安全工程專業(yè)實驗課程體系構(gòu)建與教學(xué)方法探討

劉純林

（安徽工業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山243032）

我校安全工程專業(yè)自2007年開始招生以來逐步發(fā)展壯大，但專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)薄弱，尤其實驗室建設(shè)有待進一步提高。實驗教學(xué)也存在一些問題，如實驗教學(xué)內(nèi)容、方法和測試手段、實驗教學(xué)體系等有待進一步完善。國內(nèi)學(xué)者圍繞安全工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)計劃、課程體系等問題，開展了較多研究，但有關(guān)實驗課程體系及實驗教學(xué)方法的研究相對較少。筆者結(jié)合當(dāng)前安全工程專業(yè)培養(yǎng)方向及實驗教學(xué)現(xiàn)狀，以及我校安全工程專業(yè)的目標(biāo)定位和學(xué)科背景，從實驗課程體系、實驗教學(xué)方法等方面進行分析，探討適合我校學(xué)科背景的實驗教學(xué)體系、內(nèi)容及教學(xué)方法。

一、國內(nèi)安全工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀

實驗教學(xué)是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，它可以訓(xùn)練學(xué)生的實驗技能，鍛煉觀察分析能力、實際動手能力，是理論聯(lián)系實際的重要途徑。安全工程專業(yè)畢業(yè)生的工作崗位大多在工程建設(shè)或生產(chǎn)的第一線，培養(yǎng)學(xué)生實際動手操作能力和分析解決問題能力意義重大。

就當(dāng)前高校的實驗課程體系建設(shè)而言，實驗課程大多依附于某一門理論課程，實驗課程體系與理論課程設(shè)置密不可分。由于實驗課程沒有獨立設(shè)置，課時較少，而且經(jīng)常出現(xiàn)理論課程和實驗課程教學(xué)之間的沖突和占用問題，難以保證完成教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)時間和教學(xué)效果。實驗課程沒有獨立學(xué)分，通常僅作為平時成績的一部分，按比例進行總成績的評定，這在一定程度上造成了學(xué)生對實驗課的不重視，難以保證實驗課程的教學(xué)效果，學(xué)生也得不到應(yīng)有的實踐能力培養(yǎng)與鍛煉。此外，由于實驗課程不獨立，實驗指導(dǎo)可能出現(xiàn)教師分工不明確，甚至因工作量難以界定而未能盡職盡責(zé)，也在一定程度上造成實驗課程教學(xué)效果不理想的現(xiàn)象。

目前各高校安全工程本科專業(yè)的課程體系還需完善，且因安全工程專業(yè)開辦高校的行業(yè)背景的差異而缺乏統(tǒng)一。有關(guān)統(tǒng)計表明，國內(nèi)各高校安全工程專業(yè)本科培養(yǎng)計劃中的專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程設(shè)置有安全人機工程、安全系統(tǒng)工程、安全法律法規(guī)、安全學(xué)原理及安全管理學(xué)等多達110多門課程，但基本很少有某一門課程的開設(shè)比例超過50%。［1］而且，對于同一門課程，不同高校對其性質(zhì)歸類也有差異，比如安全人機工程、安全經(jīng)濟學(xué)等課程，有的院校將其設(shè)置為專業(yè)基礎(chǔ)課，而有的院校將其作為專業(yè)課開設(shè)。可見，各高校在安全工程專業(yè)課程體系構(gòu)建上離散性大、普適性差，基礎(chǔ)課和專業(yè)課的設(shè)置與劃分也比較迥異，教學(xué)內(nèi)容也存在差異。因安全工程課程體系缺乏統(tǒng)一，而實驗課程開設(shè)多依附于理論課程而開設(shè)，因而也存在實驗課程內(nèi)容差異較大的情況。

二、安全工程專業(yè)實驗課程體系的構(gòu)建

（一）實驗課程體系的“3＋X”模式

各高校培養(yǎng)計劃中的課程除了公共基礎(chǔ)課外，還有專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課和特色專業(yè)課之分。相應(yīng)的實驗課程體系中，也存在“公共基礎(chǔ)實驗課－專業(yè)基礎(chǔ)實驗課－專業(yè)特色實驗課”的模式［2］和“人－機－環(huán)實驗－專業(yè)基礎(chǔ)實驗－特色專業(yè)實驗”的模式。［3］

