面向復合型物流人才培養的實驗教學模式探索

劉丹 韓志鳳 孫慧 宋作玲

摘 ?要：從培養實踐能力強、創新能力強的高素質復合型物流人才入手，依托智能物流技術實驗室平臺，分別從改進實驗教學方法，優化實驗教學內容，構建新的實驗考核體系三方面對物流工程專業的實驗教學模式加以探索，提出一種學生主動探究和創新實踐的實驗教學模式。通過設置與當今物流領域發展和工程實際緊密結合的基礎性實驗項目和創新性實驗項目，鼓勵本科生自主設計和實踐，從而提高學生學習的主動性和動手操作能力，培養學生的工程實踐能力和創新設計能力。在實驗考核體系的構建中，將傳統的結果評價為主轉變為學習過程與結果評價相結合的方式。教學實踐表明，新實驗教學模式在復合型物流人才培養方面具有積極的推動作用，學生的實踐能力和創新能力有了大幅提高。

?關鍵詞：物流工程;復合型物流人才;智能物流技術實驗室;實驗教學模式

?中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：A

Abstract： Starting from the cultivation of high-quality compound logistics talents with strong practical ability and innovation ability， relying on the platform of intelligent logistics technology laboratory， this paper explores the experimental teaching mode of logistics engineering specialty from three aspects： advancing the experimental teaching methods， improving the experimental teaching content， and constructing a new experimental evaluation system， and an experimental teaching mode of students' active exploration and innovative practice has been proposed. Through the establishment of basic experimental projects and innovative experimental projects closely combined with the development of logistics field and engineering practice， the undergraduate students are encouraged to design and practice independently， so as to improve their learning initiative and practical ability， and cultivate their engineering practice ability and innovative design ability. In the construction of the experimental evaluation system， the traditional result evaluation is changed to the combination of learning process and result evaluation. Teaching practice shows that the new experimental teaching mode has a positive role in promoting the cultivation of compound logistics talents， and students' practical ability and innovation ability have been greatly improved.

Key words： logistics engineering; compound logistics talents; intelligent logistics technology laboratory; experimental teaching mode

0 ?引 ?言

近年來，隨著以智能工廠、智能生產以及智能物流為代表的“工業4.0”及“中國制造2025”等概念的提出，我國急需大量的實踐能力強、創新能力強的高素質復合型人才。2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設，“新工科”的提出對工程技術人才提出了更高要求，要求加快工程教育改革創新，旨在培養一大批標志著以“新工科”建設為主題的工程專業教育改革進入一個嶄新的階段[1-2]。“新工科”背景下，要求高校全面加強物流人才在智能化物流實踐能力和創新能力方面的培養，進而促進智能物流人才的持續輸出，推動物流行業的整體發展，再以物流行業的高強度發展趨勢，帶動其他行業的快速前行，使物流行業成為激發我國經濟發展活力的催化劑。

目前，全國開設物流工程專業的高校已有300余所，但多數高校培養的物流人才偏重于理論知識，導致高等院校物流類專業的教育與社會需求脫節，從而無法更好地培養出社會需要的理論與實踐并重的人才[3-4]。所以相對于傳統的物流人才，在當前新工科的背景下智能物流領域更加需要的是實踐能力強、創新能力強的高素質復合型人才[5-6]。而實驗教學是學校培養學生實踐和科研創新能力等綜合素質的重要環節[7]，只有加強實驗教學的改革與創新，不斷創造新的人才培養模式，才能滿足新工科人才培養的需求。羅彥芳等[8]基于智能物流實驗室對物流專業實驗教學進行了探討。秦春節等[9]以浙江工業大學物流工程本科專業為例，提出基于工程實踐的物流工程專業實驗教學體系的改革。孫術發、肖生苓等[10-11]以東北林業大學物流工程專業為案例研究了虛擬仿真實驗教學的建設。張燕等[12]提出了物流工程創新實驗室在復合型創新人才培養中的應用。

面向復合物流人才培養的需求，山東科技大學依托交通學院智能物流技術實驗室，探索一種學生主動探究和創新實踐的實驗教學模式。

1 ?現階段物流工程專業實驗教學存在的問題

物流工程專業旨在培養具備物流裝備設計與應用、物流系統規劃設計與管理等能力，能夠在物流企業、生產企業、互聯網企業、科研院所、政府機關等部門，從事物流裝備的研發設計、物流系統的規劃管理及物流工程領域教學和科研等工作，具有一定實踐能力的應用型創新人才。該專業的實驗教學是培養學生實踐和創新能力等綜合素質的重要環節，此前由于實驗教學資源匱乏，對學生工程實踐能力和創新能力的培養無法滿足“中國制造2025”背景下物流行業對相關人才的需求。現階段實驗教學存在的問題：

