復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)視角下新一代信息技術(shù)課程的重要性探索與研究*
——以物流管理與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程為例

□ 宋 波，楊駿銘

(南京郵電大學(xué) 現(xiàn)代郵政學(xué)院，江蘇 南京 210003)

1 緒論

國(guó)家郵政局公布的2022年1月郵政行業(yè)運(yùn)行情況顯示，全國(guó)快遞服務(wù)企業(yè)業(yè)務(wù)量完成87.7億件，同比增長(zhǎng)3.3%；業(yè)務(wù)收入完成917.3億元，同比增長(zhǎng)5.7%[1]。海量物流快遞數(shù)據(jù)與新一代信息技術(shù)相結(jié)合，帶來(lái)了物流快遞行業(yè)的革命。黨的十九大報(bào)告指出，技術(shù)創(chuàng)新是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的核心內(nèi)容，大力推進(jìn)物流領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，發(fā)展智慧物流生態(tài)體系，是加快動(dòng)力變革的重要抓手，是促進(jìn)我國(guó)從“物流大國(guó)”向“物流強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)的必然選擇。智慧物流[2-4]重塑了物流市場(chǎng)主體，平臺(tái)型企業(yè)、數(shù)據(jù)型企業(yè)等許多非傳統(tǒng)意義的物流業(yè)者成為物流市場(chǎng)的重要參與者，通過(guò)整合社會(huì)資源或?yàn)槲锪麈溬x能，推動(dòng)物流業(yè)升級(jí)和物流市場(chǎng)格局的變動(dòng)。

隨著計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，物流快遞行業(yè)也逐步完善和進(jìn)步，無(wú)論是倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸，還是配送各環(huán)節(jié)都融入了前沿的技術(shù)，極大提高了物流快遞行業(yè)的效率和服務(wù)質(zhì)量。在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的推動(dòng)下，與其他行業(yè)一樣，物流創(chuàng)新已經(jīng)成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的主題。以現(xiàn)代信息技術(shù)為標(biāo)志的智慧物流正步入快速發(fā)展階段，而現(xiàn)代物流企業(yè)的發(fā)展對(duì)高質(zhì)量物流人才的需求更加迫切。物流企業(yè)要求人才全面掌握物流各環(huán)節(jié)的操作技能，以及運(yùn)用物流倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、供應(yīng)鏈、信息等智能系統(tǒng)，使物流企業(yè)在智能管理作業(yè)中能在低成本、高效率的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)在一定程度上也能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合型物流人才的培養(yǎng)[5-8]。

結(jié)合物流的產(chǎn)業(yè)特征，基于新一代信息技術(shù)，國(guó)內(nèi)外各大高校統(tǒng)籌規(guī)劃物流相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)科發(fā)展與專(zhuān)業(yè)建設(shè)，探索協(xié)同育人培養(yǎng)等多種人才培養(yǎng)模式，開(kāi)展物流本科、研究生多層次高素質(zhì)人才培養(yǎng)，成為物流行業(yè)的重要人才培養(yǎng)基地。目前，物流專(zhuān)業(yè)在國(guó)內(nèi)屬于相對(duì)成熟的專(zhuān)業(yè)，全國(guó)開(kāi)設(shè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的高校有500多所。結(jié)合郵政物流的產(chǎn)業(yè)特征，適應(yīng)新時(shí)代郵政物流行業(yè)的快速發(fā)展，提升郵政物流專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)水平，全國(guó)郵電高校也分別成立現(xiàn)代郵政學(xué)院，為郵政物流專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)注入了新的活力。其中，南京郵電大學(xué)現(xiàn)代郵政學(xué)院面向現(xiàn)代物流信息和物流快遞服務(wù)，與國(guó)家政府部門(mén)及物流快遞等企業(yè)開(kāi)展政產(chǎn)學(xué)研合作，在物流大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、物流網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與優(yōu)化、互聯(lián)網(wǎng)+物流快遞、物流管理與金融、區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用等方面進(jìn)行理論研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)，構(gòu)建智慧物流示范工程，為物流行業(yè)提供管理決策的技術(shù)支撐[9]。

