双碳战略下物流类虚拟仿真课程设计研究

文/汤中明 刘彩虹 代四广

双碳背景下将双碳战略融入物流专业课程是改善课程质量的有效措施。本文剖析了双碳战略下物流类虚拟仿真课程建设的作用和设计的合理性。从课程主题选取、教学目标设计、实验原理设计、实验过程设计、实验教学方法设计和实验评价体系设计等层面构建了虚拟仿真课程设计的总体框架。

1.双碳战略对物流业人才培养的影响

2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上向国际社会作出郑重承诺：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标是党和国家基于中华民族永续发展和推动构建人类命运共同体的责任担当而作出的重大战略决策。“双碳”目标战略的实施意义极大，关系到中国经济结构转型升级、对自然环境的保护，关系到中华民族的生存，是人类社会可持续发展的客观需要[1]。物流高质量发展是经济高质量发展的重要组成部分，也是推动经济高质量发展不可或缺的重要力量。根据国际能源署的统计，发电与供热、制造与建筑、交通运输是我国三大主要碳源。交通运输活动的碳排放占我国碳排放总量的10%[2]。由此可见，控制物流业碳排放对推动物流业高质量发展具有重要的作用。因此，高校需要创新人才培养模式，将双碳战略融入物流人才培养目标中，并通过教学设计、课程建设等手段来实现培养目标。2019年10月，教育部发布《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号），提出“双万计划”，即经过三年左右时间，建成万门左右国家级和万门左右省级一流本科课程。因此，加强物流类虚拟仿真课程的建设是物流专业建设的重点工作。然而，从现有研究来看，研究低碳物流人才的文献较多，而研究课程建设方面的文献较少。江超民等（2020）探讨了安徽省低碳物流人才的供给与需求状况[3]。陈宁和刘华硕（2022）提出了《物流成本管理与控制》课程教学改革的方案[4]。李双艳（2022）等以《物流系统规划与设计》为例，探讨了物流专业课程教学创新思路[5]。现有研究中，将双碳战略融入物流课程的文献较少，特别是研究低碳物流虚拟仿真的课程很少见。本文将尝试将双碳战略与物流类虚拟仿真课程有机结合，构建物流类虚拟仿真课程建设的总体框架，以期能助力国家“双万计划”，为虚拟仿真一流课程的建设提供借鉴与参考。

2.双碳背景下物流类虚拟仿真课程建设的作用

2.1 满足物流业高质量发展对物流人才培养的新要求。物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性产业。物流高质量发展是经济高质量发展的重要组成部分，也是推动经济高质量发展不可或缺的重要力量。2019年，发改经贸〔2019〕352号文件《关于推动物流业高质量发展促进形成强大国内市场的意见》明确提出，要加快绿色物流发展。作为环境污染的主要碳排放源之一，物流碳排放是影响物流业高质量发展的重要因素。因此，双碳背景下物流类虚拟仿真课程旨在培养学生的碳减排意识，让学生认识到物流业碳排放对环境的影响，理解物流业对可持续经济发展的作用，以满足物流业高质量发展对现代物流人才的新要求。

2.2 提升新时代高素质物流人才必备的核心技能。传统的实验教学主要以展示物流运作流程的演示性和验证性实验的物流模拟软件为主。物流模拟软件主要是基于物流业务流程开发，主要培养学生操作层方面的能力。实验模拟软件教学内容单一，实用性差，对学生的能力培养作用有限。本科院校人才培养目标定位更高，应培养学生更高层次的知识和能力。双碳背景下物流类虚拟仿真课程以激发学生的兴趣和潜能为重点，以培养学生科学思维、团队意识、探索精神和创新精神为目的，主要培养学生物流系统分析、物流系统优化、物流决策等高层次管理能力，对提高新时代高素质物流人才的核心技能具有重要的意义。例如：配送中心网络优化问题是企业物流的战略层次问题，物流网络设计的优劣对企业长时期的物流运行绩效产生深远的影响。在实验设计中，可将碳排放、碳减排政策等因素融入传统的物流网络优化模型中，既可以让学生加深对传统物流网络优化模型的理解，又可以提升学生的创新设计与优化能力。

2.3 摆脱物流实验空间大及时间跨度长的束缚。物流系统网络具有结构复杂、客户分布范围广、空间占用大等特征。实体实验需要较大的实验空间才能体现出网络分布效果，导致实验室占用空间和投入大，而设备利用率却不高。同时，实验需要处理的数据多，时间跨度长，实体实验很难在有效时间内完成。虚拟仿真实验可以设计多样化的物流场景，根据实验需要对物流场景和物流空间进行实时优化，实验数据收集和处理方便快捷，能有效克服实体实验在空间和时间跨度上的束缚。

2.4 克服物流实体实验成本高和消耗大的缺点。为保证实验效果，物流实体实验对物流设施设备硬件配置要求高，且实验过程存在不可逆等缺点，导致实验成本高，消耗大。在使用过程中，许多硬件由于老化或操作不当，给实体实验带来了一些危险性和不确定性。虚拟仿真实验平台投入少，将数字化、场景化、可视化和交互化融为一体。能够根据不同实验方案对物流设施设备进行灵活调整，克服传统实验室设施设备笨重、不便搬运的缺点。物流场景更新方便、及时，让学生能及时掌握最新物流技术和发展动态，从而全面提升学生的专业能力和创新思维。

