產業級生鮮電商與冷鏈物流虛擬仿真實驗教學中心建設與實踐

任佳佳

[摘要]指出建設產業級生鮮電商與冷鏈物流虛擬仿真實驗教學中心可以有效解決電子商務、物流管理等工商管理類本科專業學生實踐教學環節薄弱的問題，有助于地方應用型本科高校的轉型和創新性應用型人才的培養。介紹了河南牧業經濟學院以生鮮電商與冷鏈物流企業運營全生命周期為主線構建的“一主線、三層次、四結合、五實驗室、六維度、十二模塊”的實踐教學體系和教學資源，在實踐教學改革和服務區域經濟發展方面做出了一定貢獻。

[關鍵詞]虛擬仿真;實驗教學;生鮮電商;冷鏈物流;產業級

[中圖分類號]G642.0???? [文獻標識碼]A???? [文章編號]1005-152X（2022）03-0125-05

Construction and Practice of Industry-level Fresh Product E-commerce and Cold Chain Logistics Virtual Simulation Experiment Teaching Center

REN Jiajia

（College of Logistics & E-commerce， Henan University of Animal Husbandry & Economy， Zhengzhou 450044， China）

Abstract： This paper introduces the "1+3+4+5+6+12" practical teaching system consisting of "one main line， three levels， four parts， five laboratories， six dimensions， and twelve modules" constructed by Henan University of Animal Husbandry and Economics for the life cycle operation of fresh food e-commerce and cold chain logistics enterprises which could contribute to the reform of practical teaching and serving regional economic development.

Keywords： virtual simulation; experiment teaching; fresh food e-commerce; cold chain logistics; industry-level

0 引言

《國家教育事業發展“十三五”規劃》和《教育信息化2.0行動計劃》明確指出，要積極探索基于虛擬仿真、大數據等新技術的智能學習方式，形成泛在化、智能化學習體系，促進信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程[1-3]。虛擬仿真實驗教學是開展人才培養模式改革和實施教育信息化行動計劃的重要保障[4]。國內外眾多高校現已嘗試將虛擬仿真技術應用到實踐教學之中[5-6]，在借鑒其它院校建設經驗的基礎上[7-9]，河南牧業經濟學院瞄準學校商貿物流、食品科學與工程等優勢學科資源和河南省農業、畜牧業、食品加工業、商貿物流業發展需求，對電商物流協同領域的虛擬仿真教學進行了積極探索，并于2018年獲中央財政支持立項建設產業級生鮮電商與冷鏈物流虛擬仿真實驗教學中心（以下簡稱中心），并以“應用為本、實踐為基、雙創為要”的原則構建了虛擬仿真實踐教學體系，現已取得較為顯著的實踐教學效果。

1 項目建設的必要性與先進性

1.1 必要性

目前，學校現有的實踐教學條件雖然能夠基本滿足物流管理、電子商務等工商管理類專業在常規實踐教學方面的需求，但是由于絕大多數實驗室定位于專科層面技能型人才的培養，其軟硬件均面向操作實訓層面，尚不具備開設應用型本科虛擬仿真實驗的條件，更不能為學生創新創業實踐和教師科研提供必要的保障。根據《物流管理與工程類專業教學質量國家標準》、《電子商務類專業教學質量國家標準》中關于教學、演示和實驗設備的要求，為了順應新零售、智慧物流、大數據、人工智能等現代信息技術在現代商貿物流業中快速應用的發展趨勢[10]，中心迫切需要利用虛擬仿真技術將面向未來和產業級的應用轉化為虛擬仿真實驗教學項目，進而實現對實踐教學體系的重構和實踐教學模式的改革。

中心通過搭建真實的企業級工作環境，對生鮮電商與冷鏈物流類企業運營所需的真實場景進行虛擬再現，在“模擬企業經營”、“互動仿真”、“仿真設計”和“模擬操作”中植入了“游戲式、競爭式”的教學方式，充分調動學生參與實踐教學的積極性，培養學生的綜合職業能力。學生在參與虛擬仿真實驗的過程中，可以進行“試錯性、破壞性”試驗，而不產生冗余成本，項目后臺運用大數據技術對每位學生的操作記錄進行針對性分析與建議，進而實現教學改革與創新的迭代[9]。

