應用型本科運輸物流虛擬仿真教學的探索

文/韓楊

教育部2018年印發了《教育信息化2.0行動計劃》，其中提到要實現信息化應用水平和師生信息素養普遍提高，探索信息時代教育治理新模式[1]。通過將虛擬仿真應用于運輸物流教學實踐，可以推動教學方式的體驗化，提升教學效果。

1.運輸物流仿真原理介紹

仿真技術是研究物流系統的一種重要的方法，主要應用于物流系統的規劃與設計、倉儲系統與庫存管理、運輸調度、供應鏈網絡優化[2]。運輸物流仿真就是通過對現實情境中運輸物流的組成要素進行抽取，建立可用于實驗的仿真模型，通過對仿真模型運行結果的分析，將分析結論應用于現實系統的改進，從而實現路線優化、效率提高和成本節約，實現對運輸物流系統的管理控制。

2.應用型本科運輸物流開展仿真教學的必要性

應用型本科院校的發展，應致力于提高整體辦學實力，培養應用型技術人才，增強學生就業創業能力，也提高院校服務地方經濟社會發展的能力[3]。應用型本科院校在人才培養過程中，由于物流管理專業的實踐性較強，但受課程設置及實習條件所限，學生不能將多數課程時間用于企業實踐，導致學習過程中將理論應用于實踐的機會較少，學習成效不顯著。借助仿真技術，在校內實驗室里就能實現利用運輸物流仿真軟件進行運輸過程模擬操作，提升信息化在教學中的應用水平，也可培養學生利用仿真軟件，分析、解決企業運輸物流實際問題的基本能力，為今后面向社會的創新創業能力提升打下基礎。

3.運輸物流仿真實習教學模式探索

3.1 仿真軟件與教學內容有機結合。不同的現實系統特征不同，抽象為仿真模型的方法也不同[4]。以運輸線路為主的物流系統仿真比較多采用的是效率更高的離散事件仿真。ProM odel就是離散事件仿真軟件，可以構造多種物流系統模型，目前應用較為廣泛。ProM odel使用形象的動畫展示，界面較為直觀，能發揮仿真軟件在營造沉浸式教學環境上的優勢，幫助教師改善教學效果。教學過程中，應用ProM odel軟件，在教學內容上做到循序漸進。教師先通過一個簡單模型，幫助學生熟悉軟件功能，掌握仿真軟件的基本操作方法，實現簡單交互目的。然后結合運輸過程優化，在廠內運輸的給定情境下，指導學生根據軟件功能模塊正確分解，使其掌握建模技巧，通過反復調整模型運行參數，根據每次調整分析報表的結果，進一步理解變量調整與運行結果之間的關系。在廠內運輸的仿真練習中，學生需要掌握廠內不同地點間運輸工件的路線構建，由于某一環節路線堵塞導致的備用路線的選擇，以及如何將實際情境轉化為建模過程中的命令。在學生熟練廠內運輸仿真的基礎上，將運輸模型擴展為供應商與生產商之間的物料運輸，根據給定的基于供應鏈的運輸情境，要求學生能夠正確建立模型。兩個主要模型的應用過程分別如圖1，2所示：

圖1 廠內運輸布局圖

圖2 供應鏈上運輸仿真示意圖

3.2 線上線下混合教學方式設計。常規線下教學時，運輸物流仿真實習注重學生協作與創新能力培養，建模之前，通過在學生中開展分組討論，培養其團隊合作意識，并為確保學生建模順利，在早期進行模型相關因素分析時，就培養學生繪制流程圖的習慣，厘清軟件運行邏輯。教師通過課堂巡視，了解學生對知識的掌握程度，隨時解答學生提問。新冠疫情的發生，推動了信息化在高校教學中的應用，以此為契機，在仿真教學中補充線上教學資源，錄制軟件基本操作視頻以及運行中常見問題的講解視頻，放在課程對應的學習通在線教學平臺上，以此作為課堂內容的有益擴展。這種混合式教學方式既解決了課程時間有限，學生接受程度、接受快慢不一的問題，還可通過學習平臺的對話功能為學生一對一答疑，通過發起騰訊會議等形式，集中在線實時互動。通過線上線下多種形式的結合，確保學生對于仿真軟件與專業知識相結合的真正掌握。

3.3 考核方式評價綜合多樣。（1）仿真模型完成質量。根據學生提交的模型運行情況，各個環節是否均無出錯提示，模型是否能正常運行，這是課程完成質量的評價基礎。課上只要認真聽講，遇到問題及時與教師溝通，學生在此環節基本均能合格。（2）課堂討論參與情況。針對教師布置的每個模型，能有自己的獨立思考，能提出不同的建模思路、解決問題方法。在熟練軟件操作的基礎上，對軟件功能、操作命令的使用能結合模型進行一定的拓展，此要求相對較高，教師可通過對實習進程的觀察，設置若干指標點進行綜合主觀評價[5]。（3）實習報告完成情況。實習報告中包括建模過程的記錄及實習體會等文字性內容。教師可根據學生仿真流程記錄時的邏輯性，對相關思考題目的回答準確性，是否能根據仿真軟件的運行來發現問題，并提出自己解決問題的看法，就以上幾方面綜合評價后給出實習總成績。

3.4 提升教師隊伍建設水平。在整個實習過程中，教師要對學生全程引導，并解決建模過程中出現的各種問題，教師的水平是教學效果的重要保證，因而應加強對教師專業技能的培訓，包括線上教學視頻制作技能的培訓。教育信息化發展背景下，仿真技術與運輸物流實踐教學相結合是提升教學質量的重要力量，通過對教學活動的不斷探索，配合教師水平的提高，才能有效推進教育信息化的進一步發展，才能實現應用型本科人才培養質量的提高。