復雜網絡視角下新一代信息技術課程的重要性探索與研究*
——以物流管理與工程類專業課程為例

□ 宋 波，楊駿銘

(南京郵電大學 現代郵政學院，江蘇 南京 210003)

1 緒論

國家郵政局公布的2022年1月郵政行業運行情況顯示，全國快遞服務企業業務量完成87.7億件，同比增長3.3%；業務收入完成917.3億元，同比增長5.7%[1]。海量物流快遞數據與新一代信息技術相結合，帶來了物流快遞行業的革命。黨的十九大報告指出，技術創新是創新驅動的核心內容，大力推進物流領域技術創新和應用，發展智慧物流生態體系，是加快動力變革的重要抓手，是促進我國從“物流大國”向“物流強國”邁進的必然選擇。智慧物流[2-4]重塑了物流市場主體，平臺型企業、數據型企業等許多非傳統意義的物流業者成為物流市場的重要參與者，通過整合社會資源或為物流鏈賦能，推動物流業升級和物流市場格局的變動。

隨著計算機與通信技術的迅猛發展，物流快遞行業也逐步完善和進步，無論是倉儲、運輸，還是配送各環節都融入了前沿的技術，極大提高了物流快遞行業的效率和服務質量。在物聯網、大數據等新一代信息技術的推動下，與其他行業一樣，物流創新已經成為引領行業發展的主題。以現代信息技術為標志的智慧物流正步入快速發展階段，而現代物流企業的發展對高質量物流人才的需求更加迫切。物流企業要求人才全面掌握物流各環節的操作技能，以及運用物流倉儲、運輸、供應鏈、信息等智能系統，使物流企業在智能管理作業中能在低成本、高效率的狀態下運轉，同時在一定程度上也能夠實現復合型物流人才的培養[5-8]。

結合物流的產業特征，基于新一代信息技術，國內外各大高校統籌規劃物流相關專業學科發展與專業建設，探索協同育人培養等多種人才培養模式，開展物流本科、研究生多層次高素質人才培養，成為物流行業的重要人才培養基地。目前，物流專業在國內屬于相對成熟的專業，全國開設相關專業的高校有500多所。結合郵政物流的產業特征，適應新時代郵政物流行業的快速發展，提升郵政物流專業人才培養水平，全國郵電高校也分別成立現代郵政學院，為郵政物流專業人才的培養注入了新的活力。其中，南京郵電大學現代郵政學院面向現代物流信息和物流快遞服務，與國家政府部門及物流快遞等企業開展政產學研合作，在物流大數據分析與應用、物流網絡運行與優化、互聯網+物流快遞、物流管理與金融、區塊鏈技術與應用等方面進行理論研究和應用開發，構建智慧物流示范工程，為物流行業提供管理決策的技術支撐[9]。

我國物流業的快速發展擴大了物流人才的需求，尤其是高級物流人才出現供不應求的局面。物流專業人才已經被我國列入12類急缺人才之一，缺少高質量、復合型的物流人才已經成為物流行業的共識。新一代信息技術課程的開設在物流人才的培養中發揮著重要作用，同時也面臨著各種新的機遇和挑戰。首先，新一代信息技術課程助力高校建設“高質量物流專業教育”，發展“新一代信息技術+物流”復合專業培養新模式。其次，創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。新一代信息技術課程的開設有助于培養和提高學生的創新能力。新一代信息技術課程在融入傳統專業課程的過程中會遇到很多困難，例如：如何合理地處理新一代信息技術與其他傳統基礎課程之間的關系、如何安排新一代信息技術課程在整體課程體系中占據的位置和作用等。用更為直觀的形式表達和分析這些內容是提高和改善課程體系的重要環節。

本文以南京郵電大學現代郵政學院專業課程為例，通過復雜網絡理論方法[10-12]，建立物流管理與工程類專業課網絡模型，分析新一代信息技術課程在物流管理與工程類專業中的重要作用，并基于分析提出新一代信息技術課程的改進措施等。

2 物流管理與工程類專業課程網絡模型

2.1 課程網絡模型構建

利用南京郵電大學現代郵政學院物流管理、郵政管理及物流工程三個本科專業的培養方案構建課程網絡圖G。圖G由節點集合V和邊集合E組成，記作G = (V,E)。網絡中的節點是專業課程，連邊代表了節點之間的相互關系，由此構建雙向圖。用(u,v)表示無向圖中節點u和節點v之間的連邊，在培養方案圖中，若兩個課程存在前后繼關系則認為兩個課程之間存在關聯，將這兩個頂點之間的連邊設置為1，若兩個課程之間無關聯則將邊設置為0。特別地，根據課程關聯性補充添加邊，某些課程雖然并沒有直接的前后繼聯系但是課程內容上關聯性較大，如：高等數學和云計算雖然無直接前后繼關系，但是云計算課程需要運用許多高數知識，因此我們認為這兩個課程之間也具有相關性。

由于三個專業的課程有重復，因此，我們設課程強度和開設本課程的專業個數成正比。例如，三個專業均開設課程節點u，則節點u的節點強度為S(u)=3，兩個專業均開設課程節點v，則節點v的節點強度為S(v)=2。如果節點u和節點v之間有連邊，設連邊權重為兩個節點的節點強度之和，即Wuv=5。這樣，南京郵電大學現代郵政學院本科專業課程網絡模型就構建完成，課程網絡模型如圖1所示。課程網絡模型是一個加權雙向網絡，包括66個課程節點以及183條課程連邊。

