安全工程專業實驗教學改革研究①

宋富美 易 敏

(1.華北科技學院安全工程學院,北京東燕郊 101601;2.機械工業出版社,北京 100037)

安全工程專業實驗教學改革研究①

宋富美②1易 敏2

(1.華北科技學院安全工程學院,北京東燕郊 101601;2.機械工業出版社,北京 100037)

華北科技學院是安全工程專業第一批高等學校特色專業建設點,在特色專業建設的過程中實驗中心對實踐教學環節非常重視并進行了一些有益的探索,本文首先分析了安全工程專業的特點和安全工程專業實驗教學中普遍存在的問題,進而提出了安全工程專業實驗教學改革的一些建議和意見。

安全工程專業;實驗教學;實驗課程;實驗儀器

1 安全工程專業特點

安全工程專業在教育部高校本科專業目錄中屬于環境與安全類一級學科,是理、工、文、法、管、醫等學科的新興、綜合、交叉學科,主要培養從事安全工程領域的評價、設計、施工、管理和監察與現代勞動保護管理工作的高級技術人才[1]。安全工程專業教育的應用領域涉及到人們生產、生活的各個方面。隨著經濟社會的飛速發展,國家一直高度重視安全生產工作,促進安全生產形勢保持平穩。高校也越來越重視安全工程人才的培養,開設安全工程專業的高校逐年增多,目前開設安全工程本科以上學校已有 110多所。開設的理論課程主要有流體力學與流體機械、工程熱力學與傳熱學、燃燒學、礦井通風與安全、安全監測與監控、工業衛生學、安全工程學、安全系統工程以及安全法規等。

2 安全工程專業實驗教學存在的問題

培養學生的實踐能力和創新意識是素質教育的核心,是知識經濟時代教育的主題。實驗教學是增強學生感性認識,培養學生動手能力、實踐能力和解決問題能力,培養學生創新能力的重要環節,尤其是安全工程專業的學生,將來大都需要進入現場工作,動手操作能力格外重要。開設理論課的同時,安全工程專業也開設了相應的實驗課程。然而安全工程專業在我國的發展歷史只有幾十年時間,其專業科學技術知識體系結構不夠健全,實驗教學環節還存在很多的問題亟待解決[2-6]。

1)部分實驗設備老化,不能滿足教學需要。尤其是早期生產的礦用設備,連續使用十幾年,精度已經達不到要求。

2)日常教學實驗儀器臺 (套)數不足,多數學生沒有動手操作的機會。專業課的實驗,通常要使用大型儀器設備,或多種儀器設備,一般實驗室中很難配置數量較多的同一種儀器設備來實現分組同時安排學生做實驗。一方面由于有的實驗設備占地面積比較大,實驗室面積有限;另一方面許多先進的專業設備需要進口,由于經費緊缺,大型貴重設備未能到位。

3)實驗課程依附于理論課,由于實驗課程不獨立,實驗指導沒有明確的分工,實驗教師數量不足,部分任課教師不按要求參加實驗指導,實驗教師對學生的約束力不夠,造成很多學生實驗課積極性不強,不愿意動手,甚至缺課,導致實驗課效果不好。

4)有的實驗教學以模型參觀為主,或是簡單的演示性實驗,綜合性、設計性實驗達不到要求。大部分驗證性實驗的實驗步驟和方法都是由老師設計好的,學生只是盲目的按照教師講解的實驗步驟操作,缺乏思考的過程。

