雙碳戰略下物流類虛擬仿真課程設計研究

文/湯中明 劉彩虹 代四廣

雙碳背景下將雙碳戰略融入物流專業課程是改善課程質量的有效措施。本文剖析了雙碳戰略下物流類虛擬仿真課程建設的作用和設計的合理性。從課程主題選取、教學目標設計、實驗原理設計、實驗過程設計、實驗教學方法設計和實驗評價體系設計等層面構建了虛擬仿真課程設計的總體框架。

1.雙碳戰略對物流業人才培養的影響

2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上向國際社會作出鄭重承諾：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”2030年前碳達峰、2060年前碳中和的“雙碳”目標是黨和國家基于中華民族永續發展和推動構建人類命運共同體的責任擔當而作出的重大戰略決策。“雙碳”目標戰略的實施意義極大，關系到中國經濟結構轉型升級、對自然環境的保護，關系到中華民族的生存，是人類社會可持續發展的客觀需要[1]。物流高質量發展是經濟高質量發展的重要組成部分，也是推動經濟高質量發展不可或缺的重要力量。根據國際能源署的統計，發電與供熱、制造與建筑、交通運輸是我國三大主要碳源。交通運輸活動的碳排放占我國碳排放總量的10%[2]。由此可見，控制物流業碳排放對推動物流業高質量發展具有重要的作用。因此，高校需要創新人才培養模式，將雙碳戰略融入物流人才培養目標中，并通過教學設計、課程建設等手段來實現培養目標。2019年10月，教育部發布《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號），提出“雙萬計劃”，即經過三年左右時間，建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程。因此，加強物流類虛擬仿真課程的建設是物流專業建設的重點工作。然而，從現有研究來看，研究低碳物流人才的文獻較多，而研究課程建設方面的文獻較少。江超民等（2020）探討了安徽省低碳物流人才的供給與需求狀況[3]。陳寧和劉華碩（2022）提出了《物流成本管理與控制》課程教學改革的方案[4]。李雙艷（2022）等以《物流系統規劃與設計》為例，探討了物流專業課程教學創新思路[5]。現有研究中，將雙碳戰略融入物流課程的文獻較少，特別是研究低碳物流虛擬仿真的課程很少見。本文將嘗試將雙碳戰略與物流類虛擬仿真課程有機結合，構建物流類虛擬仿真課程建設的總體框架，以期能助力國家“雙萬計劃”，為虛擬仿真一流課程的建設提供借鑒與參考。

2.雙碳背景下物流類虛擬仿真課程建設的作用

2.1 滿足物流業高質量發展對物流人才培養的新要求。物流業是支撐國民經濟發展的基礎性、戰略性、先導性產業。物流高質量發展是經濟高質量發展的重要組成部分，也是推動經濟高質量發展不可或缺的重要力量。2019年，發改經貿〔2019〕352號文件《關于推動物流業高質量發展促進形成強大國內市場的意見》明確提出，要加快綠色物流發展。作為環境污染的主要碳排放源之一，物流碳排放是影響物流業高質量發展的重要因素。因此，雙碳背景下物流類虛擬仿真課程旨在培養學生的碳減排意識，讓學生認識到物流業碳排放對環境的影響，理解物流業對可持續經濟發展的作用，以滿足物流業高質量發展對現代物流人才的新要求。

2.2 提升新時代高素質物流人才必備的核心技能。傳統的實驗教學主要以展示物流運作流程的演示性和驗證性實驗的物流模擬軟件為主。物流模擬軟件主要是基于物流業務流程開發，主要培養學生操作層方面的能力。實驗模擬軟件教學內容單一，實用性差，對學生的能力培養作用有限。本科院校人才培養目標定位更高，應培養學生更高層次的知識和能力。雙碳背景下物流類虛擬仿真課程以激發學生的興趣和潛能為重點，以培養學生科學思維、團隊意識、探索精神和創新精神為目的，主要培養學生物流系統分析、物流系統優化、物流決策等高層次管理能力，對提高新時代高素質物流人才的核心技能具有重要的意義。例如：配送中心網絡優化問題是企業物流的戰略層次問題，物流網絡設計的優劣對企業長時期的物流運行績效產生深遠的影響。在實驗設計中，可將碳排放、碳減排政策等因素融入傳統的物流網絡優化模型中，既可以讓學生加深對傳統物流網絡優化模型的理解，又可以提升學生的創新設計與優化能力。

2.3 擺脫物流實驗空間大及時間跨度長的束縛。物流系統網絡具有結構復雜、客戶分布范圍廣、空間占用大等特征。實體實驗需要較大的實驗空間才能體現出網絡分布效果，導致實驗室占用空間和投入大，而設備利用率卻不高。同時，實驗需要處理的數據多，時間跨度長，實體實驗很難在有效時間內完成。虛擬仿真實驗可以設計多樣化的物流場景，根據實驗需要對物流場景和物流空間進行實時優化，實驗數據收集和處理方便快捷，能有效克服實體實驗在空間和時間跨度上的束縛。

