杨 洋，武志磊，李俊韬

（1.中国矿业大学（北京）管理学院，北京 100083；2.北京物资学院 信息学院，北京 101149）

0 引言

随着我国经济社会的发展以及大数据、物联网等新一代信息技术的兴起，冷链物流迅速发展。目前已有上百所学校开设了物流专业，物流教育空前繁荣，但冷链物流人才培养模式大多是师傅带徒弟，新人的成长多是通过进入企业后边学边实践。这样的方式使得冷链物流人才的培养速度极慢，严重制约了冷链物流的发展。工程实训作为高等院校开展工程实践教学的必修课程，在培养大学生工程实践能力与创新能力中发挥着巨大的作用[1]。建设具有一流水平的多功能实验室对于提高高校冷链物流专业的教学质量，满足教师教学与科研的需要，强化学生职业技能的培养，适应市场经济新形势对应用性人才的要求起到十分重要的作用。因此，如何通过实践教学内容和方法的设计，解决冷链人才培养与企业需求接轨的问题具有重要意义。

传统正向设计的教学理念，是从学科课程体系入手，根据课程体系设定毕业要求，再延伸到人才培养目标，再到市场需求。但这种模式培养的人才通常仅能满足内部的需求，对于外部需求却不一定能匹配，因为这种人才培养逻辑的最终产物只是教育的结果，不是教育的目标。所以，传统教育模式和理念对市场外部需求很难做到满足，只能是勉强适应。然而，成果导向教育是指基于学习产出的教育理念（Outcomes-based Education，缩写为OBE）。作为一种先进的教育理念，美国等发达国家经过多年的理论和实践探索，已形成了一套比较完整的理论体系和实施模式，并且已经证明是高等工程教育改革的正确方向[2]。相对于传统工程教育而言，OBE理念遵循反向设计原则，是从市场人才需求开始，根据需求决定人才培养目标，再由培养目标设计毕业要求，最终由毕业要求决定课程设置体系，使教育目标与结果的一致性得到了最大限度的保证。

成果导向的工程教育应建立一种有效的持续改进机制，持续完善改进教学活动的过程，以学生为中心，提高工程类课程的教学质量。Brisson，等[3]对美国1 916名9年级学生的样本进行了研究，在他们的数学课中给学生们布置了与企业实际相关的简短任务，该研究表明，参与企业实际问题解决的实际任务解决能够在五个月后提高学生的数学考试成绩；Kashefpakdel，等[4]对6个国家（澳大利亚，比利时，加拿大，丹麦，芬兰和爱尔兰）的教学数据进行分析，发现直接接触企业实际工作与数学评估中较高的学生分数之间存在统计学上的显著关系；在一项针对英国169名19-24岁学生的研究中，参加企业实际工作的学生的年薪比没有参与的同龄人高出18%[5]；在对美国职业学校的研究中发现，在企业与学校合作的环境中学习的学生在毕业8年后的收入比同龄人高出11%[6]。

基于OBE，以学生为中心的工程教育理论重点体现在以下三个方面：

第一，教学培养目标和毕业要求密切关注学生发展。传统教学内容未依据绝大多数学生的期望值进行设计，不利于学生达成预期目标。闭环评价的聚焦点仅针对少数优等生，无法真实反映学生学习效果和过程中的表现。基于OBE，应以学生为本，把所有学生作为教学培养的目标对象，实现教学内容学以致用。

第二，校企合作、协同育人是OBE理念很好的一种阐释。我国紧缺集商贸、金融、运输、物流规划、信息技术与手段等多种知识和技能于一体的应用型物流领域专业人才[7-8]。当前物流服务行业的发展，要求服务提供商越来越多地参与到客户供应链的设计中，这给他们带来了严峻的知识挑战，高校和行业代表或者典型企业合作，让企业参与研究生培养计划，通过共建实训或实习基地，扩展学生对物流技术或管理工作的理解，可进一步加深和丰富理论知识的学习。关注最新技术的发展，不仅在物流方面，而且在更广泛的新兴产业领域，并着重培养学生的专业能力和学术能力，将大数据、物联网、人工智能等技术集成应用于冷链物流仓储、运输、配送等全生命周期的智能物流场景中，是未来冷链物流的主要提升和发展方向。