5)實驗教學中多媒體授課比例低,未能將實驗原理圖片分析、投影教學與實物講解有機結合。

6)實驗課與理論課在時間上有一定的沖突。有的實驗課不僅占用了理論課時間,而且實驗時間有限,需要時間較長的實驗很難在規定的學時內完成。

7)從全國范圍看,開設安全工程專業的院校間的聯系還不夠,實驗設備共享平臺還未能很好的搭建起來。

8)實驗設備功能未完全開發,儀器設備得不到有效使用。課外活動開展的條件還有待改善,特別是相關器材還需要購進,以保證課外實驗順利開展。

9)實驗室教師及實驗員的培訓管理力度不夠,實驗室管理人員在實驗儀器維護保養及維修管理工作方面還存在薄弱環節。

10)實驗過程中的安全管理問題突出。比如瓦斯爆炸實驗和燃燒學實驗都涉及到點火環節,點火與調節火焰的過程中有導致燙傷的危險,增加了不安全因素。

3 安全工程專業實驗教學改革探索

華北科技學院安全技術及工程學科組建于1988年。2005年 3月,安全工程學院成立,安全工程專業建設以“礦山安全為依托,適度拓寬專業面”,學科建設堅持“立足煤炭,服務安全生產和公共安全”的“大安全”觀,面向煤礦生產一線培養應用型人才,提高煤礦的生產水平、安全水平,突出華北科技學院的安全科技特色是安全工程學院培養人才的基本出發點。國家教育部和財政部聯合發文《關于批準 2007年度第一批高等學校特色專業建設點的通知》和《關于批準第二批高等學校特色專業建設點的通知》(教高函〔2007〕31號 )(教高函 [2007]25號 ),我校安全工程專業榮獲第一批高等學校特色專業建設點。強化實踐教學是特色專業建設是重要環節,為此我們在實驗教學方面進行了一些有益的探索。

3.1 新開設實驗課程

新增實驗課程的開設應遵循以下原則:

1)實驗課程所涉及的知識點為教學大綱里的重點或難點內容。

2)開設的實驗課程要在經濟上合理,設備價格及維護費用要在現有財力的承受范圍內。

3)開設的實驗課程在技術上可行,具有一定的可操作性和實際指導意義。

4)開設的實驗課程應保證儀器設備安全可靠,避免意外事故發生,特別是火災、爆炸、中毒等。

3.2 完善有實驗儀器設備的管理

1)完善實驗設備管理制度,建立設備庫,對設備借用和維修情況及時登記建檔。

2)管好用好現有實驗儀器設備,實驗教師不僅要會使用儀器設備,保證新設備及時投入使用,特別要加強設備的維修管理工作,保證設備的完好率和使用率,充分挖掘實驗室潛力。

3)加強兄弟院校間的聯系,建立儀器設備資源共享平臺。

3.3 改進實驗教師指導方式

1)實驗指導書要強調實驗的原理性和可操作性,不僅作為實驗的指導書,而且還可為課程設計、畢業設計以及學生開放性實驗提供參考。

2)采用實驗教學與實際應用緊密聯合的機制,明確說明實驗課程的實用性,在專業人才培養方案中所處地位和作用。教學內容安排、知識點的邏輯順序及銜接合理,能因勢利導,突出重點,難點處理得當。

3)做好實驗前的準備工作,提前調試儀器,寫好實驗名稱、實驗目的、實驗儀器、實驗步驟及注意事項。對于學生較難理解的內容,畫出原理圖,以便于逐步講解推理。

4)鼓勵教師開發多媒體課件,最好能將板書、多媒體投影教學與實物講解有機結合。實驗教師在課前親自將實驗完整的做完一遍,錄制成為視頻文件,實驗課開課前在理論課上播放,尤其強調實驗注意事項,這樣既能解決實驗過程中時間緊張的問題,還可以讓學生有一個感性的認識,以最快的速度提高動手能力,給學生更多自己動手的時間和發現問題解決問題的時間。

5)以學生為主體,教師為主導。學生分組實驗,教師跟蹤指導。指導到每一個組,每一個人。做好學生發問與教師提問互動,關注惰性較強的學生,提高學生自覺思考的積極性。

6)實驗過程中,要求學生認真記錄實驗數據,提醒學生在實驗中發現問題及時記錄下來,讓學生帶著問題去聽課,每次實驗結果須經教師確認。要求掌握正確的數據處理方法,充分利用實驗數據,正確分析實驗結果,強調分析產生誤差的原因,總結規律的重要性。

