物流系统建模与仿真教学设计研究

摘要： 本文先分析了物流系统建模与仿真课程的教学现状和教学内容，然后探究了项目式教学、案例教学、实验教学、经验教学和系统化教学等教学方式，最后提出了课程教学步骤设计和相关内容。

Abstract： The paper firstly analyzes the teaching status and content of logistics system modeling and simulation， secondly studies teaching methods in terms of project teaching， case teaching， experimental teaching， experience teaching and systematic teaching， finally puts forward the steps design of course teaching and related content.

关键词： 物流；建模仿真；教学方式；实践教学

Key words： logistics；modeling and simulation；teaching methods；practical teaching

中图分类号：F252 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）23-0258-03

0 引言

《物流系统建模与仿真》是一门面向物流工程专业本科生和研究生学习的课程。可用的参考教材有彭杨的著作[1]。

该课程的开展要求学生对物流学、数学、运筹学、统计学和计算机编程有一定的了解和掌握，注重理论与实践的结合，重点培养学生的动手能力、独立思考能力。在教学过程中，教师要特别注意难易程度的把握，重在教学物流系统建模和仿真的基本理论方法和技能，及相关辅助软件工具的运用。物流系统正朝着自动化、信息化、集成化的方向快速发展，教学内容需跟随时展的实情，提高学生对现实物流系统的认识。

通过本课程的学习，要求学生掌握物流建模和仿真的一般原理方法和技能，综合应用所学知识对物流系统运作规律和特征进行建模和仿真，了解物流系统各种业务流程的仿真方法和技术，熟悉使用物流仿真的专业软件，能够对一些实际的物流系统进行建模和仿真，并进行综合分析得出有价值的结论；提高学生的理论研究水平和实践应用能力，培养综合能力较强的物流工程的专业人才。

1 教学现状

国内一批学者对物流教学展开了系列探讨[2-4]，物流系统建模与仿真的应用性、综合性较强，掌握本课程的学习，需要事先了解其它的一些学科知识，这包括：系统工程、高等数学、概率统计、运筹学、统计学、计算机编程、数据库、现代物流等课程知识。建模与仿真的复杂性使得过硬的计算机相关知识成为学好这门课的必要条件。Matlab、C/C++、Exe、Flexsim、Automod、Arena等相关软件的熟练运用，也是学好这门课程的基础和前提。由于相关基础课程课时的有限性与知识内容大容量之间的冲突，学生对知识的掌握是蜻蜓点水式—杂而不深入，使得结合计算机技术进行建模仿真的教学内容有一定的难度。

我们需要借助管理学以及现代企业和物流的发展脉络来学习和运用这门学科知识。比如在建立一个模型时，我们需要先了解实际的企业状况，分析可能存在的问题，再针对问题建立数学模型，综合利用计算机技术和数学理论进行求解和优化，然后对实际物流业务流程进行可视化分析，建立仿真模型。此过程要求学生了解物流业务的各个流程和存在的瓶颈问题，具备良好的数学抽象建模的思维，掌握计算机编程和物流专业软件。这都给教师的教学和学生的学习带来了很大的挑战。

物流作为新兴行业，新的技术、新的概念、新的方法层出不穷。要学好这门课程，学生就要关注前沿科技，把握最新的物流研究动向。目前的教学中关于理论方面的教授比较详细，但是关于仿真和实践，由于课时和实践条件的限制，以及学生自学能力的欠缺，要做到理论与实践有效地相结合，确实是有一定难度。即使有理论与实践的结合，对于物流实际业务的忽略也使得实践只能是局限于课本之上的实践。系统思想的不成熟，问题解决捉襟见肘，顾此失彼，无法协调系统内部的平衡性，更没有长远的眼光。所以在安排理论与实践的教学部分时，两者所占用的时间比例要恰当，以培养学生的动手实践能力。借助计算机仿真的三维可视效果培养学生的兴趣，是一个比较好的切

入点。

2 教学内容

《物流系统建模与仿真》可作为经济管理、物流管理、物流工程、工业工程、系统工程、自动化等专业的本科生教材，是高等院校物流管理和物流工程必修的一门课程。该课程的开展要求教学与自主实践相结合，旨在培养具有扎实理论知识基础和丰富实践经验的物流人才，使其能进行物流规划、管理、组织、指挥、决策以及在物流企业及企业物流部门从事生产与经营管理工作的高级专业人才，以适应中国物流行业的发展需求。

