“双碳”背景下一流专业物流工程专业课程组团教学改革与实践.pdf

物流教育收稿日期2023-05-12基金项目河北省教育厅教改课题“面向 十四五 新工科背景下物流工程专业人才培养模式的探索与实践”（2020GJJG160）；河北省教育厅教改课题“新文科背景下国家一流课程 物流管理 课程思政建设的探索与实践”（2021GJJG209）；华北理工大学重点教改课题（碳中和专项）“双碳背景下物流工程专业课程建设与改革以国际集装箱与多式联运A为例”（T-ZJ2221）作者简介陈明明（1990-），女，河北唐山人，硕士，讲师，研究方向：物流系统优化。doi:10.3969/j.issn.1005-152X.2023.10.038“双碳”背景下一流专业物流工程专业课程组团教学改革与实践陈明明，段满珍，贾红梅，陈光（华北理工大学建筑工程学院，河北唐山063210）摘要“碳达峰碳中和”国家战略的提出，对物流工程专业人才培养提出了新要求。在深度分析碳中和理论教育教学问题的前提下，聚焦碳中和人才培养顶层设计，搭建一流专业建设背景下物流工程专业碳中和理论教学体系，致力于输出具备碳中和理论、技术、实践和国际行动能力的高素质物流专业人才。关键词碳中和；物流工程专业；人才培养；课程组团中图分类号F250-4；G642文献标识码A文章编号1005-152X(2023)10-0145-04Reform and Practice of Group Teaching for First-class Logistics Engineering Specialty Courses in Contextof Double Carbon ObjectiveCHEN Mingming,DUANManzhen,JIA Hongmei,CHENGuang(College of Civil&ArchitecturalEngineering,NorthChinaUniversityof Science&Technology,Tangshan 063210,China)Abstract:On the basis of an in-depth analysis of the issues with the teaching of the carbon neutrality theory,and focusing on the top-level design forcarbon neutrality talent cultivation,we set up a carbon neutrality theory teaching system for the logistics engineering specialty in the context of first-classdiscipline construction,aiming for the cultivation of high-quality logistics talents competent with the theory,technology,practice and international operation ofcarbon neutrality.Keywords:carbon neutrality;logisticsengineeringspecialty;talent training;course group陈明明，等：“双碳”背景下一流专业物流工程专业课程组团教学改革与实践0引言2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出：“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”战略目标。2021年10月24日，中共中央、国务院发布 关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见，明确了交通物流行业的“双碳”任务，提出要加快推进低碳交通运输体系建设，优化运输结构，大力发展多式联运，加快发展绿色物流，整合运输资源，提高利用效率。