雙碳戰(zhàn)略下物流類虛擬仿真課程設計研究

文/湯中明 劉彩虹 代四廣

雙碳背景下將雙碳戰(zhàn)略融入物流專業(yè)課程是改善課程質(zhì)量的有效措施。本文剖析了雙碳戰(zhàn)略下物流類虛擬仿真課程建設的作用和設計的合理性。從課程主題選取、教學目標設計、實驗原理設計、實驗過程設計、實驗教學方法設計和實驗評價體系設計等層面構建了虛擬仿真課程設計的總體框架。

1.雙碳戰(zhàn)略對物流業(yè)人才培養(yǎng)的影響

2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上向國際社會作出鄭重承諾：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”2030年前碳達峰、2060年前碳中和的“雙碳”目標是黨和國家基于中華民族永續(xù)發(fā)展和推動構建人類命運共同體的責任擔當而作出的重大戰(zhàn)略決策?！半p碳”目標戰(zhàn)略的實施意義極大，關系到中國經(jīng)濟結(jié)構轉(zhuǎn)型升級、對自然環(huán)境的保護，關系到中華民族的生存，是人類社會可持續(xù)發(fā)展的客觀需要[1]。物流高質(zhì)量發(fā)展是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分，也是推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展不可或缺的重要力量。根據(jù)國際能源署的統(tǒng)計，發(fā)電與供熱、制造與建筑、交通運輸是我國三大主要碳源。交通運輸活動的碳排放占我國碳排放總量的10%[2]。由此可見，控制物流業(yè)碳排放對推動物流業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的作用。因此，高校需要創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將雙碳戰(zhàn)略融入物流人才培養(yǎng)目標中，并通過教學設計、課程建設等手段來實現(xiàn)培養(yǎng)目標。2019年10月，教育部發(fā)布《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號），提出“雙萬計劃”，即經(jīng)過三年左右時間，建成萬門左右國家級和萬門左右省級一流本科課程。因此，加強物流類虛擬仿真課程的建設是物流專業(yè)建設的重點工作。然而，從現(xiàn)有研究來看，研究低碳物流人才的文獻較多，而研究課程建設方面的文獻較少。江超民等（2020）探討了安徽省低碳物流人才的供給與需求狀況[3]。陳寧和劉華碩（2022）提出了《物流成本管理與控制》課程教學改革的方案[4]。李雙艷（2022）等以《物流系統(tǒng)規(guī)劃與設計》為例，探討了物流專業(yè)課程教學創(chuàng)新思路[5]?，F(xiàn)有研究中，將雙碳戰(zhàn)略融入物流課程的文獻較少，特別是研究低碳物流虛擬仿真的課程很少見。本文將嘗試將雙碳戰(zhàn)略與物流類虛擬仿真課程有機結(jié)合，構建物流類虛擬仿真課程建設的總體框架，以期能助力國家“雙萬計劃”，為虛擬仿真一流課程的建設提供借鑒與參考。

2.雙碳背景下物流類虛擬仿真課程建設的作用

2.1 滿足物流業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對物流人才培養(yǎng)的新要求。物流業(yè)是支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎性、戰(zhàn)略性、先導性產(chǎn)業(yè)。物流高質(zhì)量發(fā)展是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分，也是推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展不可或缺的重要力量。2019年，發(fā)改經(jīng)貿(mào)〔2019〕352號文件《關于推動物流業(yè)高質(zhì)量發(fā)展促進形成強大國內(nèi)市場的意見》明確提出，要加快綠色物流發(fā)展。作為環(huán)境污染的主要碳排放源之一，物流碳排放是影響物流業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要因素。因此，雙碳背景下物流類虛擬仿真課程旨在培養(yǎng)學生的碳減排意識，讓學生認識到物流業(yè)碳排放對環(huán)境的影響，理解物流業(yè)對可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的作用，以滿足物流業(yè)高質(zhì)量發(fā)展對現(xiàn)代物流人才的新要求。

