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篇1

【關(guān)鍵詞】新工科;物流工程;智能物流技術(shù)實驗室;實驗教學;創(chuàng)新性思維

2017 年2 月以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，“新工科”的提出對工程技術(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)教育改革進入一個嶄新的階段。新工科的內(nèi)涵具有戰(zhàn)略型、綜合性、創(chuàng)新性、實用性的特征，使高校在提升創(chuàng)新型人才的工程實踐能力方面面臨新的挑戰(zhàn)［1 －2 ］。因此，“新工科”背景下，要求高校全面加強物流人才在智能化物流實踐能力方面的培養(yǎng)，進而促進智能物流人才的持續(xù)輸出，推動物流行業(yè)的整體發(fā)展，再以物流行業(yè)的高強度發(fā)展趨勢，帶動其他行業(yè)的快速前行，使物流行業(yè)成為激發(fā)我國經(jīng)濟發(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，導致高等院校物流類專業(yè)的教育與社會需求脫節(jié)，與社會需要的理論與實踐并重的人才不符。所以，相對于傳統(tǒng)的物流人才，在當前新工科的背景下智能物流領(lǐng)域更加需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強的高素質(zhì)復合型人才［3 －4 ］。實驗教學是學校培養(yǎng)學生實踐和科研創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，只有加強實驗教學的改革與創(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)的實驗教學模式，已不能適應當前社會及高等工程教育自身發(fā)展的需要。因此，本項目擬以山東科技大學物流工程專業(yè)的人才培養(yǎng)為例，依托交通學院－智能物流技術(shù)實驗室，從實驗內(nèi)容設(shè)計、實驗教學模式、實驗考核體系等方面進行一系列教學改革，以培養(yǎng)具有較強工程實踐能力和滿足行業(yè)發(fā)展需求的創(chuàng)新應用型人才。

1 現(xiàn)階段物流工程專業(yè)實驗教學存在的問題

1 ．1 實驗教學內(nèi)容設(shè)計問題

目前，山東科技大學校物流工程專業(yè)，有大量的專業(yè)課程都涉及實驗教學環(huán)節(jié)，比如《物流設(shè)施設(shè)備》、《機電傳動與控制》、《電氣控制與PLC應用技術(shù)》、《物流自動化系統(tǒng)設(shè)計及應用》、《物流信息技術(shù)》、《物流管理信息系統(tǒng)》、《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用》等專業(yè)課程，但受實驗設(shè)備的限制，傳統(tǒng)實驗內(nèi)容缺乏典型的設(shè)計，內(nèi)容相對零散，連續(xù)性和邏輯性不足，沒有形成基于問題或?qū)嵺`的整體導向。

1 ．2 實驗考核制度問題

目前，物流專業(yè)實驗課程中實驗設(shè)備較為單一，多為仿真軟件和設(shè)備模型，因此，實驗中無法充分考核到每個學生的動手操作能力，以至于很多課程依然采用實驗報告作為唯一的考核方式，而單憑一紙報告書并不能準確反映學生具體的實驗過程。1 ．3 學生積極性問題此前，由于陳舊的實驗設(shè)備和零散的實驗內(nèi)容，導致學生對實驗課程的重視程度不夠，認為實驗過程不重要，實驗結(jié)束后能夠完成實驗報告即可，因此，每次實驗大部分學生不會主動預習實驗流程，對每次實驗的目的、原理、過程了解很少甚至是一無所知，對實驗過程總是敷衍了事。

2 智能物流技術(shù)實驗室平臺簡介

為滿足物流工程專業(yè)實驗教學的需要，山東科技大學2019 年斥巨資建立了智能物流技術(shù)實驗室。該實驗室的硬件設(shè)備主要包含四大塊，如圖1 所示，分別是自動化立體倉庫模塊、智慧物流模塊、運輸與配送模塊、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺。其中，自動化立體倉庫模塊的主要設(shè)備有立體貨架、高速輕型堆垛機、出入庫分揀滾筒輸送鏈、出入貨臺、動態(tài)稱重機，三維測體積設(shè)備，條碼閱讀器，電子揀貨系統(tǒng)，機器人碼垛系統(tǒng)。智慧物流模塊的主要設(shè)備有RFID閱讀器、RFID寫卡器、電子標簽、手持終端和條形碼打印機。運輸與配送模塊設(shè)備主要有激光導引移載式AGV小車、激光導引頂升貨架式AGV。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺包括了6 個獨立的展板，分別是圖像識別處理板塊、電機及驅(qū)動系統(tǒng)板塊、安全防護系統(tǒng)板塊、光電傳感器板塊、AGV模擬控制板塊、測距傳感器板塊。不僅如此，實驗室還配套其他物流設(shè)備，如動液壓搬運車、碼垛機器人、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儲管理及監(jiān)控軟件、堆垛機控制系統(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)實驗室平臺。

3 物流工程專業(yè)實驗教學改革的思考與設(shè)計

針對目前物流工程專業(yè)實驗教學中存在的問題，依托山東科技大學智能物流技術(shù)實驗室平臺，以培養(yǎng)創(chuàng)新應用型物流人才為目標，突出專業(yè)特色，從實驗教學內(nèi)容設(shè)計、實驗教學方法改進以及實驗考核體系構(gòu)建三方面出發(fā)，對物流工程專業(yè)實驗教學模式進行了研究與探索。

