安全工程專業實踐教學方法和手段的優化研究與應用

蔣復量 雷林 王淑云 余修武 馮勝洋 鄭平衛 康虔

摘 要 為響應國家“強化實踐教學”的號召，針對目前實踐教學中存在的諸多問題，本文以南華大學安全工程專業實踐教學為主要研究對象，從專業實踐、課程設計、專業實習、畢業設計（論文）等環節提出實踐教學改革的構想。首先，利用“導學預案”提高課堂效率，引導學生主動思考，啟發學生探究創新。其次，完善實踐教學內容，強化實踐教學管理以提高學生所需的不同方面能力。最后，加強實踐教學的實效性以使理論教學與實踐教學相輔相成，相得益彰。此次實踐教學優化研究取得了階段性的成果，但仍需要經歷長期實踐的檢驗，進行持續改進。

關鍵詞 安全工程 實踐教學 教學方法與手段 綜合能力培養

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.03.051

Abstract In order to enhance practical teaching and solve the current practical teaching problems. Taking the practical teaching of safety engineering in University of South China as the research object， this paper proposes the idea of practical teaching reform based on the aspects of major experiment， course practical design， major practice and graduating thesis. First of all， this reform uses the guidance test to improve teaching efficiency and inspire students to explore and innovate. Secondly， it perfects the practical teaching content and strengthens practical teaching management in order to improve students' ability in different requirement. In the end， we should strengthen the effectiveness of practical teaching so that theoretical teaching and practical teaching complement each other and bring out the best in each other. This improvement of practical teaching has achieved periodical achievements， but it still needs to be tested and make continuous improvement.

Keywords safety engineering； practical teaching； teaching methods and means； comprehensive ability training

0 引言

安全工程專業注重培養能從事安全技術及工程、安全科學與研究、安全監察與管理、安全健康環境檢測與監測、安全設計與生產、安全教育與培訓等方面復合型的高級工程技術人才，涉及到軍工、化工、石油、礦業、土木、交通、能源、環境、經濟等領域，是一個涉及面極廣的綜合交叉學科。其主要的實踐教學內容包括：課程實驗、專業實習、課程設計、畢業設計（論文）等。

近年來，教育部持續全面推進高校綜合改革創新，強調“強化實踐教學”的重要性，要求各地各高校結合本地本校實際，建設實踐教學基地、加大實踐教學投入、創新實踐教學模式、擴大實踐教學覆蓋面，使學生在參與實踐教學的過程中受到多方面的教育和鍛煉，為理論教學提供源源不斷的新素材、新成果，較好地實現了理論教學與實踐教學、第一課堂與第二課堂的有機融合與相互支撐。[1]正是由于實踐與理論可以相互補充；可以提升學生的實操能力、組織能力、創新能力、分析問題和解決問題的能力；形成了以學生為主體的學習模式，實踐教學越來越被高校所重視。

但是，目前的實踐教育還存在著許多不足之處。例如：（1）實踐教學的效果存在著較大的個體差異。在團隊實踐中，會出現個別學生主導執行操作而一些學生參與度較低、思考問題及動手實踐不夠積極、對原理及步驟流程不夠清楚；（2）教師無法對學生的實驗、實習效果進行精準掌握。專業實驗和專業實習多以教師灌輸式講解后學生實踐的形式為主，教學中教師與學生之間缺乏互動和溝通，學生難以積極主動地參與教學活動，而往往成為知識被動的接受者和機械的應用者；[2]（3）實踐課與理論課時間不夠匹配、聯系不夠緊密。實踐課上的內容通常與相應的理論課在時間上相隔較遠，學生不能很好的回顧理論課的知識、與理論課的知識相聯系，導致實踐課和理論課不能相互補充，作用大打折扣；（4）實踐教學中缺少學科所需軟件工具的課程。熟練運用計算軟件、數據分析軟件、模擬分析軟件等工具對學生理解問題、研究問題都有很大幫助，日常的實踐教學中如果缺乏對這些軟件的學習會限制學生的能力、制約其發展。

1 南華大學安全工程專業實踐教學的主要內容介紹

南華大學安全工程專業安排獨立設置和非獨立設置的實踐教學環節，包括實驗課程、課程設計、專業實習、畢業設計（論文）等形式，構成實踐教學體系，實踐教學的學分占總學分的20%以上。該課程模塊主要用于分析和解決復雜的安全工程問題，著重培養實驗技能、工藝操作能力、組織協作能力、工程設計能力和科學研究能力。實踐教學體系包括：專業實驗、課程設計、專業實習、畢業設計（論文）等環節。

