基于高校“雙一流”建設的《儲運儀表及自動化》教材改革探索

于鵬飛，高玉明，雷云，彭浩平，趙會軍

（常州大學，江蘇常州 213164）

目前，構建個性化、多樣化的工程人才培養模式的“新工科”建設已成為高校專業建設、人才培養創新變革的重要工作[1]。工程教育專業認證則不僅是我國高校本科教學工程改革的內在要求和必然趨勢，更是各高校促進專業建設，提高人才培養質量的契機，而課程改革則成為我國當前高等教育改革的焦點[2]。教材作為課程改革的重要載體，是教師組織教學活動和學生開展學習活動的重要媒介，也是達成教學目標的基本依據，在內容上要保持經典性與全面性，在資源上要兼顧時代性與先進性。隨著現代信息技術和互聯網思維在教學中的深度融合，逐漸形成了紙質內容與數字化資源一體化的新形態教材，紙質內容是核心,是教學內容的主體；數字化資源是紙質內容的補充和擴展,是適應多維度學習的重要途徑[3]。在此形勢下，作為油氣儲運工程專業的基礎課《油氣儲運儀表及自動化》也面臨著改革的要求，適應時代與行業發展的需要。

1 《儲運儀表自動化系統》教材改革原則

（1）與時俱進，體現學科先進理論、前沿研究和應用成果，更好地適應、并滿足行業對人才培養的能力需求。

儲運儀表自動化系統是國家能源運輸環節（油氣儲運）運行的關鍵保障。近年來，隨著大數據、虛擬現實、智能化與信息化等前沿技術的快速發展與應用，儲運行業數字化、信息化與智能化應用程度有了本質的變化與提高，已由“面向單一生產過程控制”的DCS、SCADA等系統，快速向“基于大數據的自動化控制與信息化管理相結合、信息化與智能化管理相結合”的管控一體化綜合性運行管理方向發展。此外，儲運儀表自動化與信息化國家規范及行業建設標準的普遍更新與提高，則更使其技術與應用的基礎知識體系有了本質的變化與提高，也對儲運工程人才在信息化和智能化運行管理方面的能力需求和培養要求體現出了多學科交叉融合的新形態。

（2）“以學生為中心，工程能力培養為目標，職業道德與修養培養為核心”，富有“儲運行業與工程應用特色，適應儲運本科工程化、信息化教學”的系統全面的工程應用型教材及其資源建設。

教材是教師開展教學活動主要依據的基礎性關鍵資源之一，是教育思想與理念，教學內容、方法與手段的載體，及學術成果、科學技術的集中反映。不僅是課程建設的核心，更是課程教學改革得以實施的重要保證。工程應用型教材及其資源建設，強調“以學生為中心，工程能力培養為目標，職業道德與修養培養為核心”的工程化教學，是基于“新工科與一流課程建設”理念與內涵及其要求的專業培養目標和教學思想的具體體現與實施的關鍵核心基礎之一，也是新工科背景下工科建設的必由之路[4]。而現有課程教材為傳統教材，既缺乏系統性與整體性，又在教學理念、內容形式與培養要求，工程化應用能力和學生職業道德與修養培養等方面都已明顯不適應現有工程化、信息化教學的要求與需要。不僅嚴重滯后于儲運行業自動化、信息化技術發展的應用需求和現有新工科建設人才培養的要求，更極大地制約了儲運專業學生儀表自動化方面的工程應用能力、職業道德和素質培養的需要。

（3）以工程應用為基礎，融教材建設、信息化教學與課程教改于一體的工程應用型新形態教材及其資源建設，將工程應用、信息技術與教育教學深度融合，構建“教與學”的新型教學關系。

高校本科工程化應用、信息技術與教育教學深度融合，是新時代高校教育的內在必然與發展趨勢，更是儲運課程教改與工程化人才培養所面臨的急需、迫切任務之一。其不僅是適應、并滿足行業發展和人才培養需求變化的課程教改的關鍵核心，更是新工科建設提高教學和人才培養質量的重要核心保證。新形態教材建設是新工科與一流課程建設的核心主體內容，通過對教材進行改革，采用“線上線下混合式教學”，進一步深化本科課程工程化與信息化教改與實施。

2 《儲運儀表自動化系統》教材改革思路

基于新工科與一流課程建設、工程教育專業認證“以學生為中心、成果導向、持續改進”理念，秉承課程思政“育人先育德，教書更要育人”的立德樹人本質與協同育人理念，從工程化與信息化教學兩方面，基于“互聯網+教育”，融教材與課程建設于一體，將工程應用、信息技術與教育教學深度融合，校際協同創新，體現工程倫理、職業道德與素養內涵[5]。