（1）原有實驗室實驗設備單一，多為仿真軟件和設備模型，與工程實際設備相差很大，無法為學生自主設計和創新提供良好的平臺，嚴重限制了實驗過程中學生自主創新能力的培養。

?（2）學校物流工程專業有大量專業課程具有實驗教學環節，但實驗內容缺乏典型設計類項目，多為演示型實驗，沒有形成基于問題或實踐的整體導向，學生的參與度不夠，不能適應當前社會智能物流技術發展的需要。

?（3）目前，很多實驗課程依然采用傳統的考核方式，即把實驗報告作為主要的考核依據。所以很多學生注重課程理論知識的學習，對實驗課程的重視程度不夠，認為實驗過程根本不重要，實驗結束后能夠輸出實驗報告即可。

2 ?學生主動探究和創新實踐的實驗教學模式探索

（1）實驗平臺的搭建

?為培養具有較強工程實踐能力和創新能力的高素質復合型物流人才，山東科技大學2019年斥資建立智能物流技術實驗室，搭建了可以滿足物流工程專業實驗教學需要的智能化物流實驗平臺。

?實驗平臺分為四個模塊，如圖1所示，分別是自動化立體倉庫模塊、智慧物流模塊、運輸與配送模塊、工業物聯網平臺。其中自動化立體倉庫模塊的主要設備有立體貨架、高速輕型堆垛機、出入庫分揀滾筒輸送鏈、出入貨臺、動態稱重機，三維檢測體積設備，條碼閱讀器，電子揀貨系統，機器人碼垛系統。智慧物流模塊的主要設備有RFID閱讀器、RFID寫卡器、電子標簽、手持終端和條形碼打印機。運輸與配送模塊設備主要有激光導引移載式AGV小車、激光導引頂升貨架式AGV。工業物聯網平臺包括6個獨立的展板，分別是圖像識別處理板塊、電機及驅動系統板塊、安全防護系統板塊、光電傳感器板塊、AGV模擬控制板塊、測距傳感器板塊。不僅如此，實驗室還配套其他物流設備，如動液壓搬運車、碼垛機、托盤，等等;此外，與該物流設備配套的軟件資源主要有智能倉儲管理及監控軟件、堆垛機控制系統軟件、移載式AGV控制系統軟件、頂升貨架式AGV控制系統軟件。

（2）實驗教學方法的改進

根據培養具有較強工程實踐能力和創新能力的高素質復合型物流人才的需要，對原有的注入式教學方法進行改進，通過半開放智能物流技術實驗室，讓學生成為實驗的主體，引導學生在所學理論基礎知識的前提下，根據自身掌握的實驗技能去獨立思考、設計并完成相關的實驗項目。在實驗教學過程中，將學生需要完成的實驗項目分為四大類：一是專業認知性實驗。二是基礎性實驗。這兩類實驗主要由教師指導學生完成，通過這兩類實驗，使得學生能夠了解本專業涉及的前沿物流設施設備，掌握設備的使用方法，鍛煉基本的動手操作能力和工程實踐能力。三是應用綜合設計性實驗。在該類實驗中，教師起引導作用，針對不同的實驗項目提出相對應的設計要求，由學生根據所學專業課程的理論知識完成實驗方案的設計，該類實驗旨在培養學生的綜合、設計能力。四是創新研究性實驗。這類實驗旨在培養學生的創新意識，在實驗中教師負責為學生提供可作為研究對象的實驗設備的型號參數，擬定實驗題目，以及該實驗中可研究的內容，其中實驗內容注重與最前沿的物流技術相結合，學生需要完成自主查閱文獻資料，自主選擇實驗項目，獨立研究實驗方案等工作，并最終完成實驗。在每個實驗項目的研究期間，對學生開放實驗室，讓學生可以有更多時間去自主調試研究實驗設備，驗證分析實驗方法。通過這類實驗不僅可以讓教師在現有實驗設備上進行科研活動，開發新實驗，而且可以讓學生對物流工程專業領域的科研動態有一定的了解，通過這類項目的實施可培養學生的自主創新能力，提升學生研究探索的興趣和實踐能力，為學生步入社會參加工作或是繼續科研深造打下良好的基礎。

（3）實驗教學內容的完善

?目前依托智能物流技術實驗室的軟硬件平臺，按照不同的培養目標，可以開設物流設備、物流信息技術、AGV導航與控制、PLC控制、堆垛機控制等多方面的實驗項目，這些項目可以依照不同年級學生的培養目標，具體劃分為認知性實驗、專業基礎性實驗、綜合性實驗以及創新性實驗[13]，它們可以有效支撐學校物流類課程《物流設施設備》、《物流系統規劃》、《物流倉儲設備選型與設計》、《物流自動化系統設計及應用》、《倉儲與配送管理》、《物流信息技術》、《物流管理信息系統》、《物聯網技術及應用》等專業課程的實驗教學及部分實踐課程教學任務。

