为客观地反映学生掌握知识的程度。

实践证明，我们的探索和实践已取得了更良好的教学效果，学生解决实际问题的综合能力有所提高。不过，基于该课程应用性、实践性强的特点，我们还需要继续努力探索新的教学模式和方法，以更好地培养学生的综合能力，更好地满足工业工程专业应用型人才培养的要求。