物流金融仓单质押虚拟仿真实验平台设计与应用

朱 叶

（桂林电子科技大学艺术与设计学院，广西 桂林 450305）

仓单质押是一种由融资企业、物流企业和金融机构三方联动形成的新型物流金融业务融资方式。其主要内容包括融资企业利用产品作为融资抵押物，向银行提出融资需求申请；第三方物流企业提供担保证明，使融资企业获得银行贷款；同时，物流企业实时监控市场行情和融资企业的经营情况，保证融资企业可以按时还清贷款。仓单质押业务可以解决我国长期存在的中小企业融资难、金融机构放贷难以及物流企业服务单一等问题。但这种新兴的金融业务内容繁多、流程复杂，且涉及很多业务主体的利益以及合同的签订，而体制内相关法规又不完善，存在制度漏洞，因此在开展该业务的过程中存在操作指引有差异、业务衔接不对等、三方信息不对称以及不同质押物品类的市场价格波动幅度差异大等风险。

在经济金融领域中，不断涌现的高新信息技术使新型金融业态得到快速发展，但传统经济类专业的课程培养方案仍以课堂讲授为主，金融实践得不到落实，实验教学发展缓慢，不利于学生对新型金融业务的理解与学习。广西作为食糖大省，其糖产量占全国总产量的65%，因此产生了与食糖相关的物流金融服务，并需要大量的应用型金融人才。于是该文利用区块链、虚拟仿真等信息技术，将物流管理专业人才培养与服务地方特色产业进行深度融合，开发了基于区块链的食糖物流金融仓单质押虚拟仿真实验平台（以下简称实验平台），为传统课程教学引入了虚拟仿真实验的新型教学模式。该实验教学构建了高度仿真的虚拟场景、操作对象和任务流程，提供了体验感强、安全性高、成本较低且能直观交互的虚拟仿真实践平台，使金融课程建设与市场经济发展深度接轨。并结合具象化的企业案例，使学生能够立足实践加深对新金融业务的理解与内化。

该文阐述了传统金融课程教学的难点与该实验平台的设计思路，分析食糖物流金融仓单质押业务实例分析其知识内容、逻辑体系、系统架构及关键代码，最后结合实验平台的教学应用成果探讨新形势下金融实践课程与教学信息化深度融合的发展思路。

1 教学难点与实验平台设计思路

物流金融仓单质押业务存在流程复杂、概念抽象等问题，传统的金融理论课程已无法满足教学需求，会给学生学习、理解造成负担。学校与融资企业、银行和物流仓储企业距离较远，教学组织困难，实训成本较高。且融资企业、银行和物流企业三方系统的信息数据不对外开放，学生没有参与培训、操作实践的机会，导致出现“有理论、无实践”的教学断层现象，难以培育出能适应新时代市场需求的应用型金融人才。针对数字时代传统金融课程的问题，该文设计了基于区块链的食糖物流金融仓单质押虚拟仿真实验平台，在市场导向下，以本地产业优势“食糖”为内容基点，构建了3 个虚拟场景和5 个任务模块，具有虚拟仿真、任务驱动、角色互动和实时监测4 个特性，以激发学生的自主性和学习兴趣，为引入新时代下具备创新性和应用前景的金融教学模式提供了参考。该实验平台的4 个特性及其所解决的痛点问题如图1 所示。

图1 实验平台以传统金融课程教学难点为中心展开的设计思路

1.1 三维场景虚拟仿真

传统的理论教学主要是通过课堂中理论讲解的方式完成的，缺少实地培训和业务实操，导致理论学习与业务实践出现断层，学生不易理解，教学效果较差。实验平台根据真实的业务案例构建三维虚拟场景，再现融资企业、银行和物流企业的工作场景，让学生扮演新型金融业务重要环节的人物角色，还原真实场景的对话互动，让教学实训不受时间、空间和人员的限制，学生能随时随地利用实验平台参与业务进程，并开展实景学习。

1.2 场景化任务驱动

传统的金融理论教学模式是让学生被动地接受知识信息的灌输，教师无法及时得到理论教学效果的反馈，学生也缺乏自主思考的探究式学习过程，对专业知识的掌握情况没有清晰认知。针对以上痛点，该文设计了基础信息配置、融资达成业务、仓单质押业务、风险管理业务和还款提货业务5 个任务模块，将抽象流程具象化，使学生成为教学课程的主体，由被动式学习转变为在任务驱动下的探究式学习，并针对学习过程中的薄弱环节进行反复学习，直至融会贯通。