2021年7月15日，教育部印发 高等学校碳中和科技创新行动计划，指出要发挥高校基础研究主力军和重大科技创新策源地作用，为实现“双碳”目标提供科技支撑和人才保障。2022年4月24日，教育部印发 加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案，要求针对交通等重点领域，对专业、课程、教材、教学方法等进行试点改革。碳中和专业人才培养已经刻不容缓，亟需加快调整学科方向、升级课程体系、完善课程内容的建设。1碳中和专业人才培养现状及问题降碳作为“十四五”生态文明建设的重点战略方向，2021年“双碳”首次写入政府工作报告，2022年、2023年再入政府工作报告，进一步表明国家层面实现“双碳”目标的紧迫性，倒逼高校培养碳中和领军创新人才。但目前高校在碳中和人才培养实践中存在以下问题：1.1教师碳中和意识不足，学生碳中和使命感不强从教师层面来看：首先，在“双碳”战略目标背景下，教师团队对于碳中和目标认识不足，专业教师认为物流工程-145物流教育物流技术2023年第42卷第10期（总第445期）专业碳中和人才培养任务，仍属于“绿色物流”相关课程的自留地，割裂了人才培养体系与新时代社会人才需求之间的紧密关系；其次，碳中和教学缺少顶层设计，教师难以把控碳中和教学内容、教学深度和实践强度，使教师的任务感、行动力不足，导致碳中和人才培养目标不明确，OBE教学理念难以实施；最后，教师过于注重对专业理论知识的深度教学，虽具备完善的理论教学体系和学习的思维导图，但忽略融入碳中和主题的课程思政内容，其课内外学时占比低。从学生层面来看：一方面从就业角度来看，学生认为碳中和人才需求主要集中在储能和氢能等新能源专业，与物流工程专业相关性不高，人才缺口较小，导致出现对碳中和人才需求认识不足、学习态度不积极、问题研究不深入等现象，学生投身“双碳”目标建设的使命感不强；另一方面从个人角度来看，碳中和目标对于个人消费习惯的约束力度较小，学生低碳生活习惯尚未形成，难以理清个人与社会发展之间的辨证关系，学生参与碳中和目标建设的主观能动性不高。1.2教学内容单一，缺乏系统性顶层设计与新能源、新材料等碳中和重点技术突破专业不同，物流工程专业碳中和人才培养，落脚点在实现产业链、供应链的节约集约、绿色低碳转型上。目前，华北理工大学物流工程专业碳中和教学处于尝试阶段，各科教学内容主要集中在碳中和通识知识上，培养方案中缺乏碳中和模块的顶层设计，教师团队缺乏统筹规划。这导致出现两种情况：一是人才培养目标不明确，教师碳中和内容的授课意识，起源于自身对国家建设需求、行业转型动态的敏感性，是一种自发性的教学，存在一定的认知局限性和教学盲从性；二是教学内容单一重复，各任课教师难以掌握其他课程碳中和内容的教学深度，使碳中和教学停留在各课程广谈碳中和通识知识，却避而不谈碳中和理论在物流行业中如何开展应用，如何实现物流专业创新，其理论应用深度不足、逻辑层次不明显。1.3碳中和元素融入生硬，实践教学环节缺失在碳中和背景下，针对非碳中和专业课程，课程教学大纲、教案、教学设计等文件的修订，主要是将碳达峰碳中和作为课程思政的重要内容引入到课程教学中。目前，课程对于该内容的融入方式局限于概念的陈述，通识教育和专业教育之间的联系不清晰，缺乏学科交叉融合的知识图谱，碳中和资源的案例库、视频库建设不足，课程教学基础较为薄弱。同时，教学过程中出现了教学实践环节缺失，教师指导课程实践能力不足的问题。如何设计符合课程内容背景的碳中和实践案例，如何以高效的方法优化物流系统中碳排放的问题，如何有效组织实践教学环节和场景，不仅需要碳中和教学内容多层次、有深度，也对教师的综合基本素质提出了更高的要求。1.4协同育人机制不成熟，人才培养难落地碳中和涉及的学科知识复杂，其学科背景相对弱化，更加注重交叉、协同和融合。在多高校成立碳中和研究院、研究中心的背景下，高校的“双碳”科研平台和各专业的碳中和实践平台之间的协同育人机制尚未形成。