面向复合型物流人才培养的实验教学模式探索

刘丹 韩志凤 孙慧 宋作玲

摘  要：从培养实践能力强、创新能力强的高素质复合型物流人才入手，依托智能物流技术实验室平台，分别从改进实验教学方法，优化实验教学内容，构建新的实验考核体系三方面对物流工程专业的实验教学模式加以探索，提出一种学生主动探究和创新实践的实验教学模式。通过设置与当今物流领域发展和工程实际紧密结合的基础性实验项目和创新性实验项目，鼓励本科生自主设计和实践，从而提高学生学习的主动性和动手操作能力，培养学生的工程实践能力和创新设计能力。在实验考核体系的构建中，将传统的结果评价为主转变为学习过程与结果评价相结合的方式。教学实践表明，新实验教学模式在复合型物流人才培养方面具有积极的推动作用，学生的实践能力和创新能力有了大幅提高。

 关键词：物流工程;复合型物流人才;智能物流技术实验室;实验教学模式

 中图分类号：G642    文献标识码：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，随着以智能工厂、智能生产以及智能物流为代表的“工业4.0”及“中国制造2025”等概念的提出，我国急需大量的实践能力强、创新能力强的高素质复合型人才。2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，“新工科”的提出对工程技术人才提出了更高要求，要求加快工程教育改革创新，旨在培养一大批标志着以“新工科”建设为主题的工程专业教育改革进入一个崭新的阶段[1-2]。“新工科”背景下，要求高校全面加强物流人才在智能化物流实践能力和创新能力方面的培养，进而促进智能物流人才的持续输出，推动物流行业的整体发展，再以物流行业的高强度发展趋势，带动其他行业的快速前行，使物流行业成为激发我国经济发展活力的催化剂。

目前，全国开设物流工程专业的高校已有300余所，但多数高校培养的物流人才偏重于理论知识，导致高等院校物流类专业的教育与社会需求脱节，从而无法更好地培养出社会需要的理论与实践并重的人才[3-4]。所以相对于传统的物流人才，在当前新工科的背景下智能物流领域更加需要的是实践能力强、创新能力强的高素质复合型人才[5-6]。而实验教学是学校培养学生实践和科研创新能力等综合素质的重要环节[7]，只有加强实验教学的改革与创新，不断创造新的人才培养模式，才能满足新工科人才培养的需求。罗彦芳等[8]基于智能物流实验室对物流专业实验教学进行了探讨。秦春节等[9]以浙江工业大学物流工程本科专业为例，提出基于工程实践的物流工程专业实验教学体系的改革。孙术发、肖生苓等[10-11]以东北林业大学物流工程专业为案例研究了虚拟仿真实验教学的建设。张燕等[12]提出了物流工程创新实验室在复合型创新人才培养中的应用。

面向复合物流人才培养的需求，山东科技大学依托交通学院智能物流技术实验室，探索一种学生主动探究和创新实践的实验教学模式。

1  现阶段物流工程专业实验教学存在的问题

物流工程专业旨在培养具备物流装备设计与应用、物流系统规划设计与管理等能力，能够在物流企业、生产企业、互联网企业、科研院所、政府机关等部门，从事物流装备的研发设计、物流系统的规划管理及物流工程领域教学和科研等工作，具有一定实践能力的应用型创新人才。该专业的实验教学是培养学生实践和创新能力等综合素质的重要环节，此前由于实验教学资源匮乏，对学生工程实践能力和创新能力的培养无法满足“中国制造2025”背景下物流行业对相关人才的需求。现阶段实验教学存在的问题：

（1）原有实验室实验设备单一，多为仿真软件和设备模型，与工程实际设备相差很大，无法为学生自主设计和创新提供良好的平台，严重限制了实验过程中学生自主创新能力的培养。

 （2）学校物流工程专业有大量專业课程具有实验教学环节，但实验内容缺乏典型设计类项目，多为演示型实验，没有形成基于问题或实践的整体导向，学生的参与度不够，不能适应当前社会智能物流技术发展的需要。

 （3）目前，很多实验课程依然采用传统的考核方式，即把实验报告作为主要的考核依据。所以很多学生注重课程理论知识的学习，对实验课程的重视程度不够，认为实验过程根本不重要，实验结束后能够输出实验报告即可。

2  学生主动探究和创新实践的实验教学模式探索

（1）实验平台的搭建

 为培养具有较强工程实践能力和创新能力的高素质复合型物流人才，山东科技大学2019年斥资建立智能物流技术实验室，搭建了可以满足物流工程专业实验教学需要的智能化物流实验平台。

