基于虛擬仿真技術的物流管理專業實驗教學體系的構建與思考

摘要：國內物流行業正處在轉型升級關鍵期，社會各界對物流管理專業人才提出更多要求。為提高物流管理專業實驗教學質量，教師需使用基于虛擬仿真技術的實驗平臺，依托虛擬仿真技術優勢與功能構建實驗教學體系，讓學生在虛擬環境下進行實踐操作，這對提高學生學習質量具有積極作用。鑒于此，教師應以虛擬仿真技術特色為背景，分析虛擬仿真實驗教學優勢，而后結合虛擬仿真實驗教學方向，提出構建實驗教學體系策略，為實驗教學改革提供參考。

關鍵詞：虛擬仿真技術；物流管理專業；實驗教學體系

一、前言

虛擬仿真技術在我國各領域得以廣泛應用，如軍事、制造、游戲和教育等，產生深刻影響?；谔摂M仿真技術構建物流管理專業實驗教學體系，搭建虛擬實驗教學平臺，有助于為物流管理專業實驗教學更好地開展提供技術支持與條件保障，充分滿足學校培養復合型物流管理人才的需求，為我國物流行業穩定發展提供助力。

二、虛擬仿真技術概述

虛擬仿真又被稱為虛擬現實技術與模擬技術，即指人們借助多元技術手段，通過計算機模擬現實時間和現象，主要目的是協助自身更好、更全面地了解事物本質，觀察實驗現象。近幾年來，隨著計算機技術呈現井噴式發展趨勢，虛擬仿真技術日漸完善，并自成一體，逐漸成為繼科學實驗探究后人們認識社會客觀規律的基本方法[1]。其中，“仿真”是指對系統中抽象屬性的模仿與直觀演示，依托客觀系統創建對應模型。因計算機本身特性與優勢，仿真學需要依靠計算機運行，所以也稱為計算機仿真。通常來講，計算機仿真是利用計算機創建仿真模型，隨后結合模型搭建仿真環境。從本質角度來講，該環境就是一個系統，主要功能是對模型操作。虛擬仿真技術實際應用范圍相對廣泛，如航空航天相關數據分析、化工電力操作等實驗。上述實驗如果真實操作，盡管可以得到相對準確可靠的資料，但實驗成本高，難度大，甚至還具有較大風險性，缺少條件展開反復實驗。借助虛擬仿真技術模擬實驗，相關人員只要在實驗中適當修改數據參數，就能建設所需實驗環境，獲得相對真實有效的研究結果，這對提升實驗效率、減少實驗成本大有裨益。

三、基于虛擬仿真技術的物流管理專業實驗教學優勢

（一）有助于降低實驗教學成本

在物流管理專業教學活動開展進程中，專業設備是有效落實實驗教學的核心支撐。針對高校而言，設備的購買和維護需要耗費大量資金，且先進技術設備價格不菲，投入資金更高。同時，伴隨信息技術蓬勃發展，實驗實訓設備更迭速度極快。高校既面臨著花費大量資金購買專業設備用于開展實驗教學的需求，又面臨著專業設備更新速度快，難以滿足當前人才培養需求的風險。鑒于此，物流管理專業選用虛擬仿真技術創建仿真實驗教學體系勢在必行。虛擬化實驗場景，其中實驗涉及的“設備”和“場景”均具有虛擬化特征，能夠通過更改系統隨時更新，進而為專業學生提供同現代社會發展高度匹配的實驗內容。另外，虛擬仿真實驗教學平臺搭建實體建設資金投入低，對教學場地要求小，降低了實驗教學成本，緩解了高校運行管理壓力[2]。因而，物流管理專業教師必須正確認識虛擬仿真實驗教學價值與優勢，將虛擬仿真技術與實驗教學完美融合，擺脫學校實驗設備和實踐場地的限制，徹底解決實驗教學成本短缺的問題，促進實驗教學活動順利開展。

