交互式仿真在物流實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

王秀宇　王陸峰

摘 要：為改變傳統(tǒng)的傳授式教學(xué)模式，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，保證學(xué)生在安全可靠的前提下真正參與到實(shí)訓(xùn)中，本文提出建立交互式仿真平臺(tái)，讓學(xué)生在仿真模擬環(huán)境中體驗(yàn)操作的真實(shí)感，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，刺激學(xué)生的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，并結(jié)合游戲闖關(guān)的教學(xué)模式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果，從而解決當(dāng)前各高職院校普遍存在的實(shí)訓(xùn)設(shè)備落后及數(shù)量不足的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：交互式仿真 物流實(shí)訓(xùn) 游戲闖關(guān)

物流管理專業(yè)是一門集經(jīng)濟(jì)、管理、信息技術(shù)為一體的綜合實(shí)踐學(xué)科。目前我國(guó)物流管理專業(yè)教學(xué)中，很多高職院校都面臨以下困難：一是物流設(shè)施設(shè)備更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，無(wú)論是新購(gòu)置還是技術(shù)上更新，都需要大量的投資；二是實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量較少而實(shí)訓(xùn)人數(shù)較多，出現(xiàn)僧多粥少的局面，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。因此，在物流專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用交互式仿真技術(shù)，具有很重要的意義。

一、物流專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀

1.軟硬件建設(shè)

實(shí)訓(xùn)的目的是為了將理論知識(shí)與實(shí)踐技能相結(jié)合，從而提高學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用技能。雖然現(xiàn)在許多高職院校的物流專業(yè)基本具備一定的實(shí)訓(xùn)條件，但隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，實(shí)訓(xùn)的軟硬件配置都已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于企業(yè)，導(dǎo)致高校培養(yǎng)的技能型人才與企業(yè)需要的人才根本無(wú)法對(duì)接。而目前既能解決這種困境，又能解決院校資金難的問(wèn)題，辦法之一就是利用交互式仿真技術(shù)。

2.教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

俗話說(shuō)“兵熊熊一個(gè)，將熊熊一窩”，一個(gè)優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，必然能帶出一批好的學(xué)生。然而目前物流專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)普遍存在著偏理論、輕技能的現(xiàn)象。而這些教師中既精通技能又懂交互式仿真技術(shù)的少之又少，這對(duì)培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)畢業(yè)生是非常不利的。因此，高等職業(yè)院校需要建立多種激勵(lì)機(jī)制，以提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

二、交互式仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)是實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)，科學(xué)的過(guò)程設(shè)計(jì)不但能從整體上掌控教學(xué)過(guò)程，還可以提高教學(xué)效果，起到承上啟下的作用。仿真實(shí)訓(xùn)具有良好的可控性、可重復(fù)性和安全性，且仿真過(guò)程具有經(jīng)濟(jì)安全、不受氣候條件和場(chǎng)地環(huán)境限制的特點(diǎn)。隨著物流行業(yè)的發(fā)展，物流系統(tǒng)呈現(xiàn)多樣化、復(fù)雜化的特點(diǎn)，針對(duì)相關(guān)決策是否有效，仿真技術(shù)就在其中扮演越來(lái)越重要的角色。目前企業(yè)在增設(shè)新設(shè)備或技術(shù)改造過(guò)程中，常常會(huì)借助系統(tǒng)仿真的相關(guān)軟件，如Flexsim、RaLC（樂(lè)龍）、Automod、Arena等。

1.建模（形象模型）

利用Flexsim模型庫(kù)對(duì)所需的模擬環(huán)境及設(shè)施設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的設(shè)置，如物流件（包括存儲(chǔ)貨架、分揀線、手動(dòng)液壓搬運(yùn)車、叉車、托盤等）。Flexsim的菜單模塊都是直觀的操作界面，所以可以將這些模型與仿真物流過(guò)程在三維的環(huán)境中進(jìn)行切換。

根據(jù)客戶需求完成貨物入庫(kù)作業(yè)和出庫(kù)作業(yè)，在入庫(kù)作業(yè)環(huán)節(jié)中需要進(jìn)行模擬貨物的驗(yàn)收、貨物的組托及上架作業(yè)；在出庫(kù)環(huán)節(jié)需要進(jìn)行模擬貨物的揀選、月臺(tái)碼放和貨物裝車等作業(yè)。

