基于运输调度仿真系统的运输管理实验课程教学改革

谢云璞

（河北环境工程学院 经济与管理系，河北 秦皇岛 066102）

0 引言

为推动和加强虚拟仿真实验教学的开展，《教育部办公厅关于2017-2020 年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》（教高厅〔2017〕4 号）和《教育关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》（教高函〔2018〕5 号），明确指出虚拟仿真实验教学应以学生为中心，以项目为驱动，通过直观的运输调度仿真系统优化方案，提高学生的学习兴趣，培养学生的综合实践能力［1-2］。基于运输调度仿真系统的运输管理实验课程不仅可以直观地验证运输调度优化方案的可行性，还可以提升学生的专业能力、职业岗位(或职业岗位群)能力、创业能力和综合能力等应用型能力。

在物流教育领域，物流管理专业要求学生掌握运输管理基础知识、运输指标数据的分析方法、运输调度网络优化方法，可以设计运输调度方案，具有一定的社会实践能力，同时，学生要对运输过程动态仿真、物联网、云计算和大数据等技术都有所了解［3］。

1 软件平台简介

运输管理实验课程以罗杰思特有限责任公司与华如科技有限责任公司联合开发的运输调度仿真系统为平台，该平台集成了场景编辑、仿真运行、仿真管理、分析评估、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）、数字地球等模块，可提供物流运输网络仿真场景编辑、物流运输系统要素的配置、仿真运行的二维展示和三维展示、系统运行指标的提取和分析等功能。

2 运输管理实验课程教学中存在的问题

传统的运输管理实验课程教学方式为教师分别讲授运输调度管理原理、运输调度优化方案。教师讲解优化方案时，以提问的方式了解学生对知识点的掌握程度，最后为评价环节，具体为评价学生的设计方案。传统运输管理实验课程教学模式存在以下问题。

2.1 组织课程难度大

传统运输管理实验课程教学模式下，实施运输优化方案的讲解中包括运输基本原理、运输合理化要求、运输合理化指标、运输优化方法的步骤及注意事项等。只要实验课程内容或者分析角度稍有变化，就需要重复以上步骤，并且在各个环节都需要准确掌握学生对知识点的掌握情况，费时费力，效率极低。

2.2 优化方案验证困难

传统的网络实验室环境下，通过Excel、Lingo、Lindo 系统工具进行基础定量因素的结果性实验比较好实现，但是在更改天气、路况等实际运行参数后的验证演示性实验中，此类工具明显力不从心。

2.3 学生能力培养不全面

在应用型本科教学培养过程中，教师应注重培养学生理论应用的综合实践能力，传统运输管理实验课程教学模式注重培养学生基础知识以及问题分析和设计解决开发方案的能力，在研究思维、使用现代工具、团队合作、项目管理等方面的培养存在明显不足。

3 课程教学改革

3.1 课程教学培养目标的改革

物流管理专业实践性很强，专业社会调查的第一手资料显示，物流领域急需复合应用型人才，而在传统的计算机实验教学模式下，运输管理实验课程中，部分理论案例受到影响因素考虑不全面或者影响因素验证难的局限性影响，导致优化方案的实际运行效果不理想，进而影响对学生实际应用能力的培养。运输调度仿真软件教学模式与传统的计算机实验教学模式相比较而言，基于运输调度仿真软件教学模式的运输管理实验课程可以不局限于难以给出参数的影响因素，更合理地定位教学目标，使教学目标与企业应用实践结合得更加紧密，能够加强学生实际应用能力的培养。例如，在传统的计算机实验教学模式下，因硬软件环境有限，某些优化案例而只能定位在“了解”或“认知”层面的教学目标，依托运输调度仿真平台，可以提升到与实践相结合的“能力”层面。因此，在物流管理专业运输管理实验课程教学设计的过程中，教师应注重培养学生的知识应用能力，使其在掌握物流运输系统优化、物流运输业务运作的基本技能与方法的基础上，熟悉供应链物流运输系统规划，掌握文献检索、资料查询的基本方法，能够满足实际工作中定量分析及信息化的需要，具有一定的实际工作能力。