第三，基于协作学习(Collaborative Learning，CL)的课程组织形式可以解决教学中存在的重理论、轻实践和教学形式单一、缺少生动性的问题。CL是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习的模式，把人们头脑中原有的能力引发出来。将学习的权力交还给学生，老师只是起到启发和辅导的作用，让学生通过实践去学习和发展最适合自己的能力和知识。冷链物流专业研究生课程需要关注最新技术的发展，不仅在物流方面，而且在更广泛的新兴产业领域。将大数据、物联网、人工智能等技术集成应用于冷链物流仓储、运输、配送等全生命周期的智能冷链物流实践教学场景中，通过协作学习模式使不同专业背景的学生分享知识和合作，以期获得达到学习目标的最佳途径。学生通过协作学习，能够较好的发展思维能力、增强沟通能力，对形成批判性思维与创新性思维有明显的积极作用。对于物流工程专业研究生来说，可以与计算机、信息管理、交通管理、物联网等专业的学生进行跨专业协作学习，互学所长，也积累跨专业合作的经验。

本文通过分析当前冷链物流课程教学现状，确定解决思路，提出了基于OBE理念的冷链物流专业培养目标及培养方法。融合大数据、物联网先进技术搭建了包括智能冷链无人仓系统、运输监控系统、全程溯源系统、数据分析系统等的冷链物流实训平台，设计了兼具演示性、操作性、设计性和综合性特征的实验内容，实现教学目标与专业人才培养紧密结合、与信息化教学深度融合和企业需求的接轨。最后，通过教学改革实践案例验证了基于OBE理念的冷链物流专业培养方法的有效性。

1 冷链物流专业实训课程的教学现状

物流专业人才培养目标中要求冷链物流人才应该掌握冷链物流的概念、原理和方法，熟悉相关操作流程、注意事项、相关标准、装备设施等，能根据不同物流环节的需要，合理应用技术、管理等手段。冷链物流人才必须拥有整合传统常温物流与冷链物流专业的能力，同时熟悉蓄冷技术、物联网技术，通讯技术和大数据分析等基本能力。以信息技术为平台，利用信息技术合理地进行流程管控，确保冷链产品的品质和安全是冷链物流运作的核心。冷链物流人才主要包括研究、决策型人才、管理型人才和操作型人才。冷链物流专业人才要求较高的理论和实践能力，特别是管理岗位的从业人员，只有具有良好的多学科复合型专业知识与技能才能确保冷链物流的高效运作。但当前专业教育面临着巨大的挑战。经调查发现，在教学内容、课时设计、教学方法、考核方法上存在以下四个方面的问题：

（1）教学内容不系统、不先进，没有明确提出学生能力培养的教学目标。冷链物流是一门复杂的学问，涉及很多技术。冷链物流教材不多，且比较滞后，理论性强。而且近几年来，冷链物流技术水平有了突飞猛进的发展，但由于教师水平有限、教材更新缓慢等原因，冷链物流的教学内容无法及时更新，导致很多学生学到的知识已经是过时的知识。即教学内容陈旧，与实际课程关联度低。目前教科书的开发和出版需要一定周期，无法及时反映物流工程产业的快速发展，教育工作者仅通过一本书教学，而不了解当今的热点话题、实践的创新和热门案例。特别是其中很大部分内容是传统课程，在工程实践领域很难起到一定的作用。除此之外，物流工程专业相关书籍借鉴了大量的美国或者日本的案例，内容不符合我国物流产业发展特点，不适合我国教学情景。

（2）教学重理论、轻实践，没有遵循学生学习的认知规律，也没有以学生为中心更新和完善教学内容。冷链物流是一门实践性非常强的学科，而冷链物流课程的授课老师多为学校专职老师，冷链物流行业的工作经验缺乏。由于很多学校没有实习实践基地或冷链物流实验室，不得不将教学重点放在了理论教学上，忽略了应用能力的培养和专业技能实操。另外，目前一些具有冷链物流专业的高职类院校建立了冷链物流实训室，但主要以冷藏、冷冻等传统冷库设备的实操实训为主。将物联网、大数据等先进技术应用到冷链物流实训中的实验平台较少，无法满足相关专业本科或研究生高层次人才的实验、教学。物流企业在学生入职后往往仍需进行岗前和在岗二次培训，耗费了大量的企业经营成本。

