物流金融倉單質(zhì)押虛擬仿真實驗平臺設(shè)計與應(yīng)用

朱 葉

（桂林電子科技大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院，廣西 桂林 450305）

倉單質(zhì)押是一種由融資企業(yè)、物流企業(yè)和金融機(jī)構(gòu)三方聯(lián)動形成的新型物流金融業(yè)務(wù)融資方式。其主要內(nèi)容包括融資企業(yè)利用產(chǎn)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(yè)提供擔(dān)保證明，使融資企業(yè)獲得銀行貸款；同時，物流企業(yè)實時監(jiān)控市場行情和融資企業(yè)的經(jīng)營情況，保證融資企業(yè)可以按時還清貸款。倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)可以解決我國長期存在的中小企業(yè)融資難、金融機(jī)構(gòu)放貸難以及物流企業(yè)服務(wù)單一等問題。但這種新興的金融業(yè)務(wù)內(nèi)容繁多、流程復(fù)雜，且涉及很多業(yè)務(wù)主體的利益以及合同的簽訂，而體制內(nèi)相關(guān)法規(guī)又不完善，存在制度漏洞，因此在開展該業(yè)務(wù)的過程中存在操作指引有差異、業(yè)務(wù)銜接不對等、三方信息不對稱以及不同質(zhì)押物品類的市場價格波動幅度差異大等風(fēng)險。

在經(jīng)濟(jì)金融領(lǐng)域中，不斷涌現(xiàn)的高新信息技術(shù)使新型金融業(yè)態(tài)得到快速發(fā)展，但傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)類專業(yè)的課程培養(yǎng)方案仍以課堂講授為主，金融實踐得不到落實，實驗教學(xué)發(fā)展緩慢，不利于學(xué)生對新型金融業(yè)務(wù)的理解與學(xué)習(xí)。廣西作為食糖大省，其糖產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的65%，因此產(chǎn)生了與食糖相關(guān)的物流金融服務(wù)，并需要大量的應(yīng)用型金融人才。于是該文利用區(qū)塊鏈、虛擬仿真等信息技術(shù)，將物流管理專業(yè)人才培養(yǎng)與服務(wù)地方特色產(chǎn)業(yè)進(jìn)行深度融合，開發(fā)了基于區(qū)塊鏈的食糖物流金融倉單質(zhì)押虛擬仿真實驗平臺（以下簡稱實驗平臺），為傳統(tǒng)課程教學(xué)引入了虛擬仿真實驗的新型教學(xué)模式。該實驗教學(xué)構(gòu)建了高度仿真的虛擬場景、操作對象和任務(wù)流程，提供了體驗感強(qiáng)、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(shè)與市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展深度接軌。并結(jié)合具象化的企業(yè)案例，使學(xué)生能夠立足實踐加深對新金融業(yè)務(wù)的理解與內(nèi)化。

該文闡述了傳統(tǒng)金融課程教學(xué)的難點與該實驗平臺的設(shè)計思路，分析食糖物流金融倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)實例分析其知識內(nèi)容、邏輯體系、系統(tǒng)架構(gòu)及關(guān)鍵代碼，最后結(jié)合實驗平臺的教學(xué)應(yīng)用成果探討新形勢下金融實踐課程與教學(xué)信息化深度融合的發(fā)展思路。

1 教學(xué)難點與實驗平臺設(shè)計思路

物流金融倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)存在流程復(fù)雜、概念抽象等問題，傳統(tǒng)的金融理論課程已無法滿足教學(xué)需求，會給學(xué)生學(xué)習(xí)、理解造成負(fù)擔(dān)。學(xué)校與融資企業(yè)、銀行和物流倉儲企業(yè)距離較遠(yuǎn)，教學(xué)組織困難，實訓(xùn)成本較高。且融資企業(yè)、銀行和物流企業(yè)三方系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)不對外開放，學(xué)生沒有參與培訓(xùn)、操作實踐的機(jī)會，導(dǎo)致出現(xiàn)“有理論、無實踐”的教學(xué)斷層現(xiàn)象，難以培育出能適應(yīng)新時代市場需求的應(yīng)用型金融人才。針對數(shù)字時代傳統(tǒng)金融課程的問題，該文設(shè)計了基于區(qū)塊鏈的食糖物流金融倉單質(zhì)押虛擬仿真實驗平臺，在市場導(dǎo)向下，以本地產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢“食糖”為內(nèi)容基點，構(gòu)建了3 個虛擬場景和5 個任務(wù)模塊，具有虛擬仿真、任務(wù)驅(qū)動、角色互動和實時監(jiān)測4 個特性，以激發(fā)學(xué)生的自主性和學(xué)習(xí)興趣，為引入新時代下具備創(chuàng)新性和應(yīng)用前景的金融教學(xué)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(tǒng)金融課程教學(xué)難點為中心展開的設(shè)計思路

