虚拟仿真技术应用于仓储作业课程的实验对比研究.pdf

113课程建设学科案例虚拟仿真技术应用于仓储作业课程的实验对比研究林晶晶（集美工业学校，福建厦门361022）【摘要】以中职学校物流服务与管理专业为例，通过虚拟仿真技术应用于仓储作业课程一学期的实践，利用试题测试法、统计分析法、问卷调查法，对虚拟仿真教学模式与传统教学模式效果进行实验对比分析。分析可知，虚拟仿真技术应用的课程效果显著，对学生能力方面有一定拓展，其优势体现在细化作业流程，深入岗位认知；激发学生兴趣，提升学生综合能力；规避仓储作业课程教学中存在的问题；丰富教学素材，与行业对接；改变考核方式，注重过程性评价；等等。【关键词】虚拟仿真技术；仓储作业课程；实验对比【中图分类号】G71【文献标识码】A【文章编号】2095-9214（2024）01-0113-04【DOI】10.16550/ki.issn.2095-9214.2024.01.035虚拟仿真技术在物流教学中应用已经有一段时间，在高校使用率较高，但在中职物流专业使用较少，对此进行的教学实验对比数据分析也较少。特别在仓储作业课程传统教学过程中，作业流程知识点重复讲解，学生无法系统性感知，对岗位的职责也不清晰，加之实训场地的限制，仓储作业课程中涉及的实训很难开展。这在某种程度上限制了物流专业的教学水平，阻碍了物流专业人才的高质量培养。下文通过对比试验，研究了虚拟仿真技术在仓储作业课程中的运用。一、研究对象及方法（一）研究对象研究对象是学校 2021 级物流服务与管理专业学生，总共 85 人，分为 2 个班级。采用虚拟仿真软件上课的班级简称实验班，共 43 人，男生 15 人，女生 28 人；不采用虚拟仿真软件上课的班级简称传统班，共 42 人，男生 15 人，女生 27 人。男女比例相当，作为样本差异性较小。研究的时间是中职一年级第二学期，在这之前上过物流基础、物流信息技术这两门专业课程，因此对两个班级两门课程的期末成绩进行 SPSS 分析，如表 1、表 2 所示。表 1物流基础课程两班成绩比较班级人数均值标准差T 检验Welch sT 检验平均值差值Cohen sd 值实验班4381.209 7.851 T=-0.204P=0.839T=-0.204P=0.8390.3390.044传统班4281.548 7.432通过对物流基础课程进行差异性分析可知，实验班成绩均值为 81.209，传统班成绩均值为81.548。由于分析数据同时满足方差齐性和正态分布，则可以采用独立样本 T 检验，计算结果显示：显著性 P 值为 0.839，P 大于 0.05，即为统计结果不显著。而且其差异幅度 Cohens d 值为 0.044，差异幅度非常小。因此，实验班和传统班实验前在物流基础课程成绩上不存在显著差异。表 2物流信息技术课程两班成绩比较班级人数均值标准差T 检验Welch sT 检验平均值差值Cohen sd 值实验班 4376.868.394 T=-0.246P=0.806T=-0.247P=0.8060.4260.053传统班 42 77.286 7.474同理分析可知，显著性P值为0.806，P大于0.05，114学科案例课程建设即为统计结果不显著。而且其差异幅度 Cohens d 值为 0.053，差异幅度非常小。因此实验班和传统班实验前在物流信息技术课程成绩上不存在显著差异。（二）研究方法通过试题测试法、统计分析法、问卷调查法这三种调查研究方法，探索虚拟仿真技术应用于仓储作业课程教学过程中的情况，寻找其中存在的问题，归纳出适合的教学模式。研究前后（即新学期初和结束时）各发放一份试题进行测试，收集整理实验班和传统班成绩，通过数据分析软件 SPSS 进行数据分析，对比虚拟仿真教学与传统教学两种教学模式下对学生的培养效果。课程结束时，设计了一份学生对虚拟仿真教学模式满意度的问卷，通过问卷星软件，将问卷发给学生填写，得到数据，从而进行分析。二、研究实施过程（一）两种教学模式的对比传统班采用的教学模式是“传递-接受”教学模式，其基本程序是：复习旧课激发学生动机讲授新知识巩固运用检查评价。教师是在教室讲授，辅助以 PPT 和仓储流程视频，着重讲解仓储的概念和功能，货品入库、在库作业的流程等。