該教材構建了如圖1所示的“以學生為中心，工程能力培養為目標，職業道德與修養培養為核心”的工程應用型新形態教材體系。該教材描述油氣儲運全過程的儀表自動化系統及其工程化應用的全周期流程，多學科交叉，多維度分析，完善知識系統及其工程化應用，立體化、信息化地體現該領域最新進展，傾力開發“信息化的工程應用型新形態教材”，考慮多學科的知識體系、多層次的教學對象、信息化的表現形式、多角度地解決問題，培養解決復雜工程問題能力、兼具職業道德與修養、德、智、體、美、勞全面發展、儲運與自動化應用相結合的復合應用型人才，并實現知識傳授、價值塑造和能力培養的多元統一。

圖1 《儲運儀表自動化系統》新形態教材建設目標體系

3 《儲運儀表自動化系統》教材改革特色

（1）立德樹人、協同育人，實現知識傳授、價值塑造和能力培養的多元統一。

儲運儀表自動化及其工程化應用，是國家戰略能源運輸系統（油氣儲運系統）信息化管理與智能化運行的關鍵保障[6]。該教材通過油氣能源可持續發展、油氣儲運自動化工程應用與社會、安全健康、節能環保等相關知識，豐富儲運儀表自動化與信息化應用的技術標準體系、知識產權和產業政策和法律法規，向學生傳輸愛國教育和工程倫理理念、職業道德與素養內涵。引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，成為儲運與自動化應用相結合、德、智、體、美、勞全面發展的復合型工程人才。

（2）“以學生為中心，工程能力培養為目標，職業道德與修養培養為核心”的案例引導與探討式的工程化教學設計。

富有油氣儲運行業特點與常州大學特色，融新形態教材及其資源、課程建設于一體的多維度、深層次工程應用教改創新，構建了以課程為中心的新形態教材開發體系，如圖2所示。

圖2 以課程為中心的新形態教材開發體系

教材以儲運行業儀表及自動化應用中的實際問題為出發點，融合了現有儲運行業儀表自動化的主要典型工程案例，兼顧了理論與工程實踐化教學、應用及管理的實際結合，相比現有教材，彌補了國內相關高校儲運儀表自動化及其應用與管理方面，缺乏系統完整性、綜合專業性應用紙質教材與技術圖書的空白。

（3）寓教學改革和新形態教材建設為一體，層次化的內容編排、漸進式的研討教學、階梯化的能力培養、模塊化的工程應用、多元化的教學形式，注重素質教育，融“知識、能力、人格”培養于一體，充分契合工程化教育人才培養要求及行業發展趨勢[7-8]。

教材以學生能力培養為宗旨，以“儲運自動化核心知識（工程知識）→工程方案的分析、比較、論證與設計（一般工程問題）→運行方案和運行管理方法的優選確定（復雜工程問題）→工程方案的實際投運與運行管理（工程應用）”的系統知識鏈為主線，各章節內容與思維的內在有機聯系為主軸，結合油氣儲運工程特點，按不同工程應用方向與專業核心課程（如油氣田集輸、燃氣輸配、油氣管道、油庫倉儲等）直接對接的工程應用模塊、適度系統地橫向展開，由此構成了由淺及深、層次清楚、有機縱橫、與工程化教學培養目標相對應的思維導向式課程知識點極其清晰邏輯結構體系。

（4）教材融“教材形式與教學方式于一體化、教材設計與教學理念于一體化、教材內容和教學目標于一體化、紙質教材與數字化資源于一體化”，體現了系統性、綜合性、交叉性、先進性與時代性。

教材以“問題→興趣、現象→質疑、點撥→驗證、評估→反思、運用→反饋”的工程應用型案例引導、研討教學設計，按“教師引導與指導→學生探究→能力培養”的設計思路，構建了“自主學習的理念與能力培養→課程知識與理論體系構成的理論教學與自主學習→利用所學相關知識和數學模型方法推演、分析儲運儀表自動化與信息化方面的工程問題→儲運自動化復雜工程問題解決方案的比較與綜合→儲運儀表自動化系統的設備優選、方案優化→儲運自動化、信息化系統解決方案的工程設計與運行管理”的階梯式、全流程的工程能力培養線上線下混合式教學體系。

（5）應用現代信息技術的二維碼教材富媒體，多層次、多樣化、立體化的線上線下課程建設，典型儲運自動化工程應用的虛擬仿真與實驗實訓平臺，豐富的行業工程應用案例、課程錄播與名師名課音像制品，豐富的補充性、更新性和延伸性教輔資料，使教材呈現了形式多樣化的動態、共享課程教材資源庫，構建了基本的工程應用型新形態教材及資源，形成了“互聯網+教育”教材與教學的新格局。

4 結語

《儲運儀表自動化系統》教材改革貫穿儲運系統全過程，全面闡述儲運儀表自動化知識，及其工程化應用與管理，安全儀表系統、智能化及信息化等方面的綜合性專業知識。該教材能普遍適用于高校本科工程化教學，滿足面向新工科建設和工程教育專業認證的工程應用型專業人才的培養要求，初步形成了面向新工科建設與工程教育專業認證的工程化課程教學、綜合性評價考核、多元化課程資源與立體化在線網絡課程等工程化、信息化教學課程體系。