 实验平台分为四个模块，如图1所示，分别是自动化立体仓库模块、智慧物流模块、运输与配送模块、工业物联网平台。其中自动化立体仓库模块的主要设备有立体货架、高速轻型堆垛机、出入库分拣滚筒输送链、出入货台、动态称重机，三维检测体积设备，条码阅读器，电子拣货系统，机器人码垛系统。智慧物流模块的主要设备有RFID阅读器、RFID写卡器、电子标签、手持终端和条形码打印机。运输与配送模块设备主要有激光导引移载式AGV小车、激光导引顶升货架式AGV。工业物联网平台包括6个独立的展板，分别是图像识别处理板块、电机及驱动系统板块、安全防护系统板块、光电传感器板块、AGV模拟控制板块、测距传感器板块。不仅如此，实验室还配套其他物流设备，如动液压搬运车、码垛机、托盘，等等;此外，与该物流设备配套的软件资源主要有智能仓储管理及监控软件、堆垛机控制系统软件、移载式AGV控制系统软件、顶升货架式AGV控制系统软件。

（2）实验教学方法的改进

根据培养具有较强工程实践能力和创新能力的高素质复合型物流人才的需要，对原有的注入式教学方法进行改进，通过半开放智能物流技术实验室，让学生成为实验的主体，引导学生在所学理论基础知识的前提下，根据自身掌握的实验技能去独立思考、设计并完成相关的实验项目。在实验教学过程中，将学生需要完成的实验项目分为四大类：一是专业认知性实验。二是基础性实验。这两类实验主要由教师指导学生完成，通过这两类实验，使得学生能够了解本专业涉及的前沿物流设施设备，掌握设备的使用方法，锻炼基本的动手操作能力和工程实践能力。三是应用综合设计性实验。在该类实验中，教师起引导作用，针对不同的实验项目提出相对应的设计要求，由学生根据所学专业课程的理论知识完成实验方案的设计，该类实验旨在培养学生的综合、设计能力。四是创新研究性实验。这类实验旨在培养学生的创新意识，在实验中教师负责为学生提供可作为研究对象的实验设备的型号参数，拟定实验题目，以及该实验中可研究的内容，其中实验内容注重与最前沿的物流技术相结合，学生需要完成自主查阅文献资料，自主选择实验项目，独立研究实验方案等工作，并最终完成实验。在每个实验项目的研究期间，对学生开放实验室，让学生可以有更多时间去自主调试研究实验设备，验证分析实验方法。通过这类实验不仅可以让教师在现有实验设备上进行科研活动，开发新实验，而且可以让学生对物流工程专业领域的科研动态有一定的了解，通过这类项目的实施可培养学生的自主创新能力，提升学生研究探索的兴趣和实践能力，为学生步入社会参加工作或是继续科研深造打下良好的基础。

（3）实验教学内容的完善

 目前依托智能物流技术实验室的软硬件平台，按照不同的培养目标，可以开设物流设备、物流信息技术、AGV导航与控制、PLC控制、堆垛机控制等多方面的实验项目，这些项目可以依照不同年级学生的培养目标，具体划分为认知性实验、专业基础性实验、综合性实验以及创新性实验[13]，它们可以有效支撑学校物流类课程《物流设施设备》、《物流系统规划》、《物流仓储设备选型与设计》、《物流自动化系统设计及应用》、《仓储与配送管理》、《物流信息技术》、《物流管理信息系统》、《物联网技术及应用》等专业课程的实验教学及部分实践课程教学任务。

①专业认知性实验。该类实验主要针对大一年级的学生开设，目的是使学生了解物流工程专业基础知识。依托智能物流技术实验室，针对《物流工程专业导论》、《物流设施设备》课程研究设计实验项目（如表1所示）。

②专业基础性实验。该类实验主要针对大二年级学生开设。这个阶段的课程设置主要以专业基础课为主，如《电工学》、《计算机程序设计基础》、《机械设计基础》等，目的是为后续专业课程的开设提供相应的电路基础、设计基础和软件基础。因此针对大二年级学生开设专业基础性实验，使学生可以掌握物流工程专业实验的基本技能，熟悉物流装备实际操作流程（如表2所示）。

③专业应用综合性实验。该类型的实验主要是针对大三及以上年级开设，其涉及较多的专业课程内容，重点是训练学生的综合、设计能力，主要由综合性和设计性课程实验组成;实验中要求学生可以根据工程实际需求，完成设施设备的选择、作业单元的设计、物流系统的整体布局。除此之外，还要求学生具备物流系统运行中对所遇故障的诊断、处理及维护的能力。

④建立以学生为中心的创新性实验。该类实验的开设旨在为社会培养具备创新实践能力的物流工程人才。该类实验主要是以“问题为中心”，以学生为主导，要求学生在教师的辅助下，自主探究并独立完成，将所学的理论知识运用到实践中[14]。该类实验能够培养学生创新思维，提高创新能力，提升实践能力，为步入工作岗位或是进一步的研究深造打下基础（如表4所示）。

（4）实验考核评价体系构建

之前，受限于实验条件及师生比，物流工程专业的实验课程中实验老师不能充分考核到每个学生的动手操作能力，导致很多实验课程依然把实验报告作为主要的考核依据。但学生的实验报告重复率较高，仅依据实验报告并不能准确地反映学生具体的实验过程，因此，单凭实验报告书不能全面反映问题。要打破传统的实验考核模式，必须注重学生的学习过程，构建基于学生学习成果的多元化、标准化考核评价体系，要从以结果评价为主向学习过程与结果评价相结合转变。

