物流信息系統分析與設計課程案例式教學研究

劉志海　劉涵彬　周晨　薛媛

[摘 要]案例教學法是一種比較新穎的教學模式，可以激發學生的學習興趣，提高課程教學的參與意識，調動學習的主觀能動性，在大學課程教學中得到不斷推廣與應用。課題組分析了物流信息系統分析與設計課程在傳統教學模式下的不足之處，通過引入案例式教學方法，設計多個緊扣教學要求的教學案例，將與本課程相關的信息技術、系統分析、數據庫分析、開發與設計的理論和方法等融入案例教學中。教學實踐表明，學生對課程相關知識的理解和掌握更為全面牢固，提高了理論分析和動手設計的能力，取得了較好的效果。

[關鍵詞]物流信息系統;案例教學;教學方法

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）10-0005-04

一、概述

（一）課程性質

物流信息系統是對物流信息進行收集、存儲、加工、傳輸的人機交互系統，目的是服務于物流企業，為物流管理人員或相關組織人員提供戰略、戰術和決策支持，達到提高運作效率和效益的目的。

物流信息系統分析與設計是一門集計算機技術、信息技術、數據庫技術、軟件技術等相互交叉融合的學科，是我校物流工程專業碩士研究生培養的實踐類課程，目的是通過信息系統相關理論的學習和軟件分析開發實踐，鍛煉和提高學生參與物流管理、物流信息采集與處理、軟件分析、數據庫設計、軟件開發等方面的理論分析和動手設計的能力，以便為從事物流行業相關信息系統的分析和設計奠定基礎。

（二）案例教學法

案例教學法是一種以課程案例為基礎的教學法[1]，在這種教學方法中，教師的作用由原先純粹的傳授知識轉變為教學案例的設計者和激勵者，學生在教學過程中的作用由原先的知識被動受益者轉變為知識的主動獲取者，成為教學案例的積極參與者。案例教學法非常適合于具備理論分析、動手設計開發、效果評價等高級智力技能方面的課程，特別是已經學習和掌握了相關基礎知識的研究生教學。在教學中教師可基于課程內容、工程案例和科研項目設計綜合型案例，來鍛煉研究生獨立從事科研的技能。

“案例教學”一詞在國外的起源最早可追溯到古希臘時期哲學家蘇格拉底與其弟子的交談[2]，但是在大學課程教學方面最早是在1870年前后，由美國的哈佛大學法學院院長克里斯托弗·哥倫布·蘭代爾提出并應用于法學課程的教育中，自此，該方法被不斷推廣應用到醫學、經濟學、管理學和社會學等相關課程教學中，成為一種深受學生歡迎的教學方法，并在應用過程中經過不斷實踐和完善。Lawrence，Lang，Kowalski，Shulman等相關學者通過著書立說討論了案例教學法在教學中的應用，至20世紀70年代，案例教學法已成為歐美國家研究生教育教學的重要教學方法之一。目前，哈佛商學院超過80%的課程采用了以案例教學法為主的教學方式[3]。

以案例為載體的教學法在國內亦有著深遠的歷史背景，最早可追溯到春秋戰國時代，無論是《史記》《孫子兵法》《資治通鑒》，還是《論語》等，都不斷列舉或引用了各種案例進行說理明事，通俗易懂，取得了很好的教學效果。

案例教學法在國內的研究和應用，是自我國工商行政代表團于1979年訪問美國后介紹到國內開始的，經過有關專家學者的應用和不斷完善，案例教學法逐漸被我國的管理教育界所認可，相繼成立和推出了《管理案例教學研究》學術期刊和《管理案例學》等專著，在這些成果的基礎上，國內許多院校和相關教師、學者逐步將案例教學法引入相關課程的教學過程中，學生的參與意識和分析設計的能力得到了進一步提高，取得了較好的教學效果。案例教學法已成為我國近年所倡導的應用型研究生教育教學的一種理念和方法[4]。目前，以“案例教學”“案例式教學”為主題檢索詞在中國知網中可分別檢索出超過16499、838篇文獻資料，涵蓋了中學和大學的部分課程，凸顯了該教學模式在國內學歷教育過程中的先進性。

