物流系統仿真建模類實驗課程教學探索

林秋平， 李元輝

(1. 新疆財經大學 工商管理學院， 新疆 烏魯木齊　830012；2. 新疆大學 科學技術學院， 新疆 烏魯木齊　830008)

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物流系統仿真建模類實驗課程教學探索

林秋平1， 李元輝2

(1. 新疆財經大學 工商管理學院， 新疆 烏魯木齊830012；2. 新疆大學 科學技術學院， 新疆 烏魯木齊830008)

以計算機仿真軟件為基礎，基于建構主義的教學理論，結合項目驅動的教學方法，設計一套理論與實踐相結合的教學體系，以具體的物流實驗項目為對象，將主要的教學過程分為調研對象系統、數據處理、構建系統計算機仿真模型、系統的輸出分析4個部分，將具體的知識點融合到各部分中，將教學的整體任務先呈現給學生，鼓勵學生從中發現要解決的問題，并在嘗試解決問題的過程中學習相關知識。突破傳統的教師講學生學的教學模式，充分調動學生自主學習的積極性。

物流系統； 實驗課程； 教學體系； 建構主義教學理論

計算機仿真技術已廣泛應用于管理、經濟、交通、工業、農業、商業等領域，成為繼理論研究和實驗研究之后第三種認識和改造客觀世界的重要方法。目前，在物流領域，仿真技術應用于倉儲系統、庫存系統、生產物流系統、配送中心系統、港口物流系統、供應鏈系統等方面，使用仿真技術輔助以上系統的規劃和設計、運營管理、綜合性能指標進行評估驗證、多種方案的比較等，最終達到優化系統的目的，為管理者提供決策依據[1-4]。物流系統仿真已經成為研究物流系統的一種重要的方法和技術手段，在物流管理和物流工程領域顯得越來越重要[5-6]。

1　物流系統仿真類課程研究現狀

1.1課程研究現狀

管河山對物流系統建模與仿真課程的教學現狀和教學內容進行了分析[1]，對項目式教學、案例教學、實驗教學、經驗教學和系統化教學等教學方式進行了對比分析。畢婭對項目驅動法在物流教學中的應用進行了研究[2]，以項目為目標非線性的組織教學內容，將學生的學習方式從被動變為主動，能夠有效地幫助學生提供專業能力和綜合素質。王琳等探討了針對仿真理論的立體化教學及結合實驗、競賽和畢業設計的軟件教學等多元化教學方式[3]，突出了物流系統仿真課程應用性強的特色。陳雷雷等從分析課程設計的支撐體系入手，討論了當前教學中存在的主要問題[4]，提出了教師整體教學、學生個人學習和學生團隊學習“三位一體”的學習模式。

2008年，教育部將“物流系統仿真建模”課程列為物流管理專業的專業課，列為物流工程的專業核心課。目前，對于該課程建設相關研究比較少，以“物流系統建模”為主題在全網搜索相關文章有70多篇，關于研究物流系統仿真建模課程建設的文章僅5篇；課程體系也還不完善，各大網上書店搜索書名《物流系統仿真建模》書籍共12本，能夠作為實驗課教材的書籍僅一兩本，與我校使用的Flxsim仿真軟件相結合的教材僅一本，教材的匱乏給教學體系建設和教學過程增加了很大的難度。

1.2課程建設的必要性

1.2.1仿真建模方面的人才緊缺

據統計，2006年計算機仿真技術方面的人才需求為10萬，高校培養出的這方面人才不到1萬；2011年需求的人才達到20萬，高校培養出的這方面人才約1萬。從這些數據來看，仿真技術專業人才的供求比例嚴重失調。以上是工程技術人才，商業企業更加需要的是既懂技術又懂業務的復合型人才，能夠將仿真建模的方法應用于管理中的人才就更少。

1.2.2物流系統方案需要仿真建模優化

系統仿真方法的實質是對實際觀測數據建立的一種動態模型，既反應了系統的物理特征和邏輯特征，也表達了系統的靜態性質和動態性質，非常有利于對系統進行分析和設計。物流系統是一個復雜的離散事件動態系統，具有隨機性、非線性、復雜性、適應性、多樣性、動態性等特征，傳統的最優化和啟發式方法已經不能很好地對物流系統進行建模[5-7]。面對實際中的大量復雜的物流系統，依靠仿真技術能夠為其提供較為完整的優化結果，仿真也是研究這類系統重要且有效的工具，利用模型來研究物流系統不僅是必要的，甚至在某些情況下是唯一可行的辦法[8-10]。

