集装箱码头业务仿真实训教学研究

董重轩 谢旦岚

摘要：随着时代的发展，社会的进步，很多虚拟课程教学平台崩发出来，像集装箱相关的课程如物流工程系学生的必修课：《集装箱运输与国际多式联运》、《国际物流与货代通关》等课程会学到集装箱及货运码头相关的内容，但是仅仅依靠课本的知识是无法充分了解集装箱以及货运码头的相关知识。通过构建虚拟的码头作业场景这种“教学做一体化项目教育模式”可以进一步了解集装箱码头的知识。

关键词：教学模式;虚拟仿真;集装箱码头;教学做一体化

一、集装箱码头业务操作教学现状分析

（1）课程建设现状

集装箱码头业务操作是学校港口与航运管理专业港口管理方向的一门核心专业课，授课对象是港口与行业管理专业港口管理方向二年级学生。课程依托集装箱码头信息管理系统开展实训，采用类似于轮岗培训的方法，学习各个岗位的业务方法和技能，如船舶计划员、堆场计划员、闸口操作员、配载员等。

（2）面临的新问题

1.基于码头信息系统的实训载体，无法呈现形象化的工作场景

以往的教学载体是码头的信息管理系统，该系统以二维界面反映出信息在不同部门之间的流转过程，不能展示码头的实时作业场景。学生对于具体业务的操作过程不清楚，对相关的操作原则和方法似懂非懂。鉴于码头严格的安全管理 和特殊作业工况，安排学生参观码头作业现场困难较大，教学中只能利用图片和视频去拼凑码头的作业场景，效果不佳。

2.理论 +实践的方式连接松散，能力培养效果差

以前的教学中，用各个击破的方式学习岗位的知识和技能。先介绍相关知识，然后演示操作技能，最后学生进行操作 训练。理论知识点是否必需、是否够用是不知道的。实操任务虽然按照要求完成了，基本正确，但是无法检验是否最优，导致学习停留在浅层次的模仿学习上面，限制了深度学习，能力培养效果较差。

3.评价反馈不及时，学习兴趣不高

课堂教学中，教师负责巡场指导，无法监测每个学生的实训过程，实训效果要教师逐一检查评价，费时费力，不能即时给学生反馈成绩。随着信息化教学的越来越深入，不少课程中都投入了各种软件辅助教学，而学生对平面软件类操作的 兴趣度在下降。

4.实训的成本较高

展现集装箱码头工作场景的实现方式有三种：一是借助码头沙盘进行展示;二是基于VR 技术开发集装箱码头工作场景;三是借助港机仿真模拟器体验港机操作。这三种实训方式的效果直观逼真，学习体验感强，但不能与信息系统结合反映出码头各个业务之间的内在关联，而且实训室建设和维护费用较高。

二、仿真实训的意义

“教学做一体化项目教学模式”就是在实践教学中，坚持实践与理论紧密衔接，将实践教学与理论教学过程中应掌握的知识、能力、态度融入某一生产或工作任务，在单元实践教学时间内将“教师的教”“学生的学”都与“做”融为一体的教学模式。教师通过演示典型工作任务来“做中教”。学生通过模拟训练来“做中学”，最后，学生通过完成强化任务实现“学中做”，做到教学做统一。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而是理中有实，实中有理。

教学做一体化教学模式是能突出学生动手能力和专业技能的培养、充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法。其核心是学生的实践，操作能够与理论学习同时进行，从根本上将学生的实践能力提高，与此同时增加学生的参与度。

码头运作具有关联性、实践性、复杂性、多方参与等特点，学生对码头运作系统的熟悉是完成某一具体工作的前提。虚拟仿真环境的教学有以下特点：（1）能够将码头的布局和功能区域直接的呈现出来，学生可以通过第一视角、第三视角、飞行视角三个角度对作业环境进行360度全方位观察。（2）学生能够根据作业需要，模拟操作各种机械和设备。（3）可以根据课程需要设置仿真环境具体内容，如卸船装船等作业环节。

三、仿真实训分析

集装箱码头装卸系统是一个复杂的物流系统，具有非线性、不确定性、多输入与多输出、多种人为规则等特点，当前对于复杂系统的分析和研究，缺少善、有效的数学理论，最有效的方法就是利用计算机仿真技术，建立系统模型，通过仿真试验来研究和分析复杂系统的问题。近年来，伴随着信息技术水平不断提高，仿真技术在港口工程上的应用也越来越广泛。

本教学平台是基于Flexsim平台开发的一款虚拟教学平台，无需去码头就可以通过虚拟教学平台来了解真实的集装箱码头的货运流程与情况。通过利用物流建模技术，Flexsim技术，对集装箱码头进行研究和仿真模拟，为集装箱码头虚拟提供一些参考数据。帮助同学们理解与学习集装箱码头的相关知识，做到教学做一体化，突破以往理论与实践相脱节的现象，教学环节相对集中。

平台效果展示图如下图所示。

理实一体化是一种理论和实践有效结合教学模式，突破以往理论与实践相脱节的现象，其核心是学生的实践操作能够与理论学习同时进行，从根本上将学 生的实践能力提高，与此同时增加学生的参与度。是较为新型的职业院校教学模式。这与高职的人才培养目标不谋而合，高职的人才培养目标是为社会培养出适应生产、建设、管理、服务一线需要的，掌握“必需、够用”的专业理论知识，具有较强的高素质技术技能型人才。

四、总结

在培训过程中，教师通过讲解让学生了解集装箱码头业务仿真的相关知识，并利用平台帮助学生完成集装箱码头运作流程。理论与实践的结合更培养了学生的实践能力和固有思维，加强了学生对集装箱业务码头学习的热情，并且巩固了专业知识。

参考文献：

[1] 陈艳玲.基于三维虚拟仿真的理实一体化教学改革——以集装箱码头业务操作为例[J].物流工程与管理，2019，41（06）：149-151+128.

[2] 杨斌，胡继龙，林意斐.基于FlexSim的集装箱码头铁路装卸线建模与仿真分析[J].港口装卸，2020（01）：6-9.

[3] 于绍政，孙冬石，陈靖，李勇超.自动化集装箱码头机械配置仿真优化研究[J].系统仿真学报，2019，31（12）：2750-2757.

作者简介：董重轩（1999.6.15），男汉族，吉林长春人，學生，专业：物流工程。

谢旦岚（1992.11.19），女，汉族，浙江绍兴人，讲师，硕士，主要研究方向物流系统仿真。

（作者单位：大连东软信息学院）