其中，專業實驗采用課堂講授和實踐活動相結合的方式，根據課程所學某個知識點，進行理論性驗證，增強學生動手能力，學會對實驗數據的處理方法，鞏固理論課程知識。本專業開設實驗課的基礎課程有：物理實驗、電工電子技術C、Auto CAD輔助繪圖、機械設計基礎B、工程熱力學與傳熱學、流體力學D、安全人機工程學、防火防爆技術等；專業特色實驗課的相關課程有：地下工程安全技術、核與輻射安全A、核通風與空氣凈化等。本專業開設的綜合性、設計性實驗有：超聲回彈綜合法檢測混凝土強度、可燃液體的閃點測定、聲光反應時測定等。

為適應安全專業高級應用型人才的培養目標，安全工程專業共設有四門課程設計，分別為：“防火防爆課程設計”、“建筑施工安全課程設計”、“安全評價課程設計”、“建筑消防課程設計”。每個課程設計要求的完成時間為2周（10個工作日），要求學生獨立完成一份5000字至6000字的課程設計書，內容必須概念準確，參數選擇合理，符合設計手冊與設計規范及相關參考書籍的要求，計算正確，計算書書寫工整、清晰。設計合理，圖表清晰，符合規范。教師根據學生平時表現、設計報告質量、學生答辯三方面綜合評定成績。

專業實習包括認識實習、生產實習和畢業實習三大類，共6學分。專業實習則分散在校外實習基地完成。學院采取“集中與分散相結合，以集中實習為主”的方式組織進行專業實習。安全認識實習主要內容為參觀各實驗室，在實驗室完成實驗設備和模塊的基礎認識；參觀認識實習單位現場，對不同廠礦企業生產現場存在的危險有害因素、主要危險源有初步的印象和了解，理解專業的作用，掌握專業課程的學習方法和技巧；安全生產實習主要內容為深入企業一線，了解所處行業最新情況以及企業架構、管理方式、業務流程，理論聯系實際，把平時在學校中所學的知識應用到實際工程中去，以完成從學習崗位到工作崗位的初步過渡，為畢業后從事相關崗位奠定職業基礎；安全畢業實習主要內容是結合畢業設計的題目，制定出本設計的可行方案并且廣泛接觸實際、收集技術資料、了解行業動態。

畢業設計（論文）教學環節是安全工程專業人才培養計劃的重要組成部分，是培養學生綜合素質、實踐能力與創新精神，實現人才培養目標的重要教學環節。本專業畢業設計（論文）主要分為研究論文類和工程設計類，培養學生解決實際復雜工程問題的能力。畢業論文的題目來源于實際研發項目；畢業設計大部分來自于現場實際，學生畢業設計的條件、圖紙資料和基礎數據取自現場，其中部分學生的畢業設計在企業中完成，由企業導師和校內老師共同進行指導。最后，畢業設計綜合成績由指導教師評分、評閱教師評分和答辯教師評分三部分綜合組成，每部分都有全面、詳細的評分細則。

2 實踐教學方法和手段的改革與實施

2.1 注重引導、啟發式教學

在實踐教學，特別是專業實驗課、認識實習、產生實習的過程中，主要是老師或企業導師集中講授后學生操作。并且在講授時也基本是以本課堂的內容為主，很少聯系理論課相關知識。留給學生自主思考的時間很有限，師生之間交流、探討問題的時間更是微乎其微。多年的教學培養模式已養成了教師旨在傳道授業，學生聆聽教師的教誨、學習書本知識的傳統教學模式。然而引導學生主動思考比灌輸知識具有更重要的意義。[3]只有激發學生的主動學習興趣，培養思考問題、探索問題、解決問題的能力才能使實踐教學更加可持續。

為了能讓教師更好的了解學生對實驗、實習內容的理解程度和掌握程度，引發學生自主思考，筆者認為可以為實驗和實習設計“導學預案”。教師在導學預案中設置與每次實踐教學內容相關的問題，例如，針對實踐內容中的關鍵步驟、注意事項等提問；對實驗原理、實習目的進行提問；對實踐情況不同的設想和可能性進行提問，引導學生思考、啟發學生探究、創新。實踐課前收回學生提前完成的導學預案以幫助教師摸底了解學生對本次實踐課的理解情況。哪些部分學生已經掌握、哪些部分還存在問題、哪些部分在認識上有偏差也就一目了然，老師在課上可以重點講解、答疑，學生在課上可以相互討論，繼續完善學案。一方面，教師可以利用學案節省出的時間多與學生交流、溝通，還可以將前沿知識補充到實踐課中、將學科知識鏈接到實習中，加強理論與實踐的聯系。另一方面，學案使學生對中的要點進行了自主思考，激發學生的學習興趣，實現了教師與學生的雙向良性互動。此外，通過對學案問題的相互討論可以提升學生的團隊協作能力，培養學生良好的溝通和邏輯思維。這樣有效的縮小了實踐教學效果在學生之間的個體差異，帶動了每一個學生參與到實踐課程中來。同時也為考核評定成績提供了依據。