（3）教学形式单一，缺少生动性，没有以学生为中心组织课堂教学形式。由于缺少实验设备，目前很多老师在讲授冷链物流时，仍以PPT演示为主，致使课程枯燥乏味，容易使学生产生厌学心理。更有甚者，PPT的内容全部都是文字，没有图片和视频，不及时调整授课方法，依旧采用满堂灌或者一口气讲到尾的模式。在实训课堂上，学生多数时间还是处于被动接受或听讲的状态，没有主动思考、表达及互动的环节，以教师为中心，学生参与度低，兴趣不高，学生的主体性与潜能得不到充分激发。部分学生在课堂上仅仅是倾听，或观看操作示范视频，完全没有和教师沟通的过程，似乎对课堂内容十分了解，但面对实际问题，却无从下手，学术研究能力很难提升。与此同时，因缺乏项目或课题驱动，学生缺少基于目标和成果导向的文献研读、论文写作、科研工具的使用等磨练，导致学生学术素养低，研究能力差。

（4）考核方法不科学、不客观，没有以成果为导向设计考核标准。通过对教师及学生的访谈发现，目前，冷链物流教学考核仍较单纯，即以纯理论知识闭卷考核为主，很多学生只需在考试前死记硬背知识点，就能取得不错的成绩。这样的考核方法无法科学、客观地评估一个学生真正学到了多少知识，不能反映学生的真实能力，对操作性、实践性要求较高的冷链物流实训能力得不到检验，不能保证学生能适应工作的需要。除此之外，部分任教老师选择在实训课最后一堂课，对学生们的实践操作表现进行考核，但考核内容仅以低层次的技能掌握作为评价标准，内容局限于实训环节中学生的操作正确与否，没有结合实际的企业应用进行讲解，对课堂学习中的学生并没有做到多维度的考核评价。且关于实践操作的考核结果大都为教师的主观评价，降低了课堂教学的严谨性和客观性。

2 解决思路

2.1 基于OBE理论的教学内容设计

通过智能冷链物流实训教学平台构建，对物流人才培养方法进行案例分析。智能冷链物流实训教学平台覆盖了整个电商冷链物流流程，同时每个环节每个设备都有详细的资源配置，可进行单独教学实操。如针对物流管理专业，可以从冷链物流业务流程、仓储管理、仓库规划、物流大数据分析等环节重点教学，针对物流工程专业可从物流装备的认知和运维、物流装备作业原理及配置、物联网架构的搭建、大数据挖掘模型编程设计等方面入手，实现因材施教、灵活多用。

2.2 基于校企协同育人理念的教学内容更新和完善

智能冷链物流实训教学平台教学内容包括热门话题和关键专业技术领域，如“机器换人”无人仓的作业模式、物联网技术的作用、库存管理与冷链物流服务等内容，并与企业合作，双方形成“资源整合、文化融合、产学结合”的协同育人模式。校企双方在人才培养目标定位、招生方式、经费保障、课程体系、实训安排和制度建设等方面进行深入探讨，校企联袂结对组成育人成果共享的“朋友圈”，切实增强院校技能积累能力和学生就业创新能力，以产业或专业（群）为纽带，推动专业人才培养与岗位需求衔接，人才培养链和产业链相融合。

2.3 基于协作学习的教学过程设计

让计算机、物联网、市场营销等专业学生以团队形式深度参与，创建微型的多学科团队，不仅有助于扩展物流工程专业学生的学术能力范围，同时进一步利用了协作学习实现人才培养目的。让物流企业参与到研究生的教学中来，由物流企业的经理向学生介绍企业面临的现实问题，然后要求学习组作为企业的特别工作组，在限定时间内利用实训平台工具解决问题。专业能力通过与不同见解、观点和背景的人组成团队一起工作而得到进一步发展。学生在课程中所获得的经验包括：在当前的课程实践中识别和熟悉物流行业热点话题；了解如何在案例/实践环境中评估这些物流行业的机遇；通过研究、分析和专业方式(展示、写作、讨论、跨专业协作学习等)来撰写研究报告。

3 基于智能冷链物流实训教学平台的课程建设

3.1 实训课程设计思路分析

冷链物流是一门理论性与实践性紧密结合的专业课程，如何调动学生、培养学生融会贯通的能力，对传统教学提出了较高要求。冷链物流实训教学是物流工程或管理专业的主干专业实践课程，主要培养从事冷链物流管理、适应社会需要的冷链运作与管理等应用型技能人才。通过对职业岗位群的分析，冷链物流实训课程的职业岗位指向冷链物流企业、物流装备企业、商贸物流企业、物流咨询企业，从事规划、运营、管理、运维、数据分析、数字化提升等岗位的工作。须具有冷链物流管理工作必须掌握的基本理论、基本知识，能够从事与冷链物流相关的物流业务运作，掌握冷链技术和管理、冷链物流操作技能，了解物联网、大数据、通信、智能化等相关技术。

