安全工程專業實驗教學改革初探

高玉坤　劉芳喆　黃志安　張英華

摘要：實驗教學是培養創新型人才、提高學生學習興趣、掌握重要知識點的重要教學方法。文章從安全工程專業傳統實驗教學存在的問題出發，對其產生原因進行分析，并針對問題成因提出實驗教學體系改革方法。基于社會對人才的需要，主張培養學生創新和實踐能力，既要增添新內容并分類，還要構建新型實驗平臺，以解決傳統實驗教學所產生的弊端，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

關鍵詞：安全工程專業；實驗教學；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）34-0078-02

安全工程專業自改為一級學科開始，國家的重視程度日益明顯，各工作崗位對人才的需要也更加苛刻。為了更好地貼近實際需要，提高學生能力，培養工程實踐能力變得尤為重要。安全工程本科專業的主干實驗課程主要有流體力學、工程力學、電子電工學、安全人機工程學以及個體防護等。這些實驗課程從屬于理論課程，多數為驗證性實驗，不利于全面培養學生的實驗動手能力、綜合分析問題和解決問題的能力。

本文結合現在傳統實驗教學方法的實際情況，分析傳統實驗教學體系存在問題，尋找問題產生的原因以及如何對傳統實驗教學進行改革等三方面進行闡述。

一、傳統實驗課程教學存在的問題

現在的教學體系普遍以理論與實驗課程相結合，但實驗內容陳舊、所占課時比例小、應試教育思想嚴重。

1.實驗課程時間少。實驗課程所占課時比例小，都是穿插到理論課程中，隨著知識點的講解而進行實驗，只是初步熟悉實驗器材的操作，對實驗原理等并不能完全掌握。并且相關知識點之間的實驗無法產生聯系，較為分散，不利于學生對學科課程進行整體把握，更無法培養學生對該實驗課程的興趣愛好。

2.實驗教學方法單一。實驗教學方法多年來未曾有所改變，以學生根據老師所講內容完成實驗為主，得出實驗結果并進行數據分析，最后得出結論。學生在實驗中忽略了自身思考問題的能力。在實驗課程中，缺乏創新、探索與討論的實驗。這種傳統的實驗教學方法不利于學生在實驗課程中發現問題、解決問題并提高自身能力。

3.儀器閑置浪費。由于學校對實驗課程不重視，導致實驗室少有人關注，實驗室環境差，設備陳舊。學生課程按照專業劃分，所以實驗課程結束后，實驗器材閑置。

4.成績評定方法局限性大。現各高校均以應試教育為先，老師講解多于學生親自動手，學生為了達到實驗最終結果也是背誦多于理解，缺乏獨立思考問題的能力，與社會所需人才不匹配。由于成績考核只是基于最終實驗報告的撰寫，而忽略實驗過程中學生產生的疑問以及自身能力的培養，限制了學生的發散性思維以及自主創新能力的發揮。

二、問題成因

雖然安全工程已得到了國家重視，但教學依然存在問題，分析問題成因便于解決問題。

1.應試教育體制。由于受傳統教育束縛，應試教育體制的影響，學校對實驗教學關注不夠，導致沒有完善的管理制度，沒有固定的實驗教師隊伍。傳統教學一般分為理論和實驗兩部分，而我國一直都是重理論輕實踐，最后的成績只是根據上交的實驗報告和實驗數據的處理分析來評定，無法真實反映學生在動手能力、創新思維上的水平，而這也是受應試教育體制的影響。

2.實驗室管理制度。實驗室經常按照專業劃分，所以也會出現管理的真空地帶，管理制度的不完善，導致了資源的浪費或是實驗人數過多效果不佳。大部分實驗儀器只是針對某課題而購買，適用范圍有很大局限性。在實驗教學中，學生沒有選擇權，無法根據自身能力水平選擇實驗內容。