為滿足安全工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會的相關(guān)規(guī)定，公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和人－機－環(huán)課程涉及的實驗必須開設(shè)，而特色專業(yè)課程的設(shè)置通常都是緊密結(jié)合高校所依托的行業(yè)背景、學(xué)科優(yōu)勢或就業(yè)方向為依據(jù)，按照自身條件和優(yōu)勢選擇開設(shè)。對此，筆者提出安全工程專業(yè)實驗課程體系的“3＋X”模式：“3”代表“公共基礎(chǔ)實驗課”、“專業(yè)基礎(chǔ)實驗課”和“人－機－環(huán)實驗課”；“X”表明特色實驗課程并不是確定的，而是根據(jù)各高校的行業(yè)背景、學(xué)科優(yōu)勢或就業(yè)傾向設(shè)置，體現(xiàn)學(xué)校人才培養(yǎng)特色。

經(jīng)歷近幾年的培養(yǎng)計劃調(diào)整，我校當(dāng)前的安全工程本科專業(yè)主要按“安全管理”和“建筑安全”兩個方向模塊設(shè)置課程體系，專業(yè)特色課程和相應(yīng)特色實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置因?qū)W生所選模塊不同而變化。

（二）實驗課程及內(nèi)容體系

結(jié)合我校實際情況，目前安全工程本科專業(yè)實驗課程體系及相應(yīng)的課程和實驗內(nèi)容如下：

一是公共基礎(chǔ)實驗課程。主要包括物理實驗、工程化學(xué)實驗、電工學(xué)實驗等，大部分都是驗證性實驗。

二是人－機－環(huán)實驗課程。人一機一環(huán)系統(tǒng)實驗課是安全工程專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，是對模擬環(huán)境中人的行為、反應(yīng)進行測試的實驗，其中包括對靜態(tài)和動態(tài)過程人體生理與心理參數(shù)的測量、人一機一環(huán)系統(tǒng)模擬設(shè)計等。

三是專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程。工程流體力學(xué)是安全工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，主要實驗有雷諾實驗、流速和流量的測定、伯努利方程實驗、管路沿程阻力和局部阻力實驗等。熱工學(xué)實驗主要是工程熱力學(xué)和傳熱學(xué)兩門課程涉及的實驗。主要有：二氧化碳P－V－T關(guān)系測定實驗，漸縮（縮放）噴管內(nèi)壓力分布和流量測定等。

防火與防爆實驗包括：可燃液體的閃點和燃點測定，粉塵層最低著火溫度測定、點著溫度測定，防火涂料防火性能測試，燃燒熱的測定等。

職業(yè)安全與衛(wèi)生實驗項目主要有：噪聲檢測、織物靜電摩擦性能測定、環(huán)境參數(shù)的測定等。

另外我校安全工程本科生專業(yè)課程實驗還開設(shè)有電氣安全技術(shù)、工業(yè)通風(fēng)與除塵、消防工程學(xué)、安全檢測技術(shù)相關(guān)實驗。主要內(nèi)容包括：接地電阻測試、粉塵性質(zhì)檢測、建筑材料阻燃性能測試、火災(zāi)報警與消防系統(tǒng)聯(lián)動控制實驗、可燃氣體和有毒氣體濃度測定、室內(nèi)塵埃粒子數(shù)的測定等。

四是專業(yè)特色實驗課程。隨著安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)方向的調(diào)整和培養(yǎng)計劃修訂，該專業(yè)人才培養(yǎng)中設(shè)置安全管理和建筑安全兩個方向，其課程體系和實驗內(nèi)容也作相應(yīng)調(diào)整。

安全管理模塊：實驗?zāi)康脑谟谑箤W(xué)生具備從事安全生產(chǎn)管理、監(jiān)管、評價、檢測檢驗、技術(shù)咨詢、服務(wù)等方面的理論基礎(chǔ)及實踐能力。實驗內(nèi)容包括危險化學(xué)品毒性、無損探傷實驗等。

建筑安全模塊：實驗?zāi)康脑谟谑箤W(xué)生加深對建筑施工和使用過程中的基本安全因素的認識，掌握建筑防火安全、施工現(xiàn)場用電安全和建筑消防的相關(guān)技術(shù)和方法。實驗內(nèi)容包括建筑火災(zāi)報警系統(tǒng)實驗、建筑滅火器使用實驗、施工現(xiàn)場臨時用電接地與防雷技術(shù)實驗等。

三、安全工程實驗教學(xué)方法探討

不同類型實驗的內(nèi)容、要求不盡相同，其教學(xué)方法也有差異。因此，在實驗教學(xué)中需要根據(jù)實驗教學(xué)目的和項目的具體特點選擇適宜的教學(xué)方法，并注重各種教學(xué)方法的綜合應(yīng)用。

（一）驗證性實驗

驗證性實驗通常是指實驗者已知實驗結(jié)果而進行的以驗證為目的可重復(fù)性實驗，同時可以鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。低年級大學(xué)生的物理實驗、工程化學(xué)和電工學(xué)實驗課程中的大部分實驗內(nèi)容均屬驗證性實驗。因此，實驗教師在指導(dǎo)這些驗證性實驗時，重在指導(dǎo)學(xué)生驗證實驗結(jié)果、鞏固理論知識、學(xué)習(xí)實驗儀器的使用操作，但也應(yīng)注意加強實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

