陳東萍，楊曉揚，張少云，劉國棟

（1.臨沂大學(xué)物流學(xué)院，山東 臨沂 276000；2.四川大學(xué)商學(xué)院，四川 成都 610064；3.上海電機學(xué)院設(shè)計與藝術(shù)學(xué)院，上海 200240）

0 引言

“工欲善其事必先利其器”，設(shè)施設(shè)備的合理規(guī)劃與配置是現(xiàn)代物流系統(tǒng)高效運營的前提。隨著科技的快速發(fā)展，物流系統(tǒng)的設(shè)施設(shè)備日趨復(fù)雜，其規(guī)劃、配置、管理、使用和維護(hù)的難度也越來越大，對物流專業(yè)人才提出了更高的要求。作為物流工程、物流管理和工業(yè)工程等專業(yè)的專業(yè)核心課課程，“物流設(shè)施與設(shè)備”課程旨在讓學(xué)生了解現(xiàn)代物流系統(tǒng)中各類設(shè)施設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)及運作原理，掌握設(shè)施設(shè)備規(guī)劃、選型和管理的能力，是培養(yǎng)精物流業(yè)務(wù)場景、懂先進(jìn)管理方法、通多學(xué)科技術(shù)的現(xiàn)代物流復(fù)合型人才的重要課程，其主要內(nèi)容包括倉儲、裝卸搬運、包裝、運輸、流通加工、配送等作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)施設(shè)備，以及物流信息技術(shù)和經(jīng)營決策方法，涉及物流、機械、電子通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能等專業(yè)知識。課程具有知識點繁多、學(xué)科交叉性高、內(nèi)容更新速度快等特點，導(dǎo)致教學(xué)實踐中存在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、學(xué)科交叉理論不足、教學(xué)內(nèi)容與實際問題脫節(jié)、思政價值發(fā)揮不足等問題。因此，如何提升“物流設(shè)施與設(shè)備”課程教學(xué)內(nèi)容高階性、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、充分發(fā)揮其課程思政作用，是物流人才培養(yǎng)過程中需要解決的關(guān)鍵問題之一。

STEM是培養(yǎng)具有全面科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新探究能力人才的教育新形態(tài)，是各國教育領(lǐng)域的重要發(fā)展戰(zhàn)略。STEM教育即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）和數(shù)學(xué)（Mathematics）教育的簡寫，提倡跨學(xué)科教育，使用多學(xué)科的思維和知識解決實際問題，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，以提升學(xué)生的問題解決能力、復(fù)合思維和創(chuàng)新思維。因此，將STEM教育范式應(yīng)用于《物流設(shè)施與設(shè)備》的實際教學(xué)中，充分發(fā)揮此課程學(xué)科交叉性高的特點，依據(jù)STEM能力框架，結(jié)合現(xiàn)代物流復(fù)合型人才需求，從知識、技能、態(tài)度與價值觀三個維度，重新定義課程的教學(xué)目標(biāo)；以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、政府規(guī)劃、企業(yè)發(fā)展歷程、實際工程案例等行業(yè)實際資料為載體，將各相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)邏輯引入課程，打破學(xué)生單門課程思維限制，提升學(xué)生利用綜合知識解決復(fù)雜工程問題的能力。

本文研究框架如圖1所示，第1部分從學(xué)生和教師兩方面總結(jié)“物流設(shè)施與設(shè)備”教學(xué)實踐中存在的問題，并分析其原因；第2部分介紹STEM能力框架包含的8種基本能力，并針對第1部分的教學(xué)實踐問題，從提升STEM能力的角度提出課程改革的啟發(fā)；第3部分從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計、課堂教學(xué)和課程思政四個方面總結(jié)課程創(chuàng)新舉措；第4部分對課程創(chuàng)新進(jìn)行反思。

圖1 研究框架

1 教學(xué)實踐問題

（1）知識點繁多，但邏輯關(guān)系較弱、高階性不夠，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容枯燥，難以激發(fā)學(xué)生的興趣?！拔锪髟O(shè)施與設(shè)備”課程的主要內(nèi)容是介紹現(xiàn)代物流系統(tǒng)中各類設(shè)施設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)及運作原理。包括叉車、巷道堆垛機、起重機、封口機、輪船等重型機械設(shè)備，以及倉庫、港口、混凝土攪拌站、機場、配送中心等現(xiàn)代化物流設(shè)施。每一類設(shè)施設(shè)備按照材料、處理對象、性能等不同標(biāo)準(zhǔn)，又可以分為不同細(xì)分種類。例如捆扎機這類常見的包裝設(shè)備，按捆扎材料不同，分為塑料帶、鋼帶、聚酯帶、紙帶和尼龍繩捆扎機；按自動化程度不同，分為全自動、半自動和手提式捆扎機；按接合形式不同，可分為熱熔搭接式、高頻振動式、超聲波式、熱釘式、打結(jié)式和摩擦焊接式捆扎機。