三、安全工程實驗教學體系改革的幾點看法

根據傳統實驗教學方法的問題，對安全工程實驗教學的改革可從完善教學內容、構建實驗平臺、增設科技創新和科研項目以及完善成績評定制度四方面入手。

1.完善教學內容。為了使學生全面把握安全工程學科的所有應知應會的實驗內容，可將實驗教學分為三個等級，分別為公共基礎實驗、專業基礎實驗以及專業領域實驗。（1）公共基礎實驗。這部分實驗課程為簡單的實驗儀器應用，實驗室制度的了解以及對數據的分析處理等，主要為專業實驗課培養基本動手操作能力。①數學實驗。數學實驗主要應用MATLAB軟件進行簡單的數學矩陣運算和繪圖。②物理實驗。主要內容包括：惠斯通電橋實驗、驗證動量守恒定律、慣性秤測量物體質量、示波器的使用等，旨在為專業實驗奠定基礎。③電子電工學。主要內容包括：戴維寧定理及最大功率傳輸條件的研究、單相交流電路的研究、三相交流電路的研究、模擬運算電路，研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能、日光燈及其功率因數的提高。④化學實驗。主要內容包括：常見危險化學品的認知、酸堿滴定、沉淀平衡和電離平衡。（2）專業基礎實驗課。①工程力學。主要包括：拉伸、壓縮實驗，通過萬能材料試驗機觀察和分析低碳鋼及鑄鐵在拉伸和壓縮過程中的各種現象、扭轉破壞實驗、金屬沖擊實驗、工字型梁彎曲試驗。②流體力學。主要內容包括：靜水壓強實驗、文丘里實驗、不可壓縮流體恒定流動量定律實驗、畢托管測速實驗、雷諾實驗、管路沿程水頭損失實驗。（3）專業領域實驗。①人機安全工程實驗。主要內容包括：運動反應時間測定，檢驗優勢手的反應時間與運動時間是否相關、注意分配測定、雙手調節器實驗、人體測量實驗、閃光融合頻率測定實驗、錯覺實驗、人機操作實驗、勞動強度與疲勞測定等。②作業環境檢測。主要內容包括：粉塵、溫度、濕度、輻射強度的測定等。③噪聲與振動。主要內容包括：道路交通噪聲測量、駐波管法吸聲材料垂直入射吸聲系數的測定、混響時間的測定、振動儀的使用。④個體防護。主要內容包括：安全帽、濾光鏡、防毒面罩、防靜電服、保護鞋、安全帶等使用方法。

2.構建實驗平臺。教學內容的豐富可以提高學生的動手能力，但大部分為驗證性或認知性的實驗，還應該加入能夠提高創新意識、工程意識的開放性實驗。（1）結合其他學科。為了適應社會需求，可與采礦、環境等學科相結合，培養學生應用專業的數字化軟件來解決問題的能力。（2）安排遞進式課程。針對原本的實驗課程，在學習了基礎實驗課程、專業基礎實驗課程以及專業領域實驗課程后，可根據學生能力先后參與課程設計、綜合實驗、科研訓練和開放實驗，并且在畢業前進入科技研究與創新實驗，進一步貼近社會需求。（3）運用引導式教學。運用引導式教學，要因材施教。指導教師以學生獨立思考和克服困難為主，指導學生通過自己的努力完成實驗。對于實驗過程中表現出積極性的學生，應開設自擬實驗，學生可以通過自己查閱資料、設計實驗方案等提高實際動手能力和創新思維能力。（4）建設開放實驗室。由于學生的學習負擔非常大，學生對于每門課程的時間分配都較少，應該更好地利用實驗課。開放實驗室的實驗教學，是指學生可以利用課余時間對感興趣的實驗內容等進行自由練習，有效提高了實驗室的使用效率。（5）建設安全工程實驗中心網站。建設“安全工程實驗中心網站”，設置實驗教學、教學資源等欄目，開放實驗預約系統，滿足不同層次學生的自主學習要求。學生實驗時可將實驗數據或實驗成果通過網絡上傳到教師平臺，實現實驗室信息化、網絡化、智能化管理。（6）開設“虛擬實驗室”。利用軟件搭建一個現代化或與現實實驗室相同的虛擬實驗室，不受時間空間限制，為學生提供一個開放的虛擬實驗環境，可以測試實驗器材臨界點、發生危險的實驗方法等。

3.增設科技創新和科研項目。學生在學習完基礎課程并基本掌握所學內容后，可向教師提出申請，進入科技創新環節或與學長學姐參加科研項目的研究。學生在實驗前，根據實驗項目要求，查閱文獻，設計方案，交教師評析，進行實驗，分析數據并得到結論。有利于學生的全面發展，為學生走向工作崗位打下了堅實的基礎。

4.完善成績評定制度。成績的評定方法很大程度影響著學生的學習興趣和能力的成長。成績評定不能只依據實驗報告，還應包括對實驗的整體把握、實驗中的表現以及實驗報告的撰寫等，以此來真實體現學生在學習過程中所遇到的困難和自身能力的提升空間。

本文結合傳統實驗教學實際情況，分析了安全工程專業傳統實驗課程體系存在的問題并分析成因，并從實驗教學內容開始提出了解決方法。不僅要對實驗教學內容及時更新和補充，還要對現有的實驗課程分類并層層遞進，讓學生充分發揮自己能力的同時不會覺得乏味。為了提高學生學習積極性，不僅要從實驗內容進行改變，還要加入新鮮元素，如網絡預約實驗室、交流平臺以及虛擬實驗室，來提高學生對安全工程專業的興趣。為了讓學生可以有所提高，在學生完成學校規定的實驗課程之后，成績優秀者還可以自主選題、自主設計進行科技創新實驗，或直接進入課題組，為畢業設計和將來工作打下堅實基礎。

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