协同育人机制需要解决以下问题：一是普通专业如何与研究中心接轨，如何利用碳中和研究院的研究成果指导教学实践，为本科教育教学提供实践平台；二是如何组建碳中和交叉融合背景下师资队伍，如何提升教师的知识储备和教学技能，三是面对社会人才新需求、培养机制新模式，如何从定量的角度客观评价育人效果，科学建立碳中和育人效果评价标准体系，以保障碳中和人才培养质量。2碳中和人才培养顶层设计2.1培养目标以物流工程专业获批国家级一流专业为契机，以促进物流行业高质量发展为培养目标，以科学技术为支撑，依托“综合实验平台和开放创新平台”专业建设平台，将绿色低碳理念纳入教育教学体系，加强绿色低碳教育，重点增强学生生态文明和“双碳”战略目标认识，提升学生多学科知识储备与实践能力，使学生具有家国情怀兼具国际视野，能够在物流行业碳中和建设中贡献自己力量，做新时代碳中和人才，助力国家碳达峰碳中和目标。2.2碳中和人才培养体系搭建物流行业碳中和目标的实现路径具有系统性，因此，教学在普及通识知识的基础上，更加注重对于系统工程理论的引入，帮助学生从全局视角，分析物流全生命周期中各个环节的碳排放情况，引导学生发现关键问题，优化物流系统，降低物流环节的碳排放。华北理工大学物流工程专业探索通过课程组团的形式制定碳中和人才培养体系，初步搭建了以“1+3”模式的人才培养体系，其中“1”代表物流工程专业碳中和人才培养目标；“3”代表三个培养路径的碳中和课程组团，分别是：由碳排放核算为核心教学内容形成的 物流管理 现代物流装备 物流网络规划与设计 国际集装箱与多式联运A“碳排放核算基础”课程组团；以碳交易基本规则为核心教学内容形成的 物流技术经济学 工程财务管理与成本分析供应链金融“碳金融”课程组团；以碳中和实践教学为核心形成的 工程物流运作与实践 学科竞赛 创新创业活动“碳中和教学实践”课程组团。从覆盖面的广度、理论学习的深度和实践的强度多个层次，从基础知识教学资源、碳中和物流行业国际视野资料、丰富的科研平台项目案例、多源的企业实践案例多个维度，保障物流工程专业碳中和人才的培养效果。“1+3”模式的人才培养体系如图1所示。3物流工程专业教学体系3.1学情分析各课程组团所处的教学阶段不同，同一课程组团中各门课程所涉及的碳中和教学层次不同，每个教学阶段针对-146物流教育学情存在较大差异。可通过课堂问答、谈话、知识测验、课程活动、问卷调查等多种形式，深入了解学生学习情况，进而指导制定高适应度的教学方案。初步设定三个课程组团的学情分析重点，分别如下：一是“碳中和基础”课程组团，需从学生对“双碳”战略目标认识、对物流碳中和了解深度、低碳生活习惯、学生现状问题等主观认识方面，分析学情，找准施教基准线；二是“碳金融”课程组团，需从学生碳中和基础知识掌握情况、学习能力方面、学习倾向方面进行学情分析，确定施教内容与施教方法，深化学生碳中和知识体系；三是“碳中和教学实践”课程组团，要重点从教学方法掌握情况、理论知识运用情况、实践经验积累情况、学生行为习惯等方面，结合实践案例，做好因材施教、精准施教。3.2教学体系从资源建设、教学活动组织、教学效果评价三个方面，搭建2+X+1物流工程碳中和专题教学体系，具体如图2所示。2 2+X X+1 1物流工程碳中和教学体系物流工程碳中和教学体系2 2个资源库个资源库X X种教学活动种教学活动1 1套教学效果评价方案套教学效果评价方案线上资源实体资源讲授型教学课堂主题讨论翻转课堂教学任务式教学交流会活动竞赛专题培训交流会活动交流会活动图22+X+1物流工程碳中和专题教学体系（1）2个资源库。建设线上+实体碳中和教学资源库，包括：一是线上资源，主要有教学文件、微课视频、前沿动态视频、专家报告视频、实践案例资料、知识测验、作业库等内容，能够覆盖教学过程中的重点、难点和高阶性知识点和教学任务，阶梯型教学资源符合“两性一度”教学要求，有利于更好地实现因材施教，可作为学生拓展视野的知识橱窗，充分发挥线上资源的补充作用，适用于不同层次人才培养的教学需求。二是实体资源，主要有教材、实验实践平台、校企合作平台、碳中和科研平台，为教学活动提供案例背景和学生实践平台，能够保障实践性教学的物质基础，为进一步的理论研究和应用研究提供支持。（2）X种教学活动。