智慧物流背景下物流工程专业学生创新能力培养探索*

2020-03-16李军涛朱建平张丽珍

物流工程与管理 2020年2期

□ 张铮，李军涛，朱建平，张丽珍

(上海海洋大学，上海 201306)

1 前言

“智慧物流”是指通过自动识别技术、传感器技术、物联网技术、人工智能与大数据等智能化技术，提高物流系统数据采集，统计分析和智能决策的能力，提升整个物流系统的信息化、自动化和智能化水平。“智慧物流”近年已发展成为物流相关企业的新推动力、新增长点；物流行业技术的革新对物流工程本科专业学生对所学知识的应用和创新能力提出了更高的要求，对物流工程专业本科教学也提出了更高的要求。

上海海洋大学工程学院物流工程专业开设了“物流信息技术”、“物流自动化技术”、“物联网与大数据”、“现代自动识别技术”等与智慧物流相关的课程；同时投入大量资金，开展物联网工程、物流装备与自动化实验建设，培养了学生物流信息集成与自动化系统设计开发应用能力；取得了良好的教学效果。

但是部分教材知识点老旧，跟不上“智慧物流”迅猛发展的趋势；教学内容偏理论化，课程内容知识点孤立，“智慧物流”的系统性得不到很好的体现，与实践联系不够紧密，与现实中的问题相脱节，导致学生学习的主动性不高，学习效率低下。

本文针对智慧物流发展的新动向、新需求、新应用、新装备，结合上海海洋大学物流工程专业现状与特色，探索培养物流工程专业学生创新能力的有效途径。

2 课程群建设

为了培养和加强学生智慧物流创新应用能力，首先应当进行智慧物流相关的课程群建设。建设的主导思想是对课程群内的各个课程如何进行优化整合，有机地结合在一起，这是至关重要的。课程群内包含：“python语言程序设计”、“物流信息技术”、“物流自动化技术”、“物联网与大数据”、“现代自动识别技术” 5门与智慧物流相关的专业课程。

课程群基于物流信息与自动化技术和物联网与大数据两条主线，围绕智慧物流系统的需求分析、信息自动采集、控制技术、信息管理和大数据应用的基本流程展开建设。“python语言程序设计”是编程基础，让学生掌握最基本的大数据编程知识。“现代自动识别技术”、“物流信息技术”和“物流自动化技术”是工程技术基础，学习常用的物流信息自动获取技术、物流信息管理系统和物流自动化控制技术。“物联网与大数据”是应用实践，通过程序设计完成智慧物流下的大数据平台应用设计开发。各课程之间相互递进，构成一个层次型的整体，以培养学生在智慧物流背景下的应用能力和创新能力为目标，思路清晰。并以此为依据修订和完善课程群内各课程大纲和课程质量标准。

3 教学方法

智慧物流强调与产业、行业结合，应用物联网与大数据技术、理念来改造传统物流业。因此，培养学生应用创新能力必须改进创新教学方法。

①教师可整合实际的物联网工程和智慧物流项目，将内部的各个教学知识点按照逻辑层次的高低先后与各课程教学内容进行关联，优化调整教学计划，课堂内容，实验安排，进一步加强课程群内各课程、各知识点的衔接。在教学计划中，合理安排设置智慧物流案例中的代表性问题，注意各课程知识点的交叉应用，在课堂上提出问题，由学生分析总结，培养学生思考问题的全面性和综合性。使“智慧物流”课程群各课程从教学到应用有机结合，形成一个完整的知识体系结构。

②智慧物流相关的技术内容繁杂，如传感器技术、自动识别技术、无线网络技术，人工智能技术等；很多技术都在不断地进行换代革新，因此，各课程教材不可能完全跟上新技术的发展，内容上也不可能十分完善。在教学过程中，应该尽可能采用多媒体视频的方法，将各种智慧物流技术系统原理，系统设计，应用方法演示给学生，如一些新物联网产品的推广介绍，新技术的示范应用，展会演示，典型物流企业的应用视频等。使学生对各种技术的应用现状有较具体的认识，提高学生学习应用新技术的积极性，并对课堂教学形成积极反馈。同时，对于一些小型的智慧物流设备，如RFID阅读器，电子标签，Zigbee模块，PLC模块等，可在课堂上直接展示实物给学生看。