（二）有助于提高教學的靈活性

當前，我國物流設備及物流技術發展速度不斷提升，各高校物流管理專業人才培養應同物流工作崗位需求相匹配，豐富理論知識，優化實驗教學，革新教學手段，滿足物流管理專業人才培養多元需求。然而，因傳統教學觀念禁錮，物流管理專業實驗教學存有教學內容單一、教學方法陳舊等問題，實踐操作性與拓展性差，未能為學生提供發展個人能力與智慧的空間，以致學生實驗操作技能和相關理論知識學習興趣不足，影響學生實操能力提高。為解決上述問題，物流管理專業必須以現代社會發展為依托，利用虛擬仿真技術，讓學生在虛擬仿真實驗場景中與對象交互。與此同時，在虛擬仿真物流實驗教學開展中，教師應結合實驗教學內容和專業人才培養目標，合理開發并設計實訓內容，提高教學靈活性與生動性，這樣才能保證實驗教學發揮最大作用。同樣，在實驗中，學生可以利用虛擬仿真操作設備讓自身進入虛擬物流管理環境，充分調動自我感知力，感受虛擬環境中存在的對象，掌握物流管理過程，而后通過同場景對象交互，實現物流操作，強化學習真實感和體驗感。伴隨學生實驗參與感不斷上升，其學習興趣和自主性能夠被充分激發，自主參與實驗操作活動，將理論知識同實踐有機結合，大幅提高自我操作能力。

（三）有助于規避實驗操作風險

在虛擬物流管理實驗教學場景中，教學通過佩戴虛擬頭盔和手持手柄等工具，可以進入場景與場景對象進行交互，感受虛擬場景中的對象，而后展開實踐操作。事實上，虛擬仿真場景中學生的各項操作都是對現實世界操作的仿真模擬，實訓體驗同現實實踐相似度極高。然而，與普通實驗中可能存在的安全風險相比，虛擬仿真物流實驗教學具有安全優勢。比如，針對港口大宗物流管理實驗教學，經常會涉及起重機，起重機不僅駕駛難度大，且危險系數高。為此，在實驗教學開展中，物流管理專業教師基本上選擇帶領學生進入實地考察，為確保學生安全，很少會讓學生駕駛操作[3]。這種實驗方式，既無法有效鍛煉學生實操能力，又不利于學生完全理解起重機構造和工作原理。而通過虛擬仿真物流實驗教學，學生除了能夠在虛擬場景中“駕駛”起重機，也能對設備進行拆裝，了解設備構造和工作原理，在確保學生安全的基礎上，切實提高學生實操能力及水平。

四、基于虛擬仿真技術的物流管理專業實驗教學方向

（一）教學準備

區別于傳統物流管理專業實踐教學，以虛擬仿真技術為依托的實驗教學主要依賴計算機。在現有技術條件下，虛擬仿真平臺運作對計算機性能提出較高要求。故而，在開展虛擬仿真實驗教學前，教師需要為學生準備好可以支撐虛擬仿真平臺正常運轉的計算機，同時提前測試計算機各軟件運行情況，盡可能避免實驗教學產生問題，影響教學質量。為進一步提高學生實驗學習的熱情和自主性，教師要將學生劃分成多個小組，評比各小組模型與實驗效果，打造競爭學習氛圍，如此可以激發學生學習欲望，促使虛擬仿真實驗教學體系發揮最大效用。

（二）實驗操作

在物流管理專業實驗中，借助資源包提供的相應場景與模型，生成虛擬實驗場景及任務。從本質角度來講，虛擬仿真平臺可以支撐學生以不同身份展開協同操作，利用人機互動仿真運行實驗任務，同時展開自動評分，根據分數高低調整實驗任務，優化實驗流程，保證學生實驗學習質量實現最大化[4]。物流管理專業實驗開展中，沉浸式交互操作不僅支持鼠標操作，同時也支持穿戴式虛擬仿真設備操作。在虛擬仿真技術下，全景仿真環境可以模擬真實現場，給予學生身臨其境之感。

