物流系统仿真课程案例教学方法的研究与应用

孙雪+于鑫

摘要：物流系统仿真课程是物流工程专业的必修课，是一门理论和实践性都很强的课程。本文提出采用案例教学方法对课程进行改革和创新，以期在理论和实践教学中通过案例选择、课堂讨论及实践和总结，收到良好的教学效果，增强学生学习的兴趣和信心，得到学生的肯定。

关键字：物流系统；案例教学方法；仿真课程

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）15-0127-02

一、引言

物流系统仿真课程是物流工程专业的必修课，主要是使学生掌握系统仿真的理论、方法在物流领域的应用，是一门实践性很强的课程。仿真内容可以从一个具体的物流流程拓展到整个物流配送中心的规划，深入到物流的各个方面，因此对物流工程专业的学生来说，仿真能力的培养是非常必要和重要的。物流系统仿真课程可以分为理论和实践两大部分，其中理论是实践的基础，实践又需要理论的指导，两者相辅相成。在课程教学中，为了充分调动学生学习仿真知识的兴趣和积极性，案例的设计是很重要的。

二、案例教学方法

案例教学方法是由德国教育实践家瓦·根舍因（Martin Wagenschein，1896—1988）提出的，他认为要发展学生的能力，就应该教给学生基本的知识，就需要改革教材，从日常生活中选取蕴含科学本质的范例进行教学，来培养和训练学生独立思考的能力[1]。案例教学法也称实例教学法或个案教学方法，是根据教学内容的需要，在教师的指导下，采用案例组织学生进行学习的方法。教师在教学中主要扮演设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与和讨论。在教学过程中，教师由课堂的管理者和知识的传授者，转化为引导者和促进者。该方法强调以学生为主体，由教师提出实际典型的问题，让学生积极地思考、分析和讨论。通过创造一个良好宽松的教学实践情境，激发学生的学习兴趣，培养学生解决问题和创新的能力。

三、有关物流系统仿真课程的案例教学方法研究

物流系统仿真课程是一门综合性很强的课程，主要针对物流工程专业高年级的学生。课程主要分为理论教学和实践教学两部分。理论教学主要包括物流系统仿真基础、离散事件系统建模、随机数与随机变量、输入数据分析、系统仿真算法、仿真结果分析与模型校验等内容[2]。实践教学主要是具体的物流系统的建模仿真。在教学过程中，理论教学和实践教学相得益彰，案例教学方法可以深入到理论和实践教学的各个环节中去。

1.理论教学中案例教学方法的研究。在物流系统仿真课程的理论教学中，需要涉及很多的数学知识，比如随机数、随机变量、函数分布、概率统计等。虽然已经在低年级为学生开设了高等数学、概率统计等相关课程，但是由于他们对基础知识的掌握有个体差异，并且随着时间的推移，有些基础知识已经遗忘，部分学生对较难、较深的数学知识产生了畏难心理。物流系统仿真课程的基础知识对进一步进行的仿真设计和仿真操作有着至关重要的作用，所以在教学中一定要提高学生学习理论知识的兴趣和积极性。为了使物流系统仿真课程的基本理论知识更容易地让学生掌握，需要设计一些简单而又实用的案例来辅助教学。这里可以利用学生很熟悉的Office工具中的Excel来设计案例进行数据分析，比如在讲到随机数与随机变量时，可以利用Excel中的函数库产生一些符合某些分布函数的随机数，让学生对随机数和分布函数的概念有一个直观的认识，并根据理论知识计算这些随机数的分布，对理论分布进行验证，加深学生对数学理论的理解。在课堂中，教师可以先把理论知识和基本工具的使用方法介绍给学生，然后提供一些案例，让学生自己在电脑上进行练习。当然，教师要鼓励大家一起讨论，引导学生通过实践逐步接受所学的理论知识。这种方法在理论教学中的效果较好。本学期物流系统仿真课程的理论教学部分是在实验室中进行的，通过这种方法，可以提高学生的学习兴趣，让课堂气氛较为热烈和轻松，而且在课后调查中发现学生对这种教学方法还是很认同的，认为学习理论知识还是很有意义的。

2.在实践教学案例教学方法的研究。物流系统仿真课程的实践教学应该是最容易让学生产生兴趣的部分，但是由于目前市面上的仿真软件种类很多，每一种仿真软件都有它自身的特点和使用方法，对每一种仿真软件的学习，学生都是零起点。由于课时有限，在课堂上不能面面俱到，所以应选择一种仿真软件进行详细的讲解和上机实践。在课上，我们选择AutoMod作为物流系统仿真软件。在使用AutoMod进行系统仿真时，必须要对各个作业流程建立过程语言，通过编写程序，实现相应的作业流程和各个流程之间的通信。掌握强大的AutoMod仿真工具，需要操作人员必须具备相关的编程知识，对学生来说，低年级学习的C语言、Java语言对编程能力的培养是很重要的。但是AutoMod不同于C语言、Java语言，它有自身的语法和规则。