图1 RFID标签拆解图

同时，可进行实物和模块拆解，使学生进一步理解并掌握其工作原理，从而提升其应用创新能力。例如RFID技术的工作原理抽象复杂，对一些非通信专业的学生理解较困难。可对RFID电子标签进行实物拆解，图1所示，通过实物拆解使学生理解电子标签的基本结构，从RFID标签实物结构入手，进一步理解掌握RFID技术传递能量和数据的原理。

通过在课堂上采用多媒体手段和实物展示，降低了理论学习的难度，使学生在相同的课堂时间内获取更丰富的知识量，提升了教学效率。

③通过产学研实践和科研项目提炼，加强实验实践教学环节。通过对实际的智慧物流项目或企业典型应用案例进行分解；从系统开发应用过程分解提炼出各个子系统，并根据各个子系统的特点将其合理应用到课程群各课程的理论与实践教学中。根据各课程教学内容，整合课程群内多门课程的多个知识点。加强实验室建设，根据项目提炼结果，补充新型实验设备；构建并开展综合性、系统性的实验和实践项目，使学生在学校内就能接触认识各智慧物流新技术在物流企业的真实应用情况。从物流企业应用中来，到物流应用中区去，进一步提高学生的实际动手能力。

④智慧物流相关课程具有很强的实践性，各技术知识点往往和物流行业实际应用结合在一起。而课本上呈现的理论知识较为抽象，例如，对于RFID技术的物流应用，学生有一定的认知，但又难以掌握其实用方案，如RFID的频段选用、通信距离、RFID卡内字段的编程读写等。再如物联网技术，在什么样的条件下采用什么样的通信方法，授课过程中虽然可以举例，但对于物联网每种通信技术的优缺点，适用条件，硬件构成和成本，学生不易掌握透彻。如新出现的物联网技术LoRa和NB-IOT与较早出现的Zigbee技术的应用对比，在不同的物流工程应用中应如何选择等。

单纯的课堂讲授并不能使学生完全了解，因此可采用启发式的教学方法，从实际的智慧物流项目方案出发讲解；由学生自主发现问题，提炼出问题，整理出素材，汇总后再拿到课堂上进行交流、设计讨论，教师再进行正确的方法引导。提升学生发现实际问题，解决实际问题的能力。最后在实验和实践课上，通过实训平台进行仿真、模拟、硬件验证。完成从课堂理论学习到发现实际问题，再到研究讨论分析，最后验证方法，解决问题的过程。

⑤充分利用网络化教学平台，在上课之初就在平台上公布教学计划，教学课件和考核指标；使学生可以进行有目的的自主学习。学生可以通过网络提交作业，并可以对一些疑难问题在网络平台上提问留言，老师与学生进行非实时交互，为学生课下学习提供正确充分的全面指导。这样一方面提高了学生学习的积极性和主动性，另一方面也节约了课堂时间，提高了学习效率。同时，还可利用网络平台进行教学资源共享，并进一步进行在线课程建设。

4 产教融合协同创新

充分发挥校企合作协同创新在学生实践能力与综合素质培养中的关键作用，共同开展智慧物流项目课程开发和实践。密切与物流行业和企业的联系，以物流产业需求为导向，项目作为产业应用的具体承载形式，实验实践内容直接来源于项目，包括具体的设计要求、实现技术、知识

单元等；并在此基础上优化完善课程知识结构。以项目驱动人才培养，使学生在校学习期间就耳濡目染，对智慧物流技术在物流行业中的应用有较深入的理解。通过产学合作资源共享，锻炼教师队伍。

结合目前已有的实验、实践课程，建立面向物流行业和学校特色的智慧物流案例库，并不断更新，为课堂和实验教学提供新思路、新方法和新素材。通过物流企业、物流展会、物流协会等多方调研，提炼总结智慧物流发展新动向、新装备、新应用，不断调整完善实验实践课程项目；组建学生创新团队；教师引导学生自主，调研探讨智慧物流背景下的物流应用新模式，提升职业创新能力。在上述成果的基础上，组织学生参加大学生科创比赛，形成“赛、学、用”三位一体的新实践教学模式。

另外，在有条件的情况下，可聘请企业导师进入校园举办专题讲座，与学生面对面交流，也可邀请企业导师参与本科生毕业设计的制定和指导。