3 ．1 基于智能物流技術(shù)實驗室平臺的實驗教學內(nèi)容設(shè)計

依托智能物流技術(shù)實驗室的硬件設(shè)備和軟件平臺，開設(shè)物流設(shè)備、物流信息技術(shù)、AGV導航與控制、PLC控制、碼垛機控制等多方面的實驗內(nèi)容，這些內(nèi)容可以按照對不同年級學生的培養(yǎng)目標劃分為四個層次:認知性實驗、專業(yè)基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、創(chuàng)新性實驗，如圖2 所示。這些實驗項目可以有效支撐學校物流類課程《物流設(shè)施設(shè)備》、《物流系統(tǒng)規(guī)劃》、《物流倉儲設(shè)備選型與設(shè)計》、《物流自動化系統(tǒng)設(shè)計及應用》、《倉儲與配送管理》、《物流信息技術(shù)》、《物流管理信息系統(tǒng)》、《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用》等專業(yè)課程的實驗教學及部分實踐課程教學任務(wù)。① 認知性實驗。該類實驗主要針對大一年級的學生開設(shè)，目的是使學生了解物流工程專業(yè)基礎(chǔ)知識。依托智能物流技術(shù)實驗室，針對《物流工程專業(yè)導論》、《物流設(shè)施設(shè)備》課程研究設(shè)計相關(guān)實驗。② 基礎(chǔ)性實驗。該類實驗主要針對大二年級學生開設(shè)。這個階段的課程設(shè)置主要以專業(yè)基礎(chǔ)課為主，如《電工學》、《計算機程序設(shè)計基礎(chǔ)》、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》等，目的是為后續(xù)專業(yè)課程的開設(shè)提供相應的電路基礎(chǔ)，設(shè)計基礎(chǔ)和軟件基礎(chǔ)。因此，針對大二年級學生開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)性實驗，使學生可以掌握物流工程專業(yè)實驗的基本技能，熟悉物流裝備實際操作流程。③ 應用綜合性實驗。該類型的實驗主要是針對大三年級學生開設(shè)，其涉及較多的專業(yè)前沿內(nèi)容，重點是訓練學生的綜合、設(shè)計能力，主要由綜合性和設(shè)計性課程實驗組成;實驗中要求學生可以根據(jù)工程實際需求，完成設(shè)施設(shè)備的選擇、作業(yè)單元的設(shè)計、物流系統(tǒng)的整體布局。除此之外，還要求學生具備物流系統(tǒng)運行中對所遇故障的診斷、處理及維護的能力。④ 創(chuàng)新性研究性實驗。該類實驗主要是以“問題為中心”，以學生為主導，要求學生在教師的輔助下，自主探究并獨立完成，將所學的理論知識運用到實踐中。該類實驗主要面向大四學生開設(shè)，旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)新能力，提升實踐能力，為步入工作崗位或是進一步的研究深造打下基礎(chǔ)。

3 ．2 實驗教學方法的改進

根據(jù)實驗內(nèi)容的設(shè)計，對原有的注入式教學方法進行改進，通過實施多層次教學，讓學生成為實驗的主體，引導學生在所學理論基礎(chǔ)知識的前提下，根據(jù)自身掌握的實驗技能去獨立思考、設(shè)計并完成相關(guān)的實驗項目。在實驗教學過程中，對于認知性實驗和基礎(chǔ)性實驗，這兩類實驗主要由教師指導學生完成，通過這兩類實驗，使得學生能夠了解本專業(yè)涉及的前沿物流設(shè)施設(shè)備，掌握設(shè)備的使用方法，鍛煉基本的動手操作能力和工程實踐能力。對于應用綜合設(shè)計性實驗，則由教師針對不同的實驗項目提出相對應的設(shè)計要求，由學生根據(jù)所學專業(yè)課程的理論知識完成實驗方案的設(shè)計，目的是培養(yǎng)學生的綜合、設(shè)計能力。而對于創(chuàng)新研究類實驗，教師負責為學生提供可作為研究對象的實驗設(shè)備的型號參數(shù)，擬定實驗題目以及該實驗中可研究的內(nèi)容，其中實驗內(nèi)容注重與最前沿的物流技術(shù)相結(jié)合，學生需要完成自主查閱文獻資料，自主選擇實驗項目，獨立研究實驗方案等工作，并最終完成實驗。在學生完成綜合設(shè)計性實驗和創(chuàng)新研究性實驗期間，對學生開放實驗室，讓學生可以有更多時間去自主調(diào)試研究實驗設(shè)備，驗證分析實驗方法。

3 ．3 實驗考核體系構(gòu)建

打破傳統(tǒng)的以實驗報告為主的實驗考核模式，構(gòu)建基于學生學習成果的多元化、標準化考核體系，注重學生的學習過程，將階段性評價作為課程最終評價考核的重要組成部分。根據(jù)實驗內(nèi)容的不同，非創(chuàng)新類實驗的考核內(nèi)容包括實驗操作、實驗方法、問題討論、任務(wù)完成、實驗報告書寫以及期末考查等。而創(chuàng)新研究類的實驗則包括開題、中期、結(jié)題答辯、實物作品、小論文及總結(jié)報告，并注重學生日常的學習過程和積累，將學生主動與教師面對面研討、發(fā)郵件互動或其他方式的交流討論等都計入考核內(nèi)容［6 ］。