圖1 物流工程與管理類課程網絡模型

2.2 課程網絡結構特征

刻畫網絡結構的特征主要包括度值、介數以及接近數，用于衡量節點自身特征及節點之間的相互關系。按照節點的度值、介數或者接近數對節點進行排序，可以在一定程度地衡量節點重要性。復雜網絡中的重要節點是指相比網絡其他節點，能夠更大程度地影響網絡結構和功能的一些節點，這里的網絡結構包含了度分布、平均路徑長度、連通特性、聚類系數和度相關性等，網絡功能包括網絡傳播、同步、魯棒性等。相比全局網絡節點，重要節點數量往往非常少，但其影響卻可以快速地傳遞給網絡中的大部分節點。

通過節點中心性可以對課程節點重要性進行量化分析，采用度值、介數即接近數中心性指標，刻畫各個課程在網絡中的重要程度，從而表明哪些課程處于重要位置。度中心性認為一個節點的度越大其影響力就越大。作為一種基于節點近鄰的關鍵節點測量的方法，它僅考慮節點自身信息和其鄰居信息，具有計算簡單、時間復雜度低的特點，但往往不夠精確。介數中心性是基于路徑排序的典型方法，刻畫了各節點對沿最短路徑傳遞的網絡流的控制力。作為一種全局排序算法由于其時間復雜度較高，在實際應用中常常受到限制。而接近數中心性需要考量每個節點到其它節點的最短路徑的平均長度，也就是說，對于一個節點而言，它距離其它節點越近，那么它的中心度越高。接近數中心性常用于發現可通過網絡結構高效傳播信息的節點。

基于2.1小節構建的課程網絡，我們統計了網絡的主要結構特性，如表1所示。從表1中可以看出網絡的幾個主要特性：首先，網絡的平均路徑長度較短，平均聚類系數較高，具有比較明顯的小世界特性。其次，課程網絡具有明顯的社團屬性，表1顯示網絡的模塊化系數為0.609，反映了社團中節點的集中程度較高，我們在圖1中用不同的顏色劃分了網絡的各個社團。進一步地，我們使用Gephi和Matlab對網絡特性以及新一代信息技術課程在網絡中的作用進行了分析。

表1 物流工程與管理類課程網絡統計特征

3 物流管理與工程類專業課程網絡結構分析

首先，網絡最重要的結構衡量指標之一是度分布，課程網絡的度分布如圖2所示。從圖2中可以看出，網絡中大部分節點的度值集中在1-10，有少部分節點具有高度值，這些節點在課程中占有非常重要的地位，度值排名前五的課程分別是物流管理與工程類導論、管理學原理B、郵政運作管理、高等數學以及市場營銷等基礎課程。新一代信息技術課程在課程網絡中也占有非常重要的位置，其中人工智能技術與應用度值排名第6，大數據分析與應用排名第13。這說明新一代信息技術課程和其他課程之間聯系非常緊密。

圖2 網絡的度分布圖

進一步地，我們將大數據、云計算、物聯網以及人工智能相關課程進行統計，分析相關課程在課程體系中的地位和意義。新一代信息技術課程的各類結構特征重要性排名如表2所示。首先，新一代信息技術課程在物流工程與管理類專業中占有重要地位。其中，大數據、物聯網以及人工智能相關課程的重要性排名都非常靠前。從表2中可以看出，這三類課程的度值排名靠前，說明和這三類課程直接相關的課程較多。同時，三類課程的介數值和接近數值都較高，說明他們對于整個網絡中的其他課程都有很好的聯通作用，能夠更好地連接起網絡中的其他課程。

表2 新一代信息技術課程特征排名

我們可以從分析結果中看出，新一代信息技術課程在物流工程與管理課程體系中具有重要地位和作用。然而，表2結果顯示，與以上三類課程相比，云計算課程的各項排名指標都比較靠后，特別是云計算課程的介數值和接近數值。首先，開設的云計算相關課程數目比其他新一代信息技術課程要少，其次，雖然云計算和大數據課程直接相關，但是我們可以從介數和接近數排名看出，云計算課程和其他課程的平均連通性并不好，這是云計算相關課程在整個課程體系中需要加強的部分。

從分析結果可以看出，無論是自身重要性還是與其他課程聯系的緊密程度，新一代信息技術課程在整個課程體系中占據重要地位，但為了提高相關課程的重要性也需要做一些改進和調整。首先可以適量增加相關課程的開設課程數目，另外，可以通過調整開設學期，對新一代信息技術課程和其他課程的相關性進行調整。

4 結語

現代物流是社會經濟發展的產物，與新一代信息技術的發展和創新相伴而行，物流人才的培養離不開高校以新一代信息技術課程為代表的合理的物流相關課程體系。通過本文的分析，我們更加直觀地看到了目前新一代信息課程在物流工程與管理專業課程體系中的開設現狀。而基于分析結果，我們也對目前的課程開設提出了可供參考的建議和措施。