1.2 先進性

中心以“產教融合、校企合作”為指導思想，通過虛擬仿真實驗項目，創建高仿真的企業工作環境、業務流程、業務數據，并嵌入生鮮電商與冷鏈物流企業運營流程，為課程內容與社會需求的對接打下了基礎。

中心結合電商物流行業的實際運作流程，以培養學生的知識運用和實際操作能力為目的，針對生鮮電商和冷鏈物流類企業工作過程的完整性，整合并序化適用于電商物流協同運營的實踐教學內容，實現對學生在電商物流項目運營中所涉及的實踐技能的培養。

中心的實驗教學項目既有平行項目的設計，也有遞階項目的設計[5]，既有單項能力訓練項目的設計，也有綜合能力訓練項目的設計，能力訓練本著由易到難、由單項到綜合、由簡單到復雜的順序遞進，遵循從“新手”到“行家”的職業發展路徑。

2 虛擬仿真實驗教學體系設計

中心秉承學校“牧工商一體化”發展戰略，在多年實踐教學積累的基礎上，以“校企合作、校企共建”的方式進一步豐富生鮮電商與冷鏈物流虛擬仿真教學資源，同時順應電子商務和物流行業智能化發展的趨勢，以培養學生的實踐能力、創新能力和工程執業能力為核心，面向電子商務、物流管理、制冷與冷藏技術、國際商務、跨境電商等商貿流通類專業，構建了“一主線、三層次、四結合、五實驗室、六維度、十二模塊”的“1+3+4+5+6+12”虛擬仿真實踐教學體系，如圖1所示。

其中，“一主線”是指參照生鮮電商與冷鏈物流類企業實際運行，以生鮮品線上店鋪運營、農產品預冷、冷鏈物流追溯、農產品品質檢測、終端配送、大數據分析、智能決策的全生命周期為主線，構建全方位的虛擬仿真實踐教學環境，通過將真實的產業項目引入教學課堂，實現對學生綜合職業能力的培養。“三層次”是指根據創新性應用型人才培養特點，按照學生的學情及認知規律，將實驗教學劃分為基礎認知虛擬仿真實驗、專業設計虛擬仿真實驗和科研創新虛擬仿真實驗。“四結合”是指虛擬仿真教學與理論教學、實習實訓、創新創業、科研成果轉化相結合。“五實驗室”即按照學習流程建立五個實驗室，分別是技術平臺開發實驗室、預冷及溫控實驗室、冷鏈物流追溯實驗室、冷藏運輸實驗室、生鮮電商與冷鏈物流運營決策實驗室。“六維度”是指中心的實踐課程體系設計將從學習認知維度、技術掌握維度、設備操作維度、崗位鍛煉維度、規劃設計維度和科學實驗維度進行構建。“十二模塊”即按照專業知識體系將三大層次的虛擬仿真實驗進行細化，其中基礎認知層次的虛擬仿真實驗包括生鮮電商平臺開發虛擬仿真實驗模塊、生鮮電商數據庫系統開發實驗模塊、冷鏈物流數據庫開發實驗模塊和小型冷庫特性仿真研究模塊;專業設計層次的虛擬仿真實驗包括果蔬預冷儲藏保鮮技術仿真實驗模塊、農產品追溯沙盤模擬仿真實驗模塊、冷藏車內微環境檢測虛擬仿真實驗模塊、自動化立體冷庫規劃設計與仿真實驗模塊、冷庫逐時能耗分析虛擬仿真實驗模塊;科研創新層次的虛擬仿真實驗包括生鮮電商與冷鏈物流運營決策虛擬仿真實驗模塊、新零售線下體驗商店仿真實驗模塊、生鮮電商與冷鏈物流協同創新仿真實驗模塊。

3虛擬仿真實驗資源建設

中心的虛擬仿真實驗教學資源遵循實驗難度逐層遞進、實驗綜合性逐層擴展的開發思路，緊密聯系電子商務專業與物流管理專業所涉及的核心實驗，引導教學科研人員和校企合作單位將橫/縱向科研項目向虛擬仿真教學項目轉化，現已成功將生鮮電商與冷鏈物流類企業在實際運營過程中的平臺建設、產品追溯、決策運營等項目轉化為經過科學設計的綜合性、實踐性、創新性的虛擬仿真實驗項目，為電子商務專業、物流管理專業等工商管理類本科專業創新性應用型高素質人才的培養提供了重要保障。