胡卓瑋[5]在組件地理信息系統課程教學中，采用了“設計—實施—調查—反思”循環迭代的教學方法，根據課程特點并基于案例教學法，設計建立了啟發式、引導式和綜合式的教學案例，取得了較好的效果。彭濤等人[6]對信息系統分析與設計課程教學進行了某些改革探索和實踐，以基于J2EE的教務管理系統等學生較為熟悉的應用作為教學案例，并進行小組討論，提高了教學效果。杜來紅等人[7]采用CDIO理念對信息系統開發技術課程進行了教學內容組織以及課程考核革新，制訂了案例教學策略，提高了學生的學習和實踐能力。

二、傳統教學方式下的弊端

物流信息系統的分析與設計需要學生具備一定的理論分析基礎和計算機軟件開發的能力，前期課程為計算機技術基礎、數據庫技術、信息技術、軟件開發基礎等。在一些工科院校中，對于這門實踐性較強的課程，教學效果并不理想，主要基于以下原因：

（1）針對特定的物流信息系統，往往按照“總體需求分析→功能模塊設計→應用程序設計→組合測試”的順序進行，這種“總—分—總”的教學順序能夠讓學生基本掌握物流信息系統的基本概念和設計開發流程，但認識的深度、參與意識、分析設計能力鍛煉效果十分有限。另外，以教師填鴨式講解課程相關章節知識的單一教學模式由于缺乏監督評價和創新性，經常讓學生產生懈怠。

（2）由于非計算機專業在培養計劃制訂時對計算機相關課程安排較少，缺少相關專業任課教師的參與，在制訂教學大綱時缺少對信息系統相關系統分析與開發等技術的了解，以及綜合性案例的系統分析和規劃實踐環節開設學時不足，導致相關課程內容的設置和銜接課程的安排不合理。

（3）非計算機專業學生對于計算機軟件的編程理解和應用能力存在較大差距，特別是對數據庫的基本原理和實際操作的能力較為薄弱，甚至部分學生存在學習偏見，懼怕計算機編程，導致課上聽課效果差，上機練習不及時等現象發生，加之課程知識點較為分散，平時編程只練習知識點的基礎內容，缺乏較為系統的軟件開發鍛煉，導致學生理解和應用能力不高。

（4）任課教師在工作過程中缺少對實際信息系統的分析和開發鍛煉，對企業信息系統的實際功能和應用環境需求缺乏深入了解，導致在授課過程中不能將科研過程的相關經驗和技術穿插融入教學實踐過程中，不能將理論與開發實踐相結合。

三、案例式教學流程設計

案例式教學模式基于課程的相關知識架構，對學生的培養和鍛煉更加具有針對性，相對于傳統教學模式，著重突出學生在解決問題過程中的資料查閱、分析、理論研究、設計和動手能力的鍛煉，實現對相關專業知識的理論分析和綜合應用。在教學過程中首先由教師講授課程基本信息、教學內容及教學要求，利用精心設計、涵蓋課程相關理論知識的教學案例，由學生進行案例分析、匯報展示、分組交流討論，然后由教師點評，學生修改和完善具體設計，最終形成擴充典型教學案例庫。

在案例式教學過程中，學生為完成教學案例中設計的學習任務，必須充分利用課前、課中和課后時間，進行主動思維，積極查閱相關文獻資料，將知識進行轉化與升華，并合理應用到課程的案例中，做到理論與實踐相結合、課堂內外相結合，從而提高學生分析和解決實際問題的綜合素質，提高相互交流和團隊合作意識與能力;教師則基于學生的分析、解答、演示或討論結果進行指點評價，糾正學生在系統分析和設計過程中的不合理內容，依據學生對相關案例的技術方案和匯報情況，作為評價學生學習效果的重要指標。

具體教學流程與分工如圖1和圖2所示。[案例庫? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 案例擴展? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 案例點評

][案例設計][關鍵知識講解? ? ? ? ? ? ? ? ? ?案例教學][教師]

圖1 教師在案例教學中的作用與流程

[總結知識、收獲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 完善細化方案? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?匯報展示

][理論知識][研讀案例? ? ? ? ? ? ? ? 資料查閱? ? ? ? ? ? ? ? ?方案沒計? ? ? ? ? ? ? ? ? ?分組討論][教師點評] [學生]