组织形式多样的教学活动，鼓励教师在教学过程中，依托“综合实验平台和开放创新平台”专业建设平台，结合教学内容设计传授式、体验式、项目式、案例式、探究式、任务式实践教学活动，提升课堂教学的参与感与体验感，突出学生实践能力与合作精神的培养。主要教学活动有：一是讲授型教学，在学情分析的基础上，对教学目标、教学内容、教学方法、教学思路、教学评价方式等进行设计，做好一堂课、一门课、一个课程组团的教学顶层设计；二是课堂主题讨论，结合国内外前沿形式，充分利用线上线下平台，开展主题讨论；三是翻转课堂活动，结合各课程特色内容，鼓励学生走上讲台，分享自己的活动成果，提升学生课堂教学的参与感和主体地位；四是任务式教学，以企业碳中和真实案例、科研案例、往届学生碳中和专题大创项目、互联网+大赛项目、低碳绿色生活体验等教学方式和教学任务，提升学生碳中和实践能力，进一步提高学生绿色生活自觉性和行动力；五是交流会活动，线下组织碳中和政策宣讲会、专题座谈会、专家报告会、学习心得研讨会、绿色生活经验分享会，以拓宽视野、开阔思路为主要目标；六是竞赛专题培训，选拔综合素质强、参赛兴趣浓厚的学生，结合竞赛类型，利用专题培训增强学生碳中和理论知识的运用能力，协助学生提升双碳领域创新素质。通过形式多样的教学设计与教学活动，真正做到学为主体、教为引导，做好科学传播与引领带动，保障绿色低碳发展理念进思政、进课堂、进头脑，提升学生“双碳”战略意识，提高学生碳中和建设的实践能力。（3）1套教学效果评价方案。其分为知识能力素养考核评价指标和教学反馈调查。首先，教学评价体系遵循“知-情-意-信-行”共计5个维度的考核标准，考评范围从理论知识内化为意志信仰，再到外化为实际行动，既要体现人文素养的考核，又要切实检验学生碳中和知识理解运用情况。考核指标设置软指标和硬指标，其中软指标主要包括课堂讨论情况、谈话、学生间评价、碳中和实践自觉性、行动力，硬指标包括测验成绩、主题活动完成情况、实践任务达成度、竞赛参与情况等。其次，建立教学反馈机制。教学反馈是教学设计的重要参考依据，可根据教学反馈内容，分为课程教学反馈和专业教学反馈，但两者之间是相互联系的。其中，课程教学反馈指学生针对教学内容、教学方式、教学评价方法、教学实施过程等内容给予评价，专业教学反馈指学生针对不同学期碳中和教学获得性给出评价，针对碳中和实践能力提升情况给予反馈。4教学团队建设一是教师团队要率先提高对绿色低碳理念的认识，利人才培养目标物流管理现代物流装备物流网络规划与设计国际集装箱与多式联运A碳中和基础教学碳中和基础教学课程团课程团1 1工程财务管理与成本分析物流技术经济学供应链金融碳金融教学碳金融教学课程团课程团2 2工程物流运作与实践学科竞赛创新创业活动碳中和实践教学碳中和实践教学课程团课程团3 3图1“1+3”模式的人才培养体系知识能力素养考核评价教学反馈调查陈明明，等：“双碳”背景下一流专业物流工程专业课程组团教学改革与实践-147物流教育物流技术2023年第42卷第10期（总第445期）用专题研讨班、进修班、教学沙龙、参与会议、校外交流、访学等活动，开拓教师视野，强化传播绿色低碳知识技能；二是增强教师现代化教学技能，鼓励教师使用一切可以利用的资源，探索现代教学技术与教学内容融合方式，总结高效教学方式，例如，使用线上线下混合教学模式、计算机语言的融入、微信小程序的融入、前沿教学设备、实验设备等；三是增强教师团队实践教学能力，通过主题培训、企业挂职锻炼、科研项目、学科竞赛等形式，丰富教师碳中和理论实践能力；四是完善教师团队的学科融合背景，组建跨学科教师团队，强化交叉融合教学设计，提升教师团队的科研教学融合能力，实现教师的创新能力和教师创新性教学之间的相互促进；五是，建立教师间良性竞争机制，通过教师基本功大赛、科研项目交流、老带新教学培训活动，引导教师以积极主动地心态、勤劳奋进的激情、脚踏实地的行动开展教学科研工作，推动教学科研工作向好发展，教师团队向前平稳运行。5结语对于“双碳”背景下的教育教学实践，一方面面对着教育教学资源与社会需求不匹配的艰难改革现状，另一方面又面临行业人才缺口巨大、市场需求激增的历史机遇。