计算机仿真技术课程教学改革实践探析

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1、计算机仿真技术课程教学改革实践探析　　摘要：计算机仿真技术是仿真科学与技术学科的重要分支，具有综合性、多学科交叉等特点。本文针对计算机仿真技术本科课程的特点和现行课程教学的不足，对该课程进行了教学改革探索与实践，从教学内容、教学方法、教学资源、实践环节等方面进行了改革实践。实践结果表明优化和提高了教学效果，为计算机仿真课程改革提供了参考。关键词：计算机仿真；教学方法；教学改革；实践中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）02-0048-03一、引言仿真技术已经在国防军事、国民

2、经济、社会生活的众多领域发挥了重要的作用，国内外众多学者认为，仿真技术“正在成为与理论、实验并列的第三种认识和改造客观世界以及科学研究的手段”，因此仿真技术被认为是“使能”技术。10仿真科学与技术虽然尚未成为一级学科，但国内多个军队院校已经开始设置仿真专业和仿真工程二级学科，已经培养了数千名仿真工程技术人才。我校从2005年起开始在测控工程本科专业开设《计算机仿真技术》课程，30学时，每年选课人数近150人，主要目的是让学员建立起计算机仿真的概念，掌握计算机仿真的基本方法并能够对连续系统进行初步的仿真研究，为今后

3、从事导弹控制系统的分析与设计奠定基础。计算机仿真技术是仿真科学与技术涉及到的有关具体仿真技术中最为基础的部分，具有综合性、多学科交叉等特点。因此，学员普遍反应该课程难学、难懂。为提高教学效果，针对课程特点和现行课程教学的不足，我们从教学内容、教学方法手段、教学资源和实践环节等方面进行了课程改革和实践，取得了较好的教学效果，为计算机仿真课程的教学改革提供了实践基础和案例参考。二、现行课程教学的不足1.课程定位不明确。由于计算机仿真技术在本校是第一次开设，对于课程应该达到什么样的目标定位并不明确。现行的课程标准将目标

4、定位为掌握连续系统仿真方法和离散事件系统建模与仿真方法，并能够对具体的连续系统进行仿真研究。事实证明这种要求目前是达不到的，特别是在有限的学时限制之下。另外，课程的定位也和测控工程专业的培养目标不尽相符。同时，本校应届毕业的研究生反映，本科阶段已经学过的内容，硕士阶段还得重新学一遍，甚至到了博士阶段，也有部分重复的教学内容出现。这说明目前对于计算机仿真技术本科课程、乃至整个仿真课群的设置与定位是不明确的。102.教学内容与其他课程重叠。计算机仿真技术课程现行的教学内容与《现代控制理论》等课程的内容有所交叉和重叠。

5、连续系统数学模型及相互转化等内容在《现代控制理论》中已经讲授过。而有关“数值积分法”的内容和《计算方法》的内容有交叉。教学内容交叉和重叠现象令学生无法准确界定、无法准确区分课程内容，也令教学督导专家诟病，当然也就不利于学员的系统学习了。3.教学方法手段单一。该课程的教学方法还主要停留在传统的讲授为主的教学理念上，只采用单一的教学方法和手段。教学内容文字性公式居多，直观性材料、多媒体材料、应用型材料偏少，学员学完后不知道如何应用、如何解决实际问题，总认为计算机仿真就是一种数值游戏、一种计算机游戏。4.缺乏必要的实践

6、环节。计算机仿真技术本来是实践性很强的综合性技术，仿真技术本身是在对控制系统分析的过程中不断完善和发展起来的。现行的教学模式缺乏实践环节，学员难以了解仿真技术具体是如何应用解决实际问题的，缺乏感性认识和实践的机会，不知道在导弹控制系统分析中有何用处。三、课程教学的改革实践根据作者的教学实践和实际科研工作经历，提出并实践了如下改革思路。101.教学内容改革。计算机仿真技术课程涉及多个交叉学科，紧密相关的课程包括计算方法、计算机软件设计、计算机图形学、计算机控制、自动控制原理、现代控制理论等课程。如何讲出本课程的特点

7、同时又避免与其他课程雷同是必须解决的问题，因此必须在教学内容的编排上下功夫。经过分析与调研，最终将本课程的主要内容选定为连续系统的数字仿真方法上（占总学时的40%），而对连续系统的建模及模型表示、相互转换则不作过多讲述，避免与自动控制原理、现代控制理论重复。而对于计算机仿真技术中的离散事件系统仿真（占总学时的25%）则仅作原理性讲述，因为经过调查发现，学员在现阶段还体会不到离散事件系统仿真建模的精髓，还不能够从离散事件仿真建模过程抽象出解决实际复杂系统的建模与仿真方法，而这正是离散事件系统仿真的核心思想和应用目的

8、所在。剩余的学时则主要讲述计算机仿真的基本概念、步骤与发展趋势及应用等内容。授课内容调整后，课程主题内容分明，有利于将连续系统仿真方法讲深、讲透，增进学员的理解。2.基于比较教学的教学方法实践。为了加深学员对内容的理解，在教学过程中广泛采用了比较教学方法[1]。10一是连续系统与离散事件系统仿真方法的比较。仿真的本质是在计算机上对模型进行试验，完成状态转移计算。连续系统仿