2.4 克服物流實體實驗成本高和消耗大的缺點。為保證實驗效果，物流實體實驗對物流設施設備硬件配置要求高，且實驗過程存在不可逆等缺點，導致實驗成本高，消耗大。在使用過程中，許多硬件由于老化或操作不當，給實體實驗帶來了一些危險性和不確定性。虛擬仿真實驗平臺投入少，將數字化、場景化、可視化和交互化融為一體。能夠根據不同實驗方案對物流設施設備進行靈活調整，克服傳統實驗室設施設備笨重、不便搬運的缺點。物流場景更新方便、及時，讓學生能及時掌握最新物流技術和發展動態，從而全面提升學生的專業能力和創新思維。

3.雙碳背景下物流類虛擬仿真課程設計的方法

3.1 虛擬仿真課程建設的合理性分析。虛擬仿真課程主要解決不具備實驗條件、高危實驗、實驗消耗大、成本高、不可逆和大型綜合訓練等問題，需要將課程內容運用仿真技術生動形象地展現出來。相對于傳統課程而言，虛擬仿真課程具有建設成本高、建設周期長、建設難度大等特點。因此，在建設之前，需要對課程建設的合理性進行分析。首先，要分析實驗內容是否高度契合物流專業人才的培養目標，是否具備清晰的思政目標、知識目標和能力目標。其次，要分析教學內容是否合理。具體而言，要分析以下基本問題：教學內容能否通過虛擬仿真技術實現并達到理想的教學效果，教學內容能否有效支撐課程思政目標、知識目標和能力目標，教學內容是否具有層次性，實驗環節和實驗步驟是否緊密相連、環環相扣？再次，要分析能否設計出與教學內容有機融合的教學方法，能否保證教學方法的先進性？最后，要分析教學內容是否具備良好的先進性，教學內容能否反映國內外最新的物流技術、物流方法和物流場景，教學內容能否與社會現實問題緊密結合？

3.2 虛擬仿真課程教學體系的設計過程。虛擬仿真課程不是直接將人才培養方案中的課程搬到虛擬仿真方式來運行，而是要根據教學目標從一門或多門課程中選取合適的教學內容，并將選取內容有機結合，采用六個基本步驟設計成虛擬仿真實驗：（1）實驗主題選取。主題選擇是實驗設計的前提，實驗教學內容要圍繞主題來設計。實驗主題必須具有時代性和先進性，必須是人才培養目標中的重要知識和能力，例如：生產管理、采購管理、選址優化、物流網絡設計、配送線路優化等等。同時，實驗主題既要與專業息息相關，又能有助于社會亟須解決的現實問題，將理論與實踐教學融合為一體，體現虛擬仿真課程的特色。（2）實驗教學目標設計。虛擬仿真課程的教學目標包括思政目標、知識目標和能力目標。雙碳背景下，物流類課程思政主要目標是讓學生全面了解雙碳戰略，認識到全球環境面臨的嚴峻形勢，理解物流業對可持續經濟發展的作用，提升學生投入國家物流建設事業的主人翁意識。讓學生深刻認識物流業碳排放對環境的影響，增加學生對低碳物流理念的認同，培養學生愛國主義精神，建立履職盡職的社會責任感。知識目標和能力目標根據主題來設計，要求目標要具體、全面，能夠滿足人才培養方案的要求。（3）實驗原理設計。一方面，實驗要圍繞專業理論知識和方法的原理來設計，例如：物流網絡優化的原理和方法、生產運作管理的原理和方法、配送路線優化的原理和方法等等。另一方面，要具體說明如何借助虛擬仿真實驗系統為實驗項目設計提供實驗場景、實驗數據和交互界面，如何采用計算機輔助工具與虛擬仿真系統相結合的方式完成實驗項目綜合訓練。（4）實驗過程設計。基于實驗原理和教學目標，將實驗內容進一步細化。首先設計實驗總體進度，將實驗分成幾個環節，設計每個環節的實驗內容和步驟。其次按照實驗內容和步驟構建實驗場景，設計每個實驗步驟的輸入和輸出。最后根據實驗原理和邏輯關系將各步驟的實驗場景和實驗操作銜接起來。（5）實驗教學方法設計。基于實驗過程和實驗內容，圍繞課程培養目標，設計各個實驗環節和實驗步驟的教學方法。將自主學習與虛擬仿真平臺協作教學方法、任務驅動式教學方法、探究式教學方法等有機結合，多途徑激發學生積極主動地去探索問題，培養學生的科學探索精神和創新精神，提高學生自主探究能力。（6）實驗評價體系設計。根據學生和教師的反饋設置實驗教學評價機制。實驗以任務驅動的方式進行，構建過程評價和團隊評價相結合的綜合考核評價體系，動態優化實驗設計，同時實現學生的動態考核，切實提升學生學習自主性和積極性。

引用出處

[1]高世楫,俞敏.中國提出“雙碳”目標的歷史背景、重大意義和變革路徑[J].新經濟導刊,2021(02):4-8.

[2]焦麗杰.我國的碳排放現狀和實現“雙碳”目標的挑戰[J].中國總會計師,2021(06):38-39.

[3]江超民,夏璘,朱正昊,佘潤,張惠.低碳經濟下安徽省物流業高技能人才供需分析及相應對策[J].商場現代化,2020(10):48-49.

[4]]陳寧,劉華碩.基于應用型本科的《物流成本管理與控制》課程教學改革探討[J].中國物流與采購,2022(09):91-92.

[5]李雙艷,張皖,王星星,胡秋雨,張得志.《物流系統規劃與設計》課程教學創新方法實踐[J].中國儲運,2022(07):208.