案例教學法在《建模與仿真》課程中的應(yīng)用

李皎

摘要：《建模與仿真》案例教學法是一種以實際生活生產(chǎn)系統(tǒng)為背景、以計算機仿真為手段，注重師生互動的教學方法，在高校該門課程教學中被廣泛使用。針對該門課程的專業(yè)性，教師在教學實踐中應(yīng)做好充分的教學準備，選擇合適的典型案例，通過案例教學方式激發(fā)學生的學習興趣，增強學生參與課堂的意識，提高學生分析與解決實際問題的能力，實現(xiàn)學校與社會的有機銜接，最終培養(yǎng)與社會需求接軌的創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：案例教學；建模與仿真；應(yīng)用

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）09-0164-02

案例教學法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學法，案例本質(zhì)上是提出一種教育的兩難情境，沒有特定的解決之道，而教師于教學中扮演著設(shè)計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與討論，不像是傳統(tǒng)的教學方法，教師是一位很有學問的人，扮演著傳授知識者的角色?！督Ｅc仿真》案例教學法是一種以實際生活生產(chǎn)系統(tǒng)為背景、計算機仿真為手段，注重師生互動的教學方法。建模與仿真案例教學的目標定位是通過案例仿真找到理論與實踐的結(jié)合點，重視培養(yǎng)學生獨立思考和勇于嘗試的能力，特別突出培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力，從而提升學生今后進入社會的勝任力。

一、案例教學法的優(yōu)勢

案例教學致力于培養(yǎng)學生的學習興趣和提高學生的創(chuàng)新能力，仿真案例則是達成這一目標的有效載體。與傳統(tǒng)的、以教師為主體的灌輸式教學法相比，《建模與仿真》課程中實施案例教學法具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

（一）有利于找到理論與實踐的最佳融合點

傳統(tǒng)的教學模式教師是課堂的主導(dǎo)，教材是授課的唯一依據(jù)，學生在被動接受的情況下無法調(diào)動學習熱情和激發(fā)學習潛能。案例教學以仿真案例為突破口，寄理論于案例之中。在引導(dǎo)學生分析案例之前，有必要先向?qū)W生講解專業(yè)理論知識，在學生具備一定理論和方法的基礎(chǔ)上，再進行案例分析和設(shè)計，這樣則避免了案例教學的盲目性。

（二）有利于提高學生創(chuàng)新和實踐能力

在高度關(guān)注學生實踐和創(chuàng)新能力的今天，增強學生的這一能力已成為評價各高校教學質(zhì)量的重要指標。提高學生的實踐和創(chuàng)新能力是各高校進行教學改革的出發(fā)點和動力，在這種出發(fā)點和目標的指引下，各高校的實驗經(jīng)費和課時都得到了增加，實驗設(shè)備得到更新，學生的實踐機會增多。問題的根源在于如果教學方法陳舊老套，教學內(nèi)容一再重復(fù)，教學質(zhì)量很難看到根本性的提高?！督Ｅc仿真》案例教學正是培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力的有效途徑，學生通過本課程的案例學習能夠初步運用仿真模型分析和診斷生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的瓶頸，并通過優(yōu)化措施的實現(xiàn)，提高學生的分析、動手和創(chuàng)新能力。

（三）有利于提升學生在未來社會工作中的勝任力

仿真課程的理論教學比較抽象，學生的學習興趣不濃，造成該門課程教學效果不佳的原因無外乎該門課程應(yīng)用性強，與生產(chǎn)實際聯(lián)系比較緊密，學生缺乏相關(guān)經(jīng)驗，難以正確理解抽象實際系統(tǒng)?！督Ｅc仿真》課中案例，取材于社會實踐中真實系統(tǒng)和制造流程，而每一個系統(tǒng)或流程都有自身亟待解決的問題，對問題的解決實際上就是提前進入社會實踐的一種排演。這種案例教學方法與以往教師為課堂主導(dǎo)，學生被動學習的教學方式相比，體現(xiàn)出它尊重學生、尊重社會、尊重知識、尊重教育的極大優(yōu)勢。