实践部分的课程，需要教师从最基本的操作开始，循序渐进地进行。从最基本的AutoMod基础知识到比较复杂的系统知识，从简单的物流作业流程到复杂的物流规划，从易到难，教师都可以采用案例教学方法来进行。案例设计也应从易到难，最好每一部分都能从一个简单的案例入手进行设计和实现，逐步深入，让学生学会举一反三，轻松地完成相应的大作业。通过实践部分的案例教学方法，学生能独立完成实验，增强学习的信心，在软件入门后，很多学生还很愿意继续自学，激发了他们的学习兴趣。

四、教学案例的应用

在物流系统仿真课程的传送带分拣系统实践教学中，可以从简单到复杂设计下面的案例，引导学生逐步掌握传送带分拣系统仿真，完成实验大作业。

案例1：有一种物品L_a，从传送带sta_in点，按照到达频率服从指数分布函数normal 100，20秒进入系统，通过传送带，从传送带sta_out点移出系统。

案例2：有一种物品L_a，从传送带的3个入口站点，即sta_in1、sta_in2、sta_in3，按照到达频率服从指数分布函数normal 100，20秒进入系统。然后通过传送带，在传送带的3个出口站点，即sta_out1、sta_out2、sta_out3移出系统。

案例3：有三种物品L_a、L_b、L_c，分别从传送带的3个入口站点，即sta_in1、sta_in2、sta_in3，按照L_a的到达频率服从正态分布函数normal 150，30秒进入系统；按照L_b的到达频率服从正态分布函数normal 100，25秒进入系统；按照L_c的到达频率服从均匀分布函数uniform 300，60秒进入系统。然后通过传送带，再从另外分别对应的3个站点，即sta_out1、sta_out2、sta_out3移出，移入到相应的Q_out队列中去。

案例4：有三种物品L_a，L_b，L_c，按照案例2进入系统。在进入时进行检验，检验时间符合e 3min（大约3分钟）的指数分布，L_a的合格率为95%，L_b的合格率为96%，L_c的合格率为99%。通过传送带，将三种物品的合格产品从另外对应的三个点移出，移入相应的Q_out队列中去，将不合格产品移动到cv.sta7的Q_check队列中等待检修。

案例5：按照案例2的流程，分别对合格的货物进行打包，每10件打包后离开系统。

以上设计的5个案例是相关的，并且从案例1到案例5是按照从易到难，逐步加深来实现的。在实践过程中，通过基础知识的讲解，可以按序提出上面各案例，让学生分别实现。案例1是最简单的一个例子，学生能够很容易地根据所学的基本语句实现程序。然后再提出案例2，从案例1的一个入口和出口，变成案例2的3个入口和出口，让学生了解传送带的设计方法，通过编程实现多入口和出口问题。当学生通过AutoMod软件运行时，发现系统中的流动物品的传输效果，还是非常感兴趣的。然后在案例2的基础上，提出案例3。案例3将一种物品变为了三种物品，分别从相应的入口进入系统和出口离开系统，其设计逻辑发生了变化，比案例2更难一些。案例3的实现效果，是系统中的三种不同颜色的物品在流动，其实现效果比案例2的更加丰富和绚丽，使学生的学习兴趣又增强了很多。在完成案例3后，可以提出案例4。案例4在案例3的基础上增加了各物品合格率的条件，对合格物品和不合格物品的流向进行处理。随着条件的增多，系统也变得更加复杂。这时可以让学生进行讨论，根据以前所学的知识来综合实现这个案例。由于在前面的模块，学生已经学习过合格率问题的处理逻辑，所以这时他们可以根据所掌握的内容来解决这个问题，学会举一反三，融会贯通。案例5实际上是在案例4的基础上增加了一个条件，让学生在之前基础知识的学习前提下来实现。这一部分的教学过程为两课时，通过5个案例的提出和实践，让学生较快地掌握物流系统中传送带分拣系统的设计和实现，为独立完成这一部分的大作业奠定基础。

五、结论

在物流系统仿真课程中使用案例教学方法，是一种教学方法的创新。通过在课程中实施案例教学方法，不仅可以让学生在更好地理解基础知识和相关技术在案例中的应用，而且通过案例实践提高他们分析和解决问题的能力，增强他们学好这门课程的兴趣和信心。

参考文献：

[1]黄辉，论物流案例教学的作用及其关键[J].物流工程与管理，2009，31（6）：145-146，152.

[2]张晓萍，石伟，刘玉坤.物流系统仿真[M].第一版.北京：清华大学出版社，2008.