3.双碳背景下物流类虚拟仿真课程设计的方法

3.1 虚拟仿真课程建设的合理性分析。虚拟仿真课程主要解决不具备实验条件、高危实验、实验消耗大、成本高、不可逆和大型综合训练等问题，需要将课程内容运用仿真技术生动形象地展现出来。相对于传统课程而言，虚拟仿真课程具有建设成本高、建设周期长、建设难度大等特点。因此，在建设之前，需要对课程建设的合理性进行分析。首先，要分析实验内容是否高度契合物流专业人才的培养目标，是否具备清晰的思政目标、知识目标和能力目标。其次，要分析教学内容是否合理。具体而言，要分析以下基本问题：教学内容能否通过虚拟仿真技术实现并达到理想的教学效果，教学内容能否有效支撑课程思政目标、知识目标和能力目标，教学内容是否具有层次性，实验环节和实验步骤是否紧密相连、环环相扣？再次，要分析能否设计出与教学内容有机融合的教学方法，能否保证教学方法的先进性？最后，要分析教学内容是否具备良好的先进性，教学内容能否反映国内外最新的物流技术、物流方法和物流场景，教学内容能否与社会现实问题紧密结合？

3.2 虚拟仿真课程教学体系的设计过程。虚拟仿真课程不是直接将人才培养方案中的课程搬到虚拟仿真方式来运行，而是要根据教学目标从一门或多门课程中选取合适的教学内容，并将选取内容有机结合，采用六个基本步骤设计成虚拟仿真实验：（1）实验主题选取。主题选择是实验设计的前提，实验教学内容要围绕主题来设计。实验主题必须具有时代性和先进性，必须是人才培养目标中的重要知识和能力，例如：生产管理、采购管理、选址优化、物流网络设计、配送线路优化等等。同时，实验主题既要与专业息息相关，又能有助于社会亟须解决的现实问题，将理论与实践教学融合为一体，体现虚拟仿真课程的特色。（2）实验教学目标设计。虚拟仿真课程的教学目标包括思政目标、知识目标和能力目标。双碳背景下，物流类课程思政主要目标是让学生全面了解双碳战略，认识到全球环境面临的严峻形势，理解物流业对可持续经济发展的作用，提升学生投入国家物流建设事业的主人翁意识。让学生深刻认识物流业碳排放对环境的影响，增加学生对低碳物流理念的认同，培养学生爱国主义精神，建立履职尽职的社会责任感。知识目标和能力目标根据主题来设计，要求目标要具体、全面，能够满足人才培养方案的要求。（3）实验原理设计。一方面，实验要围绕专业理论知识和方法的原理来设计，例如：物流网络优化的原理和方法、生产运作管理的原理和方法、配送路线优化的原理和方法等等。另一方面，要具体说明如何借助虚拟仿真实验系统为实验项目设计提供实验场景、实验数据和交互界面，如何采用计算机辅助工具与虚拟仿真系统相结合的方式完成实验项目综合训练。（4）实验过程设计。基于实验原理和教学目标，将实验内容进一步细化。首先设计实验总体进度，将实验分成几个环节，设计每个环节的实验内容和步骤。其次按照实验内容和步骤构建实验场景，设计每个实验步骤的输入和输出。最后根据实验原理和逻辑关系将各步骤的实验场景和实验操作衔接起来。（5）实验教学方法设计。基于实验过程和实验内容，围绕课程培养目标，设计各个实验环节和实验步骤的教学方法。将自主学习与虚拟仿真平台协作教学方法、任务驱动式教学方法、探究式教学方法等有机结合，多途径激发学生积极主动地去探索问题，培养学生的科学探索精神和创新精神，提高学生自主探究能力。（6）实验评价体系设计。根据学生和教师的反馈设置实验教学评价机制。实验以任务驱动的方式进行，构建过程评价和团队评价相结合的综合考核评价体系，动态优化实验设计，同时实现学生的动态考核，切实提升学生学习自主性和积极性。

引用出处

[1]高世楫,俞敏.中国提出“双碳”目标的历史背景、重大意义和变革路径[J].新经济导刊,2021(02):4-8.

[2]焦丽杰.我国的碳排放现状和实现“双碳”目标的挑战[J].中国总会计师,2021(06):38-39.

[3]江超民,夏璘,朱正昊,佘润,张惠.低碳经济下安徽省物流业高技能人才供需分析及相应对策[J].商场现代化,2020(10):48-49.

[4]]陈宁,刘华硕.基于应用型本科的《物流成本管理与控制》课程教学改革探讨[J].中国物流与采购,2022(09):91-92.

[5]李双艳,张皖,王星星,胡秋雨,张得志.《物流系统规划与设计》课程教学创新方法实践[J].中国储运,2022(07):208.