史太波，王建華，呂金輝，李 秀

（淮南師范學(xué)院 經(jīng)濟與管理學(xué)院，安徽 淮南 232038）

近年來，我國物流行業(yè)高速發(fā)展，制造業(yè)也逐步由中國制造向中國智造轉(zhuǎn)型升級，智能物流技術(shù)與裝備得到了快速發(fā)展，成為了市場新的推動力。為適應(yīng)社會發(fā)展需要，高校加大了對物流人才的培養(yǎng)，針對物流工程等專業(yè)開設(shè)了“物流裝備及其自動化”等課程，但傳統(tǒng)教學(xué)方法培養(yǎng)出來的學(xué)生缺乏實踐應(yīng)用能力，無法滿足企業(yè)對物流裝備類人才的更高要求。為了有效培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，不斷滿足智能物流技術(shù)快速發(fā)展對物流裝備人才的需求，以3D模型演示為技術(shù)手段，通過科學(xué)規(guī)劃教學(xué)體系、合理構(gòu)建3D模型、及時更新教學(xué)內(nèi)容等措施，積極開展3D模型演示在“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究具有重要意義。

1 背景分析

1.1 課程內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)

物流行業(yè)是我國近年來逐漸發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)，隨著計算機技術(shù)、數(shù)控、傳感器、條形碼、機器人等技術(shù)的迅速發(fā)展及其在物流中的應(yīng)用，物流技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，物流裝備更新迭出。物流裝備類人才不僅需要豐富的多學(xué)科知識體系和較強的實踐應(yīng)用能力，還要跟得上物流技術(shù)快速發(fā)展的節(jié)奏，國家和社會對物流裝備類人才的培養(yǎng)提出了更高要求。

“物流裝備及其自動化”是物流工程等專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)必修課程，主要講述物流作業(yè)過程中常見的現(xiàn)代化智能物流裝備與技術(shù)，對于培養(yǎng)物流裝備類人才的實踐應(yīng)用能力具有重要作用，其課程內(nèi)容體系見表1。

表1 《物流裝備及其自動化》課程內(nèi)容體系

“物流裝備及其自動化”課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握常見的現(xiàn)代化智能物流裝備與技術(shù)，了解其構(gòu)成及工作原理，為今后應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。首先要讓學(xué)生全面了解和認識物流裝備的概念以及分類等知識內(nèi)容，工作中能夠合理選擇物流裝備。其次要讓學(xué)生重點掌握典型物流裝備的結(jié)構(gòu)、特征和具體應(yīng)用，具有一定的實際工作能力。最后要讓學(xué)生不斷提高現(xiàn)代化智能物流裝備與技術(shù)知識水平，培養(yǎng)較高的理論素養(yǎng)。

從課程內(nèi)容體系和培養(yǎng)目標(biāo)可以看出，“物流裝備及其自動化”是一門多學(xué)科交叉、實踐性較強的課程，要求學(xué)生具有豐富的多學(xué)科知識，具有較強的實踐應(yīng)用能力，同時還要了解物流裝備前沿技術(shù)，因此，“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)要求理論與實踐必須緊密結(jié)合，充分體現(xiàn)國家和社會對物流裝備應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。

1.2 傳統(tǒng)教學(xué)存在問題

“物流裝備及其自動化”課程在傳統(tǒng)教學(xué)中存在以下幾個問題：

一是課程教材內(nèi)容不完善。物流裝備類課程教材相對較少，目前市場上關(guān)于物流裝備的教材大約只有50余種，且大部分教材只是泛泛地介紹物流裝備的概念、種類以及結(jié)構(gòu)組成等理論知識，沒有物流裝備選型、配置等實踐內(nèi)容，同時，教材內(nèi)容更新也不及時，教材中的物流裝備與企業(yè)物流作業(yè)中實際使用的裝備不一致，不利于提高學(xué)生實際工作能力。

二是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚。物流裝備類課程教材中對物流裝備進行圖形標(biāo)注的地方比較多，但物流工程類專業(yè)的學(xué)生側(cè)重于物流專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，對機械專業(yè)知識的學(xué)習(xí)相對較少，對物流裝備圖形的理解較為困難，同時大部分學(xué)生沒有見過物流裝備，缺少對物流裝備的感性認識，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍反映看不懂機械方面的圖形，課堂教學(xué)枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)興趣。

