物流金融倉單質押虛擬仿真實驗平臺設計與應用

朱 葉

（桂林電子科技大學藝術與設計學院，廣西 桂林 450305）

倉單質押是一種由融資企業、物流企業和金融機構三方聯動形成的新型物流金融業務融資方式。其主要內容包括融資企業利用產品作為融資抵押物，向銀行提出融資需求申請；第三方物流企業提供擔保證明，使融資企業獲得銀行貸款；同時，物流企業實時監控市場行情和融資企業的經營情況，保證融資企業可以按時還清貸款。倉單質押業務可以解決我國長期存在的中小企業融資難、金融機構放貸難以及物流企業服務單一等問題。但這種新興的金融業務內容繁多、流程復雜，且涉及很多業務主體的利益以及合同的簽訂，而體制內相關法規又不完善，存在制度漏洞，因此在開展該業務的過程中存在操作指引有差異、業務銜接不對等、三方信息不對稱以及不同質押物品類的市場價格波動幅度差異大等風險。

在經濟金融領域中，不斷涌現的高新信息技術使新型金融業態得到快速發展，但傳統經濟類專業的課程培養方案仍以課堂講授為主，金融實踐得不到落實，實驗教學發展緩慢，不利于學生對新型金融業務的理解與學習。廣西作為食糖大省，其糖產量占全國總產量的65%，因此產生了與食糖相關的物流金融服務，并需要大量的應用型金融人才。于是該文利用區塊鏈、虛擬仿真等信息技術，將物流管理專業人才培養與服務地方特色產業進行深度融合，開發了基于區塊鏈的食糖物流金融倉單質押虛擬仿真實驗平臺（以下簡稱實驗平臺），為傳統課程教學引入了虛擬仿真實驗的新型教學模式。該實驗教學構建了高度仿真的虛擬場景、操作對象和任務流程，提供了體驗感強、安全性高、成本較低且能直觀交互的虛擬仿真實踐平臺，使金融課程建設與市場經濟發展深度接軌。并結合具象化的企業案例，使學生能夠立足實踐加深對新金融業務的理解與內化。

該文闡述了傳統金融課程教學的難點與該實驗平臺的設計思路，分析食糖物流金融倉單質押業務實例分析其知識內容、邏輯體系、系統架構及關鍵代碼，最后結合實驗平臺的教學應用成果探討新形勢下金融實踐課程與教學信息化深度融合的發展思路。

1 教學難點與實驗平臺設計思路

物流金融倉單質押業務存在流程復雜、概念抽象等問題，傳統的金融理論課程已無法滿足教學需求，會給學生學習、理解造成負擔。學校與融資企業、銀行和物流倉儲企業距離較遠，教學組織困難，實訓成本較高。且融資企業、銀行和物流企業三方系統的信息數據不對外開放，學生沒有參與培訓、操作實踐的機會，導致出現“有理論、無實踐”的教學斷層現象，難以培育出能適應新時代市場需求的應用型金融人才。針對數字時代傳統金融課程的問題，該文設計了基于區塊鏈的食糖物流金融倉單質押虛擬仿真實驗平臺，在市場導向下，以本地產業優勢“食糖”為內容基點，構建了3 個虛擬場景和5 個任務模塊，具有虛擬仿真、任務驅動、角色互動和實時監測4 個特性，以激發學生的自主性和學習興趣，為引入新時代下具備創新性和應用前景的金融教學模式提供了參考。該實驗平臺的4 個特性及其所解決的痛點問題如圖1 所示。

圖1 實驗平臺以傳統金融課程教學難點為中心展開的設計思路

1.1 三維場景虛擬仿真

傳統的理論教學主要是通過課堂中理論講解的方式完成的，缺少實地培訓和業務實操，導致理論學習與業務實踐出現斷層，學生不易理解，教學效果較差。實驗平臺根據真實的業務案例構建三維虛擬場景，再現融資企業、銀行和物流企業的工作場景，讓學生扮演新型金融業務重要環節的人物角色，還原真實場景的對話互動，讓教學實訓不受時間、空間和人員的限制，學生能隨時隨地利用實驗平臺參與業務進程，并開展實景學習。

1.2 場景化任務驅動

傳統的金融理論教學模式是讓學生被動地接受知識信息的灌輸，教師無法及時得到理論教學效果的反饋，學生也缺乏自主思考的探究式學習過程，對專業知識的掌握情況沒有清晰認知。針對以上痛點，該文設計了基礎信息配置、融資達成業務、倉單質押業務、風險管理業務和還款提貨業務5 個任務模塊，將抽象流程具象化，使學生成為教學課程的主體，由被動式學習轉變為在任務驅動下的探究式學習，并針對學習過程中的薄弱環節進行反復學習，直至融會貫通。