3.2 教学设计方案的改革

为了达到预期的课程教学目标，需要调整教学过程中教学设计方案，依托运输仿真调度平台的运输管理实验课程积极采用项目驱动式教学方法。传统的计算机网络实验教学模式不利于培养学生的实际应用能力和创新能力，尤其像运输管理实验这类理论抽象性强的实验课程。传统的运输管理实验课程教学设计基本上是运输概述、运输合理化、运输优化方法、运输优化方案应用层，按照由理论到实验的顺序编写。很多任课老师习惯性地遵照教材编排顺序组织教学，而学生被动地进行学习。对此，学者提出了建构主义，强调学习者的主动性，认为学习是学习者基于原有的知识经验生成意义、建构理解的过程，在此基础上，产生了项目驱动式教学方法［4］。基于运输调度仿真软件的运输管理实验课程教学，教师可以通过运输调度仿真软件，从实际应用的角度，从简到难实施教学。这种教学顺序不仅有助于学生理论联系实际，而且有助于学生理解运输系统的架构，为后续优化仿真实验打下基础。

关于项目驱动教学方法的应用，以对速递物流服务企业的运输网络仿真为例，首先，要对物流企业的运输网络系统的组成、调度关系、业务流程及部署情况等储备知识技能进行讲解，储备知识技能的难易程度决定项目的可行性。其次，选择具有能够抓住课程重点，紧扣培养目标的典型性案例等进行仿真建模，在装配物流中，转场、运输车辆、物流飞机等仿真参数匹配实体模型后，根据物流中转场之间的班线信息，采用最短路径寻求算法来计算订单从生成地配送至目的地的路由信息。最后，项目在前期工作的基础上，应提高难度和复杂度，再根据动态的仿真场景提供便利的人机交互方式供用户多维度多层次地观察仿真过程，在采集相关仿真运行过程数据的基础上，可以使用统计分析工具对关注的指标进行图形化展示和分析评估。

3.3 课程教学效果评价的改革

课程教学评价即根据课程教学目标，制定科学的标准，运用一切有效的科学手段，对教与学过程中的现象及其效果进行测定、衡量，并进行价值判断，为教与学提供反馈的一个过程［5］。运输管理实验课程教学评价按照课程评价内容的不同可分为过程性评价和成果性评价。河北环境工程学院实际分析运输管理实验课程教学评价项目比例分配为过程性评价占40%，成果性评价占60%。

运输管理实验课程检验课程教学效果的过程性评价内容包括出勤率、预习效果满意度、课堂主动参与度、实验和项目完成率等。传统的运输管理实验教学单纯地以实验和项目完成率来评价整个团队成员对知识点的掌握情况。基于运输调度仿真软件完成的运输管理实验教学可以通过预习效果满意度、课堂主动参与度、实验和项目完成率评价学生的专业能力，职业岗位(或职业岗位群)能力，创业能力和综合能力等应用型能力［6］。

检验运输管理实验课程教学效果的成果性评价内容最直接的依据就是实验报告成绩。为检验基于运输调度仿真系统的课程改革的教学效果，本文将河北环境工程学院2017 级物流管理3 个班（共74 人）选为实验组，2018 级物流管理4 个班（共96 人）选为对照组。对照组按照传统的计算机网络平台教学模式开展运输管理实验课程学习，以依托Excel、Lingo、Lindo 等传统工具实现的实验结果报告为教学评价依据。实验组按照依托运输调度仿真系统实验平台开展运输管理实验学习，以运输调度仿真优化案例实验过程报告为教学评价依据。运输管理实验课程学习结束后，分别对对照组和实验组的实验报告考核成绩，以小样本检验为统计方法，在实验组和对照组中均随机抽取10 人，将实验报告成绩进行t样本检验（显著水平为0.05）。检验结果显示实验报告成绩存在显著差异，实验组实验报告成绩为90.05±1.57，对照组实验报告成绩为83.5±2.36。由t检验结果，本文认为依托运输调度仿真系统的运输管理实验课程成果性教学效果较好，且能够弥补传统的计算机实验教学模式的缺陷和不足。

4 结语

运输管理实验课程是物流管理专业的一门专业实验课，通过对该专业连续两届学生的教学改革试验，发现基于运输调度仿真软件平台的课程教学改革不仅在教学成果性评价中加强了学生对运输指标数据的分析方法、运输调度方案设计、运输调度网络优化方法等的掌握，也在过程性评价中，提高了学生的专业能力、职业岗位(或职业岗位群)能力、创业能力和综合能力等应用型能力。另外，本文提出的教学改革模式也适用于物流管理专业其他课程的教学，如供应链管理等课程，这也是笔者进行后续教学改革研究的方向。