這些知識點繁多且比較零散，背后邏輯關(guān)系較弱，若簡單羅列，教學(xué)內(nèi)容較為枯燥，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生學(xué)習(xí)大多靠死記硬背，僅僅為應(yīng)付考試，不知道所學(xué)知識能用來處理什么實際的問題。因此，教學(xué)團(tuán)隊從課程設(shè)置目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代物流人才培養(yǎng)目標(biāo)，重構(gòu)此課程的教學(xué)內(nèi)容。

（2）學(xué)科交叉性高，但交叉理論支撐不足，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容難易程度較難把握，延伸太多講不完，反之則沒有效果?，F(xiàn)代物流設(shè)施設(shè)備較為復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)、原理大多涉及機械、電子電路、液壓、控制科學(xué)、通信、運籌學(xué)、經(jīng)濟(jì)等多個學(xué)科專業(yè)。以最常見的倉儲設(shè)備電動叉車為例，其結(jié)構(gòu)包括車體、門架、駕駛室、電控操縱系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和能量再生電子控制系統(tǒng)。其中，車體、門架、駕駛室等物理部件的機械設(shè)計，既要考慮作業(yè)強度、高度、重量需求，又要考慮人機工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計等設(shè)計學(xué)理論，電控操縱系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和能量再生電子控制系統(tǒng)離不開控制理論、電子電路設(shè)計理論，而用于起重的液壓系統(tǒng)是液壓原理的典型應(yīng)用。此外，電動叉車需要與倉庫其他設(shè)施設(shè)備（巷道堆垛機、高架叉車、AGV等）配合作業(yè)，其配置需要運用生產(chǎn)管理、運籌決策等理論支撐。

多學(xué)科交叉特性，為教師實施教學(xué)過程增加了難度，若將涉及的學(xué)科詳細(xì)展開講解，一則難度大，二則學(xué)時不夠；反之，若不深入講解其他學(xué)科內(nèi)容，則課程教學(xué)內(nèi)容太過淺顯，學(xué)生學(xué)習(xí)不到有用的知識。因此，教學(xué)團(tuán)隊從教學(xué)設(shè)計入手，基于系統(tǒng)工程思想，每章確定一個重點講解的學(xué)科，提升課程的理論深度。

（3）設(shè)施設(shè)備技術(shù)發(fā)展快，教材內(nèi)容更新不及時，理論與實踐脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容落后于實際，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容難以直接用于解決實際工程問題。隨著人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等技術(shù)的迅猛發(fā)展，設(shè)施設(shè)備不斷更新?lián)Q代，然而教材中的設(shè)施設(shè)備的內(nèi)容相對陳舊，還是以傳統(tǒng)的物流設(shè)施設(shè)備為主。例如倉儲設(shè)備中仍然以托盤、地牛、叉車、AGV的介紹為主，并沒有數(shù)字托盤、AMR、四項穿梭車等最新的設(shè)備介紹。另一方面，對于物流技術(shù)的介紹較為淺顯，只簡單羅列了物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)、GPS、RFID等技術(shù)的定義和功能，缺少技術(shù)與具體物流業(yè)務(wù)場景的結(jié)合，以及如何在實施這些技術(shù)來提升物流效率。

教學(xué)內(nèi)容與實際、實踐脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的知識落后于行業(yè)實際發(fā)展情況，所學(xué)內(nèi)容難以直接應(yīng)用于解決實際工程問題。因此，教學(xué)團(tuán)隊將將物流技術(shù)穿插到各物流作業(yè)環(huán)節(jié)的設(shè)備中，以實際工程問題的解決為每個章節(jié)的能力目標(biāo)，提升課程內(nèi)容的實用性。

（4）課程內(nèi)容與崗位能力關(guān)系密切，但缺乏明顯支撐職業(yè)能力提升目標(biāo)的內(nèi)容，課程對學(xué)生價值引領(lǐng)力度不夠。此課程介紹的現(xiàn)代物流系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備與物流業(yè)務(wù)密切相關(guān)，現(xiàn)有教材目標(biāo)中列出了團(tuán)隊合作能力培養(yǎng)、溝通協(xié)調(diào)能力提升、職業(yè)道德建立等職業(yè)能力目標(biāo)。但教材中缺乏支撐職業(yè)能力目標(biāo)的內(nèi)容，也沒有明確引領(lǐng)學(xué)生價值觀的案例，導(dǎo)致教師在教學(xué)實踐中難以發(fā)揮課程的思政作用。因此，教學(xué)團(tuán)隊充分利用課程內(nèi)容的豐富性，深挖思政元素。

2 STEM能力框架

2019年2月，聯(lián)合國教科文組織的國際教育局發(fā)布了《探索21世紀(jì)SETM能力》報告，指出STEM技能主要包括認(rèn)知技能、信息處理、解決問題與工程思維、科學(xué)調(diào)查、計算思維與通信技術(shù)、設(shè)計思維與創(chuàng)新能力、動手操作技能、溝通協(xié)作技能等8種技能，見表1。

表1 STEM能力框架及其對課程創(chuàng)新的啟發(fā)

