觸控一體化沙盤教學平臺開發與整合應用

于明亮， 陶 田

(上海理工大學 經濟管理實驗中心， 上海 200093)

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·文經管類實驗室·

觸控一體化沙盤教學平臺開發與整合應用

于明亮， 陶 田

(上海理工大學 經濟管理實驗中心， 上海 200093)

通過分析沙盤實驗教學的特點，對比物理沙盤和電子沙盤在實驗教學過程中各自不同的優缺點，結合現代先進的軟硬一體化技術、人機交互技術以及云技術，提出了物理沙盤和電子沙盤相互融合的沙盤實驗教學新形式，設計開發了觸控一體化沙盤教學平臺，對其具體的開發方案和教學應用、教學擴展進行了詳細的分析與設計。并且該平臺已經在部分高校得到了實際運用，通過了實踐檢驗，對沙盤教學向平臺化發展以及沙盤類實驗教學的改革具有良好的推動作用。

物理沙盤； 電子沙盤； 觸控一體化

0 引 言

近年來，為提高大學生綜合運用知識的能力，培養大學生全方位素質，沙盤類實驗教學得到了長足的發展，其多學科融合的特點，教學形式的革新，為經管類實驗教學開創了新的模式和方法，也促使各類沙盤教學系統不斷涌現，從早期的ERP沙盤模擬運營開始，現在已經涵蓋了經管類實驗教學的各個專業，如項目管理沙盤、市場營銷沙盤、網絡營銷沙盤、房地產沙盤、管理決策沙盤以及基于供應鏈的多組織企業經營模擬沙盤等等。沙盤的形式也出現了從物理沙盤到電子沙盤的轉變，沙盤類教學的教材開發、教學體系、課程體系也日益完善，但同時也出現了很多新的問題：

(1) 物理沙盤和電子沙盤各有優勢，傳統教學都是分開使用，如何有效使兩者融合共存，更好的提高教學效果。

(2) 沙盤種類繁多，為每一個沙盤教學系統配備一個實驗室會占用大量的教學軟硬件資源，如何有效整合眾多的沙盤教學系統。

(3) 現代信息技術、軟硬一體化技術蓬勃發展，能否成為沙盤類實驗教學的有效載體，建立一個綜合一體化平臺。

基于以上問題，經濟管理實驗中心進行了探索與實踐，并在實際運用中取得了良好的效果。

1 沙盤教學特點分析

沙盤類實驗教學有自身鮮明的特點，它通常采用角色扮演、經營分析、咨詢顧問的情景教學方式[1-2]。學生扮演企業內部不同崗位角色，并根據經營情況獨立做出經營分析，教師扮演企業外部角色以及咨詢顧問，對學生進行流程監督并給予有針對性的指導[3]。教學過程采用體驗式、探究式、競爭性自主學習的教學方法，讓學生在沙盤推演中體驗企業真實的運營，充分調動每位學生的學習興趣和熱情，鼓勵學生探究和自主創新[4-6]。由于市場與資源的組合千變萬化，因此整個沙盤課程的教學沒有固定的結果和標準答案，經營問題隨時可能出現，要求各公司隨時做出經營決策。

基于沙盤這種獨特的教學模式，傳統實驗教學的“做驗證性實驗、寫實驗報告”的簡單形式是沒辦法做到的[7-9]，必須有一個特殊的載體來展現并服務于教學過程，這種承載載體就是物理沙盤和電子沙盤，二者都是在一系列規則約定下的沙盤具體呈現形式，是沙盤類實驗教學最主要的載體。