1.3 沉浸式角色互动

目前高校开展的虚拟仿真实验教学项目主要通过构建仿真模型达到让学生参与其中的目的。但这种模式只是把学生带入仿真情境中，使其产生生理沉浸感，学生往往作为旁观者游离在教学过程外，导致其体验程度不够，学习效果较差。而该实验平台基于虚拟仿真的构想性、虚拟性和互动性3 个特性，让学生以角色扮演的方式参与整个仓单质押业务流程，以任务驱动的形式与其他角色进行互动，使其能全身心投入其中，从而达到心理沉浸的效果，在互动对话与流程操作中掌握业务内部逻辑机理，深入理解烦琐的业务流程、合同协议与数据计算，加强学生的学习机动性，并提高其学习兴趣。

1.4 教学效果实时监测

虚拟仿真实验有PC 版、Web版和移动版3 个实验平台，学生通过“线下理论教学、线上虚拟仿真实训以及线上实时习题检测”3 种渠道相结合的混合式教学模式来学习，教师对学生采用“系统题库测验+教师主观评价”的综合性评价指标。学生利用虚拟仿真试验能进行仓单质押知识的课前学习、课间训练和课后检测，在三维场景中以任务驱动和角色扮演的方式不断模拟业务流程，以加深理解，从而开展探究式的学习和自主性的创新，并利用随机题库扫除知识盲点。而教师则通过平台使用数据和学生提交的实验报告及时接收教学反馈，对学生进行主观评价，并有针对性地在课程中强调仓单质押业务中的重点和难点。该文针对主要试验内容所设计的虚拟仿真实验平台的主体模块如图2 所示。

图2 实验项目内容及其主体模块设计

2 实验平台的逻辑知识体系构建

实验平台以某糖业公司作为融资主体，以某云鸥物流股份有限公司作为仓储载体，以中国农业银行某分行作为金融载体，构建三维虚拟情景。学生作为糖业公司业务员，与物流仓储业务员和银行贷款业务员进行互动，以“食糖物流金融仓单质押”业务为主线，完成基础信息配置、融资达成业务、仓单质押业务、风险管理业务以及还款提货业务5 个任务模块。这种新型的金融业态模式专业性高且流程复杂，试验的逻辑知识体系与具体流程如图3 所示：1）在基础信息配置中，建立金融机构、融资企业和物流企业三方档案。2）在融资达成任务中，融资企业填写质物清单和融资申请书；银行按贷款要求审核融资企业的经营能力、资信情况和还贷能力等，并发起《银企合作协议》，融资企业填写对应数据信息，银行与融资企业和物流企业签订《三方合作协议》，物流企业与融资企业签订《仓储合同》。3）在仓单质押任务中，物流公司根据质物信息开具仓单，承担保管货物、及时释放货物以及做好入仓、出仓记录的责任，并与融资企业签订《仓单质押合同》，三方共同完成《三方监管合同》，金融机构与融资企业签订《贷款合同》。4）在风险管理任务中，银行对质押仓单货物的价格、市值变动情况进行调查评估，实行实时风险预警处理，通知融资企业追加质物或者追加风险保证金，三方重新签署协议。5）在还款提货任务中，融资公司填写还款信息、提交提货申请，物流企业接收提货通知，根据提货信息完成质物出库，形成新的质物库存记录。融资公司进行多次还款提货任务，直至将剩余抵押物全部提出，最后银行发起《质押终结通知书》，试验任务结束。

图3 仓单质押实验逻辑知识体系

3 实验要点及主要技术

3.1 开发思路与系统架构

首先，该实验平台主要使用3Ds Max 和Maya 模型制作软件搭建场景模型、制作人物模型动画。其次，通过AI 和PS 软件进行虚拟仿真实验界面的UI 设计。再次，将3D 模型与UI 图形导入Unity 3D 软件中，在Visual Studio 中使用C#、JavaScript 语言编写互动脚本。最后，在Unity 3D 中完成基于区块链的食糖物流金融仓单质押虚拟仿真实验软件的集成开发。实验项目包括PC 版、Web 版和移动版，多维平台的完整系统架构如图4 所示。

图4 虚拟仿真实验平台架构图

3.2 表单数据与核心代码

仓单质押实验中包括大量的协议表单的质押融资数据计算，为了对实验内部三方数据进行存储与处理，该实验定义了相关数据变量，见表1。仓单质押实验作为新型物流金融业务，它包括仓单质押、物流金融与区块链技术、风险管控、质押物与融资信息、质押融资计算等知识难点，其主要业务与部分关键代码见表2。

