基于運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)的運輸管理實驗課程教學(xué)改革

謝云璞

（河北環(huán)境工程學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理系，河北 秦皇島 066102）

0 引言

為推動和加強虛擬仿真實驗教學(xué)的開展，《教育部辦公廳關(guān)于2017-2020 年開展示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)的通知》（教高廳〔2017〕4 號）和《教育關(guān)于開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作的通知》（教高函〔2018〕5 號），明確指出虛擬仿真實驗教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為中心，以項目為驅(qū)動，通過直觀的運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)優(yōu)化方案，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力［1-2］。基于運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)的運輸管理實驗課程不僅可以直觀地驗證運輸調(diào)度優(yōu)化方案的可行性，還可以提升學(xué)生的專業(yè)能力、職業(yè)崗位(或職業(yè)崗位群)能力、創(chuàng)業(yè)能力和綜合能力等應(yīng)用型能力。

在物流教育領(lǐng)域，物流管理專業(yè)要求學(xué)生掌握運輸管理基礎(chǔ)知識、運輸指標(biāo)數(shù)據(jù)的分析方法、運輸調(diào)度網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，可以設(shè)計運輸調(diào)度方案，具有一定的社會實踐能力，同時，學(xué)生要對運輸過程動態(tài)仿真、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)都有所了解［3］。

1 軟件平臺簡介

運輸管理實驗課程以羅杰思特有限責(zé)任公司與華如科技有限責(zé)任公司聯(lián)合開發(fā)的運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)為平臺，該平臺集成了場景編輯、仿真運行、仿真管理、分析評估、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）、數(shù)字地球等模塊，可提供物流運輸網(wǎng)絡(luò)仿真場景編輯、物流運輸系統(tǒng)要素的配置、仿真運行的二維展示和三維展示、系統(tǒng)運行指標(biāo)的提取和分析等功能。

2 運輸管理實驗課程教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)的運輸管理實驗課程教學(xué)方式為教師分別講授運輸調(diào)度管理原理、運輸調(diào)度優(yōu)化方案。教師講解優(yōu)化方案時，以提問的方式了解學(xué)生對知識點的掌握程度，最后為評價環(huán)節(jié)，具體為評價學(xué)生的設(shè)計方案。傳統(tǒng)運輸管理實驗課程教學(xué)模式存在以下問題。

2.1 組織課程難度大

傳統(tǒng)運輸管理實驗課程教學(xué)模式下，實施運輸優(yōu)化方案的講解中包括運輸基本原理、運輸合理化要求、運輸合理化指標(biāo)、運輸優(yōu)化方法的步驟及注意事項等。只要實驗課程內(nèi)容或者分析角度稍有變化，就需要重復(fù)以上步驟，并且在各個環(huán)節(jié)都需要準(zhǔn)確掌握學(xué)生對知識點的掌握情況，費時費力，效率極低。

2.2 優(yōu)化方案驗證困難

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實驗室環(huán)境下，通過Excel、Lingo、Lindo 系統(tǒng)工具進(jìn)行基礎(chǔ)定量因素的結(jié)果性實驗比較好實現(xiàn)，但是在更改天氣、路況等實際運行參數(shù)后的驗證演示性實驗中，此類工具明顯力不從心。

2.3 學(xué)生能力培養(yǎng)不全面

在應(yīng)用型本科教學(xué)培養(yǎng)過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用的綜合實踐能力，傳統(tǒng)運輸管理實驗課程教學(xué)模式注重培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識以及問題分析和設(shè)計解決開發(fā)方案的能力，在研究思維、使用現(xiàn)代工具、團(tuán)隊合作、項目管理等方面的培養(yǎng)存在明顯不足。