每1-2個章節(jié)，重點訓(xùn)練學(xué)生的一種能力。

3 教學(xué)創(chuàng)新舉措

（1）扎根行業(yè)現(xiàn)狀，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，突出課程的實用性。教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)，在“物流設(shè)施與設(shè)備”課程的教學(xué)內(nèi)容中融入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、政府規(guī)劃、企業(yè)歷程、實際工程案例等，將零散的知識串起來，構(gòu)建物流設(shè)施設(shè)備的知識體系，讓學(xué)生了解行業(yè)最新進(jìn)展，為踏上工作崗位做足準(zhǔn)備。表2為利用行業(yè)資料，通過虛擬仿真實驗方式重構(gòu)“物流設(shè)施與設(shè)備”課程內(nèi)容的嘗試。

表2 以行業(yè)資料和虛擬仿真實驗重構(gòu)課程內(nèi)容

（2）立足學(xué)科交叉，創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計，增強知識的高階性。在教學(xué)設(shè)計方面，基于STEM教學(xué)理念，將不同學(xué)科的基本邏輯貫穿于設(shè)施設(shè)備的講解、物流場景運作中，讓學(xué)生打破單門課程的思維框架，將所學(xué)知識融會貫通，用系統(tǒng)工程的思維解決復(fù)雜的工程問題。在師資配備方面，構(gòu)建不同學(xué)科背景的教師團(tuán)隊，從全校不同學(xué)院招募不同學(xué)科背景的學(xué)生作為助教，見表3。

表3 各章節(jié)交叉學(xué)科內(nèi)容

（3）善用思維方法，打造師生學(xué)習(xí)共同體，提升學(xué)生課堂參與度。將課堂由教師教授知識的過程，轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒餐罁?jù)思維方法學(xué)習(xí)知識的過程，打造師生學(xué)習(xí)共同體，改變學(xué)生的接受思維，提升其主動思考、敢于質(zhì)疑的能力。每個章節(jié)學(xué)習(xí)開始之前，先向?qū)W生介紹思維方法，再帶領(lǐng)學(xué)生將思維方法應(yīng)用到章節(jié)學(xué)習(xí)中。教師由課堂主導(dǎo)者變?yōu)檩o助者。

（4）黨員教師集體備課，深挖思政元素，發(fā)揮課程價值觀引導(dǎo)作用?！拔锪髟O(shè)施與設(shè)備”課程知識點較多，是其難于講解的地方，也是其發(fā)揮課程思政作用的優(yōu)勢所在。因為豐富的教學(xué)內(nèi)容，提供了各種類型的課程思政資源。在備課時，按照教學(xué)大綱梳理知識點，精心設(shè)計思政環(huán)節(jié)，不是空喊口號，更不是簡單套用別人的案例。在講課時，從復(fù)習(xí)、導(dǎo)入、教授、小結(jié)、作業(yè)各環(huán)節(jié)找準(zhǔn)切入點，學(xué)中做，做中學(xué)，力求入腦入心。課后進(jìn)行反思，聚焦學(xué)生為中心，立足有意義學(xué)習(xí)理論，遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，關(guān)注學(xué)生求知欲與獲得感。

例如在揀選設(shè)備中，介紹國產(chǎn)品牌國自料箱揀選機器人大洋彼岸成長記，以國自在北美大陸的市場表現(xiàn)，增強學(xué)生的民族自豪感，并以習(xí)總書記考察湖北時的話“具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，是企業(yè)“命門”所在。企業(yè)必須在核心技術(shù)上不斷實現(xiàn)突破，掌握更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，掌控產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)?！奔顚W(xué)生步入企業(yè)之后，仍然以創(chuàng)新為己任，具備大局觀，爭取掌控產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)。

（5）對標(biāo)就業(yè)市場，改革課程考核方法，強化考核促進(jìn)作用。針對全球就業(yè)市場最需要的10類能力：分析思維能力和創(chuàng)新能力，主動學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)策略，復(fù)雜問題解決能力，批判性思維和分析能力，創(chuàng)造力、原創(chuàng)力和主動性，領(lǐng)導(dǎo)力和社會影響力；技術(shù)使用、監(jiān)督和控制能力，技術(shù)設(shè)計和程序設(shè)計能力，韌性、抗壓性和靈活性，推理能力、解決問題能力和思維能力，構(gòu)建基于多目標(biāo)、多方式、多主體的評價體系，注重過程性評價，以評價促進(jìn)學(xué)生能力的提升。

4 結(jié)語

本文從教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)、教學(xué)設(shè)計變革、課堂教學(xué)再造、思政元素挖掘和考核過程創(chuàng)新等方面，將“物流設(shè)施與設(shè)備”課程從傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔壅n堂，從知識課堂轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰φn堂，從灌輸課堂轉(zhuǎn)變?yōu)楣餐瑢W(xué)習(xí)課堂，從封閉課堂轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放課堂。在今后的教學(xué)過程中，要充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，引導(dǎo)活躍度不高、參與感不強的學(xué)生，調(diào)動其自主學(xué)習(xí)的積極性。