三是課程教學(xué)方法不合理。物流裝備類課程側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力，需要進行實踐教學(xué)，開展實踐教學(xué)的途徑有兩種，一種是在物流裝備實驗室開展相應(yīng)的實踐教學(xué)，另外一種是組織學(xué)生到現(xiàn)代化的物流企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，前者建設(shè)內(nèi)容比較多、投入大，且與實際對接還存在一定差距，后者在實踐中有較多困難，很難對接到現(xiàn)代化的大規(guī)模物流公司或場所。在傳統(tǒng)教學(xué)中，物流裝備類課程采用理論講授、圖片展示的教學(xué)模式，教學(xué)方法不合理。

“物流裝備及其自動化”課程在傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題影響了課程教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量，需要積極探索課程教學(xué)改革方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不斷提高學(xué)生實踐應(yīng)用能力和實際工作能力。

1.3 3D模型演示技術(shù)

3D模型演示即三維機械動畫，是通過三維設(shè)計軟件構(gòu)建物流裝備并利用動畫演示功能模擬其形狀材質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理和工作流程。3D模型演示技術(shù)具有以下特點：一是以3D顯示方式展現(xiàn)物流裝備結(jié)構(gòu)組成和工作原理；二是用3D技術(shù)對物流裝備產(chǎn)品的所有功能信息進行生動、形象、直觀的模擬，便于修改，大大節(jié)省了實物樣品的制造和修改成本；三是一種新的展示形式，生動的作業(yè)流程和詳細的信息展示，給人留下深刻的印象；四是作為可隨身攜帶和傳遞的電子資源，節(jié)省了運輸成本。

在“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)中，針對需要學(xué)生重點掌握的典型物流裝備，可以利用AutoCAD、SolidWorks等三維繪圖軟件，依據(jù)企業(yè)物流裝備真實情況進行三維建模，便于學(xué)生全方位、直觀地了解物流裝備的構(gòu)造及其工作原理，同時還可以利用三維繪圖軟件的動畫演示功能進行運動仿真演示，能有效地幫助學(xué)生理解物流裝備的作業(yè)流程。

2 具體措施

2.1 科學(xué)規(guī)劃教學(xué)體系

根據(jù)“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)大綱要求，參照于英主編的《物流技術(shù)裝備》、陳軍主編的《物流自動化設(shè)備》、朱衛(wèi)鋒主編的《物流自動化技術(shù)及應(yīng)用》等教材，選擇性地將各教材中的特色內(nèi)容融合到相關(guān)知識單元，同時充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，廣泛收集相關(guān)的圖片資料、設(shè)備視頻以及企業(yè)案例等，并將這些資料經(jīng)過整理加工后嵌入到相應(yīng)單元中，針對教學(xué)中的重難點以及廣泛使用的物流裝備，通過Solid-Works三維繪圖軟件設(shè)計其3D模型及作業(yè)動畫，科學(xué)規(guī)劃教學(xué)體系，見表2。

表2 教學(xué)體系

2.2 合理構(gòu)建3D模型

針對“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)中的重難點以及廣泛使用的物流裝備，通過SolidWorks三維繪圖軟件，合理構(gòu)建典型設(shè)備3D模型及作業(yè)動畫，不僅能讓學(xué)生直觀地全方位了解物流裝備的構(gòu)造及其工作原理，還能有效地幫助學(xué)生理解物流裝備的作業(yè)流程。

圖1 鏈式輸送機3D模型

圖2 懸掛輸送機3D模型

（1）構(gòu)建連續(xù)輸送設(shè)備3D 模型。連續(xù)輸送設(shè)備是一種啟動后就能夠連續(xù)運行的輸送機械，典型設(shè)備是鏈式輸送機和懸掛式輸送機，其中鏈式輸送機是應(yīng)用最廣泛的輸送機械，構(gòu)建3D模型如圖1所示，懸掛輸送機是三維空間閉環(huán)連續(xù)輸送設(shè)備，用于車間內(nèi)部或者車間之間成件物品的連續(xù)輸送，構(gòu)建3D模型如圖2所示。

（2）構(gòu)建起重搬運設(shè)備3D 模型。起重搬運設(shè)備是一種能夠在某區(qū)間做往復(fù)運行的間歇式運輸機械，重難點內(nèi)容是堆垛起重機和電梯的構(gòu)成及作業(yè)流程，其中單立柱巷道堆垛起重機是現(xiàn)代化倉庫的主要起重搬運設(shè)備，在現(xiàn)實中具有廣泛應(yīng)用，構(gòu)建3D模型如圖3所示，電梯是在規(guī)定樓層間輸送人或貨物的固定提升設(shè)備，廣泛用于賓館、飯店、辦公樓、醫(yī)院等場所，構(gòu)建3D模型如圖4所示。