期间会穿插实训认知课程，在第十周完成作业流程的理论教学后，进行为期两周的仓储实训，班级采用分组流程模块学习，最后一周进行综合训练，加深对仓储作业的理解。实验班采用的教学模式是虚拟仿真模式，其基本教学程序是：课前感知理论学习流程探究任务开展总结评价课后巩固。上课地点在机房，利用虚拟仿真平台上的模块拆分并且重构教材知识点如表 3。教学实施围绕一个项目，虚拟仿真平台将技能点与知识点融汇其中。开展模块化学习，到最后进行综合训练。表 3虚拟仿真模式下的知识重构作业模块具体内容作业前准备仓储概念及设施设备与技术入库作业货品编码、准备、验收、理货、上架在库作业库存管理、物品保养、盘点出库作业准备、理货、补货、交接退货作业准备与处理（二）虚拟仿真模式下的教学过程将教学过程分为三大环节：课前感知、课堂实施、课后巩固。其中课堂实施分为明确目标、理论学习、流程探究、任务实操、展示修正五个部分。课前感知环节：更多设计与生活相关的体验或者简易活动，使学生提前对新知识有所了解，做好课前铺垫。课堂实施环节：明确目标环节是明确学习内容和方法，了解课堂结果的构成，激发学习兴趣。理论学习环节是教学重点，创设情境，这样通过借助形象生动的动画或者案例等方式，有了角色扮演和场景再现，能够感同身受知道痛点在哪里，从而引入本课教学内容。联系课前任务，定义知识与课前情境体验，内化知识，进而解决教学重点问题。流程探究环节是区别于传统班的重要教学环节。实验班是通过自学操作步骤的视频，完成对作业流程的判断并对其进行排序。接着进入任务实操，学生利用虚拟仿真平台，联合操作视频，自主学习如何完成任务。通过运用虚拟仿真平台中的虚拟仓库场景等设施细化模拟操作，让学生犹如在真实的仓库中自主动手操作。与此同时，虚拟仿真平台实时记录学生的操作步骤，帮助教师及时了解学生操作是否规范、完成质量是否良好，从而引导学生修正错误并反复练习。最后的展示修正环节中，教师选择学生组进行示范，在演示过程中，引导学生发现并纠正错误。课后巩固环节：通过虚拟仿真平台可以实现学生课后随时随地自主学习。三、研究结果（一）实验后测试结果实验结束后，发放试题测试。试题总分为100分，115课程建设学科案例分为单选题、多选题、名词解释题、案例分析题，难易程度中等。对两个班级的测试成绩进行独立 T 样本检验分析，结果如表 4。表 4实验后测试结果比较班级人数均值标准差T 检验Welch sT检验平均值差值Cohen sd 值实验班 43 79.674 8.326T=2.451P=0.016*T=2.457P=0.016*4.0550.532传统班 42 75.619 6.836注：*、*、*分别代表 1%、5%、10%的显著性水平。由 结 果 可 知，显 著 性 P 值 为 P=0.016*，P 0.05，即为统计结果显著。而且其差异幅度 Cohens d 值为 0.532，差异幅度中等。由此可见，实验班和传统班实验后测试差异显著，实验班优于传统班。（二）调查问卷结果课程结束后，对实验班进行问卷调查，问题总共12 个。关于课程效果方面：36%的学生认为虚拟仿真技术的应用对学习相关课程的积极性有提高作用，23%的学生认为有一定提高；25%的学生认为虚拟仿真技术应用对理论与实验教学内容的深度理解有帮助，33%的学生认为帮助一般。在教材知识点方面，不管是积极性上还是深度理解上，学生都高度认同，效果良好。关于学生能力拓展方面：19%的学生认为虚拟仿真教学对知识面的扩大很有帮助，17%的学生认为有一定帮助；对于虚拟仿真技术应用对科研思维能力的提高学生认同度较低；27%的学生认为虚拟仿真技术应用对自主学习能力的提高有一定帮助，31%的学生认为帮助一般。可见，虚拟仿真技术应用对学生的科研思维能力提高并不显著，能在一定程度上拓宽知识面，最重要的优势体现在自主学习上。关于课程模式评价方面：93%的学生一致认为虚拟仿真教学模式在课上辅助教学阶段进行比较好；大部分学生比较喜欢该种教学模式。学生列举了虚拟仿真技术应用的优点主要有：直观生动，提高对知识点的感性认识；教学形式多样化，更加具有趣味；等等。同时，学生也提出存在的缺点有：不能灵活地应用专业知识，只是软件中的既定场景背景和范例；虚拟仿真技术只能简单机械地模拟实际操作；等等。统计显示，虚拟仿真技术应用的课程效果显著，对学生能力方面有一定拓展，正面评价居多，获得大部分学生的喜爱和认可。