基于高校“双一流”建设的《储运仪表及自动化》教材改革探索

于鹏飞，高玉明，雷云，彭浩平，赵会军

（常州大学，江苏常州 213164）

目前，构建个性化、多样化的工程人才培养模式的“新工科”建设已成为高校专业建设、人才培养创新变革的重要工作[1]。工程教育专业认证则不仅是我国高校本科教学工程改革的内在要求和必然趋势，更是各高校促进专业建设，提高人才培养质量的契机，而课程改革则成为我国当前高等教育改革的焦点[2]。教材作为课程改革的重要载体，是教师组织教学活动和学生开展学习活动的重要媒介，也是达成教学目标的基本依据，在内容上要保持经典性与全面性，在资源上要兼顾时代性与先进性。随着现代信息技术和互联网思维在教学中的深度融合，逐渐形成了纸质内容与数字化资源一体化的新形态教材，纸质内容是核心,是教学内容的主体；数字化资源是纸质内容的补充和扩展,是适应多维度学习的重要途径[3]。在此形势下，作为油气储运工程专业的基础课《油气储运仪表及自动化》也面临着改革的要求，适应时代与行业发展的需要。

1 《储运仪表自动化系统》教材改革原则

（1）与时俱进，体现学科先进理论、前沿研究和应用成果，更好地适应、并满足行业对人才培养的能力需求。

储运仪表自动化系统是国家能源运输环节（油气储运）运行的关键保障。近年来，随着大数据、虚拟现实、智能化与信息化等前沿技术的快速发展与应用，储运行业数字化、信息化与智能化应用程度有了本质的变化与提高，已由“面向单一生产过程控制”的DCS、SCADA等系统，快速向“基于大数据的自动化控制与信息化管理相结合、信息化与智能化管理相结合”的管控一体化综合性运行管理方向发展。此外，储运仪表自动化与信息化国家规范及行业建设标准的普遍更新与提高，则更使其技术与应用的基础知识体系有了本质的变化与提高，也对储运工程人才在信息化和智能化运行管理方面的能力需求和培养要求体现出了多学科交叉融合的新形态。

（2）“以学生为中心，工程能力培养为目标，职业道德与修养培养为核心”，富有“储运行业与工程应用特色，适应储运本科工程化、信息化教学”的系统全面的工程应用型教材及其资源建设。

教材是教师开展教学活动主要依据的基础性关键资源之一，是教育思想与理念，教学内容、方法与手段的载体，及学术成果、科学技术的集中反映。不仅是课程建设的核心，更是课程教学改革得以实施的重要保证。工程应用型教材及其资源建设，强调“以学生为中心，工程能力培养为目标，职业道德与修养培养为核心”的工程化教学，是基于“新工科与一流课程建设”理念与内涵及其要求的专业培养目标和教学思想的具体体现与实施的关键核心基础之一，也是新工科背景下工科建设的必由之路[4]。而现有课程教材为传统教材，既缺乏系统性与整体性，又在教学理念、内容形式与培养要求，工程化应用能力和学生职业道德与修养培养等方面都已明显不适应现有工程化、信息化教学的要求与需要。不仅严重滞后于储运行业自动化、信息化技术发展的应用需求和现有新工科建设人才培养的要求，更极大地制约了储运专业学生仪表自动化方面的工程应用能力、职业道德和素质培养的需要。

（3）以工程应用为基础，融教材建设、信息化教学与课程教改于一体的工程应用型新形态教材及其资源建设，将工程应用、信息技术与教育教学深度融合，构建“教与学”的新型教学关系。

高校本科工程化应用、信息技术与教育教学深度融合，是新时代高校教育的内在必然与发展趋势，更是储运课程教改与工程化人才培养所面临的急需、迫切任务之一。其不仅是适应、并满足行业发展和人才培养需求变化的课程教改的关键核心，更是新工科建设提高教学和人才培养质量的重要核心保证。新形态教材建设是新工科与一流课程建设的核心主体内容，通过对教材进行改革，采用“线上线下混合式教学”，进一步深化本科课程工程化与信息化教改与实施。

2 《储运仪表自动化系统》教材改革思路

基于新工科与一流课程建设、工程教育专业认证“以学生为中心、成果导向、持续改进”理念，秉承课程思政“育人先育德，教书更要育人”的立德树人本质与协同育人理念，从工程化与信息化教学两方面，基于“互联网+教育”，融教材与课程建设于一体，将工程应用、信息技术与教育教学深度融合，校际协同创新，体现工程伦理、职业道德与素养内涵[5]。