1.3 沉浸式角色互動

目前高校開展的虛擬仿真實驗教學項目主要通過構建仿真模型達到讓學生參與其中的目的。但這種模式只是把學生帶入仿真情境中，使其產生生理沉浸感，學生往往作為旁觀者游離在教學過程外，導致其體驗程度不夠，學習效果較差。而該實驗平臺基于虛擬仿真的構想性、虛擬性和互動性3 個特性，讓學生以角色扮演的方式參與整個倉單質押業務流程，以任務驅動的形式與其他角色進行互動，使其能全身心投入其中，從而達到心理沉浸的效果，在互動對話與流程操作中掌握業務內部邏輯機理，深入理解煩瑣的業務流程、合同協議與數據計算，加強學生的學習機動性，并提高其學習興趣。

1.4 教學效果實時監測

虛擬仿真實驗有PC 版、Web版和移動版3 個實驗平臺，學生通過“線下理論教學、線上虛擬仿真實訓以及線上實時習題檢測”3 種渠道相結合的混合式教學模式來學習，教師對學生采用“系統題庫測驗+教師主觀評價”的綜合性評價指標。學生利用虛擬仿真試驗能進行倉單質押知識的課前學習、課間訓練和課后檢測，在三維場景中以任務驅動和角色扮演的方式不斷模擬業務流程，以加深理解，從而開展探究式的學習和自主性的創新，并利用隨機題庫掃除知識盲點。而教師則通過平臺使用數據和學生提交的實驗報告及時接收教學反饋，對學生進行主觀評價，并有針對性地在課程中強調倉單質押業務中的重點和難點。該文針對主要試驗內容所設計的虛擬仿真實驗平臺的主體模塊如圖2 所示。

圖2 實驗項目內容及其主體模塊設計

2 實驗平臺的邏輯知識體系構建

實驗平臺以某糖業公司作為融資主體，以某云鷗物流股份有限公司作為倉儲載體，以中國農業銀行某分行作為金融載體，構建三維虛擬情景。學生作為糖業公司業務員，與物流倉儲業務員和銀行貸款業務員進行互動，以“食糖物流金融倉單質押”業務為主線，完成基礎信息配置、融資達成業務、倉單質押業務、風險管理業務以及還款提貨業務5 個任務模塊。這種新型的金融業態模式專業性高且流程復雜，試驗的邏輯知識體系與具體流程如圖3 所示：1）在基礎信息配置中，建立金融機構、融資企業和物流企業三方檔案。2）在融資達成任務中，融資企業填寫質物清單和融資申請書；銀行按貸款要求審核融資企業的經營能力、資信情況和還貸能力等，并發起《銀企合作協議》，融資企業填寫對應數據信息，銀行與融資企業和物流企業簽訂《三方合作協議》，物流企業與融資企業簽訂《倉儲合同》。3）在倉單質押任務中，物流公司根據質物信息開具倉單，承擔保管貨物、及時釋放貨物以及做好入倉、出倉記錄的責任，并與融資企業簽訂《倉單質押合同》，三方共同完成《三方監管合同》，金融機構與融資企業簽訂《貸款合同》。4）在風險管理任務中，銀行對質押倉單貨物的價格、市值變動情況進行調查評估，實行實時風險預警處理，通知融資企業追加質物或者追加風險保證金，三方重新簽署協議。5）在還款提貨任務中，融資公司填寫還款信息、提交提貨申請，物流企業接收提貨通知，根據提貨信息完成質物出庫，形成新的質物庫存記錄。融資公司進行多次還款提貨任務，直至將剩余抵押物全部提出，最后銀行發起《質押終結通知書》，試驗任務結束。

圖3 倉單質押實驗邏輯知識體系

3 實驗要點及主要技術

3.1 開發思路與系統架構

首先，該實驗平臺主要使用3Ds Max 和Maya 模型制作軟件搭建場景模型、制作人物模型動畫。其次，通過AI 和PS 軟件進行虛擬仿真實驗界面的UI 設計。再次，將3D 模型與UI 圖形導入Unity 3D 軟件中，在Visual Studio 中使用C#、JavaScript 語言編寫互動腳本。最后，在Unity 3D 中完成基于區塊鏈的食糖物流金融倉單質押虛擬仿真實驗軟件的集成開發。實驗項目包括PC 版、Web 版和移動版，多維平臺的完整系統架構如圖4 所示。

圖4 虛擬仿真實驗平臺架構圖

3.2 表單數據與核心代碼

倉單質押實驗中包括大量的協議表單的質押融資數據計算，為了對實驗內部三方數據進行存儲與處理，該實驗定義了相關數據變量，見表1。倉單質押實驗作為新型物流金融業務，它包括倉單質押、物流金融與區塊鏈技術、風險管控、質押物與融資信息、質押融資計算等知識難點，其主要業務與部分關鍵代碼見表2。