2.2 完善實踐教學內容

（1）增加自主設計實驗環節。實施“學生為主體，教師為主導”的實驗教學方法，使學生自己動手、自己動腦，主動學習。[4]教師選取重點實驗，給出實驗目的或原理，考察學生自主查找材料、組織團隊、設計實驗方案、選擇器材、操作完成實驗、進行數據分析、撰寫實驗報告；教師選取需重點掌握的儀器，考察學生針對所給儀器設計實驗，實現一定功能、得出一定結論。

因此，對于各類實驗，教師均需提前公布實驗計劃，并對學生在資料查找、實驗方案制定等方面給予指導。對學生在各實驗實施過程中遇到的問題進行個別輔導但不過度干預，允許學生出現項目失敗。

（2）增加具有學科交叉性質的實踐課程。增加涉及其他專業知識的實踐課程以拓寬學生的知識面，促進安全專業與環境專業等相關專業的交流融合，從其他專業的實踐要求中汲取營養，培養推陳出新、發展完善安全專業的能力。

（3）加強對畢業設計（論文）的要求。第一，加大英文文獻的查閱和引用量要求。畢業設計（論文）至少要引用3篇英文文獻，指導老師對學生查閱和引用英文文獻的情況作指導和監督，提高學生運用英文文獻的能力，擴寬學生的國際視野。第二，加強文獻綜述的完整性。要求學生在對選題所涉及的研究領域的文獻進行廣泛閱讀和理解的基礎上，對主要學術觀點、前人研究成果、存在的問題及可能的原因及發展前景等內容進行綜合分析、歸納整理和評論，并提出自己的見解。

（4）增加工具軟件的實踐教學。安全工程作為工科專業往往會在工作或科研中涉及數據的分析和運算，掌握相關軟件可以大大提高學生分析問題和解決問題的能力。高校應加強軟件的實踐教學，例如，矩陣實驗室（MATLAB）是用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的高級技術計算語言，可以進行矩陣、積分等運算，滿足安全工程所需的數據處理要求；SPSS的基本功能包括數據管理、統計分析、圖表分析、輸出管理等等。SPSS統計分析過程包括描述性統計、均值比較、一般線性模型、相關分析、回歸分析、對數線性模型、聚類分析、數據簡化、生存分析、時間序列分析、多重響應等幾大類，而且每個過程中又允許用戶選擇不同的方法及參數。SPSS也有專門的繪圖系統，可以根據數據繪制各種圖形。實踐教學要基于學科知識，結合企業和社會的實際需要，切實有效的提升學生的綜合實踐能力，實現專業就業能力培養與社會需求緊密對接。

2.3 強化實踐教學管理

增加畢業設計（論文）工作記錄本。編制畢業設計（論文）工作記錄本，要求學生每周記錄本周所查閱的文獻資料以及學習心得，論文撰寫進度和指導老師集中輔導情況等內容。最終由指導老師簽字或批注，工作記錄本作為指導老師成績評定的參考依據。

2.4 加強實踐教學的時效性

實踐是理論的出發點和落腳點，實踐教學可以及時檢驗理論教學的成果，進一步深化、完善理論。因此，要以實踐為導向來展開理論知識的教學。實踐教學是為了把理論知識具象化，將理論知識應用到生產生活之中，“紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行”，實踐教學可以補充理論知識。通過不同形式下的實踐教學豐富、夯實理論知識。[5]但目前的實踐教學與相應課程的理論教學時間間隔較長，容易產生知識遺忘，導致學生在實踐課程中無法及時調動理論知識。

因此，為了保證實踐教學的效果應加強其時效性，使實踐課與理論課緊密銜接。理論課堂講授完知識后立即安排該部分實踐課，而不是把實踐課安排在學期末。一方面，可以在學生對所學知識記憶猶新的時候趁熱打鐵，將知識運用到實踐中，在實踐中鞏固和提升認知。另一方面，避免學生因忙于期末復習而無心實踐課程的學習和回顧整理。

2.5 企業深度參與實踐教學環節

（1）企業深度參與學生的生產實習。企業為實習學生提供了良好的實習條件，并配備了實習指導老師，實習學生深度參與到實際的生產項目中去。例如：安卓1401班共計25人，其中男生20人，女生5人。生產實習分別安排在中建一局華南區域公司（10人）和中建電力建設有限公司（15人）。學生在實習單位實習的時間長達三個月，學生參與到核電施工現場安全管理，學習了二維碼可視化技術、接觸到了安全防護工具的良好實踐、及時的隱患排查整改機制、隱患錄入APP的操作和實用、嚴明的安全管理制度等。核電實際工程建設中運用安全技術可以大大降低事故風險，尤其是本質安全技術的使用。學生學習到了安全技術措施使用的等級順序、遵循的原則，再到結構性、系統性思維的管理方法。學生學習了全面系統的安全管理工作的技術與方法，在工作中形成“凡事有交代，件件有著落，事事有回音”的閉環原則。