3.1 基礎認知虛擬仿真實驗基礎認知虛擬仿真教學實驗

主要面向電子商務、物流管理、供應鏈管理等相關本科專業低年級學生的專業基礎理論課程和實踐課程的學習。中心通過提供自建服務器、校企共建小型冷庫為學生提供平臺建設、數據庫開發以及冷庫特性分析等實驗教學項目，重點培養學生對基礎知識的認知和基礎技能的掌握。

（1）生鮮電商平臺開發虛擬仿真實驗模塊。該模塊主要針對電子商務、軟件開發等相關專業動態網站建設、商務網站網頁設計、面向對象程序編程、 Java、PHP等課程的實驗環節。可設置PC端生鮮電商平臺開發仿真實驗、生鮮電商類平臺微信小程序開發仿真實驗、生鮮電商類APP開發仿真實驗、移動端網店建設仿真實驗等實踐教學項目。

（2）生鮮電商數據庫系統開發實驗模塊。該模塊主要針對電子商務、軟件開發等相關專業數據庫、數據結構、信息管理系統等課程的實驗環節，可設置Web數據庫系統搭建仿真實驗、網站數據庫系統維護仿真實驗等實驗實踐教學項目。

（3）冷鏈物流數據庫開發實驗模塊。該模塊主要針對電子商務、物流管理、供應鏈管理等相關專業物流信息系統、數據庫、物聯網概論等課程的實驗環節，可設置基于物聯網的物流信息采集仿真實驗、物流信息系統建設仿真實驗、物流信息系統運維仿真實驗等實踐教學項目。

（4）小型冷庫特性仿真研究模塊。該模塊主要針對物流管理、制冷與冷藏技術相關專業冷庫設備運行與維護、制冷原理等課程的實驗環節。可設置冷庫設備運行實訓、冷庫設備維護實訓、小型冷庫特性仿真實驗等實踐教學項目。

3.2 專業設計虛擬仿真實驗

專業設計虛擬仿真教學實驗主要面向相關本科專業三年級學生理論課程、實踐課程的學習。中心通過設置科學、系統的虛擬仿真實驗項目拓展學生的專業視野、培養學生綜合運用理論知識處理農產品預冷、倉儲、配送等冷鏈物流核心作業環節的綜合能力。

（1）果蔬預冷儲藏保鮮技術仿真實驗模塊。該模塊主要針對冷鏈物流、制冷與冷藏技術、食品科學與工程等相關專業的低溫原理、冷鏈物流技術、食品保鮮與貯運管理等課程的實驗環節，可設置微型保鮮庫預冷氣流組織的虛擬仿真實驗、移動式預冷處理設備實驗等實踐教學項目。

（2）農產品追溯沙盤模擬仿真實驗模塊。該模塊主要針對物流管理、電子商務、食品科學與工程等相關專業的食品安全可追溯系統、冷鏈物流技術等課程的實驗環節，可設置農產品追溯沙盤模擬仿真實驗、智慧農業沙盤仿真實驗、農產品溯源虛擬仿真實驗等實踐教學項目。

（3）冷藏車內微環境檢測虛擬仿真實驗模塊。該模塊主要針對物流管理、制冷與冷藏技術、配送中心規劃與管理等相關專業的制冷原理、低溫原理、食品保鮮與貯運管理等課程的實驗環節，可設置冷藏車車廂內多點檢測溫度的傳感器布局虛擬仿真實驗、冷藏車內微環境檢測虛擬仿真實驗等實踐教學項目。

（4）自動化立體冷庫規劃設計仿真實驗模塊。該模塊主要針對物流管理、供應鏈管理、制冷與冷藏技術等相關專業的倉儲規劃與管理、倉儲與配送實務、冷庫技術等課程實驗環節，可設置冷庫倉儲規劃仿真實驗、自動化立體冷庫規劃設計仿真實驗等實驗教學項目。

（5）冷庫逐時能耗分析虛擬仿真實驗模塊。該模塊主要針對物流管理、供應鏈管理、制冷與冷藏技術等相關專業的冷庫技術、制冷原理、倉儲規劃與原理等課程的實驗環節，可設置基于Fluent 的冷庫溫度調節過程數值仿真實驗、冷庫冷耗計算方法及耗能分析仿真實驗、冷庫建筑能源消耗構成仿真分析實驗等實驗教學項目。