2　物流系統仿真類課程教學體系的設計

2.1課程性質和教學目標

我校“物流系統仿真”設置為學科基礎課。物流系統仿真建模類課程教學目的在于將計算機仿真的技術引入現代物流的研究，提高學生對物流系統進行規劃設計的能力，使物流系統的設計處于更高的水平。目前在物流領域，仿真主要應用于倉儲系統、庫存系統、生產物流系統、配送中心系統、港口物流系統等方面，使用仿真技術輔助對以上系統的規劃和設計、運營管理、綜合性能指標進行評估驗證、多種方案的比較等，最終達到優化系統的目的，為管理者提供決策依據。

2.2課程教學主線設計和學時分配

具體教學主線設計如圖1所示。

圖1　教學主線設計

基于建構主義教學理論[11-12]的教學過程中，主要運用仿真技術及相關軟件完成項目方案的設計及方案的選擇，在這個過程中，將具體的知識點融合到項目方案設計和選擇的各個環節中，以學生為主體，讓學生在相互之間的討論中學習知識。

從圖1中可以看出，整個教學過程分為2個階段，第一階段為軟件操作訓練階段，第二階段為綜合物流實驗項目設計階段。

2.2.1軟件操作訓練階段

該階段的教學課時為6個課時左右，需要學生安排一定的時間進行課后訓練，所以這一階段，授課教師一定要平衡好課上和課后訓練的內容。該階段訓練的目的是讓學生熟悉軟件的操作，為后面的建模設計打下基礎，這個階段也是培養學生學習興趣的關鍵階段，很多學生因為前面軟件操作不好而失去后面學習的興趣。在這一階段，要求學生要達到初級的軟件操作水平，能夠結合簡單的系統描述建立計算機仿真模型。

具體訓練任務包括熟悉軟件的基本結構、軟件的使用步驟等。教學中可結合學校購買軟件時廠方提供的用戶手冊進行初步訓練，然后再結合具體的專業案例進行加強訓練。該部分的教學完全可以以小組自學為主，授課教師給定訓練的實驗項目，解決學生在建模過程中的問題，幫助學生盡快熟悉軟件的操作。

2.2.2綜合物流實驗項目建模設計階段

該階段的總授課課時為30個左右。該階段的目的是使用學生已經熟悉的仿真軟件來解決具體的問題。在這一階段，學生要以小組為單位完成實驗任務，一般4～5人一組。具體的實驗任務如下：

(1) 調研對象系統并確定實驗項目。調研并確定所要建模設計的對象系統，這是整個實驗教學中最難的一個環節，關鍵在于把握好實驗項目的難易程度。實驗項目過難、涉及的范圍過大，特別是原始數據無法獲取將導致學生無法完成實驗任務；實驗項目過于簡單，很多知識點又不能很好地體現。所以授課教師一定要為學生把握實驗項目的選擇這一環節。 在這一教學環節，小組之間可以選擇相同的實驗項目，也可選擇不同的實驗項目。選擇相同的實驗項目，教師可以引導學生在課程的后面階段做組間方案的對比分析；選擇不同的實驗項目，教師可以引導學生在課程的后面階段進行方案的共享分析。指導教師可以靈活掌握。雖然實地調研對學生來說難度較大，但教師如果能給予足夠的鼓勵和設置好學生小組間的競爭，學生都能完成任務。

(2) 數據的分布擬合。一般離散事件系統仿真類軟件都會固化一款數據分布擬合的軟件，比如像Experfit、BestFit、EasyFit等。教學過程中，教師將整理好的數據分布擬合的步驟發給學生小組，由小組討論完成所收集原始數據的處理，并要求各小組總結需注意的問題。

(3) 構建計算機仿真模型。這一環節是將現實系統項目用計算機軟件進行模擬。這個環節對學生的抽象能力和邏輯思維能力要求較高。充分地理解仿真模型的組成要素，將實驗對象系統模型化，是該實驗任務中的關鍵內容。在對同一現實系統項目理解相同的情況下，不同的小組所構建出的仿真模型都會有所不同，所以這一環節可以讓小組之間進行方案的比較，選擇最優方案。此外，鼓勵學生進行可視化設計，這也是仿真類軟件的一大優勢，會使得所設計的方案更容易理解。