①專業認知性實驗。該類實驗主要針對大一年級的學生開設，目的是使學生了解物流工程專業基礎知識。依托智能物流技術實驗室，針對《物流工程專業導論》、《物流設施設備》課程研究設計實驗項目（如表1所示）。

②專業基礎性實驗。該類實驗主要針對大二年級學生開設。這個階段的課程設置主要以專業基礎課為主，如《電工學》、《計算機程序設計基礎》、《機械設計基礎》等，目的是為后續專業課程的開設提供相應的電路基礎、設計基礎和軟件基礎。因此針對大二年級學生開設專業基礎性實驗，使學生可以掌握物流工程專業實驗的基本技能，熟悉物流裝備實際操作流程（如表2所示）。

③專業應用綜合性實驗。該類型的實驗主要是針對大三及以上年級開設，其涉及較多的專業課程內容，重點是訓練學生的綜合、設計能力，主要由綜合性和設計性課程實驗組成;實驗中要求學生可以根據工程實際需求，完成設施設備的選擇、作業單元的設計、物流系統的整體布局。除此之外，還要求學生具備物流系統運行中對所遇故障的診斷、處理及維護的能力。

④建立以學生為中心的創新性實驗。該類實驗的開設旨在為社會培養具備創新實踐能力的物流工程人才。該類實驗主要是以“問題為中心”，以學生為主導，要求學生在教師的輔助下，自主探究并獨立完成，將所學的理論知識運用到實踐中[14]。該類實驗能夠培養學生創新思維，提高創新能力，提升實踐能力，為步入工作崗位或是進一步的研究深造打下基礎（如表4所示）。

（4）實驗考核評價體系構建

之前，受限于實驗條件及師生比，物流工程專業的實驗課程中實驗老師不能充分考核到每個學生的動手操作能力，導致很多實驗課程依然把實驗報告作為主要的考核依據。但學生的實驗報告重復率較高，僅依據實驗報告并不能準確地反映學生具體的實驗過程，因此，單憑實驗報告書不能全面反映問題。要打破傳統的實驗考核模式，必須注重學生的學習過程，構建基于學生學習成果的多元化、標準化考核評價體系，要從以結果評價為主向學習過程與結果評價相結合轉變。

考核的實驗項目包括非創新類實驗項目和創新類實驗項目。非創新類實驗的考核內容包括實驗操作、實驗方法、問題討論、任務完成、實驗報告書寫以及期末考查等。而創新類項目則包括開題、中期、結題答辯、實物作品、小論文及總結報告，并注重學生日常的學習過程和積累，將學生主動與教師面對面、發郵件或其他方式的交流討論等都計入考核內容[12]。

3 ?實踐運行情況

自2019年4月智能物流技術實驗室成立以來，該實驗模式已經持續在物流工程專業5個不同年級的學生中進行了教學實踐，其中包括兩屆畢業生中的多名同學依托實驗室平臺完成了畢業設計內容。學生理論聯系實際的能力、動手實操的能力、團隊協作能力，特別是自主學習和創新能力都得了全面提高，教學效果顯著。智能物流技術實驗室平臺的搭建，配合上述實驗教學內容，為高素質復合型物流人才的培養起到了積極推動作用，在“百蝶杯”第五屆全國大學生物流仿真設計大賽中學生分別獲二等獎、三等獎兩項，已發表的科技論文兩篇，軟件著作權2件。不僅如此，近兩年畢業生在物流行業的就業率大幅提高，用人單位普遍認為學生的工程實踐能力有明顯提高，能夠很快地適應工作環境。

4 ?結束語

面向實踐能力強、創新能力強的高素質復合型物流人才培養，基于現代物流理念和先進的智能物流技術實驗室平臺，對物流工程專業的實驗教學模式進行了探索，提出一種學生主動探究和創新實踐的教學模式。通過改進實驗教學方法，完善實驗教學內容，構建新的實驗考核體系，讓學生從對專業的認知，設備的基礎操作，系統的綜合設計到項目的自主創新研究，逐層深入，循序漸進的提升了自身的實踐能力和創新能力。該教學模式實踐表明，學生的創新能力不斷增強，畢業生的工程實踐能力明顯提高，用人單位的認可度不斷提升，符合我國對實踐能力強、創新能力強的高素質復合型物流人才培養的需要。

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收稿日期：2021-09-06

基金項目：中國物流學會、教育部高等學校物流管理與工程類專業教學指導委員會2021年物流教改教研課題計劃面上重點課題項目“新基建背景下基于‘智慧化技術+物流’思維的物流工程人才培養體系研究”（JZW2021028）

作者簡介：劉 ?丹（1990-），女，山東濟南人，山東科技大學交通學院，講師，博士，研究方向：物流裝備與控制。