2.2 提升新時代高素質(zhì)物流人才必備的核心技能。傳統(tǒng)的實驗教學主要以展示物流運作流程的演示性和驗證性實驗的物流模擬軟件為主。物流模擬軟件主要是基于物流業(yè)務流程開發(fā)，主要培養(yǎng)學生操作層方面的能力。實驗模擬軟件教學內(nèi)容單一，實用性差，對學生的能力培養(yǎng)作用有限。本科院校人才培養(yǎng)目標定位更高，應培養(yǎng)學生更高層次的知識和能力。雙碳背景下物流類虛擬仿真課程以激發(fā)學生的興趣和潛能為重點，以培養(yǎng)學生科學思維、團隊意識、探索精神和創(chuàng)新精神為目的，主要培養(yǎng)學生物流系統(tǒng)分析、物流系統(tǒng)優(yōu)化、物流決策等高層次管理能力，對提高新時代高素質(zhì)物流人才的核心技能具有重要的意義。例如：配送中心網(wǎng)絡優(yōu)化問題是企業(yè)物流的戰(zhàn)略層次問題，物流網(wǎng)絡設計的優(yōu)劣對企業(yè)長時期的物流運行績效產(chǎn)生深遠的影響。在實驗設計中，可將碳排放、碳減排政策等因素融入傳統(tǒng)的物流網(wǎng)絡優(yōu)化模型中，既可以讓學生加深對傳統(tǒng)物流網(wǎng)絡優(yōu)化模型的理解，又可以提升學生的創(chuàng)新設計與優(yōu)化能力。

2.3 擺脫物流實驗空間大及時間跨度長的束縛。物流系統(tǒng)網(wǎng)絡具有結(jié)構復雜、客戶分布范圍廣、空間占用大等特征。實體實驗需要較大的實驗空間才能體現(xiàn)出網(wǎng)絡分布效果，導致實驗室占用空間和投入大，而設備利用率卻不高。同時，實驗需要處理的數(shù)據(jù)多，時間跨度長，實體實驗很難在有效時間內(nèi)完成。虛擬仿真實驗可以設計多樣化的物流場景，根據(jù)實驗需要對物流場景和物流空間進行實時優(yōu)化，實驗數(shù)據(jù)收集和處理方便快捷，能有效克服實體實驗在空間和時間跨度上的束縛。

2.4 克服物流實體實驗成本高和消耗大的缺點。為保證實驗效果，物流實體實驗對物流設施設備硬件配置要求高，且實驗過程存在不可逆等缺點，導致實驗成本高，消耗大。在使用過程中，許多硬件由于老化或操作不當，給實體實驗帶來了一些危險性和不確定性。虛擬仿真實驗平臺投入少，將數(shù)字化、場景化、可視化和交互化融為一體。能夠根據(jù)不同實驗方案對物流設施設備進行靈活調(diào)整，克服傳統(tǒng)實驗室設施設備笨重、不便搬運的缺點。物流場景更新方便、及時，讓學生能及時掌握最新物流技術和發(fā)展動態(tài)，從而全面提升學生的專業(yè)能力和創(chuàng)新思維。

3.雙碳背景下物流類虛擬仿真課程設計的方法

3.1 虛擬仿真課程建設的合理性分析。虛擬仿真課程主要解決不具備實驗條件、高危實驗、實驗消耗大、成本高、不可逆和大型綜合訓練等問題，需要將課程內(nèi)容運用仿真技術生動形象地展現(xiàn)出來。相對于傳統(tǒng)課程而言，虛擬仿真課程具有建設成本高、建設周期長、建設難度大等特點。因此，在建設之前，需要對課程建設的合理性進行分析。首先，要分析實驗內(nèi)容是否高度契合物流專業(yè)人才的培養(yǎng)目標，是否具備清晰的思政目標、知識目標和能力目標。其次，要分析教學內(nèi)容是否合理。具體而言，要分析以下基本問題：教學內(nèi)容能否通過虛擬仿真技術實現(xiàn)并達到理想的教學效果，教學內(nèi)容能否有效支撐課程思政目標、知識目標和能力目標，教學內(nèi)容是否具有層次性，實驗環(huán)節(jié)和實驗步驟是否緊密相連、環(huán)環(huán)相扣？再次，要分析能否設計出與教學內(nèi)容有機融合的教學方法，能否保證教學方法的先進性？最后，要分析教學內(nèi)容是否具備良好的先進性，教學內(nèi)容能否反映國內(nèi)外最新的物流技術、物流方法和物流場景，教學內(nèi)容能否與社會現(xiàn)實問題緊密結(jié)合？