本课程教学内容包括了物流系统建模与仿真的一般概念、理论、方法和流程，重点探讨离散事件系统仿真的一般理论基础；特别介绍了一些计算机仿真软件（物流仿真软件Flexsim等），及其在物流系统建模与仿真方面的应用。当研究的物流系统不是十分复杂，或经过简化降低了系统复杂程度时，我们可以利用数学方法，如线性代数、微积分、运筹学、计算数学等方法去建模和分析问题。但在实际研究中，随着物流理论和应用实践的不断深入，所提出的问题日益复杂，非确定因素、不可知因素、模糊因素众多，因果关系复杂，单独应用数学方法就难以进行描述或很难求解，甚至有时无法求解，借助计算机仿真技术来辅助解决问题是势在必行的。因此，培养学生对物流系统进行综合分析的能力也是十分必要的。

3 教学模式探究

3.1 项目教学 项目教学方法是以实践为导向、教师为主导、学生为主体的教学方法[5]。它从专业的实际需要出发选择具有实际背景的项目为教学内容，在老师指导下，经由师生共同实施这一项目，来完成教学活动。比如，在物流仿真学习的过程中，可以把同学分为几个小组，每个小组根据自己的业务和流程来进行仿真和软件（Flexsim）学习。如此，通过小组的讨论和规划，就能得到更加合理、全面的仿真方案。因为要解决实际问题，仿真时需要考虑许多事项。比如，做自动化仓库的仿真要考虑到公司从事什么业务，需要什么样的布局，货物到达的方式以及货物在货架上的摆放要求等一系列的实际问题，来进行仿真的安排，强化物流建模和仿真的实践教学[6]。这样才能达到仿真的目的——检验或者为决策提供依据。

项目教学方法要求学生在教师的指导下，按项目要求进行资料收集、选择、整理，通过小组成员的共同研究分析，创造性地解决问题，完成项目任务。我们还可以通过让多个小组参与同一个目标项目的仿真，使学生在紧张的竞争中得到提升和锻炼。这样的教学方式不仅能提高学生的积极性，还能提高学生的团队合作能力。

3.2 案例教学法 教学过程中要大量运用案例教学[7]，以使学生对教学内容充分理解，能够在不同的场景中合理运用知识，达到举一反三、学以致用的目的。案例有背景、有条件，能将抽象的理论具体化。案例教学能让学生感知到知识应用的真实性。单个案例虽然不能全面、多角度地对理论知识进行透彻的剖析，但是比起纯粹的理论教学能让学生更清晰地掌握并准确运用所学习的内容，因此更具有使用价值。用于教学的案例，即使不能涵盖所有的知识点，也要有其主要的理论知识点。案例要有深度，有拓展的空间，最好是当下时新的物流企业案例或企业的物流案例。案例的难度应根据它所运用的理论的难度系数来

确定。

案例教学要以探究为主，以展示为辅。通过老师对案例的展示和分析，由学生分组讨论探究理论的应用方法和技巧。老师引导学生去思考案例的可能性、创新性。这样有利于对后续理论知识的引出和学习。案例教学是一种互动的教学方式，既需要老师的讲解，也要求学生的配合。学生对案例的理解、消化和联想可加深对知识的理解，经过缜密地思考提出解决问题的方案，便能得到综合能力上的升华。而学生对问题的思考和求解需要老师的引导，因此，双向互动的教学形式对老师也提出了更高的要求。

3.3 创新性教学 创新能力的培养是当前教育的一个重点。物流涉及了工科、理科、文科等众多学科，综合了各行各业的知识系统，所以其创新性也显得举足轻重。问题的分析有定量和定性之分，定量的比较更有说服力，但是也不能忽视定性分析的优点。物流建模不仅借助了定量分析也大量借助了定性分析的方式。在海量的数据面前，定量分析显得繁琐，虽然现有的数据分析软件可以解决这一难题，但是有时若能适当运用定性分析，便可以使得问题简明化。

例如：物流系统建模让学生觉得枯燥且难以理解，可以引导学生学习别的学科中相似问题的解决方法，以达到触类旁通的教学目标。也可以引导学生从不同的角度去解决相同的问题，提高学生发现问题和解决问题的能力。创造力是社会发展的不竭动力。老师在上课时要引导学生思考，鼓励学生思考。以学生提问的方式进行教学，既可以调动学生的积极性，避免讲授一些重复的知识点，又能让学生更好的掌握所要学的内容。教学过程中要多倾听学生的想法，要有目的性的讲学，而不是一味的单方面传授。

3.4 经验教学 教师自身经验是教学的一大宝藏。具备一定的社会阅历和相关的工作经验的教师可以指导教学方向和教学问题的研讨方向，指明理论学习所需要掌握的知识和实际应用中应具备的技能。大部分学生接触物流企业生产运作的机会少，老师的经验就显得很有价值。因此，在平常的教学中，老师应加强对学生实战经验的传授，而不仅仅只是知识的灌输。此外，还可以邀请高年级的优秀学生来做一个关于本门课学习心得体会的报告，或者学习方面的交流活动。这种学生之间的互动更有影响力，而且可以增加学生与高年级学生之间的联系。学生看到本门课程对于后续课程学习的重要性，可以增强他们的自主学习意识。