我國(guó)物流業(yè)的快速發(fā)展擴(kuò)大了物流人才的需求，尤其是高級(jí)物流人才出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。物流專(zhuān)業(yè)人才已經(jīng)被我國(guó)列入12類(lèi)急缺人才之一，缺少高質(zhì)量、復(fù)合型的物流人才已經(jīng)成為物流行業(yè)的共識(shí)。新一代信息技術(shù)課程的開(kāi)設(shè)在物流人才的培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用，同時(shí)也面臨著各種新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。首先，新一代信息技術(shù)課程助力高校建設(shè)“高質(zhì)量物流專(zhuān)業(yè)教育”，發(fā)展“新一代信息技術(shù)+物流”復(fù)合專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)新模式。其次，創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。新一代信息技術(shù)課程的開(kāi)設(shè)有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。新一代信息技術(shù)課程在融入傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程的過(guò)程中會(huì)遇到很多困難，例如：如何合理地處理新一代信息技術(shù)與其他傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程之間的關(guān)系、如何安排新一代信息技術(shù)課程在整體課程體系中占據(jù)的位置和作用等。用更為直觀的形式表達(dá)和分析這些內(nèi)容是提高和改善課程體系的重要環(huán)節(jié)。

本文以南京郵電大學(xué)現(xiàn)代郵政學(xué)院專(zhuān)業(yè)課程為例，通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論方法[10-12]，建立物流管理與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)課網(wǎng)絡(luò)模型，分析新一代信息技術(shù)課程在物流管理與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)中的重要作用，并基于分析提出新一代信息技術(shù)課程的改進(jìn)措施等。

2 物流管理與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程網(wǎng)絡(luò)模型

2.1 課程網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

利用南京郵電大學(xué)現(xiàn)代郵政學(xué)院物流管理、郵政管理及物流工程三個(gè)本科專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案構(gòu)建課程網(wǎng)絡(luò)圖G。圖G由節(jié)點(diǎn)集合V和邊集合E組成，記作G = (V,E)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是專(zhuān)業(yè)課程，連邊代表了節(jié)點(diǎn)之間的相互關(guān)系，由此構(gòu)建雙向圖。用(u,v)表示無(wú)向圖中節(jié)點(diǎn)u和節(jié)點(diǎn)v之間的連邊，在培養(yǎng)方案圖中，若兩個(gè)課程存在前后繼關(guān)系則認(rèn)為兩個(gè)課程之間存在關(guān)聯(lián)，將這兩個(gè)頂點(diǎn)之間的連邊設(shè)置為1，若兩個(gè)課程之間無(wú)關(guān)聯(lián)則將邊設(shè)置為0。特別地，根據(jù)課程關(guān)聯(lián)性補(bǔ)充添加邊，某些課程雖然并沒(méi)有直接的前后繼聯(lián)系但是課程內(nèi)容上關(guān)聯(lián)性較大，如：高等數(shù)學(xué)和云計(jì)算雖然無(wú)直接前后繼關(guān)系，但是云計(jì)算課程需要運(yùn)用許多高數(shù)知識(shí)，因此我們認(rèn)為這兩個(gè)課程之間也具有相關(guān)性。