OBE教育理念强调成果导向，因此课程教学体系设计应以企业、学生和教师需求设定的人才培养目标及毕业要求为依据。课程教学体系的设计对本专业人才培养目标及毕业要求应具有良好支撑作用。重构课程体系，依据现代先进冷链物流企业运营业务内容，以冷链物流管理工作过程为导向，确定本专业所对应的工作岗位、具体任务、工作流程、工作方法、工作对象、使用工具及所需知识、能力、职业素养等，归类整合职业行动能力，确定典型技能任务，按照实际工作行动的逻辑过程编排学习内容。在OBE理念的指导下，建立冷链物流实训教学平台，解决冷链物流教学中存在的问题。实训平台以典型企业冷链物流实际业务为基础，将物联网、大数据、AI等技术在物流中的应用进行融合和体现，让学生通过该平台能对冷链物流的各环节进行实操，掌握最前沿的信息技术，实现协同育人的目标。同时，通过仿真平台的构建，以学生为中心，让学生为了达成目标而进行不断试错、探索，以学习成果为导向，过程中老师起辅导作用而不是家长式的指导作用。创新评价方式，建立多元化评价体系，通过平台系统构建的各项过程和结果数字化指标达到客观评判、个性化激励的作用。实训平台以学生为中心进行教学设计，包括演示性、操作性、设计性、验证性和综合性实验等。冷链物流实训教学项目见表1。

表1 冷链物流实训教学项目一览表

3.2 冷链物流教学平台设计

基于OBE的智能冷链物流实训教学平台以冷链物流供应链流程为主线进行设计，以物联网中间件为支撑，以大数据分析为中枢，以物流信息技术为神经系统贯穿始终。实训平台包括基于AGV的智能冷链无人仓系统、冷链运输监控系统、冷链全程溯源系统、冷链数据分析平台等，涵盖了冷链运输、仓储、配送等环节，实现全流程的运营、监控和追溯。实训平台分为末梢感知、网络集成、智慧分析、应用执行四个层次。感知层基于冷链需求，感知与采集不同类型数据，包括冷链环境参数、位置数据、物流管理过程数据、溯源数据、网络统计数据等；集成层利用无线传感网络、无线移动、无线射频等先进的物联网技术，集成多终端、多类型、多来源的冷链物流数据与各种数据采集平台，统一数据接口，为智慧层提供全面的数据支持；智慧层根据服务对象需求，采用人工智能研究方法与计算方法对数据进行分析处理、自动规划决策、智能控制等，为应用层提供决策建议；应用层构建面向服务的智慧冷链系统，针对冷链仓储、运输及配送、安全溯源等环节提供运营、监督服务。学生通过平台对整个冷链物流流程进行实操、规划、仿真训练，能够深刻感知和掌握现代信息技术在冷链物流中的应用。冷链物流实训平台架构见表2。

表2 冷链物流实训平台架构

3.3 教学内容设计

根据OBE理论，本文针对教学内容分别进行了四个模块的教学设计。每个实训模块涉及的管理流程及技术方案，均基于校企协作并对教学内容进行实时更新。具体体现在：实际企业运营管理中遇到的各种新问题，如本次新冠疫苗冷链运输过程中，如何短时间内解决大规模干线运输和配送等运力问题；企业解决实际问题时应用的各种新技术，如冷链物流中更新的传感器技术，及大数据可视化平台搭建等。整个设计过程需充分进行校企协作，才能实现培养从事冷链物流管理、适应社会需要的冷链运作与管理等应用型技能人才的教学目标。

（1）模块一：基于AGV的智能冷链无人仓系统实训。智能技术在仓储环节中的应用目标是为了实现整个仓库作业全流程的无人化操作，尤其是在冷冻或冷藏等不适合人工作业的环境中，智能机器人替代人工更具有优势。智能冷链无人仓实训系统由仓储管理、机器人调度、AGV、环境信息采集、规划运营仿真等模块组成，实现仓储管理、AGV调度、拣选/分拣/盘点作业、环境监控预警、仿真规划等场景的实操。系统利用无线传感网络、无线移动、无线射频等先进的物联网和智能机器人技术，将立体库、AGV、温湿度传感器、RFID标签读写器、手持终端、冷藏设备等冷链物流装备集成。无线移动涉及仓储、配送作业的全过程管理，能够实现无线移动的入库、出库、盘点、配送作业实训。无线射频实现了仓储管理的智能托盘，以及配送过程中和温湿度传感器的结合实训。无线传感网在冷链物流的温度监控涵盖了温度记录与跟踪、温度设备控制、商品验收、温度监控点设定、运作系统的建立等实训领域。冷链无人仓系统实训内容见表3。