本文在物流工程专业碳中和教学改革实践中，通过课程组团的形式，将“双碳”理念贯穿于人才培养目标、整体人才培养体系，保障碳中和理论、技术、实践和全球视野的多层次的人才培养。参考文献1杨鑫,姚昊翊,罗川旭,等.“双碳”背景下本科生导师制人才培养模式改革:以能源专业为例J.高教学刊,2023,9(8):164-167,172.2徐润生,张思奇,张建良.“双碳”战略背景下冶金工程专业人才培养的思考J.教育教学论坛,2023(5):165-168.3李芳芹,曾卓雄,仇中柱,等.“双碳”背景下的高等燃烧学课程教学改革与探索J.科技视界,2022(11):62-64.4陈斌,方艺萍.“双碳”战略背景下环境类新工科“双创”人才培养与实践探究J.高教学刊,2021,7(S1):29-33.5宋先雨,梁克中,武卫荣,等.“碳中和”背景下化工类专业建设与改革J.广东化工,2021,48(22):202,209.（上接第106页）安全保护措施，以保障设备运行过程安全。例如使用的AGV/CTU小车都配备了激光避障、防撞条、声音告警等安全防护措施，能有效避免碰撞事故；为了防止仪器跌落事故，在料车结构上进行了防滑落设计，避免运行过程中由于地面颠簸造成的滑落。5.2基于5G网关的设备联网和数据采集通过5G技术实现AGV、货架、操作台等终端的通讯连接，再运用数据采集平台对AGV、货架位状态等设备数据进行采集。5G技术明显提升了数据采集平台和各仪表、传感器和设备之间的对接效率，便于对计量样品和设施设备进行统一管理。AGV/CTU小车也支持5G网络通信覆盖和无缝漫游，能够在网络覆盖区域无障碍运行。整个过程实现了全程计算机远程监控，明显提高了工作效率。6系统实施效果该系统已经成功在浙江省宁波市计量测试研究院样品仓采用实施。目前该样品仓已经实现了计量仪器从入库、存储、检验、出库的全过程监控，降低了人员劳动强度，减少了物流周转人员（由原来的5人减少至1人），同时提高了仓库利用率（货架可增高至4m)和流转率（提升了40%）。该样品仓的智慧仓储管理系统不仅支持料车库位指定专业所或科室、按科室分区域存放、中层货架出库优先（降低人员劳动强度）和低库位优先存放，还具备了满库报警功能、理货调整功能、紧急出库功能、人工AGV调度功能、手机预约出库功能和呆滞仪器（如超过一天未拣选）自动回库功能。该样品仓的智慧仓储管理系统目前的物联网数据采集响应时间小于500ms；支持至少3种出入库数据优化策略和至少10个可视化图表；系统页面响应时间小于1s，大于1 000条的数据查询页面响应时间小于3s。7结语在招人难、用工成本逐渐增加、检测需求逐渐旺盛的背景下，基于5G的计量样品库智慧管理系统是一个很好的“切入点”和突破口，智慧计量系统可实现数据信息可视化、增加库房利用率和降低人员劳动强度，减少人员等。通过先进技术的集成应用，智慧计量管理系统将管理人员从繁重、机械和重复性的工作中解放出来，从而为计量样品提供了便捷、数据化和高效的运用模式，是未来智慧计量管理建设的重要发展方向。基于5G的计量样品库智慧管理系统成熟后可以在全省乃至全国计量系统推广应用，市场容量十分巨大。同时该系统的一些共性技术也可应用于其他领域，比如电子元器件、汽车零部件等领域，由于AGV可编程的灵活性和通用性，可广泛应用于其他领域内物流的自动流转和管理。参考文献1何涵,郑雨宁,赖丽燕,等.基于RFID与优化调度算法的电能计量设备智能仓储系统J.自动化与仪器仪表,2021,265(11):134-137,142.2陈菲.RFID和ZigBee技术在档案库房智能化管理中的应用研究J.机电兵船档案,2018(1):57-59.3吴盼盼,王秀杯,陈巧霞.AGV助力药库智能化管理探讨J.中医药管理杂志,2022,30(22):177-179.4宋俊亮,袁慧,钱丹.基于NB-IoT技术的电能计量资产自动化仓储系统设计J.电子设计工程,2023,31(3):168-172.5包辉.浅析国内外计量管理信息系统现状与发展方向J.商品与质量,2018(38).6刘占强.某炼化企业计量管理平台设计与应用D.兰州:兰州大学,2017.-148