（2）企業深度參與學生的課程設計。例如安卓1401班的安全設施課程設計就結合了中廣核廣西防城港核電站在建項目中的核島土建施工，制定了有效的防傾覆安全措施、孔洞臨邊防護措施，設計了安全繩、自鎖器、速差器、安全網，制定了?；繁４娣矫娴陌踩胧┑?。該課程設計深度結合了企業的實際需求，很有針對性，學生的收獲也頗豐。

（3）企業深度參與學生的畢業設計。例如安工1401班的尹小新同學在深圳市世和安全技術咨詢有限公司完成了畢業實習和畢業設計，通過公司技術人員的指導，學生了解到了很多課堂上沒學過的知識，深度學習了撰寫畢業設計所需的法律法規、技術資料、評價方法、現場調研材料等，最后完成的題為《深圳市恒豐工業氣體公司職業病危害現狀評價》的畢業設計，很好結合了企業的實際情況，質量較高，學生和企業都很滿意。

3 改革取得的效果

經過對實踐教學方法和手段的改進，筆者所在院校的安全專業實踐教學體系更加完善，引導、啟發式教學初見成效。學生的對于實踐課程的主動性、參與度以及掌握程度都有了明顯的改善，學生對問題的思考也越來越深入了。“導學預案”提高了課堂效率，使得教學更具針對性，增加了教師對學生的了解。學生對于實踐內容的討論和協作比之前更積極、更高效、更富有創造性，改變了以往只有少數學生完成實踐的情況。實踐教學內容的豐富使得學生自主設計、完成實驗的能力有所提高，創新創業項目的數量也有所增加。此外，畢業設計（論文）文獻綜述部分專業性更強了，逐漸掌握數據分析、計算的軟件并運用到課程設計和畢業論文之中。此外，加強了實踐教學管理，編寫 了“畢業設計（論文）工作記錄本”不僅便于指導教師有針對性的輔導而且還有利于學生有計劃、有規律的查閱資料、撰寫論文。

最后，將實踐課與理論課的時間調整趨于一致后，學生可以比較輕松的掌握實踐課的內容，與老師交流互動更加積極，課堂氣氛以及教學效果都比以往有了改善，真正起到鞏固理論知識的作用。

4 結論

實踐教學是高校素質教育的重要組成部分，是培養創新型、應用型人才的有力抓手，但實踐教學相較于理論教學來說起步比較晚，體系還不夠完善，許多具體環節在設施的過程中還存在著或大或小的問題。好在實踐教學的重要性被越來越多的人看到，高校紛紛開始探索實踐教學的模式、改進實踐教學的形式、完善實踐教學的體系，逐漸形成了具有院校特色的實踐教學模式。

教師的作用在于促進學生間的討論，鼓勵學生充分思考，轉變傳統的“滿堂灌”教學模式，[6]增強學生的參與意識，讓學生以主體的身份參與教學過程，啟迪學生積極思考，提高實踐教學的針對性、吸引力和感染力，從而更好地激發學生的學習興趣和熱情，使學生主動地投身實踐學習，鍛煉自身的工程實踐能力。

豐富和完善實踐教學內容是改革的重點工作，也是需要所有教育工作者持之以恒去努力的。只有從 “供給側”多想想辦法，持續改進、提高實踐教學服務質量，才能引導學生掌握知識、獲得能力的提升，達到“教與學”的良性循環。在實踐教學中，通過增加自主設計型內容、增強對文獻綜述的要求等措施訓練學生相應方面的能力，而不只是一味地要求學生具備這些能力。

加強學生綜合運用能力的教育迫在眉睫但也任重道遠。無論是從事安全相關的工作還是進行學術研究，使用辦公軟件，繪圖軟件、數據統計、分析軟件的能力是不可或缺的。英文水平、邏輯分析、語言表達也會在很大程度上影響學生日后的競爭力。因此，實踐教學因有意識、有計劃的設計培養學生的綜合運用能力而不是只關注專業課?！肮び破涫?，必先利其器”，加強工具軟件的學習和訓練，有利于學生業務水平的提高，發展前景將更加廣闊。

無論是在實踐教學還是在理論教學中，過程和最終成績同樣重要，偏重任何一方的改革都是片面的。實踐教學還有很多不完善的地方，還有很多不成熟的環節，需要在日常工作中多觀察，多思考，持續研究和改進。

參考文獻

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