物理沙盤是沙盤類實驗教學的早期形式，運用紙質盤面，各類卡片和代幣作為道具，基于沙盤的具體規則進行擺放推演，是沙盤的早期形式，一經推出得到了良好的市場反饋。隨著關注沙盤類教學的高校和企業的增加，以及現代管理信息技術的發展，電子沙盤逐漸出現，將原來物理沙盤的一套體系規則、盤面道具進行了虛擬化，通過電腦和網絡進行教學過程的組織，并有替代物理沙盤的趨勢，但在實際教學運用中，筆者發現，二者各有其優勢和劣勢，如果運用得當，都能很好的服務于教學，通過對物理沙盤和電子沙盤進行的提煉與思考，總結了以下優缺點[10-12]，見表1。

表1 物理沙盤與電子沙盤教學系統優缺點

通過以上對比分析，物理沙盤情景信息豐富、便于反復推演測算，利于學生運用形象思維開展課程學習；電子沙盤過程控制嚴謹、數據便于調用分析，并且減少了教師事務性工作量，使得教師將更多的精力關注于教學本身，利于學生運用邏輯思維開展課程學習。可見，物理沙盤和電子沙盤各自承載了沙盤類實驗教學模式的優點，并且兩者存在很強的互補性，如果能將兩者有效的融合于同一平臺之下，實現數據的交互共享，將更好的提升沙盤實驗教學的效果和質量。

2 觸控一體化沙盤綜合教學平臺研究

基于以上對物理沙盤和電子沙盤優缺點的思考，筆者總結了一下，需要一種能融合物理沙盤和電子沙盤優點的新的載體，這種載體需要具備以下特點：① 情景信息豐富，利于形象展示教學過程。② 物理沙盤和電子沙盤能夠進行數據交互，實時顯示。③ 物理沙盤盤面及道具能夠電子化。④ 必須是一種綜合化的集成平臺，能運行各種沙盤類教學軟件，便于平臺的二次開發和擴展運用。

為實現統一的教學平臺，我們考慮了當下的技術可行性，并對當前高校實驗教學研發企業及市場進行了考察，蘋果公司的Ipad產品及相關技術上的發展給了我們很大的啟發，它融合了軟硬一體化技術、人機交互技術、和云計算的應用[13-15]，這些都是當下比較先進和熱門的技術，有廣闊的應用前景。同時，通過對市場調研發現，多點觸控一體機應用也已經較為廣泛成熟，為此種設想提供了硬件載體，結合軟件開發技術，將之運用于教學領域具有很高的可行性。基于以上考慮，經濟管理實驗中心與相關企業合作，開發了基于多點觸控技術的多組織供應鏈沙盤模擬經營系統。

在硬件平臺上，選用了60英寸的10點觸摸屏一體機(見圖1)，在教學時可以允許多名同學同時通過觸控操作進行信息處理和交互，最多可同時識別10個操作，并且通過二次開發，硬件上配備特殊的分頻器，結合四分屏軟件系統，可以實現對10點觸摸屏的軟分割(見圖2)，將屏幕等分成四個子屏幕，使得屏幕可以顯示任意一個子公司的盤面或同時顯示4個子公司的盤面情況，在沙盤教學時便于各部門或各子公司進行信息的交互。同時配備四臺電腦，并使其可以與觸控屏進行信息交互，配合顯示器升降機，可以將顯示器隱藏于升降機內，提高桌面的利用率。控制過程更是實現了無線信息化管理，使用IPAD連接到特定的無線路由器和數據處理設備，可以實現對整個實驗室各種設備的控制，包括顯示器升降機的升降操作、觸摸屏一體機的開關、桌面PC的開關以及屏幕的切換，管理的信息化有效解決了設備繁多，準備工作復雜繁重的問題。

圖1 10點觸摸屏一體機

圖2 四分屏技術

結合該硬件平臺載體，經濟管理實驗中心與相關企業合作，開發了基于供應鏈的多組織模擬經營系統，該系統以集團為單位，下設原料公司、組裝公司和銷售公司，經營過程在同一規則和市場預測下，以集團訂單為驅動，各子公司配合完成集團的經營，同時允許各子公司直接面對市場開發銷售自有產品，因此在整個競爭體系同時做到了內部博弈和外部博弈，在實現集團利益最大化的前提下，各子公司還要實現自身利益的最大化，完整的將供應鏈上的互動與博弈結合在一起。在這種虛擬經營體系下，摒棄了傳統的物理沙盤，而是將物理沙盤進行了電子化開發(見圖3、圖4)。