（三）實驗討論

設計物流管理專業實驗項目，所有專題實驗都具備開放性特征。實驗操作時，通過方案設計、方案仿真、方案討論、方案完善循環迭代，啟發學生深度思考與自主實踐，全面發揮自身主觀能動性，有效解決實驗問題，提高實驗教學效質。另外，虛擬仿真技術的快速重構優勢，轉變了實驗教學方向，以實踐操作為主導，輔以實驗討論，顛覆了以往實驗教學以示范講解為核心、以學生觀看為輔助的模式，可以最大限度地發揮虛擬實驗教學價值，提高學生學習水平。

五、基于虛擬仿真技術的物流管理專業實驗教學體系構建策略

（一）設計教學仿真平臺

首先，理論教學階段，側重向學生講解物流管理專業理論知識和相關決策。毋庸置疑，理論知識是實驗教學開展的基礎，只有學生掌握扎實的理論知識，才能正確操作實驗，因此教師必須詳細講解理論知識。其次，實驗教學階段，物流管理專業教師在開展實驗教學活動時，應借助虛擬仿真技術模擬物流設備和管理流程，演示正確操作方法，讓學生可以直觀看到實驗操作流程。通過這種方式開展實驗教學，既能讓學生熟悉物流設備使用方法與操作流程，又能避免因物流設備過大而影響實驗教學活動順利開展，切實提高物流管理專業實驗教學質量。最后，技能提升階段，重視強化學生實踐技能，依托虛擬仿真案例演示，加深學生對專業技能的了解，使學生真正知曉專業技能在實際操作中發揮的作用，自主學習。另外，設計仿真實驗平臺，加強虛擬實驗的應用，創建與專業理論知識相匹配的實驗學習環境，可以有效解決傳統實驗儀器狀況和師資力量欠缺等問題[5]。同時，仿真實驗也取代了學生按照教材抄襲實驗步驟和原理的過程，使學生在實驗中可以清晰了解實驗過程以及基礎操作，打造完整的學習鏈，這對提升實驗教學質量，助力學生高質量學習物流管理專業知識具有積極意義。

（二）優化實驗教學環境

虛擬仿真視域下，構建物流管理實驗教學環境和教學體系，需要遵守真實性教學原則，這也是借助虛擬仿真技術展開教學的前提。具體如下：第一，真實制定教學背景，包括物流工作形成原因、開展條件等，并將教學背景同真實背景有機融合，或直接使用現實案例，結合教學情況進行適當調整，保證實驗教學的真實性和可靠性。在虛擬仿真實驗教學中，教師如果想使用現實教學案例，需要更改專業教學內容和方法，補充傳統實驗教學的不足，將線上仿真與線下實驗實物相融合，實現教學效果最大化。第二，真實開展教學過程。教學同現實崗位工作存在較大不同，學生借助虛擬仿真軟件展開物流專業理論知識學習，應將教學過程看作崗位工作，保持嚴謹認真的學習態度。這一過程中，專業教師若想充分激發學生實驗課堂學習的熱情和自主性，可適當融入競賽教學模式，評判學生實驗完成情況，獎勵成績優異的學生。對于實驗不認真的學生，教師應進行相應批評，并利用扣除平時成績的方式督促學生改正學習習慣，調整學習態度，提高學習水平。

