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篇1

【關(guān)鍵詞】新工科;物流工程;智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室;實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新性思維

2017 年2 月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，“新工科”的提出對(duì)工程技術(shù)人才提出了更高要求，要求加快工程教育改革創(chuàng)新，旨在培養(yǎng)一大批以“新工科”建設(shè)為主題的工程專業(yè)教育改革進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。新工科的內(nèi)涵具有戰(zhàn)略型、綜合性、創(chuàng)新性、實(shí)用性的特征，使高校在提升創(chuàng)新型人才的工程實(shí)踐能力方面面臨新的挑戰(zhàn)［1 －2 ］。因此，“新工科”背景下，要求高校全面加強(qiáng)物流人才在智能化物流實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)智能物流人才的持續(xù)輸出，推動(dòng)物流行業(yè)的整體發(fā)展，再以物流行業(yè)的高強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)，帶動(dòng)其他行業(yè)的快速前行，使物流行業(yè)成為激發(fā)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力的催化劑。然而，目前高校培養(yǎng)的物流人才大多偏重于理論知識(shí)，導(dǎo)致高等院校物流類專業(yè)的教育與社會(huì)需求脫節(jié)，與社會(huì)需要的理論與實(shí)踐并重的人才不符。所以，相對(duì)于傳統(tǒng)的物流人才，在當(dāng)前新工科的背景下智能物流領(lǐng)域更加需要的是實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高素質(zhì)復(fù)合型人才［3 －4 ］。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和科研創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，只有加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新，不斷創(chuàng)造新的人才培養(yǎng)模式，才能滿足新工科人才培養(yǎng)的需求［5 ］。目前，物流工程專業(yè)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，已不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)及高等工程教育自身發(fā)展的需要。因此，本項(xiàng)目擬以山東科技大學(xué)物流工程專業(yè)的人才培養(yǎng)為例，依托交通學(xué)院－智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)考核體系等方面進(jìn)行一系列教學(xué)改革，以培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和滿足行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新應(yīng)用型人才。

1 現(xiàn)階段物流工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1 ．1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)問題

目前，山東科技大學(xué)校物流工程專業(yè)，有大量的專業(yè)課程都涉及實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，比如《物流設(shè)施設(shè)備》、《機(jī)電傳動(dòng)與控制》、《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》、《物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用》、《物流信息技術(shù)》、《物流管理信息系統(tǒng)》、《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》等專業(yè)課程，但受實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏典型的設(shè)計(jì)，內(nèi)容相對(duì)零散，連續(xù)性和邏輯性不足，沒有形成基于問題或?qū)嵺`的整體導(dǎo)向。

1 ．2 實(shí)驗(yàn)考核制度問題

目前，物流專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程中實(shí)驗(yàn)設(shè)備較為單一，多為仿真軟件和設(shè)備模型，因此，實(shí)驗(yàn)中無(wú)法充分考核到每個(gè)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，以至于很多課程依然采用實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為唯一的考核方式，而單憑一紙報(bào)告書并不能準(zhǔn)確反映學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)過程。1 ．3 學(xué)生積極性問題此前，由于陳舊的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和零散的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度不夠，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過程不重要，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后能夠完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告即可，因此，每次實(shí)驗(yàn)大部分學(xué)生不會(huì)主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)流程，對(duì)每次實(shí)驗(yàn)的目的、原理、過程了解很少甚至是一無(wú)所知，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程總是敷衍了事。

2 智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)簡(jiǎn)介

為滿足物流工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，山東科技大學(xué)2019 年斥巨資建立了智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備主要包含四大塊，如圖1 所示，分別是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)模塊、智慧物流模塊、運(yùn)輸與配送模塊、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。其中，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)模塊的主要設(shè)備有立體貨架、高速輕型堆垛機(jī)、出入庫(kù)分揀滾筒輸送鏈、出入貨臺(tái)、動(dòng)態(tài)稱重機(jī)，三維測(cè)體積設(shè)備，條碼閱讀器，電子揀貨系統(tǒng)，機(jī)器人碼垛系統(tǒng)。智慧物流模塊的主要設(shè)備有RFID閱讀器、RFID寫卡器、電子標(biāo)簽、手持終端和條形碼打印機(jī)。運(yùn)輸與配送模塊設(shè)備主要有激光導(dǎo)引移載式AGV小車、激光導(dǎo)引頂升貨架式AGV。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)包括了6 個(gè)獨(dú)立的展板，分別是圖像識(shí)別處理板塊、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)板塊、安全防護(hù)系統(tǒng)板塊、光電傳感器板塊、AGV模擬控制板塊、測(cè)距傳感器板塊。不僅如此，實(shí)驗(yàn)室還配套其他物流設(shè)備，如動(dòng)液壓搬運(yùn)車、碼垛機(jī)器人、托盤等等;此外，與該物流設(shè)備配套的軟件資源主要有智能倉(cāng)儲(chǔ)管理及監(jiān)控軟件、堆垛機(jī)控制系統(tǒng)軟件、移載式AGV控制系統(tǒng)軟件、頂升貨架式AGV控制系統(tǒng)軟件。圖1 智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)。

3 物流工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考與設(shè)計(jì)