2.端口

每個(gè)Flexsim對(duì)象都可以通過(guò)端口與其他對(duì)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(shù)設(shè)定和運(yùn)行之前，必須將各對(duì)象的各個(gè)端口進(jìn)行連接。輸入和輸出端口用來(lái)設(shè)置物流件的行走路線，中間端口用來(lái)建立一個(gè)對(duì)象到另一個(gè)對(duì)象的相關(guān)性。

3.屬性與參數(shù)設(shè)置

在仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，每個(gè)形象模型均需要進(jìn)行屬性與參數(shù)的設(shè)計(jì)。屬性通常包括視覺(jué)、常規(guī)、標(biāo)簽和統(tǒng)計(jì)四個(gè)選項(xiàng)卡，選項(xiàng)卡下設(shè)各種具體的屬性信息。形象實(shí)體的參數(shù)要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。

4.仿真結(jié)果分析

仿真結(jié)果分析的過(guò)程就是對(duì)運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期效果進(jìn)行比較，如果滿意，表明系統(tǒng)的參數(shù)無(wú)需改變；反之，需要對(duì)系統(tǒng)的邏輯及參數(shù)設(shè)置進(jìn)行修改，不斷進(jìn)行仿真試驗(yàn)，直到仿真結(jié)果達(dá)到預(yù)期效果為止。

三、基于交互式仿真平臺(tái)的物流實(shí)訓(xùn)

1.交互式仿真平臺(tái)在物流闖關(guān)實(shí)訓(xùn)中的運(yùn)用條件

交互式仿真平臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以實(shí)際物流企業(yè)為藍(lán)本，構(gòu)建出一個(gè)逼真的三維倉(cāng)儲(chǔ)物流企業(yè)作業(yè)環(huán)境，其中模擬的設(shè)備有：叉車、揀貨小車、手推車、RGV、自動(dòng)立庫(kù)、貨架、配送車輛等多種物流設(shè)備，通過(guò)手柄控制設(shè)備與人物的運(yùn)動(dòng)軌跡。在高職課堂中運(yùn)用游戲闖關(guān)不是簡(jiǎn)單的機(jī)械照搬，也不是簡(jiǎn)單地在課堂中穿插，而是需要具備以下幾個(gè)條件。

（1）師生互動(dòng)。在虛擬的作業(yè)環(huán)境中，將游戲運(yùn)用在高職課堂，需要激勵(lì)學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，單純的提問(wèn)和學(xué)生不假思索的回答肯定是毫無(wú)意義的，還要關(guān)注互動(dòng)的機(jī)會(huì)，為每位學(xué)生提供平等的平臺(tái)，爭(zhēng)取每位學(xué)生都能同時(shí)參與到游戲中。

（2）知識(shí)呈現(xiàn)。將游戲運(yùn)用在物流實(shí)訓(xùn)里，需要選擇知識(shí)呈現(xiàn)的時(shí)機(jī)與形式。一次性將理論知識(shí)全部講解完，學(xué)生容易遺忘，游戲闖關(guān)時(shí)難度增大；所以在什么時(shí)機(jī)展現(xiàn)哪些知識(shí)點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)跌宕起伏的游戲情節(jié)、鋪墊激烈的游戲氛圍，讓學(xué)生在思考中完成游戲闖關(guān)，從而吸收各知識(shí)點(diǎn)才是重中之重。

（3）教學(xué)設(shè)計(jì)。高職院校學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，且自我控制和約束能力較差，所以課堂設(shè)計(jì)至關(guān)重要。一堂好課就像一部經(jīng)典的電影，有序鋪陳、環(huán)環(huán)相扣、高潮迭起、熱情高漲，所以教學(xué)設(shè)計(jì)要像演電影一樣，知識(shí)要一環(huán)扣一環(huán)，緊密銜接，合理分配時(shí)間，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)縝密的邏輯體系。

（4）教學(xué)反思。將游戲闖關(guān)運(yùn)用到物流實(shí)訓(xùn)里，切記要以教學(xué)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)為目的，而非游戲娛樂(lè)。通過(guò)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的各種表現(xiàn)，分析預(yù)期教學(xué)目標(biāo)與實(shí)際的差距，思考差距來(lái)源的原因，找出解決問(wèn)題的方法，為后續(xù)精彩的課程做好準(zhǔn)備。