1.1 三維場景虛擬仿真

傳統(tǒng)的理論教學(xué)主要是通過課堂中理論講解的方式完成的，缺少實地培訓(xùn)和業(yè)務(wù)實操，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)與業(yè)務(wù)實踐出現(xiàn)斷層，學(xué)生不易理解，教學(xué)效果較差。實驗平臺根據(jù)真實的業(yè)務(wù)案例構(gòu)建三維虛擬場景，再現(xiàn)融資企業(yè)、銀行和物流企業(yè)的工作場景，讓學(xué)生扮演新型金融業(yè)務(wù)重要環(huán)節(jié)的人物角色，還原真實場景的對話互動，讓教學(xué)實訓(xùn)不受時間、空間和人員的限制，學(xué)生能隨時隨地利用實驗平臺參與業(yè)務(wù)進(jìn)程，并開展實景學(xué)習(xí)。

1.2 場景化任務(wù)驅(qū)動

傳統(tǒng)的金融理論教學(xué)模式是讓學(xué)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(xué)效果的反饋，學(xué)生也缺乏自主思考的探究式學(xué)習(xí)過程，對專業(yè)知識的掌握情況沒有清晰認(rèn)知。針對以上痛點，該文設(shè)計了基礎(chǔ)信息配置、融資達(dá)成業(yè)務(wù)、倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)、風(fēng)險管理業(yè)務(wù)和還款提貨業(yè)務(wù)5 個任務(wù)模塊，將抽象流程具象化，使學(xué)生成為教學(xué)課程的主體，由被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵谌蝿?wù)驅(qū)動下的探究式學(xué)習(xí)，并針對學(xué)習(xí)過程中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，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(xué)項目主要通過構(gòu)建仿真模型達(dá)到讓學(xué)生參與其中的目的。但這種模式只是把學(xué)生帶入仿真情境中，使其產(chǎn)生生理沉浸感，學(xué)生往往作為旁觀者游離在教學(xué)過程外，導(dǎo)致其體驗程度不夠，學(xué)習(xí)效果較差。而該實驗平臺基于虛擬仿真的構(gòu)想性、虛擬性和互動性3 個特性，讓學(xué)生以角色扮演的方式參與整個倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)流程，以任務(wù)驅(qū)動的形式與其他角色進(jìn)行互動，使其能全身心投入其中，從而達(dá)到心理沉浸的效果，在互動對話與流程操作中掌握業(yè)務(wù)內(nèi)部邏輯機(jī)理，深入理解煩瑣的業(yè)務(wù)流程、合同協(xié)議與數(shù)據(jù)計算，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)動性，并提高其學(xué)習(xí)興趣。

1.4 教學(xué)效果實時監(jiān)測

虛擬仿真實驗有PC 版、Web版和移動版3 個實驗平臺，學(xué)生通過“線下理論教學(xué)、線上虛擬仿真實訓(xùn)以及線上實時習(xí)題檢測”3 種渠道相結(jié)合的混合式教學(xué)模式來學(xué)習(xí)，教師對學(xué)生采用“系統(tǒng)題庫測驗+教師主觀評價”的綜合性評價指標(biāo)。學(xué)生利用虛擬仿真試驗?zāi)苓M(jìn)行倉單質(zhì)押知識的課前學(xué)習(xí)、課間訓(xùn)練和課后檢測，在三維場景中以任務(wù)驅(qū)動和角色扮演的方式不斷模擬業(yè)務(wù)流程，以加深理解，從而開展探究式的學(xué)習(xí)和自主性的創(chuàng)新，并利用隨機(jī)題庫掃除知識盲點。而教師則通過平臺使用數(shù)據(jù)和學(xué)生提交的實驗報告及時接收教學(xué)反饋，對學(xué)生進(jìn)行主觀評價，并有針對性地在課程中強(qiáng)調(diào)倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)中的重點和難點。該文針對主要試驗內(nèi)容所設(shè)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(nèi)容及其主體模塊設(shè)計

