建模与仿真实践教学工业工程论文

建模与仿真实践教学工业工程论文

一、现有教学效果的问卷调查

实践环节的教育目的是使学生对某一方面的理论或技术融会贯通，并应用于实际。相较于理论课程教学，实践环节中“学生学会”比“教师教好”更为重要。“建模与仿真实践”教学环节也是如此，其教学效果的好与差取决于学生学得好与差。以学生学习效果为教学方法改革的目标，必须从学生的角度客观审视当前教学环节中存在的问题。问卷实施过程中为了较客观反应实际情况，将问卷分为“授课前”和“授课后”两部分，分别于该教学环节的开始前和结束后进行调查。本次调查以匿名的形式总共向58名接受该实践环节教育的工业工程专业学生发放了调查问卷，回收58份有效问卷，结果汇总如下。

(一)学生状况部分统计

根据调查数据发现，对仿真相关理论知识的学习兴趣一项中，仅25.9%的受访者表示“很有兴趣”或“有兴趣”，74.1%的学生对仿真相关理论知识兴趣“一般”或“根本没有兴趣”;从理论知识掌握情况看，81%的学生在前期的理论课程学习中只“知道一些术语和基础知识，但不是特别明白”，其中22%学生更表示“课程抽象，没什么印象了”;从课程知识的认可度方面，77.6%的学生表示课程知识“以后很难用到”，其中30%的学生认为“如果碰巧工作的公司也用这个软件可能会有用”。

(二)课程特点部分统计

就建模与仿真理论课程难度而言，有91.4%的学生表示“有点难”，

其中19%的学生认为该门课程“很难”;从软件学习难度方面，79.6%的学生认为软件学习“有点难”，49%的学生觉得学习ProModel仿真软件时“感觉学会了，但自己动手时又不会做”;而实践环节的效用方面，43%的学生感觉“可能会有点用，不过工作中是很难用到”，29.3%的学生则觉得“如果碰巧工作的公司也用这个软件可能会有用”，仅有22.4%的学生认为“很有用，将来工作中可能会用到”。在实践环节结束后的问卷中，仍有69.9%的学生认为课程所涉及仿真技术“感觉一般企业用不上这样的技术”或“生产实践中靠的是经验，仿真技术派不上用场”。

(三)课程效果反馈部分统计

建模与仿真实践环节的教学效果反馈部分均在实践环节结束后的问卷中进行调查。学习结果方面，74.5%的学生通过课程“学会了软件的简单操作”或“对理论知识又多了一点了解”;满意度方面，42%的学生“比较满意”或“很满意”，54%的学生“一般，讲得有点快，有时跟不上”;学习难点方面，52.8%的学生觉得“对实际问题进行抽象很难，看到问题不知道如何将其转变为仿真模”，26.4%的学生认为“结果分析很难，只看到软件出来的数据，但不知道数据背后的现实意义”。虽然学生由于知识和阅历的限制对于“建模与仿真实践”环节的认知有较大的局限性甚至存在偏见，但这是学生在该实践环节的真实体验。这些从学生视角反馈得到的信息有利于教师客观地分析当前该实践环节开展过程中存在的问题，可以更全面的从“教”与“学”两个层面综合分析教学效果，进而提出改革的具体措施。

二、建模与仿真实践环节问题分析

鉴于实践教学环节对工业工程专业整体教育质量的重要性，必须保证专业教学体系内的所有实践教学环节能以较高的质量标准完成。因此，客观地分析当前存在的问题显得尤为必要。综合学生问卷结果和多年执教经验，对建模与仿真实践教学环节存在如下问题。

(一)教学模式难以满足新生代学生的学习要求

从问卷结果可以总结出学生在学习仿真相关理论和技术时“兴趣低”、“效果差”以及“认可度缺乏”。分析其原因，其一为国内当前本科教育大环境并不利于学生努力学习，尤其是高校本科阶段学业压力大，缺乏系统的规划和设计，导致相当一部分大学生在本科阶段学习缺乏正确的学习压力感;其二为课程教学模式所致，传统的“教师讲，学生听”和“教师做，学生跟”的教学模式无法让学生切实感受和思考制造或服务大系统的生产运作的实际情景;其三为教学资料传统守旧，当前的教材或指导材料中，以学生“看”的内容居多，学生“做”的内容则很少，引导学生“思”的则极少。

(二)教学方法与实际应用衔接不足

课程情况相关的问卷反映出，相当一部分学生认为仿真理论课程“难”，仿真软件“不好学”以及建模与仿真实践“难以付诸实际应用”。当然，就仿真技术在社会生产实践中应用越来越广泛的事实而言，学生的认识和认知有一定的局限性。从中可反映出“建模与仿真”理论和实践教学中，没有或没有足够多地将仿真技术的实际应用展现给学生。在理论教学中，由于理论内容本身的抽象性，导致过于注重数学公式和抽象知识的讲解，而疏于与实际应用情况的衔接;在“建模与仿真实

践”教学中，基于软件实际操作的教学和考核，经常在执行时有“重实现、轻分析”倾向，导致学生缺乏衔接实际应用的意识。为期两周的实践环节中，不论教学部分还是考核部分，案例均与实际生产紧密结合，但在具体执行时往往很难将学生的注意力集中到“基于实际的分析”上来。学生在建模学习中，往往对仿真模型的程序实现比较感兴趣，甚至以为“模型能动起来”就达到要求了，而极少关心所实现的模型是否与现实系统吻合;学生在建模完成后，往往只对仿真结果的相关数据进行简单描述，很少利用自己掌握的知识分析数据背后的原因;在提交改善方案时，往往只对某几个甚至是一个仿真参数进行修改，很少关心参数调整背后的实际意义。

(三)教学内容和专业结合度不够高

从问卷中学习效果部分的调查结果可见，大部分学生觉得通过“建模与仿真实践”无非是“学会了软件的简单操作”，学习难点是“建模和分析都很难”，而且整体满意度“一般”。问卷较真实地反映出学生在该实践环节的学习体验不佳:一是学习成就感不足，当仿真模型没有与专业相关领域的典型问题相对应，而分析结果没有和专业其他课程相关知识相互验证时，学生的学习便停留在软件的简单操作，而缺乏真正意义上专业能力提升的成就感;二是实践环节学习有一定的封闭性，没有系统地融合其他专业课程的重要内容，当孤立地从仿真理论看待生产和制造系统的复杂实际问题时，仿真模型抽象和建立就变得极为困难。

三、问题导向的“建模与仿真实践”教学方法