考核的实验项目包括非创新类实验项目和创新类实验项目。非创新类实验的考核内容包括实验操作、实验方法、问题讨论、任务完成、实验报告书写以及期末考查等。而创新类项目则包括开题、中期、结题答辩、实物作品、小论文及总结报告，并注重学生日常的学习过程和积累，将学生主动与教师面对面、发邮件或其他方式的交流讨论等都计入考核内容[12]。

3  实践运行情况

自2019年4月智能物流技术實验室成立以来，该实验模式已经持续在物流工程专业5个不同年级的学生中进行了教学实践，其中包括两届毕业生中的多名同学依托实验室平台完成了毕业设计内容。学生理论联系实际的能力、动手实操的能力、团队协作能力，特别是自主学习和创新能力都得了全面提高，教学效果显著。智能物流技术实验室平台的搭建，配合上述实验教学内容，为高素质复合型物流人才的培养起到了积极推动作用，在“百蝶杯”第五届全国大学生物流仿真设计大赛中学生分别获二等奖、三等奖两项，已发表的科技论文两篇，软件著作权2件。不仅如此，近两年毕业生在物流行业的就业率大幅提高，用人单位普遍认为学生的工程实践能力有明显提高，能够很快地适应工作环境。

4  结束语

面向实践能力强、创新能力强的高素质复合型物流人才培养，基于现代物流理念和先进的智能物流技术实验室平台，对物流工程专业的实验教学模式进行了探索，提出一种学生主动探究和创新实践的教学模式。通过改进实验教学方法，完善实验教学内容，构建新的实验考核体系，让学生从对专业的认知，设备的基础操作，系统的综合设计到项目的自主创新研究，逐层深入，循序渐进的提升了自身的实践能力和创新能力。该教学模式实践表明，学生的创新能力不断增强，毕业生的工程实践能力明显提高，用人单位的认可度不断提升，符合我国对实践能力强、创新能力强的高素质复合型物流人才培养的需要。

参考文献：

[1] 钟登华. 新工科建设的内涵与行动[J]. 高等工程教育研究，2017（3）：1-6.

[2] 林健. 面向未来的中国新工科建设[J]. 清华大学教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3] 周艳. 基于创新实践能力培养的物流工程专业实验实训教学研究[J]. 珠江水运，2019（14）：110-111.

[4] 孙慧，曹冲振，宋作玲. 新工科背景下物流工程人才培养途径的探索[J]. 物流工程与管理，2019，41（4）：178-180.

[5] 邵正宇，张绪美，刘玲丽. 创新型物流人才培养模式研究[J]. 物流工程与管理，2010（5）：180-182.

[6] 王强，姜莉，李雯，等. 面向新工科的应用型物流工程专业课程体系建设研究[J]. 物流科技，2018，41（10）：158-161.

[7] 何建强，陈垚，袁训锋. 新工科背景下专业实验教学体系的改革与探索——以电子信息类专业为例[J]. 无线互联科技，2018，15（22）：91-92.

[8] 罗彦芳，陈爱玲. 基于智能物流实验室的物流专业实验教学探讨[J]. 物流科技，2017（12）：138-140.

[9] 秦春节，陈琍，王成. 基于工程实践的物流工程专业实验教学[J]. 实验室研究与探索，2016，35（1）：179-182.

[10] 孙术发，肖生苓，杨德岭. 物流工程专业虚拟仿真实验教学中心建设[J]. 实验室研究与探索，2016（6）：143-146.

[11] 肖生苓，杨慧敏，李洋，等. 物流工程专业实验实训教学体系研究[J]. 物流技术，2015（13）：303-305.

[12] 张燕，高秉元. 如何发挥物流工程创新实验室在复合型创新人才培养中的作用——以运城学院为例[J]. 西部素质教育，2019（22）：190-191.

[13] 张沈青. 基于创新型物流人才培养的交互式虚拟实验教学改革探究[J]. 中外企业家，2019（26）：136-137.

[14] 朱耀勤，郑成武. 物流专业学生自主设计实验课的教学方法创新[J]. 实验技术与管理，2014，31（9）：198-200.

[15] 黄亚玲，唐瑶，肖瑾. 基于拔尖创新人才培养模式的电气实验教学探索与实践[J]. 实验技术与管理，2019（11）：219-221.

[16] 宁涛. 研究性实践教学的设计与实践[J]. 实验技术与管理，2014（9）：284-286，290.

收稿日期：2021-09-06

基金项目：中国物流学会、教育部高等学校物流管理与工程类专业教学指导委员会2021年物流教改教研课题计划面上重点课题项目“新基建背景下基于‘智慧化技术+物流’思维的物流工程人才培养体系研究”（JZW2021028）

作者简介：刘  丹（1990-），女，山东济南人，山东科技大学交通学院，讲师，博士，研究方向：物流装备与控制。