2 實驗平臺的邏輯知識體系構(gòu)建

實驗平臺以某糖業(yè)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(nóng)業(yè)銀行某分行作為金融載體，構(gòu)建三維虛擬情景。學(xué)生作為糖業(yè)公司業(yè)務(wù)員，與物流倉儲業(yè)務(wù)員和銀行貸款業(yè)務(wù)員進(jìn)行互動，以“食糖物流金融倉單質(zhì)押”業(yè)務(wù)為主線，完成基礎(chǔ)信息配置、融資達(dá)成業(yè)務(wù)、倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)、風(fēng)險管理業(yè)務(wù)以及還款提貨業(yè)務(wù)5 個任務(wù)模塊。這種新型的金融業(yè)態(tài)模式專業(yè)性高且流程復(fù)雜，試驗的邏輯知識體系與具體流程如圖3 所示：1）在基礎(chǔ)信息配置中，建立金融機(jī)構(gòu)、融資企業(yè)和物流企業(yè)三方檔案。2）在融資達(dá)成任務(wù)中，融資企業(yè)填寫質(zhì)物清單和融資申請書；銀行按貸款要求審核融資企業(yè)的經(jīng)營能力、資信情況和還貸能力等，并發(fā)起《銀企合作協(xié)議》，融資企業(yè)填寫對應(yīng)數(shù)據(jù)信息，銀行與融資企業(yè)和物流企業(yè)簽訂《三方合作協(xié)議》，物流企業(yè)與融資企業(yè)簽訂《倉儲合同》。3）在倉單質(zhì)押任務(wù)中，物流公司根據(jù)質(zhì)物信息開具倉單，承擔(dān)保管貨物、及時釋放貨物以及做好入倉、出倉記錄的責(zé)任，并與融資企業(yè)簽訂《倉單質(zhì)押合同》，三方共同完成《三方監(jiān)管合同》，金融機(jī)構(gòu)與融資企業(yè)簽訂《貸款合同》。4）在風(fēng)險管理任務(wù)中，銀行對質(zhì)押倉單貨物的價格、市值變動情況進(jìn)行調(diào)查評估，實行實時風(fēng)險預(yù)警處理，通知融資企業(yè)追加質(zhì)物或者追加風(fēng)險保證金，三方重新簽署協(xié)議。5）在還款提貨任務(wù)中，融資公司填寫還款信息、提交提貨申請，物流企業(yè)接收提貨通知，根據(jù)提貨信息完成質(zhì)物出庫，形成新的質(zhì)物庫存記錄。融資公司進(jìn)行多次還款提貨任務(wù)，直至將剩余抵押物全部提出，最后銀行發(fā)起《質(zhì)押終結(jié)通知書》，試驗任務(wù)結(jié)束。

圖3 倉單質(zhì)押實驗邏輯知識體系

3 實驗要點及主要技術(shù)

3.1 開發(fā)思路與系統(tǒng)架構(gòu)

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(jìn)行虛擬仿真實驗界面的UI 設(shè)計。再次，將3D 模型與UI 圖形導(dǎo)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(qū)塊鏈的食糖物流金融倉單質(zhì)押虛擬仿真實驗軟件的集成開發(fā)。實驗項目包括PC 版、Web 版和移動版，多維平臺的完整系統(tǒng)架構(gòu)如圖4 所示。

圖4 虛擬仿真實驗平臺架構(gòu)圖

3.2 表單數(shù)據(jù)與核心代碼

倉單質(zhì)押實驗中包括大量的協(xié)議表單的質(zhì)押融資數(shù)據(jù)計算，為了對實驗內(nèi)部三方數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與處理，該實驗定義了相關(guān)數(shù)據(jù)變量，見表1。倉單質(zhì)押實驗作為新型物流金融業(yè)務(wù)，它包括倉單質(zhì)押、物流金融與區(qū)塊鏈技術(shù)、風(fēng)險管控、質(zhì)押物與融資信息、質(zhì)押融資計算等知識難點，其主要業(yè)務(wù)與部分關(guān)鍵代碼見表2。

表1 表單存儲與處理的數(shù)據(jù)變量

表2 主要業(yè)務(wù)內(nèi)容與部分核心代碼

3.3 倉單數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時間順序以順序相連的方式將數(shù)據(jù)區(qū)塊組合成一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且采用密碼學(xué)方式保證不可篡改和不可偽造的分布式賬本。在業(yè)務(wù)流程中，當(dāng)合同協(xié)議生效時，會在分布式賬本的區(qū)塊鏈上生成區(qū)塊節(jié)點，蓋上時間戳，利用加密算法形成保密機(jī)制。鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邏輯上包括區(qū)塊頭和區(qū)塊體2 個部分，區(qū)塊頭包括用戶主體和區(qū)塊之間的信息，區(qū)塊體存儲質(zhì)押倉單、三方協(xié)議等重要數(shù)據(jù)，保證食糖物流金融倉單質(zhì)押融資信息數(shù)據(jù)的保密性、不可篡改和可追溯性，處理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的主要方法見表3。