3 課程教學(xué)改革

3.1 課程教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的改革

物流管理專業(yè)實踐性很強，專業(yè)社會調(diào)查的第一手資料顯示，物流領(lǐng)域急需復(fù)合應(yīng)用型人才，而在傳統(tǒng)的計算機實驗教學(xué)模式下，運輸管理實驗課程中，部分理論案例受到影響因素考慮不全面或者影響因素驗證難的局限性影響，導(dǎo)致優(yōu)化方案的實際運行效果不理想，進(jìn)而影響對學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。運輸調(diào)度仿真軟件教學(xué)模式與傳統(tǒng)的計算機實驗教學(xué)模式相比較而言，基于運輸調(diào)度仿真軟件教學(xué)模式的運輸管理實驗課程可以不局限于難以給出參數(shù)的影響因素，更合理地定位教學(xué)目標(biāo)，使教學(xué)目標(biāo)與企業(yè)應(yīng)用實踐結(jié)合得更加緊密，能夠加強學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。例如，在傳統(tǒng)的計算機實驗教學(xué)模式下，因硬軟件環(huán)境有限，某些優(yōu)化案例而只能定位在“了解”或“認(rèn)知”層面的教學(xué)目標(biāo)，依托運輸調(diào)度仿真平臺，可以提升到與實踐相結(jié)合的“能力”層面。因此，在物流管理專業(yè)運輸管理實驗課程教學(xué)設(shè)計的過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力，使其在掌握物流運輸系統(tǒng)優(yōu)化、物流運輸業(yè)務(wù)運作的基本技能與方法的基礎(chǔ)上，熟悉供應(yīng)鏈物流運輸系統(tǒng)規(guī)劃，掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，能夠滿足實際工作中定量分析及信息化的需要，具有一定的實際工作能力。

3.2 教學(xué)設(shè)計方案的改革

為了達(dá)到預(yù)期的課程教學(xué)目標(biāo)，需要調(diào)整教學(xué)過程中教學(xué)設(shè)計方案，依托運輸仿真調(diào)度平臺的運輸管理實驗課程積極采用項目驅(qū)動式教學(xué)方法。傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)模式不利于培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，尤其像運輸管理實驗這類理論抽象性強的實驗課程。傳統(tǒng)的運輸管理實驗課程教學(xué)設(shè)計基本上是運輸概述、運輸合理化、運輸優(yōu)化方法、運輸優(yōu)化方案應(yīng)用層，按照由理論到實驗的順序編寫。很多任課老師習(xí)慣性地遵照教材編排順序組織教學(xué)，而學(xué)生被動地進(jìn)行學(xué)習(xí)。對此，學(xué)者提出了建構(gòu)主義，強調(diào)學(xué)習(xí)者的主動性，認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于原有的知識經(jīng)驗生成意義、建構(gòu)理解的過程，在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了項目驅(qū)動式教學(xué)方法［4］。基于運輸調(diào)度仿真軟件的運輸管理實驗課程教學(xué)，教師可以通過運輸調(diào)度仿真軟件，從實際應(yīng)用的角度，從簡到難實施教學(xué)。這種教學(xué)順序不僅有助于學(xué)生理論聯(lián)系實際，而且有助于學(xué)生理解運輸系統(tǒng)的架構(gòu)，為后續(xù)優(yōu)化仿真實驗打下基礎(chǔ)。

關(guān)于項目驅(qū)動教學(xué)方法的應(yīng)用，以對速遞物流服務(wù)企業(yè)的運輸網(wǎng)絡(luò)仿真為例，首先，要對物流企業(yè)的運輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成、調(diào)度關(guān)系、業(yè)務(wù)流程及部署情況等儲備知識技能進(jìn)行講解，儲備知識技能的難易程度決定項目的可行性。其次，選擇具有能夠抓住課程重點，緊扣培養(yǎng)目標(biāo)的典型性案例等進(jìn)行仿真建模，在裝配物流中，轉(zhuǎn)場、運輸車輛、物流飛機等仿真參數(shù)匹配實體模型后，根據(jù)物流中轉(zhuǎn)場之間的班線信息，采用最短路徑尋求算法來計算訂單從生成地配送至目的地的路由信息。最后，項目在前期工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)提高難度和復(fù)雜度，再根據(jù)動態(tài)的仿真場景提供便利的人機交互方式供用戶多維度多層次地觀察仿真過程，在采集相關(guān)仿真運行過程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以使用統(tǒng)計分析工具對關(guān)注的指標(biāo)進(jìn)行圖形化展示和分析評估。

