复杂网络视角下新一代信息技术课程的重要性探索与研究*——以物流管理与工程类专业课程为例

□ 宋 波，杨骏铭

(南京邮电大学 现代邮政学院，江苏 南京 210003)

1 绪论

国家邮政局公布的2022年1月邮政行业运行情况显示，全国快递服务企业业务量完成87.7亿件，同比增长3.3%；业务收入完成917.3亿元，同比增长5.7%[1]。海量物流快递数据与新一代信息技术相结合，带来了物流快递行业的革命。党的十九大报告指出，技术创新是创新驱动的核心内容，大力推进物流领域技术创新和应用，发展智慧物流生态体系，是加快动力变革的重要抓手，是促进我国从“物流大国”向“物流强国”迈进的必然选择。智慧物流[2-4]重塑了物流市场主体，平台型企业、数据型企业等许多非传统意义的物流业者成为物流市场的重要参与者，通过整合社会资源或为物流链赋能，推动物流业升级和物流市场格局的变动。

随着计算机与通信技术的迅猛发展，物流快递行业也逐步完善和进步，无论是仓储、运输，还是配送各环节都融入了前沿的技术，极大提高了物流快递行业的效率和服务质量。在物联网、大数据等新一代信息技术的推动下，与其他行业一样，物流创新已经成为引领行业发展的主题。以现代信息技术为标志的智慧物流正步入快速发展阶段，而现代物流企业的发展对高质量物流人才的需求更加迫切。物流企业要求人才全面掌握物流各环节的操作技能，以及运用物流仓储、运输、供应链、信息等智能系统，使物流企业在智能管理作业中能在低成本、高效率的状态下运转，同时在一定程度上也能够实现复合型物流人才的培养[5-8]。

结合物流的产业特征，基于新一代信息技术，国内外各大高校统筹规划物流相关专业学科发展与专业建设，探索协同育人培养等多种人才培养模式，开展物流本科、研究生多层次高素质人才培养，成为物流行业的重要人才培养基地。目前，物流专业在国内属于相对成熟的专业，全国开设相关专业的高校有500多所。结合邮政物流的产业特征，适应新时代邮政物流行业的快速发展，提升邮政物流专业人才培养水平，全国邮电高校也分别成立现代邮政学院，为邮政物流专业人才的培养注入了新的活力。其中，南京邮电大学现代邮政学院面向现代物流信息和物流快递服务，与国家政府部门及物流快递等企业开展政产学研合作，在物流大数据分析与应用、物流网络运行与优化、互联网+物流快递、物流管理与金融、区块链技术与应用等方面进行理论研究和应用开发，构建智慧物流示范工程，为物流行业提供管理决策的技术支撑[9]。

我国物流业的快速发展扩大了物流人才的需求，尤其是高级物流人才出现供不应求的局面。物流专业人才已经被我国列入12类急缺人才之一，缺少高质量、复合型的物流人才已经成为物流行业的共识。新一代信息技术课程的开设在物流人才的培养中发挥着重要作用，同时也面临着各种新的机遇和挑战。首先，新一代信息技术课程助力高校建设“高质量物流专业教育”，发展“新一代信息技术+物流”复合专业培养新模式。其次，创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。新一代信息技术课程的开设有助于培养和提高学生的创新能力。新一代信息技术课程在融入传统专业课程的过程中会遇到很多困难，例如：如何合理地处理新一代信息技术与其他传统基础课程之间的关系、如何安排新一代信息技术课程在整体课程体系中占据的位置和作用等。用更为直观的形式表达和分析这些内容是提高和改善课程体系的重要环节。

本文以南京邮电大学现代邮政学院专业课程为例，通过复杂网络理论方法[10-12]，建立物流管理与工程类专业课网络模型，分析新一代信息技术课程在物流管理与工程类专业中的重要作用，并基于分析提出新一代信息技术课程的改进措施等。

2 物流管理与工程类专业课程网络模型

2.1 课程网络模型构建

利用南京邮电大学现代邮政学院物流管理、邮政管理及物流工程三个本科专业的培养方案构建课程网络图G。图G由节点集合V和边集合E组成，记作G = (V,E)。网络中的节点是专业课程，连边代表了节点之间的相互关系，由此构建双向图。用(u,v)表示无向图中节点u和节点v之间的连边，在培养方案图中，若两个课程存在前后继关系则认为两个课程之间存在关联，将这两个顶点之间的连边设置为1，若两个课程之间无关联则将边设置为0。特别地，根据课程关联性补充添加边，某些课程虽然并没有直接的前后继联系但是课程内容上关联性较大，如：高等数学和云计算虽然无直接前后继关系，但是云计算课程需要运用许多高数知识，因此我们认为这两个课程之间也具有相关性。

由于三个专业的课程有重复，因此，我们设课程强度和开设本课程的专业个数成正比。例如，三个专业均开设课程节点u，则节点u的节点强度为S(u)=3，两个专业均开设课程节点v，则节点v的节点强度为S(v)=2。如果节点u和节点v之间有连边，设连边权重为两个节点的节点强度之和，即Wuv=5。这样，南京邮电大学现代邮政学院本科专业课程网络模型就构建完成，课程网络模型如图1所示。课程网络模型是一个加权双向网络，包括66个课程节点以及183条课程连边。