表1 表单存储与处理的数据变量

表2 主要业务内容与部分核心代码

3.3 仓单数据区块链

区块链是一种按照时间顺序以顺序相连的方式将数据区块组合成一种链式数据结构，并且采用密码学方式保证不可篡改和不可伪造的分布式账本。在业务流程中，当合同协议生效时，会在分布式账本的区块链上生成区块节点，盖上时间戳，利用加密算法形成保密机制。链式数据结构逻辑上包括区块头和区块体2 个部分，区块头包括用户主体和区块之间的信息，区块体存储质押仓单、三方协议等重要数据，保证食糖物流金融仓单质押融资信息数据的保密性、不可篡改和可追溯性，处理区块链数据的主要方法见表3。

表3 区块链数据操作

4 实验效果与教学评价

实验平台包括PC 版、Web 版和移动版3 个应用平台，采用线下理论教学、线上虚拟仿真实验、线上课后习题检测三种渠道相结合的混合式教学模式以及“系统题库测+教师主观评价”相结合的综合评价模式。学生在线学习检测并提交实验报告，老师有针对性地对学生进行专业评价，教学评价会贯穿学生在虚拟仿真实验平台学习的全过程，一共分为3 个层次：1）根据业务流程，学生需要依次完成5 个任务模块，通过虚拟情境和角色互动学习专业知识，每完成一个子任务都会进行随机试题检测，考查自己是否掌握该环节以及前序、后序的知识点。同时，每个知识点都会在虚拟情境中导入式地重复出现，帮助学生加深对知识点的印象。2）学生根据自主检测情况有针对性地对薄弱环节进行学习，在场景中不断模拟业务流程，理清重点难点内容的逻辑体系，扫清知识盲区。3）平台会自动记录学生参与实验的操作过程和测验数据以及在线提交实验报告，教师根据实验报告对每个学生进行主观评价与反馈，并在线下有针对性地讲授仓单质押业务中的重点、难点，通过仿真案例开展研讨和讲评答疑。

仓单质押实验平台已在南宁师范大学的物流工程、信息管理与信息系统、数学金融、市场营销以及国际贸易等经济管理本科专业和桂林电子科技大学商学院进行推广应用，主要用于课堂教学、学生自主学习和交流以及考核评价。在实验平台应用初期，曾对物流管理专业的40 名学习对象进行抽样调查，将其平分为理论教学组与实验教学组，以物流金融仓单质押业务内容学习为中心，理论教学组只进行传统的课堂理论教学，而实验教学组可以在课堂学习之余通过线上仓单质押实验平台来辅助学习。最后2 组研究对象分别在同样的题库内进行试题检测，每个环节试题检测的平均正确率如图5 所示。由图5 可知，该实验平台对课程教学质量的提升有较为明显的辅助作用。

图5 理论教学组与实验教学组试题检测正确率

在2 个教学周期中，已有368 名高校学生利用该实验平台进行专业学习。根据数据统计可知，2020 年学生专业考试的平均优秀率比2017 年提升了11%，2020 年学生专业平均通过率比2017 年提升了5%，教学质量有所提高。该数据统计如图6 所示。根据抽样调查可知，学习对象对该虚拟仿真实验课程的内容选择、教学方式和课程形式的评价整体满意度为95.1%，且有91.5%的研究对象认为课程超过了自己的期望程度。

图6 2017—2020 年专业考试情况

目前，该实验平台已作为2019 年度教育共享项目面向高校和社会进行应用和推广，在教育部国家虚拟仿真实验教学项目共享平台上，该实验平台的浏览量为1 520 人次，实验人数已增至216 人，其中优秀者为186 人，达标者为27 人，不达标者仅有3 人，实验通过率高达98.6%，如图7 所示（共享平台网址为http：//shenbao.ilab-x.com/details/v5?id=4016&prev=1）。

图7 国家虚拟仿真实验教学项目共享平台数据

5 结语

该文围绕基于区块链的食糖物流金融仓单质押虚拟仿真实验，重点说明了实验平台的建设目的、技术优势、逻辑流程、技术架构和实验教学应用效果。该实验平台通过构建虚拟场景，以角色扮演和任务驱动的形式模拟5 个学习任务及业务完整流程，并配置了自主检测试题以实时检验学习效果，为学生提供了抽象知识具象化、单一形式多元化、流程再现情景化和学习反馈监测动态化的专业实践平台。

根据高校专业教学应用情况和国家虚拟仿真平台共享数据统计，学生专业考试的平均优秀率提升了7.5%，平均通过率提升了5%。但该实验平台还有待在学生在线学习的行为数据记录、班级的电子档案与成绩预景、学生班级社群数据挖掘与分析以及自主实验的创新点等方面进一步完善。