2.交互式仿真在物流實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

（1）目標(biāo)分析。實(shí)訓(xùn)目標(biāo)：物流綜合技能實(shí)訓(xùn)是一門專業(yè)性及技術(shù)性要求很強(qiáng)的課程，開(kāi)設(shè)的目的是使畢業(yè)班學(xué)生把所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，并掌握物流設(shè)施設(shè)備的使用及物流業(yè)務(wù)操作流程。

游戲目標(biāo)：根據(jù)不同的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)不同的游戲模式，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神或創(chuàng)新思維。如倉(cāng)儲(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，可效仿“絕地求生”游戲（個(gè)人英雄主義），在最短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確無(wú)誤地完成任務(wù)，根據(jù)任務(wù)軌跡，每一環(huán)節(jié)任務(wù)均設(shè)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)可顯示全班學(xué)生的闖關(guān)排名，激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)進(jìn)取。

學(xué)情分析：以筆者學(xué)院物流管理專業(yè)學(xué)生為例，同一年級(jí)組不同班級(jí)學(xué)習(xí)風(fēng)氣不盡相同，即使同一班級(jí)的學(xué)生學(xué)習(xí)水平也有差異，普遍自我約束能力及主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣相對(duì)較差。準(zhǔn)確分析授課班級(jí)學(xué)生的狀態(tài)和水平，將游戲目標(biāo)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)有效結(jié)合起來(lái)，才能達(dá)到事半功倍的效果。

（2）游戲設(shè)計(jì)。首先明確教學(xué)內(nèi)容，再進(jìn)行闖關(guān)式游戲設(shè)計(jì)。比如：《倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)》入庫(kù)實(shí)訓(xùn)，模擬流程是接單、入庫(kù)卸車、驗(yàn)收、理貨、上架幾個(gè)環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)均有相應(yīng)崗位工作人員進(jìn)行操作，假設(shè)各作業(yè)人員的能量值均為100，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，能量值會(huì)下降，如在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完不成各環(huán)節(jié)任務(wù)，則操作人員會(huì)因能量不足而停止工作。如在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成各環(huán)節(jié)的任務(wù)，則系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所剩能量值給出每個(gè)環(huán)節(jié)的成績(jī)。

教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)：以自主研發(fā)的交互式仿真系統(tǒng)為平臺(tái)，借助VR眼鏡，使學(xué)生處在一種虛擬物流企業(yè)中。

游戲闖關(guān)設(shè)計(jì)：第一關(guān)貨物卸車，通過(guò)手柄控制理貨人員，選擇手動(dòng)液壓搬運(yùn)車或人工搬運(yùn)的方式，不同的搬運(yùn)方式及熟練程度所消耗的時(shí)間不同，所剩能量值不同，得分即不同；第二關(guān)入庫(kù)驗(yàn)收，理貨人員需要將破損件、變形、短少、污染件等在短時(shí)間內(nèi)挑出并做詳細(xì)記錄，這一關(guān)所用時(shí)間越少，挑出件越全得分越高；第三關(guān)組盤，要求貨物堆碼后四個(gè)角成一條直線，奇偶?jí)嚎p、旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)、缺口留中、整齊牢固，不能超出貨架規(guī)定的高度，這關(guān)難度比較大，不但需要學(xué)生計(jì)算托盤最大使用面積，還需要掌控投放包裝箱的精準(zhǔn)性，所用時(shí)間越少越接近上述要求者得分越高；第四關(guān)上架，控制叉車司機(jī)，將已組托貨物放置指定貨位。

結(jié)合學(xué)生在闖關(guān)過(guò)程遇到的各種困難，鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)訓(xùn)的教學(xué)目標(biāo)。

（3）教學(xué)反思。第一，是否達(dá)到教學(xué)目的。根據(jù)實(shí)訓(xùn)過(guò)程學(xué)生的狀態(tài)及游戲關(guān)卡的設(shè)置與計(jì)劃情況做比較，找出不足，開(kāi)發(fā)出更適合學(xué)生的游戲環(huán)節(jié)。第二，各關(guān)卡的設(shè)置是否能有序開(kāi)展。

四、小結(jié)

以交互式仿真系統(tǒng)為平臺(tái)，讓學(xué)生在仿真模擬環(huán)境中體現(xiàn)操作的真實(shí)感，并結(jié)合游戲闖關(guān)的教學(xué)模式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果，使髙職學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)，在快樂(lè)中成長(zhǎng)。

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（作者單位：內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院）