四、研究结论（一）虚拟仿真技术应用于仓储作业课程的亮点从定量和定性相结合，对虚拟仿真教学应用于仓储作业课程进行了科学的实验对比研究，其优越性主要体现在以下几个方面。1.细化作业流程，深入岗位认知虚拟仿真平台不仅设置了仓库、部门办公区、车间维修区等配送中心的详尽功能区域，还营造了供应商、制造商、零售门店、超市等物流企业的运作环境。在虚拟场景下，教师可在不同特定作业区去演示与之相关的流程操作，如订单处理、出入库、补货、越库等。分模块学习后，学生分组训练，轮流担任不同的工作岗位，包括信息员、仓管员、叉车司机等工作岗位，更好地去熟悉整个流程。借助虚拟仿真模拟教学，学生可以将理论知识应用到系统的操作流程中，并通过分组协作，明确各个岗位操作技能和岗位职责，增强团队精神。2.激发学生兴趣，提升学生综合能力问卷调查结果显示，虚拟仿真应用于仓储作业课程极大调动了学生学习的积极性。虚拟仿真教学融知识性与趣味性为一体，游戏式的操作更为简单，让学生对机械的设施设备、烦琐的操作流程产生动态的、系统的感性认识。更重要的是，能提高学生的操作技能，锻炼学生发现问题、解决问题和处理问题的能力。3.规避仓储作业课程教学中存在的问题仓储作业课程教学场地面积受限，投资也高，可实现的功能较为单一，分组轮流训练浪费大量的时116学科案例课程建设间，学生积极性大幅度下降。新兴技术更新换代快，学生所学操作技能与物流行业发展脱节，学校培养人才与企业要求不匹配。学校开启校企合作困难重重，无法覆盖全部学生。虚拟仿真教学则打破了时间、空间的限制，实现人人参与。4.丰富教学素材，与行业对接相较而言，保证教材与时俱进比较困难。但是虚拟仿真平台使用的大部分是新兴技术，物联网技术、传感技术等互联网技术所形成的智慧物流仓储系统，配有市面上各种仓储车、无轨巷道堆垛机等众多设备，这为教学提供了丰富而齐全的素材。重组课程内容后，设计相关的实训指导书，能够更好地让教学内容与行业相适应。5.改变考核方式，注重过程性评价虚拟仿真平台有一套与现实物流企业模式相近的管理评价办法，细化到每个操作绩效点，能为教师提供一套完整的考核体系，如出入库方法、盘点方法、线路安排、车辆调度等。这保证了过程性评价的准确性，考核成绩相对客观，同时也增加了学生的动力，以及学生相互之间竞争的趣味性。（二）虚拟仿真技术应用于仓储作业课程的不足虚拟仿真教学有了充足的软硬件设施设备后，在“做中学、做中教”的理念指导下，实现仓库实景式任务驱动教学。运用有针对性的虚拟仿真平台，力求创造出丰富的学习内容、良好的学习体验。但是由于软件的局限性，加之研发人员不是从事中职教学的人员，在内容设计上与教材知识有部分脱节，只能作为辅助性工具。而且教师在利用虚拟仿真平台进行授课时容易产生依赖，整个课程的教学目标无法全面完成，特别是无法在虚拟仿真平台中运用的知识点则会略过。本文通过两组学生实验对比，发现虚拟仿真技术应用于仓储作业课程优势比较明显。不仅深化了学生对岗位和流程的认知，激发其兴趣和提升其综合能力，而且在仓储作业课程的教学设计上有了新的突破。但是目前虚拟仿真平台与教学内容有出入，如何将虚拟仿真应用于仓储作业课程，能与教材更为贴切，更好地实现教学目标，是后续研究的重点。【参考文献】1 黄锥良，叶翀.物流仓储配送仿真平台的构建及其多层次实验教学的研究 J.物流技术，2012，31（21）：475-477.2 赵迪，张思文.基于“SPOC+虚拟仿真”新混合教学模式在 仓储管理课程中的应用研究 J.中国储运，2022（02）：190-191.3 刘雪雪，安越.虚拟仿真技术在物流实训教学中的应用以仓储管理课程为例 J.现代经济信息，2019（19）：458.4 李强.虚拟仿真技术在“仓储管理”课程教学中的应用 J.无线互联科技，2021，18（19）：90-91.5 高扬，范宗广，王雅平.AR 助力物流仓储实训平台探究 J.上海商业，2021（05）：44-45.6 曾珎.3D 物流模拟实训教学在中职物流教学中的运用以仓储配送为例 J.时代金融，2013（23）：182+186.【基金项目】本文系福建省教育科学“十四五”规划 2022 年度课题“中职仓储实训虚拟仿真教学软件开发与实践研究”（课题编号：FJJKZZ22-039）的研究成果。【作者简介】林晶晶（1990.01），女，汉族，福建晋江人，硕士研究生，讲师，研究方向：物流管理教学。