3.5 系统化教学 系统化教学重点在于做好课程内容的取舍及编排、教材建设和多媒体课件等工作。针对不同的教学内容采取辩论式教学、实践教学、启发式教学等多种教学方式，确保对不同学科知识的综合运用、理论和实践的结合、教学和学习的相互促进，优化教学过程，提高教学效率。同时，针对单独的知识点采取模块化建设，确保知识体系的系统性和精简性，创建宽松的教学氛围，调动学生学习的积极性和主动性。

4 教学流程设计

在教学过程中，可以分为以下四步进行：整体认知、理论学习、实践操作和能力培养。

4.1 整体认知 整体认知是通过目录和老师的讲述给学生一个大概的知识轮廓，让其明白主要知识点、相关基础知识背景，让学生对将要学习的课程有一个大体的了解。通过老师的讲述，学生应该能够明白课程性质、相关基础知识背景，明确课程目标和意义，理清主要知识点，了解前沿理论研究及其实践应用状况等。讲解过程中指明国内外的物流现状和差距，并根据我国物流发展趋势为学生学习引导好方向，奠定课程的背景知识基础。首次课时，应该介绍学期的整体安排，便于学生合理安排学习计划；推荐一些课外阅读资料和相关教辅书籍，便于学生进行课外自学，加强知识理解，提高学习效率。

4.2 理论学习 理论学习是课程开展的重点也是难点，因此占用了课程教学的大部分课时。作为物流工程专业的学生，工科和理科方面的知识相对薄弱，而本课程教学又需要借助计算机、高数、统计和运筹学等相关知识来辅助，这给课程的有效进行带来了极大的挑战。因此理论学习的目标就是充分运用案例学习法、自学引导法等教学方法，让学生充分理解和掌握物流建模与仿真的理论。案例教学在建模的学习过程中能够得到充分的应用。例如，在学习排队论时，我们完全可以联系实际生活，引用一些生活中的事例，如在食堂排队买饭、到自助取款机排队取钱等。而自学引导法则贯穿整个学期的始终，因为相关的知识需要学生自己课外补充，老师只能引导而不能面面俱到。但需要注意的是，学生自学能力不尽相同，既要充分发掘学生的学习潜力又不能给学生太大的学习压力。只有这样才能有效调动学生的积极性，培养学生的学习兴趣。

4.3 实践操作 实践操作是一种重要且十分有效的学习手段。物流专业的人才培养目标是培养理论和实践相结合的平衡性人才。实践操作不仅能检验学生对知识的掌握程度，还能让其在实践的过程中发现问题，引起学生主动思考，让知识得到进一步的升华。这门课程有关仿真和相关物流软件的学习需要学生自己操作，老师课堂上做的只是对学生实践操作的指导和点评。为了提高学生的实践能力，我们可以在学习建模和仿真的过程中将实践操作和自学辅导法结合起来，比如课后按小组分配任务，布置一些实践操作项目，然后在后续课程中进行点评和检验。

4.4 能力培养 能力培养是学习的最终目的。通过课程的学习，不仅是学生对相关知识的扩展，更重要的是学生综合能力的提高。通过项目教学法培养竞争意识、提高学生的团队合作能力；通过案例教学培养交流能力和主动思考能力；通过实践教学法锻炼学生的实践动手能力和发现问题的能力；还有自学辅助教学法对学生的自学能力的提升等都有助于学生能力的培养。

5 结论

《物流系统建模与仿真》是物流工程专业学生的一门重要课程，该课程的边缘性和结合性十分强。物流工程专业学生学习该课程有一定的难度。这门课程不仅要求学生掌握大量的基础知识，还需要学生有分析、思考和自学的能力，这对学生和老师都提出了很高的要求。本文从教学内容、教学方式和教学流程设计等角度展开论述，以期达到理论教学和实际操作的结合，为物流行业培养理论研究和实践技术操作相结合的新型平衡性物流人才。

参考文献：

[1]彭杨，吴承建.物流系统建模与仿真[M].浙江大学出版社，2009年05月第一版.

[2]王东生.本科物流教学存在的问题及对策[J].管理观察，2008.

[3]黄思杰.高校物流专业教学现状及教学改革分析[J].魅力中国，2010.

[4]曹明兰，刘恒.物流教学改革探析[J].科技视界，2012.

[5]王金妍，李国龙.项目教学法在物流教学中的应用[J].商业经济，2009.

[6]刘霂，浅谈实践性的物流教学[J].新课程学习（下），2013.

[7]刘运芹，案例教学法在现代物流教学中的应用[J].物流科技，2010.