3.2 虛擬仿真課程教學體系的設計過程。虛擬仿真課程不是直接將人才培養(yǎng)方案中的課程搬到虛擬仿真方式來運行，而是要根據(jù)教學目標從一門或多門課程中選取合適的教學內(nèi)容，并將選取內(nèi)容有機結(jié)合，采用六個基本步驟設計成虛擬仿真實驗：（1）實驗主題選取。主題選擇是實驗設計的前提，實驗教學內(nèi)容要圍繞主題來設計。實驗主題必須具有時代性和先進性，必須是人才培養(yǎng)目標中的重要知識和能力，例如：生產(chǎn)管理、采購管理、選址優(yōu)化、物流網(wǎng)絡設計、配送線路優(yōu)化等等。同時，實驗主題既要與專業(yè)息息相關，又能有助于社會亟須解決的現(xiàn)實問題，將理論與實踐教學融合為一體，體現(xiàn)虛擬仿真課程的特色。（2）實驗教學目標設計。虛擬仿真課程的教學目標包括思政目標、知識目標和能力目標。雙碳背景下，物流類課程思政主要目標是讓學生全面了解雙碳戰(zhàn)略，認識到全球環(huán)境面臨的嚴峻形勢，理解物流業(yè)對可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的作用，提升學生投入國家物流建設事業(yè)的主人翁意識。讓學生深刻認識物流業(yè)碳排放對環(huán)境的影響，增加學生對低碳物流理念的認同，培養(yǎng)學生愛國主義精神，建立履職盡職的社會責任感。知識目標和能力目標根據(jù)主題來設計，要求目標要具體、全面，能夠滿足人才培養(yǎng)方案的要求。（3）實驗原理設計。一方面，實驗要圍繞專業(yè)理論知識和方法的原理來設計，例如：物流網(wǎng)絡優(yōu)化的原理和方法、生產(chǎn)運作管理的原理和方法、配送路線優(yōu)化的原理和方法等等。另一方面，要具體說明如何借助虛擬仿真實驗系統(tǒng)為實驗項目設計提供實驗場景、實驗數(shù)據(jù)和交互界面，如何采用計算機輔助工具與虛擬仿真系統(tǒng)相結(jié)合的方式完成實驗項目綜合訓練。（4）實驗過程設計。基于實驗原理和教學目標，將實驗內(nèi)容進一步細化。首先設計實驗總體進度，將實驗分成幾個環(huán)節(jié)，設計每個環(huán)節(jié)的實驗內(nèi)容和步驟。其次按照實驗內(nèi)容和步驟構建實驗場景，設計每個實驗步驟的輸入和輸出。最后根據(jù)實驗原理和邏輯關系將各步驟的實驗場景和實驗操作銜接起來。（5）實驗教學方法設計。基于實驗過程和實驗內(nèi)容，圍繞課程培養(yǎng)目標，設計各個實驗環(huán)節(jié)和實驗步驟的教學方法。將自主學習與虛擬仿真平臺協(xié)作教學方法、任務驅(qū)動式教學方法、探究式教學方法等有機結(jié)合，多途徑激發(fā)學生積極主動地去探索問題，培養(yǎng)學生的科學探索精神和創(chuàng)新精神，提高學生自主探究能力。（6）實驗評價體系設計。根據(jù)學生和教師的反饋設置實驗教學評價機制。實驗以任務驅(qū)動的方式進行，構建過程評價和團隊評價相結(jié)合的綜合考核評價體系，動態(tài)優(yōu)化實驗設計，同時實現(xiàn)學生的動態(tài)考核，切實提升學生學習自主性和積極性。

引用出處

[1]高世楫,俞敏.中國提出“雙碳”目標的歷史背景、重大意義和變革路徑[J].新經(jīng)濟導刊,2021(02):4-8.

[2]焦麗杰.我國的碳排放現(xiàn)狀和實現(xiàn)“雙碳”目標的挑戰(zhàn)[J].中國總會計師,2021(06):38-39.

[3]江超民,夏璘,朱正昊,佘潤,張惠.低碳經(jīng)濟下安徽省物流業(yè)高技能人才供需分析及相應對策[J].商場現(xiàn)代化,2020(10):48-49.

[4]]陳寧,劉華碩.基于應用型本科的《物流成本管理與控制》課程教學改革探討[J].中國物流與采購,2022(09):91-92.

[5]李雙艷,張皖,王星星,胡秋雨,張得志.《物流系統(tǒng)規(guī)劃與設計》課程教學創(chuàng)新方法實踐[J].中國儲運,2022(07):208.