二、案例教學在《建模與仿真》中的應(yīng)用

（一）案例選擇

在教學過程中，案例一定是經(jīng)過教師深入調(diào)查研究后由教師預(yù)先設(shè)計好的，應(yīng)來源于實踐，為教學目標服務(wù)。

1.選擇的案例要貼緊理論。選編合適的案例是順利實施案例教學的前提，案例模型在課程中的教學不是越難越好，也不是可以籠統(tǒng)形式或信手拈來，而要圍繞教學的理論知識點和難易梯度認真選擇，精心選擇出與理論知識結(jié)合緊密的案例，做到一針見血。這樣通過案例分析后可以對理論知識理解更加深刻。這就要求一方面，教師首先要在仿真前就把與案例相關(guān)的基礎(chǔ)理論、重點難點講授給學生；另一方面，學生可以運用理論指導(dǎo)實踐，同時在實踐中檢驗理論加深理解，這樣避免了僅靠案例無法搭建完整知識體系的問題。

2.選擇的案例要貼近生活。入門案例仿真可以選擇與學生身邊常見事件系統(tǒng)作為的典型仿真案例，這樣學生會更感興趣。例如，教師在編寫排隊系統(tǒng)仿真案例時，可以將學生日常會遇到排隊現(xiàn)象首先納入進來，如銀行辦理業(yè)務(wù)排隊現(xiàn)象、顧客到商場購物結(jié)算排隊現(xiàn)象、病人到醫(yī)院掛號現(xiàn)象等。學生對熟悉的事件會有身臨其境之感，也對其中邏輯規(guī)則比較熟悉，分析起來比較容易，深入分析數(shù)據(jù)也會容易上手，從而很好地邁出分析復(fù)雜系統(tǒng)的第一步。

3.選擇的案例要貼合專業(yè)。《建模與仿真》是工業(yè)工程和物流工程等相關(guān)專業(yè)的主干課程之一，這些專業(yè)的研究對象大多為制造、物流或服務(wù)系統(tǒng)，因此，教師編寫案例時也要選取一些典型的制造工藝、流程或系統(tǒng)作為研究案例，如排隊系統(tǒng)、流水線生產(chǎn)組織、看板管理、裝卸作業(yè)等多個與專業(yè)相關(guān)的典型案例，通過運用所學的專業(yè)理論知識對這些與企業(yè)、專業(yè)密切相關(guān)案例進行思考、分析，從而解決企業(yè)實際問題。

（二）以排隊系統(tǒng)仿真為例實施案例教學

排隊系統(tǒng)教學是《建模與仿真》課程中十分重要的教學內(nèi)容，下文以“銀行業(yè)務(wù)辦理排隊系統(tǒng)”為例介紹案例教學法在教學實踐中的應(yīng)用。

1.專業(yè)知識講解。在這個環(huán)節(jié)里面，教師要詳細講解排隊系統(tǒng)的相關(guān)知識，如排隊系統(tǒng)活動類型、顧客到達特性、顧客服務(wù)時間分布特點等。在專業(yè)知識講解的基礎(chǔ)上再做案例導(dǎo)入，可以避免案例導(dǎo)入的冒失感和盲目性，做到有的放矢。

2.案例導(dǎo)入。在這個環(huán)節(jié)里，教師可采用多媒體演示“銀行業(yè)務(wù)辦理排隊系統(tǒng)”過程，可以使用文字加視頻組合方式，直觀、生動地展示此排隊系統(tǒng)的每一個細節(jié)，讓學生們有身臨其境的感覺，排隊系統(tǒng)從顧客到達到顧客離開有清晰的了解，避免案例只通過課本、文字、口頭等方式導(dǎo)入造成興趣乏味、理解模糊等問題，從而提高學生學習的熱情，為下一步分小組導(dǎo)論打下學習興趣的基礎(chǔ)。導(dǎo)入過程一般控制在10分鐘。

3.分小組討論。分小組討論環(huán)節(jié)是案例課堂教學的重點，分組方式可以是隨機分組或是學生自行搭配組合等形式將學生按學生總數(shù)比例分成若干組，每小組需制定一名小組長。然后，各小組根據(jù)第一環(huán)節(jié)講解的專業(yè)知識對案例進行討論分析，在規(guī)定時間內(nèi)各小組要出一份本小組成員結(jié)論一致、言簡意賅的討論結(jié)果，并由小組長宣讀。小組討論一般控制在15分鐘。