图1 物流工程与管理类课程网络模型

2.2 课程网络结构特征

刻画网络结构的特征主要包括度值、介数以及接近数，用于衡量节点自身特征及节点之间的相互关系。按照节点的度值、介数或者接近数对节点进行排序，可以在一定程度地衡量节点重要性。复杂网络中的重要节点是指相比网络其他节点，能够更大程度地影响网络结构和功能的一些节点，这里的网络结构包含了度分布、平均路径长度、连通特性、聚类系数和度相关性等，网络功能包括网络传播、同步、鲁棒性等。相比全局网络节点，重要节点数量往往非常少，但其影响却可以快速地传递给网络中的大部分节点。

通过节点中心性可以对课程节点重要性进行量化分析，采用度值、介数即接近数中心性指标，刻画各个课程在网络中的重要程度，从而表明哪些课程处于重要位置。度中心性认为一个节点的度越大其影响力就越大。作为一种基于节点近邻的关键节点测量的方法，它仅考虑节点自身信息和其邻居信息，具有计算简单、时间复杂度低的特点，但往往不够精确。介数中心性是基于路径排序的典型方法，刻画了各节点对沿最短路径传递的网络流的控制力。作为一种全局排序算法由于其时间复杂度较高，在实际应用中常常受到限制。而接近数中心性需要考量每个节点到其它节点的最短路径的平均长度，也就是说，对于一个节点而言，它距离其它节点越近，那么它的中心度越高。接近数中心性常用于发现可通过网络结构高效传播信息的节点。

基于2.1小节构建的课程网络，我们统计了网络的主要结构特性，如表1所示。从表1中可以看出网络的几个主要特性：首先，网络的平均路径长度较短，平均聚类系数较高，具有比较明显的小世界特性。其次，课程网络具有明显的社团属性，表1显示网络的模块化系数为0.609，反映了社团中节点的集中程度较高，我们在图1中用不同的颜色划分了网络的各个社团。进一步地，我们使用Gephi和Matlab对网络特性以及新一代信息技术课程在网络中的作用进行了分析。

表1 物流工程与管理类课程网络统计特征

3 物流管理与工程类专业课程网络结构分析

首先，网络最重要的结构衡量指标之一是度分布，课程网络的度分布如图2所示。从图2中可以看出，网络中大部分节点的度值集中在1-10，有少部分节点具有高度值，这些节点在课程中占有非常重要的地位，度值排名前五的课程分别是物流管理与工程类导论、管理学原理B、邮政运作管理、高等数学以及市场营销等基础课程。新一代信息技术课程在课程网络中也占有非常重要的位置，其中人工智能技术与应用度值排名第6，大数据分析与应用排名第13。这说明新一代信息技术课程和其他课程之间联系非常紧密。

图2 网络的度分布图

进一步地，我们将大数据、云计算、物联网以及人工智能相关课程进行统计，分析相关课程在课程体系中的地位和意义。新一代信息技术课程的各类结构特征重要性排名如表2所示。首先，新一代信息技术课程在物流工程与管理类专业中占有重要地位。其中，大数据、物联网以及人工智能相关课程的重要性排名都非常靠前。从表2中可以看出，这三类课程的度值排名靠前，说明和这三类课程直接相关的课程较多。同时，三类课程的介数值和接近数值都较高，说明他们对于整个网络中的其他课程都有很好的联通作用，能够更好地连接起网络中的其他课程。

表2 新一代信息技术课程特征排名

我们可以从分析结果中看出，新一代信息技术课程在物流工程与管理课程体系中具有重要地位和作用。然而，表2结果显示，与以上三类课程相比，云计算课程的各项排名指标都比较靠后，特别是云计算课程的介数值和接近数值。首先，开设的云计算相关课程数目比其他新一代信息技术课程要少，其次，虽然云计算和大数据课程直接相关，但是我们可以从介数和接近数排名看出，云计算课程和其他课程的平均连通性并不好，这是云计算相关课程在整个课程体系中需要加强的部分。

从分析结果可以看出，无论是自身重要性还是与其他课程联系的紧密程度，新一代信息技术课程在整个课程体系中占据重要地位，但为了提高相关课程的重要性也需要做一些改进和调整。首先可以适量增加相关课程的开设课程数目，另外，可以通过调整开设学期，对新一代信息技术课程和其他课程的相关性进行调整。

4 结语

现代物流是社会经济发展的产物，与新一代信息技术的发展和创新相伴而行，物流人才的培养离不开高校以新一代信息技术课程为代表的合理的物流相关课程体系。通过本文的分析，我们更加直观地看到了目前新一代信息课程在物流工程与管理专业课程体系中的开设现状。而基于分析结果，我们也对目前的课程开设提出了可供参考的建议和措施。