3.3 科研創新虛擬仿真實驗

科研創新型虛擬仿真實驗主要針對有科研需求、創業需求的高年級本科生，同時服務于教師的科研工作。該層次的虛擬仿真實驗充分運用數值模擬、虛擬仿真技術，采用虛擬仿真與實習實訓結合的方式對生鮮電商與冷鏈物流決策運營、預測性銷售、推薦引擎、聊天機器人、冷鏈物流配送路徑智能規劃等環節進行實驗教學，為輔助教師科研、拓展學生專業視野、參加學科技能競賽和創新創業類競賽提供技術支撐和項目支持，進而提高學生的創新創業能力和科研素養。

（1）生鮮電商與冷鏈物流運營決策虛擬仿真實驗模塊。該模塊主要針對電子商務、物流管理、跨境電商等相關專業的網站策劃與運營、企業資源計劃、數據分析與挖掘、物流信息系統管理、創業管理學等課程的實驗環節，可設置生鮮電商運營沙盤虛擬仿真實驗、數據營銷仿真實驗、智能決策支持系統仿真實驗、創業設計與仿真實驗等實踐教學項目。

（2）新零售線下體驗商店實驗模塊。該模塊主要針對電子商務、物流管理、食品科學與工程等相關專業所涉及行業的先進商業模式和技術應用所設置的實踐環節，主要包括生鮮電商新零售體驗仿真實驗、人工智能零售虛擬仿真實驗等實踐教學項目。

（3）生鮮電商與冷鏈物流協同創新仿真實驗模塊。該模塊主要針對電子商務、物流管理等相關專業學生的創新創業項目、學科競賽項目以及教師的科研項目，為其提供寬松、自由的實驗場所。可設置創新創業項目虛擬仿真實驗、學科競賽虛擬仿真實驗、科研創新虛擬仿真模塊等實踐教學項目。

4 特色與創新

4.1 貫徹“應用為本、實踐為基、雙創為要”的教學改革探索

中心以學生的發展為中心，尊重學生的個性化差異，探索調動學生主動學習、研究型學習、合作性學習的教學方法改革，著力推廣混合式教學、翻轉課堂，構建線上線下相結合的教學模式，推動大數據、人工智能、虛擬現實、仿真技術在實踐教學與中心管理上的應用，探索“互聯網+智能+高等教育”新形態。4.2 構建“1+3+4+5+6+12”虛擬仿真實踐教學體系

中心以 OBE模式構建虛擬仿真實踐教學體系，以生鮮品線上店鋪運營、農產品預冷、冷鏈物流追溯、農產品追溯、終端配送、大數據分析、智能決策的全生命周期為主線，構建了“一主線、三層次、四結合、五實驗室、六維度、十二模塊”的虛擬仿真實踐教學體系，以社會需求為導向，著重培養學生將理論知識轉化為解決問題的能力。

4.3產教融合、校企融合、科教融合的建設模式

中心的建設瞄準學校工商管理、食品科學與工程、特種經濟動物飼養等優勢學科資源和河南省農業、畜牧業、商貿物流業發展需求，將教師的橫/縱向科研成果轉化為虛擬仿真實驗教學項目[11]，通過與河南本地生鮮電商菜籃網、河南鮮易供應鏈、雙匯物流等冷鏈物流企業深度合作，共同開發虛擬仿真和實習實訓教學項目，以產教融合、校企融合和科教融合的建設模式豐富中心的實踐教學內容[8]。

5 結語

為了緩解傳統實踐教學與企業實際和行業發展脫節、實踐教學內容不成體系、重技能訓練輕創新能力培養等問題[12]，更好地適應商貿流通類企業對創新性應用型人才的需求，學校電子商務與物流管理專業將虛擬仿真技術引入了實踐教學環節，構建了“1+3+4+5+6+12”虛擬仿真實踐教學體系和教學資源，打通了人才培養與企業用人需求的“雙向真空”狀態。目前，學校產業級生鮮電商與冷鏈物流虛擬仿真教學實驗中心仍需要進一步加強產教融合，充實實驗教學資源庫;加強校內校際共享，擴大服務范圍;加強校企合作，提升社會服務水平[13-14]。

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