3.4 加強實驗教學管理

1)搞好公共基礎實驗課教學,為學生將來參與專業實驗,做好綜合性設計性實驗奠定基礎。

2)采取有效措施,提高教師的責任感和緊迫感,不斷提升教師自我培訓意識與授課技能。任課教師講授,實驗教師配合指導,一次實驗課至少有兩名教師在場。從日常管理、分配制度和考核制度等多方面入手,激勵先進、鞭策后進,充分調動教師的積極性。

3)鼓勵教師積極開展綜合性、設計性實驗的研究與開發工作。注重實用性,鼓勵學生利用自己所學知識開展設計性實驗或綜合性實驗。

4)積極開展科技文化創新活動,提高學生的創新能力。如華北科技學院安全工程學院于大學生藝術節期間順利舉辦了“第三屆安全科技文化節”;在學生會設立科技創新小組,并專門配備科技創新工作室,班主任、輔導員鼓勵并幫助學生參加;鼓勵高年級學生參與教師科研項目、積極撰寫本專業論文。

5)鼓勵學生參與教師的科研項目,參與現場觀測、實驗以及數據處理環節,充分鍛煉學生動手能力以及分析問題解決問題的能力,使學生對現場有進一步的了解,為學生今后的學習和就業打下了良好的基礎。

6)加大實驗室對外開放的力度,提高實驗室的開放率和開放內涵,最大限度地發揮教學實驗資源的效益。鼓勵支持學生在課余時間參加開放式實驗,規范有序做好實驗室的開放工作,實驗室開放內容貫徹“因材施教、講求實效”的原則,根據不同層次的學生和要求,確定開放內容。包括:設計性、綜合性和研究性實驗;小發明、小制作、小論文等課外科技活動實驗。提倡學生自擬實驗課題,鼓勵學生參與解決工廠企業中的實際生產問題。

7)搭建網絡化實驗教學平臺

搭建網絡化實驗教學平臺,集信息、管理、服務、交流和網上意見反饋等多功能于一體,提供豐富的網上教學資源和相關實驗教學管理信息,為學生創造了一個多方位學習與交流的平臺。

①網上發布教學信息、網上成績錄入和成績查詢;

②學生網上選課、網上預約和自選綜合性、設計性、創新性實驗教學項目;

③通過網絡公布實驗教學儀器設備基本操作多媒體課件、音像資料,提供實驗教學中所需儀器和軟件的使用說明書及用戶指南的電子文檔、參考文獻和相關網站,作為實驗教學的輔助材料,供學生下載使用;教師根據實驗設備的更新及新實驗項目的開發情況,隨時修改、完善課件。

④網上虛擬實驗。對于危險性較大的實驗,為學生提供新的實驗手段,學生可隨時訪問實驗教學網站,在線虛擬完成實驗項目。

⑤師生網上交流以及學生對教師教學效果進行網上評價等。跟蹤儀器設備的運行和使用情況,學生通過查詢設備的使用情況來合理安排自己的實驗課程,提高設備的利用率。

⑥網上答疑。實驗教師在線解答學生在實驗中遇到的共性問題、常見問題。開設學生交流的網絡論壇,鼓勵學生發表個人在教學實驗、科研及發明創造過程中的體會和掌握的技術、技能,與同學共享實驗經驗。鼓勵學生提出完善實驗教學的意見和建議。

8)盡量將演示性、驗證性實驗安排到低年級教學中,減少演示性、驗證性實驗的課堂教學,將此類實驗放到網絡教學環節,提供演示視頻、多媒體課件和模擬軟件等來輔助教學[7]。

9)將實驗教學與理論教學分開,實驗作為獨立課程單獨設立學分,單獨考核,根據具體情況,可分為安全工程專業基礎實驗和安全工程專業實驗、綜合實驗等。一方面提高了教師對實驗教學的重視程度,另一方面克服學生不愿意動手的惰性,改變學生不重視實驗的態度,強化學生的動手能力[8]。