圖3 物理沙盤電子化——原料公司盤面

圖4 物理沙盤電子化集團數據盤面

圖3是多組織供應鏈沙盤的原料公司盤面，通過電子化手段將傳統物理沙盤的道具、代幣全部以可觸控的方式實現，有效解決了物理沙盤道具損耗與補給的問題，同時具有可保存性，學生每次上課可以直接調用以前的數據，省去復盤的工作，有效利用課堂時間。

圖4是物理沙盤電子化后的集團數據，該數據直接與電子沙盤系統的數據庫對接，可以直觀的顯示整個集團當前的經營狀況，且該盤面可以實時刷新，顯示最新狀態數據，極大地方便了虛擬運營過程中各子公司、各部門角色之間的信息互動與共享，尤其在年初戰略規劃會議和年終總結分析時，兼具了物理沙盤直觀明確、場景信息豐富和電子沙盤數據實時準確的優點。觸控一體化沙盤教學平臺將物理沙盤與電子沙盤有效統一于一體，既保留了物理沙盤情景信息豐富、過程直觀的特點，又保留了電子沙盤數據準確、過程控制嚴謹、教師重復勞動工作量小的特點，同時實現物理沙盤和電子沙盤之間數據交互更是一個巨大突破，改變了過去先上物理沙盤、再上電子沙盤或者各自獨立授課的教學模式，并且該平臺在設計時就考慮了擴展性，為當前各類沙盤軟件融于該平臺之上，預留了接口。該平臺相關的軟硬件創新技術，也已經申請了專利和軟件著作權，為平臺的后期推廣和發展提供了保證。

3 觸控一體化沙盤教學平臺使用效果

觸控一體化沙盤教學平臺是軟硬一體化技術的有效運用，對當前的沙盤類實驗教學方法與模式有巨大的改進作用，目前該平臺已經得到國內多個大學的認可并采用。在教學過程中，有效將物理沙盤和電子沙盤融于一體，解決了困擾各校長期以來物理道具損耗、電子沙盤情景信息缺失的問題，得到了廣大師生贊賞。

同時，依托該平臺的建設以及相應課程的開發，通過校際合作，開展“跨高校虛擬實驗教學平臺”的建設，初步完成了跨校實驗教學體系、師資隊伍和學分互認等工作，推動了跨校資源的共享和跨校實驗教學的開展。并且“跨高校虛擬實驗教學平臺”獲得了2014年上海市教學成果一等獎，對觸控一體化沙盤的進一步應用與推廣具有良好的示范效應。

4 觸控一體化沙盤教學平臺擴展運用與展望

觸控一體化沙盤教學平臺在理念和技術上有較強的先進性，有著廣闊的運用前景。但是對于觸控一體化沙盤教學平臺的推廣和運用，并不是一個簡單的技術問題，還需經濟管理類實驗教學行業內高校、企業的共同協商和探討，解決一些重要的問題：

(1) 建立行業標準。觸控一體化沙盤實驗教學平臺可以為沙盤類實驗教學提供一攬子的解決方案，具有通用性，但是在沙盤類實驗教學領域內，還沒形成相關的標準規程，直接以此平臺為參考作為行業標準，還需要很長的周期和大量的工作。

(2) 保護知識產權。各類沙盤軟件集成于該平臺上，需要進行二次開發，必然涉及到相關軟件企業產品的知識產權問題，需要進行授權或者協商與溝通，必須在尊重知識產權和相關法律法規的框架下進行開發。

(3) 調動高校和企業的積極性。該平臺具備了擴展運用的條件，但是如何讓相關高校和企業積極的加入到此平臺上，進行產品的開發與設計，還需要在行業內進行推廣，并得到廣泛認可，才能有效的推動觸控一體化平臺的發展。