針對(duì)目前物流工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，依托山東科技大學(xué)智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型物流人才為目標(biāo)，突出專業(yè)特色，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)以及實(shí)驗(yàn)考核體系構(gòu)建三方面出發(fā)，對(duì)物流工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了研究與探索。

3 ．1 基于智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

依托智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備和軟件平臺(tái)，開設(shè)物流設(shè)備、物流信息技術(shù)、AGV導(dǎo)航與控制、PLC控制、碼垛機(jī)控制等多方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這些內(nèi)容可以按照對(duì)不同年級(jí)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)劃分為四個(gè)層次:認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，如圖2 所示。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以有效支撐學(xué)校物流類課程《物流設(shè)施設(shè)備》、《物流系統(tǒng)規(guī)劃》、《物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備選型與設(shè)計(jì)》、《物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用》、《倉(cāng)儲(chǔ)與配送管理》、《物流信息技術(shù)》、《物流管理信息系統(tǒng)》、《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》等專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及部分實(shí)踐課程教學(xué)任務(wù)。① 認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)大一年級(jí)的學(xué)生開設(shè)，目的是使學(xué)生了解物流工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。依托智能物流技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)《物流工程專業(yè)導(dǎo)論》、《物流設(shè)施設(shè)備》課程研究設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。② 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)大二年級(jí)學(xué)生開設(shè)。這個(gè)階段的課程設(shè)置主要以專業(yè)基礎(chǔ)課為主，如《電工學(xué)》、《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等，目的是為后續(xù)專業(yè)課程的開設(shè)提供相應(yīng)的電路基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和軟件基礎(chǔ)。因此，針對(duì)大二年級(jí)學(xué)生開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生可以掌握物流工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)的基本技能，熟悉物流裝備實(shí)際操作流程。③ 應(yīng)用綜合性實(shí)驗(yàn)。該類型的實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)大三年級(jí)學(xué)生開設(shè)，其涉及較多的專業(yè)前沿內(nèi)容，重點(diǎn)是訓(xùn)練學(xué)生的綜合、設(shè)計(jì)能力，主要由綜合性和設(shè)計(jì)性課程實(shí)驗(yàn)組成;實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生可以根據(jù)工程實(shí)際需求，完成設(shè)施設(shè)備的選擇、作業(yè)單元的設(shè)計(jì)、物流系統(tǒng)的整體布局。除此之外，還要求學(xué)生具備物流系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)所遇故障的診斷、處理及維護(hù)的能力。④ 創(chuàng)新性研究性實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)主要是以“問題為中心”，以學(xué)生為主導(dǎo)，要求學(xué)生在教師的輔助下，自主探究并獨(dú)立完成，將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。該類實(shí)驗(yàn)主要面向大四學(xué)生開設(shè)，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力，提升實(shí)踐能力，為步入工作崗位或是進(jìn)一步的研究深造打下基礎(chǔ)。

3 ．2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，對(duì)原有的注入式教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，通過實(shí)施多層次教學(xué)，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主體，引導(dǎo)學(xué)生在所學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，根據(jù)自身掌握的實(shí)驗(yàn)技能去獨(dú)立思考、設(shè)計(jì)并完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，對(duì)于認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，這兩類實(shí)驗(yàn)主要由教師指導(dǎo)學(xué)生完成，通過這兩類實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生能夠了解本專業(yè)涉及的前沿物流設(shè)施設(shè)備，掌握設(shè)備的使用方法，鍛煉基本的動(dòng)手操作能力和工程實(shí)踐能力。對(duì)于應(yīng)用綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，則由教師針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提出相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，由學(xué)生根據(jù)所學(xué)專業(yè)課程的理論知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合、設(shè)計(jì)能力。而對(duì)于創(chuàng)新研究類實(shí)驗(yàn)，教師負(fù)責(zé)為學(xué)生提供可作為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的型號(hào)參數(shù)，擬定實(shí)驗(yàn)題目以及該實(shí)驗(yàn)中可研究的內(nèi)容，其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容注重與最前沿的物流技術(shù)相結(jié)合，學(xué)生需要完成自主查閱文獻(xiàn)資料，自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，獨(dú)立研究實(shí)驗(yàn)方案等工作，并最終完成實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)期間，對(duì)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生可以有更多時(shí)間去自主調(diào)試研究實(shí)驗(yàn)設(shè)備，驗(yàn)證分析實(shí)驗(yàn)方法。

3 ．3 實(shí)驗(yàn)考核體系構(gòu)建

打破傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主的實(shí)驗(yàn)考核模式，構(gòu)建基于學(xué)生學(xué)習(xí)成果的多元化、標(biāo)準(zhǔn)化考核體系，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，將階段性評(píng)價(jià)作為課程最終評(píng)價(jià)考核的重要組成部分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不同，非創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方法、問題討論、任務(wù)完成、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫以及期末考查等。而創(chuàng)新研究類的實(shí)驗(yàn)則包括開題、中期、結(jié)題答辯、實(shí)物作品、小論文及總結(jié)報(bào)告，并注重學(xué)生日常的學(xué)習(xí)過程和積累，將學(xué)生主動(dòng)與教師面對(duì)面研討、發(fā)郵件互動(dòng)或其他方式的交流討論等都計(jì)入考核內(nèi)容［6 ］。