圖2 學生在案例教學中的作用與流程

四、教學案例的設計

基于對本課程傳統教學模式存在問題的分析和經驗總結，以及對案例式教學的研究，緊緊圍繞本課程的物流信息技術、信息系統分析、系統設計與開發的相關理論知識，根據項目開發研究中的經驗積累，將相關理論與關鍵知識融入教學案例中進行設計、組織、實施與評價，以不同難易程度的教學案例代替原有章節順序講授，同時又覆蓋相關教學知識點，滿足培養計劃和教學大綱的要求，調動學生學習的主動性和教學參與意識，提高對重點難點知識的理解和掌握水平，并與實踐案例相結合，以達到活學活用的最終目的。本課程部分的針對性教學案例如下：

（一）條碼軟件設計

條形碼設計和應用等問題是物流信息技術常用的重要基礎內容之一，貫穿于物流信息系統的信息編碼和識別過程中，也是物流等相關專業學生必備的重要技能之一。為幫助學生理解條碼的結構組成、技術原理、技術難點，實現條碼的計算機繪圖設計，我們設計了兩種類型的條形碼計算機圖形開發軟件教學案例。

1.常用一維條碼（EAN13、三九條碼、交叉二五條碼、128條碼等）軟件開發系統教學案例。組織設計本組案例的關鍵問題主要有：條形碼的種類、主要技術術語的描述、一維條碼的符號結構、一維條碼字符的表示、國家標準中表格的計算機處理、計算機繪圖、軟件人機界面設計、計算機軟件代碼實現、流程設計、研究報告等。

2.常用二維條碼（QRCode、PDF417、DataMatrix）軟件開發系統教學案例。此案例設計的關鍵問題主要有：常用二維條碼的種類、主要技術術語、二維條碼的結構、碼字的計算、校驗字符的計算、碼字字符的排布、有關的特殊處理內容及方法、國家標準中多個數據表格的計算機處理、軟件人機界面設計、計算機軟件代碼實現、流程設計、研究報告等。

學生通過教學案例的學習，可以從技術原理上對條形碼技術進行掌握并力求靈活應用。但在教學案例的實施過程中，一維條碼由于結構較為簡單，除128條碼外字符集相對較少，表示條碼符號的條空模塊表格和結構排列表格數量也較少，且容易以數組形式進行存儲和讀取處理等，學生們掌握較好，能在看懂國家標準的基礎上結合相關C#或VB.Net軟件實現一維條碼的計算機生成軟件設計，軟件設計質量較好;二維條碼由于結構復雜，國家標準或技術標準篇幅長達幾十頁，學生們難以在短時間內閱讀和理解掌握，且二維條碼存在數字、字母、ASCII碼、漢字等不同形式的編碼字符集，碼字的計算和校驗碼的計算過程復雜，條碼符號圖形的排列和填充需在看懂技術標準的基礎上借助軟件編程實現并需要教師指導學生在案例實施中逐步分解。

（二）通用管理信息系統

管理信息系統要實現對信息進行收集、存儲、傳輸、加工、輸出，并能為系統管理人員提供預測與決策，提高系統運作的效率與效益。在不同行業企業的運營過程中，存在有不同規模的管理信息系統，其管理的內容、信息的處理方法等在同一行業的不同規模企業中大同小異。

以大學生所熟知的圖書管理信息系統為例，為了便于學生理解和掌握系統的需求分析、功能分析、數據庫分析的相關理論與方法，以及人機界面設計、代碼設計等詳細設計內容，簡化了系統分析與設計的難度，通過由淺入深逐步進行系統完善從而調動學生的主觀能動性。設計關鍵知識點主要包括：采用的信息技術，圖書信息的采集、分類、表示、庫存盤點、快速定位，讀者信息的采集、登記與管理，圖書借閱、歸還的流程，系統的安全設計，數據庫的分析與設計，數據流圖的分析與設計，查詢設計，基于B/S模式或C/S模式的人機界面設計與代碼開發等。