(4) 輸出分析。這一環節很重要的教學內容就是結合實際確定系統的性能指標。仿真建模方法更加關注的是性能指標的均值，所以對于模型的運行次數、運行時間、誤差等的確定非常關鍵，否則結果會偏離實際。根據輸出的性能指標來評價方案和改進方案。

3　物流系統仿真課程的擴展應用

3.1專業實習

目前，各高校均有專業實習的環節，一般安排在大三的下學期，時間為1～2周，由于時間較短.讓學生進行企業頂崗實習很難，企業一般不愿接受。過去專業實習形式比較單一，主要是以企業參觀為主，回來寫心得體會，目的性不強，學生的收獲很少。該類課程開設以后，把基于仿真技術的系統問題的解決或者系統的設計作為后續學生專業實習中需要完成的任務，不僅改善了學生對于專業實習的懈怠，也極大地促進了學生認真完成每一個環節，達到專業實習的目的。

3.2畢業論文

學生掌握了利用仿真技術進行系統規劃和設計的相關知識，可以以此為基礎進行畢業論文的設計。學生提升了解決實際問題的能力，專業整體論文水平也有很大的提高，使得學生從通篇理論敘述的困境中解脫出來。

3.3學生競賽

目前，在較多的與物流相關競賽中有學生團隊運用了計算機仿真技術進行方案的設計和分析，都取得了不錯的成績。

4　結語

該種教學模式可以在管理類專業的相關專業中進行推廣，像電子商務、市場營銷、工商管理等需要軟件輔助實驗教學的專業。

References)

[1] 管河山.物流系統建模與仿真教學設計研究[J].價值工程，2013(4):258-260.

[2] 畢婭.關于項目驅動法在以KAQ為培養目標的物流教學中的研究：以《物流系統建模與仿真》課程為例[J].物流工程與管理,2012,34(7):154-156.

[3] 王琳,韓永生.物流系統仿真課程的多元化教學研究[J].物流技術，2013，32(10):283-285.

[4] 陳雷雷，李俊，沈妙妙.建模與仿真課程設計的教學實踐與探索[J].實驗室研究與探索，2014,33(7):210-213.

[5] 胡海剛，張玉松.物流系統規劃與仿真實驗教學研究[J].實驗技術與管理，2008，25(8)：181-183.

[6] 秦天保，周向陽.使用系統仿真建模與分析：使用Flexsim[M].北京：清華大學出版社，2013.

[7] 李永先,胡祥培，熊英.物流系統仿真研究綜述[J].系統仿真學報,2007,19(7):1411-1415.

[8] 朱建方，孔凡航，曹剛.“角色扮演法”在實踐教學中的應用探析:以“第三方物流仿真與實踐”為例[J].實驗技術與管理,2009,26(10):21-25.

[9] 魯力群,趙靜.物流系統仿真課程設計教學構建與實施[J].物流技術，2014，33(12)：459-460.

[10] 劉博航，徐海峰，閆小勇.全實驗教學模式在“交通仿真”課程中的應用[J].教育與職業，2012(29):108-109.

[11] 劉長青，杜鳳秋.傳統學習觀與建構主義學習觀之比較[J].教育與職業，2007,27(6):107-108.

[12] 薛國鳳,王亞暉.當代西方建構主義教學理論評析[J].高等教育研究，2008,24(1):96-99.

Exploration of logistics system simulation modeling experimental teaching

Lin Qiuping2， Li Yuanhui1

(1. School of Business Administration of Xinjiang University of Economics and Finance, Urumqi 830012, China；2. School of Science and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830000, China)

Based on the computer simulation software, based on constructivism teaching theory, combined with the project driven teaching method, this paper designs a set of theory and practice of combining the teaching system, With specific logistics experiment project for the object, the main teaching process is divided into the following four parts: research object system, data processing, building the system simulation model and the output analysis of the system. The knowledge is fused to each section, the teaching of the overall task is first presented to the students to encourage the students to find the problem to be solved and try to solve the problem in the process of learning knowledge. It breaks through the traditional teaching mode in which the teachers tell the students while learning, which can fully arouse the enthusiasm of the students’ autonomous learning.

logistics system; experimental course; teaching system; constructivism teaching theory

DOI：10.16791/j.cnki.sjg.2016.01.057

2015- 05- 21

新疆財經大學教改項目(2014JG0206)

林秋平(1981—)，女，遼寧盤錦，碩士，講師，研究方向為物流信息化及信息系統.

E-mail：46761243@qq.com

G4234.07

B

1002-4956(2016)1- 0215- 03