3.3 課程教學(xué)效果評價的改革

課程教學(xué)評價即根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，制定科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，運用一切有效的科學(xué)手段，對教與學(xué)過程中的現(xiàn)象及其效果進(jìn)行測定、衡量，并進(jìn)行價值判斷，為教與學(xué)提供反饋的一個過程［5］。運輸管理實驗課程教學(xué)評價按照課程評價內(nèi)容的不同可分為過程性評價和成果性評價。河北環(huán)境工程學(xué)院實際分析運輸管理實驗課程教學(xué)評價項目比例分配為過程性評價占40%，成果性評價占60%。

運輸管理實驗課程檢驗課程教學(xué)效果的過程性評價內(nèi)容包括出勤率、預(yù)習(xí)效果滿意度、課堂主動參與度、實驗和項目完成率等。傳統(tǒng)的運輸管理實驗教學(xué)單純地以實驗和項目完成率來評價整個團(tuán)隊成員對知識點的掌握情況。基于運輸調(diào)度仿真軟件完成的運輸管理實驗教學(xué)可以通過預(yù)習(xí)效果滿意度、課堂主動參與度、實驗和項目完成率評價學(xué)生的專業(yè)能力，職業(yè)崗位(或職業(yè)崗位群)能力，創(chuàng)業(yè)能力和綜合能力等應(yīng)用型能力［6］。

檢驗運輸管理實驗課程教學(xué)效果的成果性評價內(nèi)容最直接的依據(jù)就是實驗報告成績。為檢驗基于運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)的課程改革的教學(xué)效果，本文將河北環(huán)境工程學(xué)院2017 級物流管理3 個班（共74 人）選為實驗組，2018 級物流管理4 個班（共96 人）選為對照組。對照組按照傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)模式開展運輸管理實驗課程學(xué)習(xí)，以依托Excel、Lingo、Lindo 等傳統(tǒng)工具實現(xiàn)的實驗結(jié)果報告為教學(xué)評價依據(jù)。實驗組按照依托運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)實驗平臺開展運輸管理實驗學(xué)習(xí)，以運輸調(diào)度仿真優(yōu)化案例實驗過程報告為教學(xué)評價依據(jù)。運輸管理實驗課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，分別對對照組和實驗組的實驗報告考核成績，以小樣本檢驗為統(tǒng)計方法，在實驗組和對照組中均隨機抽取10 人，將實驗報告成績進(jìn)行t樣本檢驗（顯著水平為0.05）。檢驗結(jié)果顯示實驗報告成績存在顯著差異，實驗組實驗報告成績?yōu)?0.05±1.57，對照組實驗報告成績?yōu)?3.5±2.36。由t檢驗結(jié)果，本文認(rèn)為依托運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)的運輸管理實驗課程成果性教學(xué)效果較好，且能夠彌補傳統(tǒng)的計算機實驗教學(xué)模式的缺陷和不足。

4 結(jié)語

運輸管理實驗課程是物流管理專業(yè)的一門專業(yè)實驗課，通過對該專業(yè)連續(xù)兩屆學(xué)生的教學(xué)改革試驗，發(fā)現(xiàn)基于運輸調(diào)度仿真軟件平臺的課程教學(xué)改革不僅在教學(xué)成果性評價中加強了學(xué)生對運輸指標(biāo)數(shù)據(jù)的分析方法、運輸調(diào)度方案設(shè)計、運輸調(diào)度網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法等的掌握，也在過程性評價中，提高了學(xué)生的專業(yè)能力、職業(yè)崗位(或職業(yè)崗位群)能力、創(chuàng)業(yè)能力和綜合能力等應(yīng)用型能力。另外，本文提出的教學(xué)改革模式也適用于物流管理專業(yè)其他課程的教學(xué)，如供應(yīng)鏈管理等課程，這也是筆者進(jìn)行后續(xù)教學(xué)改革研究的方向。