張華文,鄭 娟
(浙江海洋學院石化與能源工程學院,浙江 舟山 316004)
《石油化工安全評價》課程教學改革與實踐探討
張華文,鄭娟
(浙江海洋學院石化與能源工程學院,浙江舟山316004)
摘要:《石油化工安全評價》是一門應用型較強的專業課程,但在教學中存在理論與實踐聯系脫節的問題。為提高教學質量,我們嘗試改革課程教學模式,將專業軟件結合案例教學法應用到實踐教學環節。通過實例分析、課程設計、課題研究等方式,不僅使學生更好地掌握了系統安全分析及定量風險評價方法,也促進了對安全評價基本概念、原理和方法的理解和應用。
關鍵詞:石油化工;安全評價;教學改革
《石油化工安全評價》課程(以下簡稱《安全評價》)是我校面向油氣儲運工程和化學工程與工藝兩個本科專業開設的一門應用型專業課,旨在使學生更多地學習和了解安全評價的基本概念、原理和方法,重點掌握石油化工領域安全評價方法的應用和評價報告的編寫。該課程綜合性較強,特別強調理論與實踐教學的緊密結合,對修讀學生及授課教師均提出了較高要求。
1.1課程內容繁雜
《安全評價》課程內容涉及面廣,涵蓋傳統的系統安全工程理論、安全評價標準(依據)以及石化生產中生產工藝、設備、物質危險性分析技術等,學生難以在較短的學時內全面掌握課程內容。
1.2適用教材缺乏
多數現有教材中理論與實踐知識聯系不夠緊密,且行業涉及面廣,內容略顯枯燥,難以使學生達到學以致用的目的,對課程的重要性認識不充分,降低了學習興趣。
1.3教學方法單一
課程采用傳統的“灌輸式”教學方法,偏重理論教學,實踐環節不足,不利于學生自學能力和創新能力的提升。
1.4教師實踐經驗欠缺
授課教師在博士(碩士)畢業后直接到學校從事教學科研工作,缺少從事工程項目評價的實踐經歷,在授課過程中難以把理論知識與實踐融會貫通,難以調動學生學習的積極性。
2.1案例教學法的綜合應用
在《安全評價》課程教學中,案例分析是最能吸引學生興趣的一種方式,其綜合應用形式包括:
(1)學習安全評價報告實例,了解各類評價方法的應用過程和評價報告的編制方法。(2)通過圖片、視頻、文字及口述等方式,將真實案例引入教學,引導學生進行分析、討論、總結和思考,并掌握安全評價基本方法和原理。(3)設計課外練習,指導學生對所處生活環境(如宿舍、食堂、教室或實驗室)進行安全評價和分析,在應用過程中提高分析和解決問題的能力,培養系統工程思維方法。
2.2SAFETI軟件在案例教學中的應用
SAFETI軟件是挪威船級社(DNV)在開發的一套適用于石化行業的定量風險分析工具,應用廣泛。利用SAFETI軟件強大的分析計算功能和可視化圖表來輔助《石油化工安全評價》課程案例教學,可彌補目前實踐教學過程中存在的不足。SAFETI軟件包括PHAST、LEAK和PHAST RISK三個模塊,可分別進行后果計算、失效頻率分析和風險計算,這也是《安全評價》課程教學的重、難點。通過軟件的演示和應用,學生更容易理解事故頻率(概率)、后果和風險等概念及其分析計算過程,進而加強對定量評價方法的掌握,增加學習興趣和積極性。
2.3教學內容和方法的拓展
利用SAFETI軟件較好的可視化圖表功能,我們對安全評價課程教學內容進行延伸和拓展,在課程教學中增加“石化企業選址”、“安全容量與區域規劃”、“土地使用決策”、“危化品運輸路徑選擇和優化”等議題,引導學生自行分析和討論,并應用SAFETI軟件開展課題研究,提高了學生的學習興趣和探索精神。
為使學生增加學習興趣,我們選取實際可能發生的情景案例進行教學。其中一個案例以危化品道路運輸為背景,假設一輛裝載20t液態乙烯槽車在行經某路段時發生側翻(或追尾)事故,造成儲罐內乙烯緩慢泄漏,具有發生火災、爆炸事故的風險。此案例要求學生分析道路運輸危化品的危險性,討論可移動危險源與固定危險源的不同,并通過SAFETI軟件模擬和計算該槽車對沿線產生的事故風險。在實例研究過程中,學生需要根據所學理論知識分析事故模型及相關參數,包括事故地點及周邊環境、乙烯的理化參數、液化氣體泄漏擴散模式、事故發生頻率(與道路狀況等因素相關)等信息,確定影響風險計算的基本要素。
在SAFETI軟件中輸入已設置的模型參數,可以得到有關乙烯擴散濃度變化、燃燒熱輻射分布、爆炸沖擊波超壓影響范圍以及個人風險、社會風險等圖表。通過對得到的報告和圖表進行數據處理和分析,學生能夠更加直觀地了解風險計算要素,理解安全評價分析過程及其在安全管理中的重要性,也可以鍛煉獨立分析和解決問題的能力。
《安全評價》課程兼具理論性與實用性。在實際教學過程中,我們將SAFETI軟件引入課堂教學,增加案例分析和課程設計等實踐教學環節,有效提高了課程教學效果和效率,主要體現在以下幾個方面:(1)應用案例教學法等手段,有助于完善課程教學內容和方法,特別是能夠提高“定量風險評價”內容的教學效果;(2)在案例教學中應用模擬分析軟件,可以使學生充分熟悉安全評價的整個過程和方法的具體應用,既提高了學習興趣,也增強了對本課程及安全評價本身重要性的認識;(3)通過教學使學生了解和掌握SAFETI軟件的基本操作和建模過程,有助于拓展學生專業素養和實踐技能,更好地適應將來的職業發展要求。
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資助項目:浙江海洋學院校級高等教育教學改革研究項目“SAFETI軟件輔助《石油化工安全技術》課程案例教學研究”;浙江海洋學院校級網絡課程建設項目“石油化工安全評價技術”。