表3 區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)操作

4 實驗效果與教學(xué)評價

實驗平臺包括PC 版、Web 版和移動版3 個應(yīng)用平臺，采用線下理論教學(xué)、線上虛擬仿真實驗、線上課后習(xí)題檢測三種渠道相結(jié)合的混合式教學(xué)模式以及“系統(tǒng)題庫測+教師主觀評價”相結(jié)合的綜合評價模式。學(xué)生在線學(xué)習(xí)檢測并提交實驗報告，老師有針對性地對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)評價，教學(xué)評價會貫穿學(xué)生在虛擬仿真實驗平臺學(xué)習(xí)的全過程，一共分為3 個層次：1）根據(jù)業(yè)務(wù)流程，學(xué)生需要依次完成5 個任務(wù)模塊，通過虛擬情境和角色互動學(xué)習(xí)專業(yè)知識，每完成一個子任務(wù)都會進(jìn)行隨機(jī)試題檢測，考查自己是否掌握該環(huán)節(jié)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(dǎo)入式地重復(fù)出現(xiàn)，幫助學(xué)生加深對知識點的印象。2）學(xué)生根據(jù)自主檢測情況有針對性地對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)，在場景中不斷模擬業(yè)務(wù)流程，理清重點難點內(nèi)容的邏輯體系，掃清知識盲區(qū)。3）平臺會自動記錄學(xué)生參與實驗的操作過程和測驗數(shù)據(jù)以及在線提交實驗報告，教師根據(jù)實驗報告對每個學(xué)生進(jìn)行主觀評價與反饋，并在線下有針對性地講授倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)中的重點、難點，通過仿真案例開展研討和講評答疑。

倉單質(zhì)押實驗平臺已在南寧師范大學(xué)的物流工程、信息管理與信息系統(tǒng)、數(shù)學(xué)金融、市場營銷以及國際貿(mào)易等經(jīng)濟(jì)管理本科專業(yè)和桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院進(jìn)行推廣應(yīng)用，主要用于課堂教學(xué)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和交流以及考核評價。在實驗平臺應(yīng)用初期，曾對物流管理專業(yè)的40 名學(xué)習(xí)對象進(jìn)行抽樣調(diào)查，將其平分為理論教學(xué)組與實驗教學(xué)組，以物流金融倉單質(zhì)押業(yè)務(wù)內(nèi)容學(xué)習(xí)為中心，理論教學(xué)組只進(jìn)行傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)，而實驗教學(xué)組可以在課堂學(xué)習(xí)之余通過線上倉單質(zhì)押實驗平臺來輔助學(xué)習(xí)。最后2 組研究對象分別在同樣的題庫內(nèi)進(jìn)行試題檢測，每個環(huán)節(jié)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(xué)質(zhì)量的提升有較為明顯的輔助作用。

圖5 理論教學(xué)組與實驗教學(xué)組試題檢測正確率

在2 個教學(xué)周期中，已有368 名高校學(xué)生利用該實驗平臺進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，2020 年學(xué)生專業(yè)考試的平均優(yōu)秀率比2017 年提升了11%，2020 年學(xué)生專業(yè)平均通過率比2017 年提升了5%，教學(xué)質(zhì)量有所提高。該數(shù)據(jù)統(tǒng)計如圖6 所示。根據(jù)抽樣調(diào)查可知，學(xué)習(xí)對象對該虛擬仿真實驗課程的內(nèi)容選擇、教學(xué)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(rèn)為課程超過了自己的期望程度。

圖6 2017—2020 年專業(yè)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(jìn)行應(yīng)用和推廣，在教育部國家虛擬仿真實驗教學(xué)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(shù)已增至216 人，其中優(yōu)秀者為186 人，達(dá)標(biāo)者為27 人，不達(dá)標(biāo)者僅有3 人，實驗通過率高達(dá)98.6%，如圖7 所示（共享平臺網(wǎng)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(xué)項目共享平臺數(shù)據(jù)

5 結(jié)語

該文圍繞基于區(qū)塊鏈的食糖物流金融倉單質(zhì)押虛擬仿真實驗，重點說明了實驗平臺的建設(shè)目的、技術(shù)優(yōu)勢、邏輯流程、技術(shù)架構(gòu)和實驗教學(xué)應(yīng)用效果。該實驗平臺通過構(gòu)建虛擬場景，以角色扮演和任務(wù)驅(qū)動的形式模擬5 個學(xué)習(xí)任務(wù)及業(yè)務(wù)完整流程，并配置了自主檢測試題以實時檢驗學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生提供了抽象知識具象化、單一形式多元化、流程再現(xiàn)情景化和學(xué)習(xí)反饋監(jiān)測動態(tài)化的專業(yè)實踐平臺。

根據(jù)高校專業(yè)教學(xué)應(yīng)用情況和國家虛擬仿真平臺共享數(shù)據(jù)統(tǒng)計，學(xué)生專業(yè)考試的平均優(yōu)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(xué)生在線學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)記錄、班級的電子檔案與成績預(yù)景、學(xué)生班級社群數(shù)據(jù)挖掘與分析以及自主實驗的創(chuàng)新點等方面進(jìn)一步完善。