（3）構(gòu)建自動導(dǎo)引小車3D 模型。自動導(dǎo)引小車是現(xiàn)代物流企業(yè)中的重要設(shè)備，主要在柔性加工裝配系統(tǒng)、自動化立體倉庫以及其他行業(yè)中進行搬運作業(yè)，其中電磁導(dǎo)引AGV應(yīng)用最為廣泛，構(gòu)建3D模型如圖5所示。

（4）構(gòu)建自動分揀設(shè)備3D 模型。自動分揀設(shè)備如圖7所示。

圖3 單立柱巷道堆垛機3D模型

圖4 電梯3D模型

圖5 電磁導(dǎo)引AGV 3D模型

圖6 自動分類輸送機3D模型

圖7 自動化立體倉庫3D模型

圖8 關(guān)節(jié)型機器人3D模型

（6）構(gòu)建工業(yè)機器人3D 模型。工業(yè)機器人主要指用來從事搬運作業(yè)并具有可再編程特點的多功能機械手，其中關(guān)節(jié)型機器人在企業(yè)生產(chǎn)中運用最為廣泛，學(xué)生理解也較為困難，構(gòu)建3D模型如圖8所示。

2.3 及時更新教學(xué)內(nèi)容

是一種靠自動化裝置執(zhí)行相關(guān)指令完成貨物從進入分揀裝置到送達指定位置的機械裝備，其中自動分類輸送機的作業(yè)流程較難理解，構(gòu)建3D模型如圖6所示。

（5）構(gòu)建自動化倉儲設(shè)備3D 模型。自動化立體倉庫是一種非常重要的自動化倉儲設(shè)備，它利用計算機系統(tǒng)、自動控制堆垛機以及運輸車對高層立體貨架儲存的物資進行存取作業(yè)的控制管理，構(gòu)建3D模型

3D模型演示作為“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)改革的一種新方法，在教學(xué)設(shè)計時難免存在不完善的地方，再加上物流技術(shù)發(fā)展較快，物流裝備不斷推陳出新，教師要及時完善和更新教學(xué)內(nèi)容。要多和相關(guān)教師以及學(xué)生交流溝通，及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，并逐步完善；要多到大型的物流公司、物流作業(yè)現(xiàn)場去了解學(xué)習(xí)，把新的物流裝備和技術(shù)及時擴充到教學(xué)中來；要利用參觀展會以及參加學(xué)術(shù)會議等途徑了解物流裝備前沿知識；要根據(jù)畢業(yè)生在物流企業(yè)實習(xí)和工作中給予的反饋來檢驗教學(xué)效果。

3 應(yīng)用效果

3D模型演示在“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)中的具有良好的應(yīng)用效果，具體體現(xiàn)在以下三個方面：

一是激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。3D模型演示是利用3D模型的表現(xiàn)手法，將抽象的知識形象化，直觀地展示了物流裝備作業(yè)流程，不僅激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，還能有效幫助學(xué)生對重難點知識的理解，對提高課堂教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生實踐應(yīng)用能力和實際工作能力大有裨益。

二是減少了教學(xué)成本投入。物流裝備實踐教學(xué)涉及大量的設(shè)施設(shè)備，物流裝備實驗室建設(shè)內(nèi)容較多，成本投入較大，且不可能面面俱到，到物流公司或場所參觀實習(xí)，實習(xí)費用較高，參觀的物流設(shè)備也不齊全，而采用3D模型演示技術(shù)，在教室就可以實現(xiàn)直觀教學(xué)目的，大大減少了教學(xué)成本投入。

三是保障了學(xué)生人身安全。3D模型演示可以在校內(nèi)課堂進行，不必到物流公司或物流作業(yè)現(xiàn)場實地參觀，避免了學(xué)生在交通和參觀實習(xí)場所出現(xiàn)的安全事故，同時也減輕了外出帶隊教師以及企業(yè)面臨的安全壓力。

4 結(jié)語

“物流裝備及其自動化”是一門多學(xué)科交叉、實踐性較強的課程，傳統(tǒng)教學(xué)存在課程教材內(nèi)容不完善、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚、課程教學(xué)方法不合理等問題，影響了課堂教學(xué)效果和學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。積極開展3D模型演示在“物流裝備及其自動化”課程教學(xué)中的應(yīng)用研究，以3D模型演示為技術(shù)手段，通過科學(xué)規(guī)劃教學(xué)體系、合理構(gòu)建3D 模型、及時更新教學(xué)內(nèi)容等措施，實現(xiàn)了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、減少教學(xué)成本投入、保障學(xué)生人身安全的目的，有效培養(yǎng)了學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和實際工作能力。