基于虚拟仿真技术的物流自动化课程线上教学方法探讨.pdf
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1、 年第 卷第 期总第 期物流工程与管理 教育研究:./.基于虚拟仿真技术的物流自动化课程线上教学方法探讨 张文峰陈 晨胡 震(南京邮电大学江苏 南京)【收稿日期】基金项目:南京邮电大学教改项目(项目编号:)资助【作者简介】张文峰南京邮电大学 【摘 要】“一带一路”倡议背景下我国物流业的高速发展对现代物流专门人才培养提出了更高要求 为了适应当下物流自动化课程线上教学模式进一步增加学生对于课程的理解与参与度文中提出采用基于虚拟仿真技术的线上互动式教学方法 通过引入相关仿真软件提升学生对于电气控制器件及方式、自动化控制系统、组态技术及物流自动化工业系统的认识并锻炼学生对于物流自动化控制系统的设计能力
2、和实践能力 结合线上虚拟仿真技术提出开展线下验证性实验教学提升实验室的利用效率并增加学生的实践机会【关键词】虚拟仿真线上教学物流自动化【中图分类号】【文献标识码】【文章编号】()()【】“”.【】引言国家“一带一路”倡议的提出加强了国际区域协作为我国物流业的迅速发展创造了重要的战略机遇 如何面对全球化市场竞争创新物流管理模式、提高物流管理能力是目前摆在物流行业面前的重要课题 作为高等教育者更应该与时俱进创新教育教学方法为国家培养适应现代物流的专门人才 物流自动化是物流工程科学的一个重要研究方向是以系统论、信息论和控制论为基础以物流系统为研究对象以计算机技术、网络技术、自动化控制技术、物流设备和
3、集成技术为工具以提高物流管理效率和可靠性为目标的一项专门技术 通过对物流自动化相关课程的学习可以帮助学生掌握现代物流管理技术适应不断发展的物流管理挑战 同时物流自动化技术也是一门对实践动手能力要求较高的课程 面对 疫情的全球肆虐如何保证“线上 线下”教学模式下学生的课堂参与度与实践动手能力培养是现阶段本门课程需要探讨和解决的重要问题 针对该问题本文结合课堂教学过程中的经验提出采用基于虚拟仿真技术的线上互动式教学与线下实验验证相结合的教学模式 一方面可以保证学生对课程的参与度另一方面可以加深学生对课程的理解并丰富其实践动手能力 物流自动化课程简介物流自动化课程主要教学内容包括基于继电器和可编程控
4、制器的电气控制技术、现场总线技术、监控组态软件技术、第 期张文峰等:基于虚拟仿真技术的物流自动化课程线上教学方法探讨自动化立体仓库、生产物流自动化系统等 可以看到课程与电气控制器件、控制系统以及生产过程结合是一门实践性较强的课程 采用常规理论课讲授式教学一方面难以将问题讲清楚另一方面也难以在学生脑中形成具象不利于学生的理解和记忆 课程虽然安排了实验教学但是不能够让学生及时做到复习和动手实践教学效果不好 疫情爆发以来线下教学和实验教学安排的频繁调整难以保证学生及时走入实验室同时由于线上课程教学难以照顾到学生对知识的理解程度因此造成了部分学生学习效果不佳的现象 基于虚拟仿真的线上互动式教学线上教学
5、在师生之间建立了场所隔离但同时也为师生同时提供了可以互动的个人 终端 因此针对物流自动化课程教学特点本文提出了基于虚拟仿真的线上互动式教学方法以提高师生间的沟通、互动提升学生的课堂参与度互动式教学要求在课堂上营造出良好的教学氛围建立教师和学生之间平等的交流和互动关系通过教师引导来激发学生的积极性和创造性有利于提升教学质量 在线上开展时可以借助师生的 终端积极引入虚拟仿真技术通过师生共同实践的方式提升师生间互动增进课堂趣味性帮助学生掌握所学知识 以电气控制部分教学为例对于常用电气控制器件的讲解可以选取教室、家庭、宿舍中常见的空气开关为导引通过对比、联想进一步引入继电器、断路器等器件使得学生能够较
6、快地融入课堂情境 同时利用在线教学中学生上网、操作电脑方便的特点让学生通过工业电子商城了解现有器件的的发展现状与课本知识形成对比通过互相反馈所观察到器件的异同点加深对这部分知识的了解 同时教师也可以充分利用线上教学软件操作的便利性通过演示视频、等 机械设计软件、等多物理场仿真软件等工具向学生展示常用低压电器的产品拆解、机械设计制造过程、电磁能量转换原理等 一方面帮助学生了解最新的电气控制器件行业现状接触前沿知识另一方面也向学生介绍电工电器等装备的设计制造过程增加对本专业的认识 同理对于可编程控制器的原理介绍也可以通过一起浏览所学可编程控制器产品的网站、学习社区等获取最专业、最前沿的资料目前对于
7、继电器式的电气控制方式可以利用 动画、数字孪生等技术建立常用低压电器器件通过学生对虚拟器件进行连线的方式完成仿真实验 例如图 所示电工仿真软件可以将电气原理图和实物连接图同时给出其中电气原理图展示了课程中讲解的典型控制电路可以使学生加强对理论知识的掌握与复习 实物连接图则将对应的实物图列出通过学生动手连线了解对应控制线路的实物接线过程以及控制过程中的触点动作过程 仿真软件可以完成多项经典案例的控制线路仿真使学生直观地了解各种线路的控制过程 软件包含手动布线和自动布线可以和学生形成互动增强趣味性 目前仿真程序可以涵盖课程中的多数经典控制线路如表 所示满足学生对于继电器式电气控制线路仿真的需求图
8、电气控制线路仿真软件表 仿真用经典电路序号经典电路异步电动机点动控制线路异步电动机起保停电路具有过载保护的自锁电路异步电动机多点控制电路异步电动机正反转控制自动往返控制延时启动控制自动顺序启动控制 对于基于 的电气控制线路的程序设计及仿真目前很多 厂家已经提供了仿真工具方便检验程序设计的正确性对于该类 程序设计的学习可以结合仿真工具 对于还没有集成仿真工具的 如西门子 系列 可以采用外部开发的仿真软件进行程序仿真验证线上案例式教学的过程中将 程序设计案例分解为经典程序段通过 编译器的在线演示、实践操作等帮助学生了解程序设计的过程充分利用在线课程的优势 同时程序设计过程中还可以纠错演示、对比演示
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