该教材构建了如图1所示的“以学生为中心，工程能力培养为目标，职业道德与修养培养为核心”的工程应用型新形态教材体系。该教材描述油气储运全过程的仪表自动化系统及其工程化应用的全周期流程，多学科交叉，多维度分析，完善知识系统及其工程化应用，立体化、信息化地体现该领域最新进展，倾力开发“信息化的工程应用型新形态教材”，考虑多学科的知识体系、多层次的教学对象、信息化的表现形式、多角度地解决问题，培养解决复杂工程问题能力、兼具职业道德与修养、德、智、体、美、劳全面发展、储运与自动化应用相结合的复合应用型人才，并实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。

图1 《储运仪表自动化系统》新形态教材建设目标体系

3 《储运仪表自动化系统》教材改革特色

（1）立德树人、协同育人，实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。

储运仪表自动化及其工程化应用，是国家战略能源运输系统（油气储运系统）信息化管理与智能化运行的关键保障[6]。该教材通过油气能源可持续发展、油气储运自动化工程应用与社会、安全健康、节能环保等相关知识，丰富储运仪表自动化与信息化应用的技术标准体系、知识产权和产业政策和法律法规，向学生传输爱国教育和工程伦理理念、职业道德与素养内涵。引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，成为储运与自动化应用相结合、德、智、体、美、劳全面发展的复合型工程人才。

（2）“以学生为中心，工程能力培养为目标，职业道德与修养培养为核心”的案例引导与探讨式的工程化教学设计。

富有油气储运行业特点与常州大学特色，融新形态教材及其资源、课程建设于一体的多维度、深层次工程应用教改创新，构建了以课程为中心的新形态教材开发体系，如图2所示。

图2 以课程为中心的新形态教材开发体系

教材以储运行业仪表及自动化应用中的实际问题为出发点，融合了现有储运行业仪表自动化的主要典型工程案例，兼顾了理论与工程实践化教学、应用及管理的实际结合，相比现有教材，弥补了国内相关高校储运仪表自动化及其应用与管理方面，缺乏系统完整性、综合专业性应用纸质教材与技术图书的空白。

（3）寓教学改革和新形态教材建设为一体，层次化的内容编排、渐进式的研讨教学、阶梯化的能力培养、模块化的工程应用、多元化的教学形式，注重素质教育，融“知识、能力、人格”培养于一体，充分契合工程化教育人才培养要求及行业发展趋势[7-8]。

教材以学生能力培养为宗旨，以“储运自动化核心知识（工程知识）→工程方案的分析、比较、论证与设计（一般工程问题）→运行方案和运行管理方法的优选确定（复杂工程问题）→工程方案的实际投运与运行管理（工程应用）”的系统知识链为主线，各章节内容与思维的内在有机联系为主轴，结合油气储运工程特点，按不同工程应用方向与专业核心课程（如油气田集输、燃气输配、油气管道、油库仓储等）直接对接的工程应用模块、适度系统地横向展开，由此构成了由浅及深、层次清楚、有机纵横、与工程化教学培养目标相对应的思维导向式课程知识点极其清晰逻辑结构体系。

（4）教材融“教材形式与教学方式于一体化、教材设计与教学理念于一体化、教材内容和教学目标于一体化、纸质教材与数字化资源于一体化”，体现了系统性、综合性、交叉性、先进性与时代性。

教材以“问题→兴趣、现象→质疑、点拨→验证、评估→反思、运用→反馈”的工程应用型案例引导、研讨教学设计，按“教师引导与指导→学生探究→能力培养”的设计思路，构建了“自主学习的理念与能力培养→课程知识与理论体系构成的理论教学与自主学习→利用所学相关知识和数学模型方法推演、分析储运仪表自动化与信息化方面的工程问题→储运自动化复杂工程问题解决方案的比较与综合→储运仪表自动化系统的设备优选、方案优化→储运自动化、信息化系统解决方案的工程设计与运行管理”的阶梯式、全流程的工程能力培养线上线下混合式教学体系。

（5）应用现代信息技术的二维码教材富媒体，多层次、多样化、立体化的线上线下课程建设，典型储运自动化工程应用的虚拟仿真与实验实训平台，丰富的行业工程应用案例、课程录播与名师名课音像制品，丰富的补充性、更新性和延伸性教辅资料，使教材呈现了形式多样化的动态、共享课程教材资源库，构建了基本的工程应用型新形态教材及资源，形成了“互联网+教育”教材与教学的新格局。

4 结语

《储运仪表自动化系统》教材改革贯穿储运系统全过程，全面阐述储运仪表自动化知识，及其工程化应用与管理，安全仪表系统、智能化及信息化等方面的综合性专业知识。该教材能普遍适用于高校本科工程化教学，满足面向新工科建设和工程教育专业认证的工程应用型专业人才的培养要求，初步形成了面向新工科建设与工程教育专业认证的工程化课程教学、综合性评价考核、多元化课程资源与立体化在线网络课程等工程化、信息化教学课程体系。