表3 冷链无人仓系统实训内容

（2）模块二：冷链运输监控实训。冷链运输监控实训系统是一个集成GPS、GIS、温湿度监测技术和无线传输技术的监管定位平台。通过RFID、GPS、无线通讯及温度传感技术的有机结合，在需要恰当的温度管理来保证质量的生鲜食品和药品物流管理中，将温度信息实时记录在带温度传感器的RFID标签上，或通过具有定位模块及环境传感功能的终端使用无线通讯技术回传到运输系统管理平台，对物品的生鲜度、品质进行精细、实时的管理。实训系统支持多终端实时监控与管理，学生可以进行地图浏览、用户管理、车辆管理、定位信息管理、轨迹回放、环境信息异常警告、数据云存储、数据分析、手机预警、历史查询等实操训练。冷链运输监控实训内容见表4。

表4 冷链运输监控实训内容

（3）模块三：冷链全程溯源实训。全程溯源系统利用物联网技术进行感知、大数据技术进行分析、区块链技术进行数据存储，对产品从源头至终端消费者进行全流程数据信息的收集，并在平台完整传输、存储，形成完整无断链的可追溯信息链，实现从生产端至消费端与从消费端至生产端的双向信息追溯。老师通过该实训模块展现冷链溯源的基本框架和信息要素。学生通过实训系统可进行仓储、运输、配送等冷链环节的温湿度采集、数据实时上传展示、环境监控预警、历史数据查询实验。可以进行产品厂商、生产批次、生产场地、质量检验、生产运输过程等信息查询和分析实验，实现可追溯管理实训。冷链全程溯源实训内容见表5。

表5 冷链全程溯源实训内容

（4）模块四：冷链物流大数据分析实训。物流信息系统是冷链物流专业的核心主干课程之一，主要解决物流活动中大量数据的有效采集、组织、存储、查询、分析与应用等一系列问题，其应用是物流企业提高竞争力的有效手段[9]。冷链物流数据分析平台则可针对物流各个环节订单、客户、仓储、设备、轨迹等多维度信息进行数据挖掘和利用分析，从而进行商业运营价值挖掘，有利于精确管理和科学决策。实训平台针对物流工程等非大数据计算机专业的学生如何进行数据处理、数据挖掘而设计，将各种模型进行封装，使学生不至于不懂大数据编程而难以入门。平台依据大数据分析基本认知流程，以冷链物流业务案例为载体，使学生从业务理解、数据理解、数据准备、原始数据的预处理加工，挖掘、分析到发现规律，最后再到结果可视化呈现的全过程，使学生掌握数据处理的基本方法和模型。冷链物流大数据分析实训内容见表6。

表6 冷链物流大数据分析实训内容

3.4 基于OBE理论的教学效果分析和教学评价反馈

根据企业需求进行人才培养设计是OBE教学理念的出发点，培养的人才满足企业需求是最终的归宿。在北京物资学院、北京联合大学、重庆文理学院等多所学校三年多的教学实践证明，建设智能冷链物流实训平台对学生进行实操和仿真训练，实现了学生知识和能力与企业需求的契合。实训平台采用最新的教学理念和技术进行设计，具有较高的前沿性、技术型和综合性特征。学生学起来有目标、有兴趣、有意义，显著提高了学习积极性。多数学生能够获得较好的课程成绩，说明学生能够更好地掌握专业知识，提高了专业能力，拓宽了素质修养。根据学生就业调研，物流工程专业毕业生就业水平明显提高。此外，本课程的许多学生在课程结束后会与教师保持良好的关系，促进了师生关系的良性发展。平台使用案例见表7。

表7 平台使用案例

4 结语

本文运用OBE理念进行冷链物流实训平台设计和实践课程改革研究，基于OBE理念将最新行业发展趋势和技术融入到教学过程中，构建了冷链物流实训教学平台。通过课程资源和平台的开发，提升了教学能力，促进了专业化发展。实践证明，应用效果和应用效益都比较好。教学实训平台在满足教学实训需要的同时，具备较强开放性，可以基于实验室环境开展专业实训、课程设计、毕业设计、学科竞赛等活动，为多学科共享开放实验室提供了支撑和保障。未来人才的培养应该本着社会需要什么人才、我们就培养什么人才的思路发展。平台的建设将继续促进教学资源形成科研成果，探索人才培养的新模式，进一步向着能够满足行业发展需要、课程资源共享、大规模推广应用的方向努力。