上述案例在實施過程中，存在的問題主要有：學生由于缺乏企業鍛煉和畢業的實踐環節，對不同企業信息系統的需求分析、功能分析、組織結構、功能結構、業務流程等分析得較為簡單且不完整，甚至不可行，對數據流圖的設計存在較多不合理的地方，對數據庫的分析和設計未嚴格符合數據庫設計的三范式基本要求，分析不徹底，導致數據插入、刪除、更新困難。

（三）基于物聯網的信息系統

物聯網是信息化發展的重要階段，是智能感知技術、信息識別技術、網絡通信技術的綜合應用，通過實驗室現有RFID閱讀器、編程器等設備，以及溫度等傳感器模塊和Zigbee等通信模塊，構建切實可行的教學案例，基于物聯網技術對信息進行智能感知、采集與傳輸，并將采集的信息接入管理信息系統，可以進一步加深學生對傳感技術、信息采集處理技術、網絡通信技術的理解，以及提高實踐應用能力。

1.基于RFID技術的校內公共自行車租賃管理系統設計案例，重點考慮RFID系統功能分析、結構的搭建、標簽設計、存取車流程設計、路徑軌跡查詢、車輛定位、ZigBee通信等，使學生掌握RFID應用系統設計、相關算法、Zigbee網絡設計和其他信息技術的開發與應用。

2.基于物聯網技術的電子病歷管理系統設計案例，重點考慮RFID的原理與識別技術、人員信息的采集、診療過程信息記錄、用藥信息記錄等信息子系統，實現對人員、病歷信息的實時更新和查詢等操作，使學生進一步提升對物聯網技術的認識、物聯網知識和信息系統的分析與設計方法的掌握，促進理論與實踐相結合。

本部分教學案例實施中由于要進行ZigBee等硬件的開發和設計、RFID信息的采集和通信處理，以及物聯網的相關理論的應用，要求學生具備C、C#等計算機語言編程基礎和軟件調試技能。事實上，由于專業的差異性，在教學培養方案中很少牽涉硬件系統的編程開發，因此容易造成系統集成較為困難。但是在總體信息系統的設計中，由于學生有前幾個信息系統分析設計教學案例的解決經歷，所以對信息系統功能結構的分析和相關流程的設計變得較為順利。

五、總結

案例教學法改變了傳統模式下完全依賴教師講授的模式，突出了學生在教學中的主體地位，強調了學生的主動參與意識和主觀能動性。本課程教學案例的設計以及在教學過程中的應用，改變了學生的等、靠和相互依賴現象，學生可以靈活地掌握信息系統開發的分析與設計的方法，對條形碼、RFID、ZigBee等信息采集與傳輸技術從原理與應用等方面均有深入了解，部分學生能靈活運用所學知識自主編寫常用條形碼軟件、設計RFID采集軟件和信息傳輸軟件，教學效果明顯。

案例式教學過程中的實施也反映出了一些小問題，諸如：完全涵蓋教學大綱課程要求的基礎教學案例和綜合性教學案例的設計較為困難，課程設置銜接過程中教學內容存在的差異性，以及過分削弱教師角色的重要性，學生對新的教學模式的適應性等都會對教學效果產生一定的影響。因此，教師應該在傳統教學模式的指導下，結合課程相關的基礎課或專業課等銜接課程，逐步轉變為案例式教學。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李皎.案例教學法在《建模與仿真》課程中的應用[J].教育教學論壇，2015（9）：164-165.

[2] 鄒鳳華，谷赫.案例式教學法在計算機教學中的應用研究[J].課程教育研究，2015（8）：33-34.

[3] 王青梅，趙革.國內外案例教學法研究綜述[J].寧波大學學報（教育科學版），2009（3）：7-11.

[4] 董文軍.專業學位研究生案例教學的困境及優化策略[J].陜西理工大學學報（社會科學版），2018（4）：31-36.

[5] 胡卓瑋.基于案例分析的“組件地理信息系統”課程教學方法設計[J].測繪通報，2013（12）：122-125.

[6] 彭濤，佟建新，范莉麗.基于案例教學的信息系統分析與設計課程改革研究與實踐[J].北京聯合大學學報（自然科學版），2009（4）：86-89.

[7] 杜來紅，康萍.CDIO案例教學在信息系統開發類課程中的實踐[J].教育現代化，2018（7）：115-117.

[責任編輯：鐘 嵐]