由于三個(gè)專(zhuān)業(yè)的課程有重復(fù)，因此，我們?cè)O(shè)課程強(qiáng)度和開(kāi)設(shè)本課程的專(zhuān)業(yè)個(gè)數(shù)成正比。例如，三個(gè)專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)課程節(jié)點(diǎn)u，則節(jié)點(diǎn)u的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度為S(u)=3，兩個(gè)專(zhuān)業(yè)均開(kāi)設(shè)課程節(jié)點(diǎn)v，則節(jié)點(diǎn)v的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度為S(v)=2。如果節(jié)點(diǎn)u和節(jié)點(diǎn)v之間有連邊，設(shè)連邊權(quán)重為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度之和，即Wuv=5。這樣，南京郵電大學(xué)現(xiàn)代郵政學(xué)院本科專(zhuān)業(yè)課程網(wǎng)絡(luò)模型就構(gòu)建完成，課程網(wǎng)絡(luò)模型如圖1所示。課程網(wǎng)絡(luò)模型是一個(gè)加權(quán)雙向網(wǎng)絡(luò)，包括66個(gè)課程節(jié)點(diǎn)以及183條課程連邊。

圖1 物流工程與管理類(lèi)課程網(wǎng)絡(luò)模型

2.2 課程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

刻畫(huà)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征主要包括度值、介數(shù)以及接近數(shù)，用于衡量節(jié)點(diǎn)自身特征及節(jié)點(diǎn)之間的相互關(guān)系。按照節(jié)點(diǎn)的度值、介數(shù)或者接近數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，可以在一定程度地衡量節(jié)點(diǎn)重要性。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)是指相比網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)，能夠更大程度地影響網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能的一些節(jié)點(diǎn)，這里的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包含了度分布、平均路徑長(zhǎng)度、連通特性、聚類(lèi)系數(shù)和度相關(guān)性等，網(wǎng)絡(luò)功能包括網(wǎng)絡(luò)傳播、同步、魯棒性等。相比全局網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，重要節(jié)點(diǎn)數(shù)量往往非常少，但其影響卻可以快速地傳遞給網(wǎng)絡(luò)中的大部分節(jié)點(diǎn)。

通過(guò)節(jié)點(diǎn)中心性可以對(duì)課程節(jié)點(diǎn)重要性進(jìn)行量化分析，采用度值、介數(shù)即接近數(shù)中心性指標(biāo)，刻畫(huà)各個(gè)課程在網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，從而表明哪些課程處于重要位置。度中心性認(rèn)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的度越大其影響力就越大。作為一種基于節(jié)點(diǎn)近鄰的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)測(cè)量的方法，它僅考慮節(jié)點(diǎn)自身信息和其鄰居信息，具有計(jì)算簡(jiǎn)單、時(shí)間復(fù)雜度低的特點(diǎn)，但往往不夠精確。介數(shù)中心性是基于路徑排序的典型方法，刻畫(huà)了各節(jié)點(diǎn)對(duì)沿最短路徑傳遞的網(wǎng)絡(luò)流的控制力。作為一種全局排序算法由于其時(shí)間復(fù)雜度較高，在實(shí)際應(yīng)用中常常受到限制。而接近數(shù)中心性需要考量每個(gè)節(jié)點(diǎn)到其它節(jié)點(diǎn)的最短路徑的平均長(zhǎng)度，也就是說(shuō)，對(duì)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，它距離其它節(jié)點(diǎn)越近，那么它的中心度越高。接近數(shù)中心性常用于發(fā)現(xiàn)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高效傳播信息的節(jié)點(diǎn)。

基于2.1小節(jié)構(gòu)建的課程網(wǎng)絡(luò)，我們統(tǒng)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)的主要結(jié)構(gòu)特性，如表1所示。從表1中可以看出網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)主要特性：首先，網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長(zhǎng)度較短，平均聚類(lèi)系數(shù)較高，具有比較明顯的小世界特性。其次，課程網(wǎng)絡(luò)具有明顯的社團(tuán)屬性，表1顯示網(wǎng)絡(luò)的模塊化系數(shù)為0.609，反映了社團(tuán)中節(jié)點(diǎn)的集中程度較高，我們?cè)趫D1中用不同的顏色劃分了網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)社團(tuán)。進(jìn)一步地，我們使用Gephi和Matlab對(duì)網(wǎng)絡(luò)特性以及新一代信息技術(shù)課程在網(wǎng)絡(luò)中的作用進(jìn)行了分析。