5 結 語

沙盤作為經管類實驗教學一種優秀的載體與手段，近年來迅速在全國各大高校得到廣泛應用。觸控一體化沙盤的出現，便于將現有的各類沙盤軟件，融合于統一的平臺上，提高資源利用的效率，減少沙盤類實驗室的重復建設，并且可以基于平臺進行一些針對性的二次開發，充分發揮該平臺軟硬一體化、人機交互便利、網絡化的特點，對于沙盤類實驗室的建設和沙盤類實驗教學的開展具有重大現實意義與推廣價值。

[1] 胡啟帆,李 嵐. 基于ERP沙盤模擬教學的應用研究[J]. 科技廣場,2012(3):220-223.

[2] 劉 勇，郭 科，彭 蓉.把“市場”建在實驗室把“企業”交給學生[J].實驗室研究與探索，2010，29(3):174-175.

[3] 陳朝暉.ERP沙盤模擬對抗教學方式探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2009(1)：172-176.

[4] 張競元，趙 越，王東娣. “企業經營沙盤模擬與對抗”課程“四階段”教學法[J] . 實驗室研究與探索,2011(3):365-368.

[5] 尹 磊.企業戰略管理沙盤模擬實驗教學的探索[J].實驗室研究與探索,2010(11):312-315.

[6] 俞義樵.將ERP沙盤對抗賽引入高校實驗教學的嘗試[J].實驗科學與技術,2006(6):93-95.

[7] 朱宗乾,王 彥,魏云霞.ERP實施過程沙盤模擬系統在實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索,2007,26(6):138-141.

[8] 史恭龍,王 倩. 依托ERP沙盤實訓平臺開展大學生創業教育[J]. 技術與創新管理,2013(5):480-483.

[9] 鄭惠珍. ERP沙盤模擬在高校教學中的應用綜述[J]. 實驗科學與技術,2010(5):70-72.

[10] 葉 舟.ERP沙盤模型中實驗模型缺陷研究[J].實驗室研究與探索，2011(3)：361-364.

[11] 陳 冰.經營決策沙盤教學系統及其改進[J].實驗室研究與探索，2010(1)：174-177.

[12] 葉 舟.ERP沙盤模型缺陷比較分析及課程應用[J]經濟研究導刊，2010(27):137-139.

[13] 胡世良.移動互聯網軟硬一體化商業模式探析[J].移動通信,2013(9):56-57.

[14] 馬翠霞,任 磊,滕東興,等.云制造環境下的普適人機交互技術[J].計算機集成制造系統,2011(3):504-510.

[15] 張瑞吟.基于觸控技術的創新數碼設備[J].集成電路應用，2011(9)：38-39.

Development and Application of Sand Table Experimental Platform with the Integration of Touch and Control

YUMing-liang,TAOTian

(Experimental Center for Economical Management, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

This article analyzed the teaching features of sand table experiment, explored and researched the reforms of sand table experimental teaching’s carriers, methods and means. By indicating the advantages and disadvantages of physics and electronic sand table, respectively, this article put forward a new teaching form of sand table experiment which integrated physics and electronics sand table and combining with the integration of modern hardware and software, human-computer interaction technology and cloud computing technology. Moreover, this article designed and developed an integrated touch and control platform for sand table experimental teaching, and deeply analyzed its development, application and extension. And the platform has practically applied in some universities. This article plays a good role in promoting of the platform development and reforms for sand table experimental teaching.

physics sand table； electronic sand table； touch and control integration

2014-03-28

2012年上海高校本科重點教改項目(滬教委高[2012]17號)

于明亮(1979-)，男，山東青島人，博士，實驗師，主要從事經濟管理實驗教學與實驗室建設工作。

Tel. : 021-55270953; E-mail:ymllw@163.com

G 642.0

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1006-7167(2015)01-0262-04