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交互式仿真在物流實訓教學中的應用

時間:2024-10-27 10:27:20

摘要:為改變傳統的傳授式教學模式,發揮教師的主導作用和學生的主體作用,保證學生在安全可靠的前提下真正參與到實訓中,本文提出建立交互式仿真平台,讓學生在仿真模拟環境中體驗操作的真實感,通過虛拟現實技術,刺激學生的視覺、聽覺神經,并結合遊戲闖關的教學模式調動學生的學習積極性和主動性,提高教學效果,從而解決當前各高職院校普遍存在的實訓設備落後及數量不足的問題。

關鍵詞:交互式仿真物流實訓遊戲闖關

物流管理專業是一門集經濟、管理、信息技術為一體的綜合實踐學科。目前我國物流管理專業教學中,很多高職院校都面臨以下困難:一是物流設施設備更新換代的速度越來越快,無論是新購置還是技術上更新,都需要大量的投資;二是實訓設備數量較少而實訓人數較多,出現僧多粥少的局面,嚴重影響教學效果。因此,在物流專業教學中應用交互式仿真技術,具有很重要的意義。

一、物流專業實訓教學的現狀

1.軟硬件建設

實訓的目的是為了将理論知識與實踐技能相結合,從而提高學生的專業應用技能。雖然現在許多高職院校的物流專業基本具備一定的實訓條件,但随着物流行業的快速發展,實訓的軟硬件配置都已遠遠落後于企業,導緻高校培養的技能型人才與企業需要的人才根本無法對接。而目前既能解決這種困境,又能解決院校資金難的問題,辦法之一就是利用交互式仿真技術。

2.教學團隊建設

俗話說“兵熊熊一個,将熊熊一窩”,一個優秀的教學團隊,必然能帶出一批好的學生。然而目前物流專業的教學團隊普遍存在着偏理論、輕技能的現象。而這些教師中既精通技能又懂交互式仿真技術的少之又少,這對培養優質畢業生是非常不利的。因此,高等職業院校需要建立多種激勵機制,以提高教學團隊建設。

二、交互式仿真實訓教學設計

實訓教學設計是實訓的基礎,科學的過程設計不但能從整體上掌控教學過程,還可以提高教學效果,起到承上啟下的作用。仿真實訓具有良好的可控性、可重複性和安全性,且仿真過程具有經濟安全、不受氣候條件和場地環境限制的特點。随着物流行業的發展,物流系統呈現多樣化、複雜化的特點,針對相關決策是否有效,仿真技術就在其中扮演越來越重要的角色。目前企業在增設新設備或技術改造過程中,常常會借助系統仿真的相關軟件,如Flexsim、RaLC(樂龍)、Automod、Arena等。

1.建模(形象模型)

利用Flexsim模型庫對所需的模拟環境及設施設備進行數據信息的設置,如物流件(包括存儲貨架、分揀線、手動液壓搬運車、叉車、托盤等)。Flexsim的菜單模塊都是直觀的操作界面,所以可以将這些模型與仿真物流過程在三維的環境中進行切換。

根據客戶需求完成貨物入庫作業和出庫作業,在入庫作業環節中需要進行模拟貨物的驗收、貨物的組托及上架作業;在出庫環節需要進行模拟貨物的揀選、月台碼放和貨物裝車等作業。

2.端口

每個Flexsim對象都可以通過端口與其他對象通信。基本端口有以下三種類型,即輸入、輸出和中心端口,在模型參數設定和運行之前,必須将各對象的各個端口進行連接。輸入和輸出端口用來設置物流件的行走路線,中間端口用來建立一個對象到另一個對象的相關性。

3.屬性與參數設置

在仿真實訓教學中,每個形象模型均需要進行屬性與參數的設計。屬性通常包括視覺、常規、标簽和統計四個選項卡,選項卡下設各種具體的屬性信息。形象實體的參數要根據實際需要進行設定。

4.仿真結果分析

仿真結果分析的過程就是對運行結果與預期效果進行比較,如果滿意,表明系統的參數無需改變;反之,需要對系統的邏輯及參數設置進行修改,不斷進行仿真試驗,直到仿真結果達到預期效果為止。

三、基于交互式仿真平台的物流實訓

1.交互式仿真平台在物流闖關實訓中的運用條件

交互式仿真平台虛拟現實技術以實際物流企業為藍本,構建出一個逼真的三維倉儲物流企業作業環境,其中模拟的設備有:叉車、揀貨小車、手推車、RGV、自動立庫、貨架、配送車輛等多種物流設備,通過手柄控制設備與人物的運動軌迹。在高職課堂中運用遊戲闖關不是簡單的機械照搬,也不是簡單地在課堂中穿插,而是需要具備以下幾個條件。