表1 表單存儲與處理的數據變量

表2 主要業務內容與部分核心代碼

3.3 倉單數據區塊鏈

區塊鏈是一種按照時間順序以順序相連的方式將數據區塊組合成一種鏈式數據結構，并且采用密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。在業務流程中，當合同協議生效時，會在分布式賬本的區塊鏈上生成區塊節點，蓋上時間戳，利用加密算法形成保密機制。鏈式數據結構邏輯上包括區塊頭和區塊體2 個部分，區塊頭包括用戶主體和區塊之間的信息，區塊體存儲質押倉單、三方協議等重要數據，保證食糖物流金融倉單質押融資信息數據的保密性、不可篡改和可追溯性，處理區塊鏈數據的主要方法見表3。

表3 區塊鏈數據操作

4 實驗效果與教學評價

實驗平臺包括PC 版、Web 版和移動版3 個應用平臺，采用線下理論教學、線上虛擬仿真實驗、線上課后習題檢測三種渠道相結合的混合式教學模式以及“系統題庫測+教師主觀評價”相結合的綜合評價模式。學生在線學習檢測并提交實驗報告，老師有針對性地對學生進行專業評價，教學評價會貫穿學生在虛擬仿真實驗平臺學習的全過程，一共分為3 個層次：1）根據業務流程，學生需要依次完成5 個任務模塊，通過虛擬情境和角色互動學習專業知識，每完成一個子任務都會進行隨機試題檢測，考查自己是否掌握該環節以及前序、后序的知識點。同時，每個知識點都會在虛擬情境中導入式地重復出現，幫助學生加深對知識點的印象。2）學生根據自主檢測情況有針對性地對薄弱環節進行學習，在場景中不斷模擬業務流程，理清重點難點內容的邏輯體系，掃清知識盲區。3）平臺會自動記錄學生參與實驗的操作過程和測驗數據以及在線提交實驗報告，教師根據實驗報告對每個學生進行主觀評價與反饋，并在線下有針對性地講授倉單質押業務中的重點、難點，通過仿真案例開展研討和講評答疑。

倉單質押實驗平臺已在南寧師范大學的物流工程、信息管理與信息系統、數學金融、市場營銷以及國際貿易等經濟管理本科專業和桂林電子科技大學商學院進行推廣應用，主要用于課堂教學、學生自主學習和交流以及考核評價。在實驗平臺應用初期，曾對物流管理專業的40 名學習對象進行抽樣調查，將其平分為理論教學組與實驗教學組，以物流金融倉單質押業務內容學習為中心，理論教學組只進行傳統的課堂理論教學，而實驗教學組可以在課堂學習之余通過線上倉單質押實驗平臺來輔助學習。最后2 組研究對象分別在同樣的題庫內進行試題檢測，每個環節試題檢測的平均正確率如圖5 所示。由圖5 可知，該實驗平臺對課程教學質量的提升有較為明顯的輔助作用。

圖5 理論教學組與實驗教學組試題檢測正確率

在2 個教學周期中，已有368 名高校學生利用該實驗平臺進行專業學習。根據數據統計可知，2020 年學生專業考試的平均優秀率比2017 年提升了11%，2020 年學生專業平均通過率比2017 年提升了5%，教學質量有所提高。該數據統計如圖6 所示。根據抽樣調查可知，學習對象對該虛擬仿真實驗課程的內容選擇、教學方式和課程形式的評價整體滿意度為95.1%，且有91.5%的研究對象認為課程超過了自己的期望程度。

圖6 2017—2020 年專業考試情況

目前，該實驗平臺已作為2019 年度教育共享項目面向高校和社會進行應用和推廣，在教育部國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺上，該實驗平臺的瀏覽量為1 520 人次，實驗人數已增至216 人，其中優秀者為186 人，達標者為27 人，不達標者僅有3 人，實驗通過率高達98.6%，如圖7 所示（共享平臺網址為http：//shenbao.ilab-x.com/details/v5?id=4016&prev=1）。

圖7 國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺數據

5 結語

該文圍繞基于區塊鏈的食糖物流金融倉單質押虛擬仿真實驗，重點說明了實驗平臺的建設目的、技術優勢、邏輯流程、技術架構和實驗教學應用效果。該實驗平臺通過構建虛擬場景，以角色扮演和任務驅動的形式模擬5 個學習任務及業務完整流程，并配置了自主檢測試題以實時檢驗學習效果，為學生提供了抽象知識具象化、單一形式多元化、流程再現情景化和學習反饋監測動態化的專業實踐平臺。

根據高校專業教學應用情況和國家虛擬仿真平臺共享數據統計，學生專業考試的平均優秀率提升了7.5%，平均通過率提升了5%。但該實驗平臺還有待在學生在線學習的行為數據記錄、班級的電子檔案與成績預景、學生班級社群數據挖掘與分析以及自主實驗的創新點等方面進一步完善。