表1 物流工程與管理類(lèi)課程網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)特征

3 物流管理與工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

首先，網(wǎng)絡(luò)最重要的結(jié)構(gòu)衡量指標(biāo)之一是度分布，課程網(wǎng)絡(luò)的度分布如圖2所示。從圖2中可以看出，網(wǎng)絡(luò)中大部分節(jié)點(diǎn)的度值集中在1-10，有少部分節(jié)點(diǎn)具有高度值，這些節(jié)點(diǎn)在課程中占有非常重要的地位，度值排名前五的課程分別是物流管理與工程類(lèi)導(dǎo)論、管理學(xué)原理B、郵政運(yùn)作管理、高等數(shù)學(xué)以及市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等基礎(chǔ)課程。新一代信息技術(shù)課程在課程網(wǎng)絡(luò)中也占有非常重要的位置，其中人工智能技術(shù)與應(yīng)用度值排名第6，大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用排名第13。這說(shuō)明新一代信息技術(shù)課程和其他課程之間聯(lián)系非常緊密。

圖2 網(wǎng)絡(luò)的度分布圖

進(jìn)一步地，我們將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能相關(guān)課程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析相關(guān)課程在課程體系中的地位和意義。新一代信息技術(shù)課程的各類(lèi)結(jié)構(gòu)特征重要性排名如表2所示。首先，新一代信息技術(shù)課程在物流工程與管理類(lèi)專(zhuān)業(yè)中占有重要地位。其中，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能相關(guān)課程的重要性排名都非?？壳?。從表2中可以看出，這三類(lèi)課程的度值排名靠前，說(shuō)明和這三類(lèi)課程直接相關(guān)的課程較多。同時(shí)，三類(lèi)課程的介數(shù)值和接近數(shù)值都較高，說(shuō)明他們對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的其他課程都有很好的聯(lián)通作用，能夠更好地連接起網(wǎng)絡(luò)中的其他課程。

表2 新一代信息技術(shù)課程特征排名

我們可以從分析結(jié)果中看出，新一代信息技術(shù)課程在物流工程與管理課程體系中具有重要地位和作用。然而，表2結(jié)果顯示，與以上三類(lèi)課程相比，云計(jì)算課程的各項(xiàng)排名指標(biāo)都比較靠后，特別是云計(jì)算課程的介數(shù)值和接近數(shù)值。首先，開(kāi)設(shè)的云計(jì)算相關(guān)課程數(shù)目比其他新一代信息技術(shù)課程要少，其次，雖然云計(jì)算和大數(shù)據(jù)課程直接相關(guān)，但是我們可以從介數(shù)和接近數(shù)排名看出，云計(jì)算課程和其他課程的平均連通性并不好，這是云計(jì)算相關(guān)課程在整個(gè)課程體系中需要加強(qiáng)的部分。

從分析結(jié)果可以看出，無(wú)論是自身重要性還是與其他課程聯(lián)系的緊密程度，新一代信息技術(shù)課程在整個(gè)課程體系中占據(jù)重要地位，但為了提高相關(guān)課程的重要性也需要做一些改進(jìn)和調(diào)整。首先可以適量增加相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)課程數(shù)目，另外，可以通過(guò)調(diào)整開(kāi)設(shè)學(xué)期，對(duì)新一代信息技術(shù)課程和其他課程的相關(guān)性進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代物流是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，與新一代信息技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新相伴而行，物流人才的培養(yǎng)離不開(kāi)高校以新一代信息技術(shù)課程為代表的合理的物流相關(guān)課程體系。通過(guò)本文的分析，我們更加直觀地看到了目前新一代信息課程在物流工程與管理專(zhuān)業(yè)課程體系中的開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀。而基于分析結(jié)果，我們也對(duì)目前的課程開(kāi)設(shè)提出了可供參考的建議和措施。