（二）演示與模擬實驗

演示實驗是直觀教學(xué)的一種高級形式，形象、生動、易接受是其主要優(yōu)點。對于實驗設(shè)備較大型或復(fù)雜的實驗、危險性較大的實驗，可采用演示實驗的方法由教師進行實驗操作，學(xué)生掌握實驗操作步驟和方法。模擬實驗是指利用計算機軟件或程序模擬實驗過程，通過鼠標(biāo)和鍵盤操作學(xué)生可以完成整個實驗過程，從中獲取相關(guān)理論知識和實驗步驟、操作方法等，其安全性和可操作性強。在教師的積極引導(dǎo)下，演示與模擬實驗可以迅速地幫助學(xué)生理解知識，能夠培養(yǎng)學(xué)生觀察力、注意力和思維能力。安全工程實驗教學(xué)中，粉塵爆炸實驗（危險性大）均采用了此實驗方法開展。

（三）綜合性實驗

綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或與其相關(guān)的其他課程知識的實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力和綜合動手能力。比如防火與防爆技術(shù)、職業(yè)衛(wèi)生學(xué)等課程學(xué)完之后，可以開設(shè)物質(zhì)穩(wěn)定性分析和氣相色譜分析等實驗，使學(xué)生理解知識間的相互聯(lián)系和綜合運用，提高思維能力和綜合動手能力。

（四）設(shè)計性實驗

設(shè)計性實驗是教師給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，指導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并實現(xiàn)一定探索性和創(chuàng)造性的實驗教學(xué)，具有科學(xué)實驗的性質(zhì)。設(shè)計性實驗一般需要有選題、制定方案、實驗實施、綜合分析討論和實驗報告撰寫等程序。設(shè)計性實驗教學(xué)中，指導(dǎo)教師給定選題并指導(dǎo)學(xué)生進行方案制定和實施工作，使學(xué)生調(diào)動原有認知結(jié)構(gòu)中的知識和技能，通過實驗的實施發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并解決問題。設(shè)計性實驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生的認知興趣和主觀能動性，同時學(xué)生在解決問題過程中會得到系統(tǒng)的全方位的科研訓(xùn)練。

（五）開放性實驗

在實驗課程教學(xué)過程中，注重與課外科技創(chuàng)新活動和實際科研項目相結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生運用所掌握的理論知識和方法解決實際問題、培養(yǎng)科研興趣和創(chuàng)新思維、鍛煉實際動手能力和科研能力的有效模式之一，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。學(xué)生在老師指導(dǎo)下自主開展實驗研究工作，學(xué)生處于主動探索的狀態(tài)，能夠促使學(xué)生養(yǎng)成獨立思考和積極進取的科學(xué)精神，利于實現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新意識、觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)。顯然，該實驗教學(xué)方法主要面向參加科技創(chuàng)新性活動和科研項目的部分學(xué)生實施。將課程實驗教學(xué)與科學(xué)研究項目實驗相結(jié)合，利于形成指導(dǎo)教師－研究生－ 本科生的分層次科研梯隊，對于本科生科研精神、創(chuàng)新能力、科研能力的培養(yǎng)和科研項目的順利完成均具有重要作用。

總之，按照“3＋X”的模式進行實驗課程體系的構(gòu)建，既能滿足安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求，同時又體現(xiàn)了人才培養(yǎng)特色。“3＋X”安全工程實驗課程體系具有不同的特點，實驗開展也要受到實驗設(shè)備和儀器條件、實驗過程復(fù)雜性和安全性、學(xué)生創(chuàng)新科研能力培養(yǎng)的需求等的影響。因此安全工程專業(yè)實驗教學(xué)過程中，可相應(yīng)的采用驗證性實驗、演示與模擬實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和開放性實驗等形式，保證實驗教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)安全工程專業(yè)人才創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

［1］ 徐鋒，張國華，朱麗華．安全工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)中存在的問題探討［J］．重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版），2010（16）：159－161．

［2］ 竇培謙，胡廣霞．安全工程專業(yè)實驗課程體系設(shè)置研究［J］．中國安全科學(xué)學(xué)報，2008（6）：51－54．

［3］ 聶百勝，張金鋒，胡鐵柱，等．安全工程本科專業(yè)實驗課程設(shè)置［J］．安全與環(huán)境學(xué)報，2006，6（S）：14－16．

［4］ 王志榮，蔣軍成．安全工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的研究與探索［J］．實驗技術(shù)與管理，2007（1）：100－105．