（三）完善實驗教學環節

首先，物流設備認知與流程操作。通過虛擬仿真技術，學生既能直觀了解物流設備整體結構與作業原理，又能掌握設備的正確操作方法，如托盤、紙箱封箱機、條碼打印機、叉車、滅火器和起重機等，全面加深學生對不同物流設備的認知。與此同時，將任務作為驅動，引導學生研究倉儲、配送與運輸等作業流程，比如消防、入庫、轉包裝、立庫、復核打包和發貨作業等。其次，倉儲系統布局。物流倉儲管理是物流體系中的組成部分，布局規模大，結構復雜，特別是伴隨物流發展速度不斷加快，對產品提出更高層次要求，而科學設計倉儲系統是物流管理專業學生必須掌握的技能。最后，配送中心系統[6]。在現代物流體系下，配送中心占有重要位置，其設計是否合理決定著物流運行效益。為此，在物流管理專業實驗教學中，教師應側重培養學生配送中心系統設計能力。具體而言，學生在虛擬化配送中心場景中布局配送區域、規劃叉車作業路線、裝卸搬運設備利用，試驗多種揀貨策略，而后分析不同揀貨策略對作業效率產生的影響。通過虛擬實驗教學，學生可以實現配送中心的最優設計，掌握不同因素對物流配送中心運轉效率產生的影響，助力物流系統倉儲與配送能力高速提升。

（四）評價實驗教學效果

在對教學效果進行評價時，應采用多種評價方式，這樣才能保證評價的客觀性與完整性。比如，在評價學生學習水平時，應從小組評價與個人評價入手。針對小組評價來講，評價內容包括項目完成進度、執行效率、應用成本、最終結果等；針對個人評價來講，評價內容包括物流設備操作實際熟練程度、項目實現的準確性和作業完成的標準性。同時，還要詳細記錄學生實際操作中的違規情況，酌情扣分。通過對學生進行全面性評價，可以反饋實驗教學效果，有助于幫助教師調整實驗教學方案，創新實驗教學方法，為后續實驗教學活動更好地開展提供助力。另外，若想使教學評價發揮最大效用，高校也要制定完備的考核評價機制。實驗教學的主要目的是培養學生實操能力，是物流管理專業課程教學的關鍵環節，必須制定完備的考核標準與機制作為支撐，這樣才能推動實驗教學順利開展。為激發學生參與物流管理實驗教學的熱情和自主性，高校要制定考核標準，除了考核學生學習成果和學習過程，也要考慮學生課堂學習熱情與積極性，深入剖析實驗教學的有效性，提高實驗教學質量，還應將實驗教學評價結果與教師評優評選、年終績效掛鉤，督促教師不斷完善實驗教學活動，提高教學水平。

六、結語

綜上所述，同以往物流管理專業實驗教學相比，虛擬仿真物流實驗教學無論是在教學資源、成本、安全等層面，還是在學生參與度與學習效果等層面均具備顯著優勢，高效解決了以往實驗教學成本高、操作難和危險性大等問題。將虛擬仿真技術應用在物流管理專業實驗教學體系構建中，對培養符合現代社會發展需求的應用型人才有著積極作用，需要引起學校各級領導與專業教師的高度重視。

參考文獻

[1]何衛中.產教融合背景下物流專業“三位一體”實踐教學模式探索[J].物流技術，2022，41（12）：153-156.

[2]伍星華，李思寰，劉利猛.虛擬現實技術在應用型高校物流管理專業主干課程實驗教學中的應用[J].西部素質教育，2022，8（19）：134-136.

[3]楊雅.虛擬仿真技術在高職物流管理專業實訓教學中的應用[J].中國物流與采購，2022（07）：104-105.

[4]張園園，孫兆統，余沛東，等.基于沉浸式虛擬仿真的物流專業創新人才培養研究[J].物流科技，2021，44（10）：166-168.

[5]魏子秋，路靜敏.供應鏈下商超物流中心系統規劃虛擬仿真實驗探索[J].物流工程與管理，2020，42（07）：168-171.

[6]段李杰.基于仿真環境下校企物流實踐教學新模式[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2018，15（08）：156-157.

基金項目：1.曲阜師范大學實驗教改項目“基于虛擬仿真的智慧物流實驗教學改革實踐研究”（SJG202221）；2.山東省本科教學改革研究重點項目“新商科背景下‘產教科創’融合的物流管理應用創新型人才培養模式研究”（Z2022267）