4.案例剖析。在大家積極討論并對案例深入了解的基礎(chǔ)上，教師可在這一環(huán)節(jié)將案例關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行剖析，如要給出學生準確的銀行業(yè)務(wù)辦理排隊流程、明確指出客戶、收銀臺、取號機、排隊隊列的實體類型，并讓學生對照教師剖析結(jié)果比對自己的小組討論結(jié)果，相當于對分小組討論做一次總結(jié)和點評。這樣避免了分組討論熱火朝天、討論結(jié)果不知對錯的問題，讓大家可以檢驗自己的討論結(jié)果，也為下一步正確地進行案例實踐做好準備。案例剖析一般控制在10分鐘，從而一至四環(huán)節(jié)大概控制在一堂課內(nèi)完成。

5.案例仿真。這一環(huán)節(jié)的特點是教師指導(dǎo)與學生仿真同步進行。隨著案例教學前四個環(huán)節(jié)的展開，學生已基本了解“銀行業(yè)務(wù)辦理排隊系統(tǒng)”的實體類型、業(yè)務(wù)辦理排隊流程等仿真要素，此時，教師就可以引導(dǎo)學生建模仿真。仿真分為三個步驟：元素定義（實體定義名稱和類型）、元素可視化（將定義的可視實體以二維或三維的圖形顯示出來）、元素詳細定義（將實體間聯(lián)系活動用計算機語言表述出來）。在案例教學實踐中，學生常常在將邏輯流程轉(zhuǎn)化為計算機語言時遇到困難，建模水平需要在不斷練習中得以提高，因此，教師在這一過程中需要實時指導(dǎo)學生完成。案例仿真一般控制在30分鐘。

6.案例總結(jié)。首先，教師要對搭建好的模型進行分析講解，利用模型解決實際系統(tǒng)中的問題，例如如何改變參數(shù)可以找到柜臺設(shè)置數(shù)的最佳配置可使客戶等待時間最短、以及分析每個柜臺的使用率和每天銀行接待客戶數(shù)量。其次，教師要引導(dǎo)學生對本案例的應(yīng)用范圍、適用系統(tǒng)、仿真目的、重點難點、包含的知識點沖洗吸收消化，進而讓學生對案例仿真過程形成整體認知，具備仿真類似排隊系統(tǒng)仿真的能力。案例總結(jié)一般控制在10分鐘。

7.案例遷移。教師要給學生留下課下思考的時間和空間，案例教學最顯著的特點之一就是引導(dǎo)學生由淺入深、舉一反三。通過案例總結(jié)，學生對排隊系統(tǒng)的整體認知有了掌握，可在課下找一些相似案例，按照課堂講授的方法對類似排隊系統(tǒng)進行“案例遷移”，學生從中將感受到“學以致用”的成就感。最后的案例遷移思路講解一般控制在5分鐘左右，具體遷移實踐課下完成。則四至七環(huán)節(jié)控制在一堂課內(nèi)完成?！督Ｅc仿真》一般是一大節(jié)兩小堂課，按照此節(jié)奏和時間把握可將案例教學很好地開展。

8.案例效果評估。案例教學方法實施后，需要教師定期對教學效果進行調(diào)查評估，評估主要針對學生對案例的興趣程度、學生案例教學組織的滿意度等。調(diào)查方式可采用采訪調(diào)查法、論文調(diào)查法、問卷調(diào)查法等方式進行，通過學生的及時反饋不斷調(diào)整。評估總結(jié)范圍由細微到全局，由單堂案例授課上升至整門課程的調(diào)整。

綜上所述，通過案例教學法，學生不僅可以對案例涉及的專業(yè)知識、案例所研究的系統(tǒng)有了清晰認識，同時也使學生可以根據(jù)案例所包含的內(nèi)部邏輯進行仿真建模，通過仿真模型解決實際生活生產(chǎn)中的問題。案例教學法對教師提出較高要求，教師一方面要很好地掌握專業(yè)理論知識，另一方面還能運用專業(yè)理論知識指導(dǎo)仿真建模，最終解決實際問題。案例教學的成功需要教師和學生雙方配合與磨合，通過課堂實踐、效果評估不斷摸索完善，教師要做好“持久戰(zhàn)”的準備，逐步摸索出成果顯著的方法和模式。

參考文獻：

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