10)結合實際,研發新型實驗設備。如華北科技學院安全工程實驗中心自行設計或聯合研發了 30余種實驗教學設備,如礦井通風安全仿真系統、現代化礦井仿真系統、排水系統數字化仿真實驗、運輸系統數字化仿真實驗、礦井環境三維仿真實驗、電動機綜合保護演示實驗等,這些實驗教學設備已經批量生產,成為全國各煤業集團進行安全培訓的主要實驗設備。

3.5 實驗室的安全管理

安全工程專業實驗室中可能存放有氧氣罐、氮氣罐、甲烷罐、空氣罐等高壓容器,如果操作不當就會造成嚴重的事故。應針對安全工程專業實驗危險性大的特點,在實驗教學過程加強實驗室的安全管理[9]。

1)制定完善的實驗室安全管理制度、實驗室有害廢棄物的管理及處理辦法、寒暑假期間值班制度等,并在日常維護和實驗教學過程中嚴格執行。

2)成立“安全生產隱患排查治理小組”,定期組織實驗相關人員進行安全隱患檢查。落實實驗室安全工作領導責任制和專人負責制,對實驗設備應經常進行維護保養,發現問題應及時進行整改。

3)制定事故應急預案和應對措施,防止燒傷、中毒等意外發生。加強對學生的安全教育,增強學生的安全意識和責任心。

4 結論

實驗教學是實踐教學非常重要的一部分,對于培養學生的動手能力和創新能力具有重要的意義。要提升實驗教學質量,就必須加大重視,加強管理,對于安全工程專業這一特色專業,重在培養一批適應經濟社會發展需求的專門人才,實驗教學顯得尤為重要,特色專業的建設過程中有許多問題要研究,任重而道遠。

安全工程專業實驗教學改革是一個探索中前進的過程,必須結合實際,凝練發展方向,從根本上改變實驗教學中不完善的狀況,使實驗教學真正起到提高安全工程專業學生綜合能力和素質的作用,為培養高素質和特色安全人才奠定堅實的基礎。

[1]孫華山,吳超 .我國高校安全工程專業前景分析[J].現代職業安全,2005,(3):39-31

[2]竇培謙,胡廣霞 .安全工程專業實驗課程體系設置研究[J].安全,2008,(8):55-57

[3]聶百勝,張金鋒,胡鐵柱,翟盛銳,劉文波 .安全工程本科專業實驗課程設置[J].安全與環境學報,2006,(7):14-16

[4]李素康,韓錕 .關于高校實驗教學改革的研究[J].沙鐵道學院學報 (社會科學版),2005,6(1):205-208

[5]朱順兵,蔣軍成 .安全工程國家特色專業實驗

教學的研究與實踐[J].化工高等教育,2010,(6):54-58

[6]王志榮,蔣軍成 .安全工程專業實驗教學體系的研究與探索[J].實驗技術與管理,2007,24(1):110-114

[7]李素康,韓錕 .關于高校實驗教學改革的研究[J].沙鐵道學院學報 (社會科學版),2005,6(1):205-208

[8]解立峰,李斌,陳網樺,胡毅亭,何中其,饒國寧 .安全工程專業實驗教學體系的改革 [J].實驗技術與管理,2009,28(9):125-127

[9]王志榮,蔣軍成 .安全工程專業實驗教學體系的研究與探索[J].實驗技術與管理,2007,24(1):110-114

Research on Experimental Teaching Reform of Safety Engineering

SONG Fum ei1,YIM ing2

(1.North China Institute of Science and Technology,Safety Engineering College,Yanjiao Beijing-East 101601;2.ChinaMachine Press,Beijing 100037)

North China Institute of Science and Technology is the first batch of safety engineering specialty construction college point.In the process of specialty construction,the experimental center attaches great importance to the practice of teaching and made some useful exploration.This paper first analyzes the characteristics of safety engineering and common problems in experiment teaching then put forward some suggestions and comments on experimental teaching refor m of safety engineering.

Safety Engineering;Exper iment Teaching;Experimental Course;Experiment Instrument

G642.0

A

1672-7169(2011)02-0103-03

2001-02-16

宋富美(1984-),女,遼寧大連人,華北科技學院安全工程學院實驗中心教師。