(1)師生互動。在虛拟的作業環境中,将遊戲運用在高職課堂,需要激勵學生,調動學生主動學習的積極性,單純的提問和學生不假思索的回答肯定是毫無意義的,還要關注互動的機會,為每位學生提供平等的平台,争取每位學生都能同時參與到遊戲中。

(2)知識呈現。将遊戲運用在物流實訓裡,需要選擇知識呈現的時機與形式。一次性将理論知識全部講解完,學生容易遺忘,遊戲闖關時難度增大;所以在什麼時機展現哪些知識點,如何設計跌宕起伏的遊戲情節、鋪墊激烈的遊戲氛圍,讓學生在思考中完成遊戲闖關,從而吸收各知識點才是重中之重。

(3)教學設計。高職院校學生缺乏主動學習的積極性,且自我控制和約束能力較差,所以課堂設計至關重要。一堂好課就像一部經典的電影,有序鋪陳、環環相扣、高潮疊起、熱情高漲,所以教學設計要像演電影一樣,知識要一環扣一環,緊密銜接,合理分配時間,形成一個結構缜密的邏輯體系。

(4)教學反思。将遊戲闖關運用到物流實訓裡,切記要以教學目标能否實現為目的,而非遊戲娛樂。通過學生實訓的各種表現,分析預期教學目标與實際的差距,思考差距來源的原因,找出解決問題的方法,為後續精彩的課程做好準備。

2.交互式仿真在物流實訓中的應用

(1)目标分析。實訓目标:物流綜合技能實訓是一門專業性及技術性要求很強的課程,開設的目的是使畢業班學生把所學的理論知識應用到實踐中,并掌握物流設施設備的使用及物流業務操作流程。

遊戲目标:根據不同的實訓項目,設計不同的遊戲模式,培養學生的團隊精神或創新思維。如倉儲實訓項目,可效仿“絕地求生”遊戲(個人英雄主義),在最短時間内準确無誤地完成任務,根據任務軌迹,每一環節任務均設定評分标準,系統可顯示全班學生的闖關排名,激勵學生奮發進取。

學情分析:以筆者學院物流管理專業學生為例,同一年級組不同班級學習風氣不盡相同,即使同一班級的學生學習水平也有差異,普遍自我約束能力及主動學習的興趣相對較差。準确分析授課班級學生的狀态和水平,将遊戲目标和實訓教學目标有效結合起來,才能達到事半功倍的效果。

(2)遊戲設計。首先明确教學内容,再進行闖關式遊戲設計。比如:《倉儲作業》入庫實訓,模拟流程是接單、入庫卸車、驗收、理貨、上架幾個環節。每個環節均有相應崗位工作人員進行操作,假設各作業人員的能量值均為100,随着時間的延長,能量值會下降,如在規定時間内完不成各環節任務,則操作人員會因能量不足而停止工作。如在規定時間内完成各環節的任務,則系統會根據所剩能量值給出每個環節的成績。

教學環境設計:以自主研發的交互式仿真系統為平台,借助VR眼鏡,使學生處在一種虛拟物流企業中。

遊戲闖關設計:第一關貨物卸車,通過手柄控制理貨人員,選擇手動液壓搬運車或人工搬運的方式,不同的搬運方式及熟練程度所消耗的時間不同,所剩能量值不同,得分即不同;第二關入庫驗收,理貨人員需要将破損件、變形、短少、污染件等在短時間内挑出并做詳細記錄,這一關所用時間越少,挑出件越全得分越高;第三關組盤,要求貨物堆碼後四個角成一條直線,奇偶壓縫、旋轉交錯、缺口留中、整齊牢固,不能超出貨架規定的高度,這關難度比較大,不但需要學生計算托盤最大使用面積,還需要掌控投放包裝箱的精準性,所用時間越少越接近上述要求者得分越高;第四關上架,控制叉車司機,将已組托貨物放置指定貨位。

結合學生在闖關過程遇到的各種困難,鼓勵學生積極發言,引導學生思考實訓的教學目标。

(3)教學反思。第一,是否達到教學目的。根據實訓過程學生的狀态及遊戲關卡的設置與計劃情況做比較,找出不足,開發出更适合學生的遊戲環節。第二,各關卡的設置是否能有序開展。

四、小結

以交互式仿真系統為平台,讓學生在仿真模拟環境中體現操作的真實感,并結合遊戲闖關的教學模式調動學生的學習積極性和主動性,提高教學效果,使髙職學生在遊戲中學習,在快樂中成長。

參考文獻:

[1]張敏.物流管理專業實訓教學環節的多因素契合策略研究[J].管理科學文摘,2008(1).

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(作者單位:内蒙古交通職業技術學院)
   

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